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Institut de Combustion Aérothermique Réactivité et Environnement

Le 8 octobre à 10h30, salle de conférences, ICARE.
THÈSE PRÉSENTÉE A L’UNIVERSITÉ D’ORLÉANS POUR OBTENIR LE GRADE DE DOCTEUR DE L’UNIVERSITÉ D’ORLÉANS PAR

Alexandre BRACONNIER Energétique

Étude expérimentale de la combustion d'une particule d'aluminum isolée : influence de la pression et de la composition de l'atmosphère oxydante.
Experimental study of a single burning aluminum particle: influence of the pressure and composition of the oxidizing atmosphere.

MEMBRES DU JURY :

M. Christian CHAUVEAU CNRS Directeur de thèse
Mme Valérie TSCHAMBER Université de Haute-Alsace Rapporteur
M. Olivier DUFAUD Université de Lorraine Rapporteur
M. Fabien HALTER Université d'Orléans Co-directeur de thèse
M. Laurent CATOIRE ENSTA Paris Tech Examinateur
M. Robin DEVILLERS ONERA Examinateur
M. Stany GALLIER ArianeGroup Examinateur

RÉSUMÉ
Les poudres d'aluminium possèdent des propriétés énergétiques intéressantes et sont couramment intégrées à la composition de certains propergols solides pour améliorer les performances des systèmes de propulsion. Néanmoins, la présence d’une phase dispersée au sein de l'écoulement propulsif peut altérer la stabilité des moteurs à propergol solide (MPS) et l'utilisation du potentiel énergétique des particules d'aluminium nécessite d'être optimisée pour accroître davantage le rendement moteur. Des enjeux majeurs sont alors associés à la modélisation du processus réactionnel des gouttes afin d’améliorer les outils numériques prédictifs utilisés pour concevoir les MPS.

Cependant, la compréhension du phénomène de combustion des particules d'aluminium reste encore limitée et les données expérimentales disponibles s'avèrent être lacunaires, en particulier pour le cadre d'application des MPS. En ce sens, basée sur un dispositif permettant d'isoler une particule métallique en lévitation dans un milieu contrôlé, l'étude proposée a permis d’obtenir des résultats inédits dans cette thématique. Des axes de réflexion essentiels sur la phénoménologie de réaction ont été introduits, principalement sur les effets résultant de l’accumulation de produits condensés en surface de la goutte durant la combustion.

Différentes hypothèses ont ainsi été discutées quant aux mécanismes impliqués dans ce processus. Une quantité significative de données a également été rapportée sur les paramètres de combustion caractéristiques, permettant de préciser la contribution respective des paramètres définissant le milieu réactif. Les efficacités oxydantes du O2, du CO2 et du CO ont été quantifiées, le monoxyde de carbone agissant alors sensiblement comme un inerte, au même titre que le N2. L'effet de la pression sur le temps de réaction a aussi été déterminé et s’avère être relativement limité. Enfin, une nouvelle loi empirique a été formulée afin d’estimer le temps de combustion des gouttes d’aluminium d’après leur taille et les conditions ambiantes, suggérant en outre que le processus réactionnel global de l'aluminium ne peut être convenablement décrit par la loi théorique du D2.
Le 15 septembre à 10h30, salle de conférences, ICARE.
THÈSE PRÉSENTÉE A L’UNIVERSITÉ D’ORLÉANS POUR OBTENIR LE GRADE DE DOCTEUR DE L’UNIVERSITÉ D’ORLÉANS PAR

Guillaume RENOUX Energétique

Étude expérimentale de l'interaction goutte/flamme : propagation d'une flamme dans un aérosol en microgravité et passage d’une goutte à travers un front de flamme.
Experimental study of droplet/flame interaction: propagation of a flame in an aerosol in microgravity and passage of a droplet through a flame.

MEMBRES DU JURY :

M. Christian CHAUVEAU CNRS Directeur de thèse
M. Fabien HALTER Université d'Orléans Co-directeur de thèse
M. Cyril CRUA University of Brighton Rapporteur
M. Vincent ROBIN Université de Poitiers Rapporteur
M. Pierre HALDENWANG Université Aix-Marseille Examinateur
M. Vincent MOUREAU CNRS Examinateur
M. Christophe DELAROCHE CNES Invité

RÉSUMÉ
La combustion de carburants liquides est l'une des principales méthodes de conversion d'énergie utilisée dans une large gamme d'applications, allant des moteurs à combustion interne aux moteurs fusées, jusqu’aux turbomachines et les fours industriels.

La combustion des aérosols est un phénomène très complexe mettant en jeu de nombreux processus tels que l’atomisation, la vaporisation, la dynamique des fluides ou la cinétique chimique. Ces travaux de thèse se placent ainsi dans le cadre de l’investigation expérimentale et fondamentale de l’interaction entre flammes et gouttes, dans un but à la fois phénoménologique et de compréhension des processus physiques.

Le centre d’intérêt a été dans un premier temps la caractérisation de la propagation d’une flamme laminaire sphérique dans un aérosol de carburant mono disperse, et plus spécifiquement la stabilité et la morphologie de ces flammes, pour lesquelles ont été menées des études quantitatives. Ces expériences ont été réalisées au cours de plusieurs campagnes de vols paraboliques à bord de l'avion ZERO-G du CNES afin de se soustraire aux problèmes de sédimentation causés par la pesanteur.

Dans un second temps, l’étude s’est dirigée vers une configuration expérimentale plus fondamentale, celle d’une goutte isolée incidente à un front de flamme plat et stationnaire. Ces nouvelles expériences ont permis d’observer à la fois la déformation de la flamme lors du passage de la goutte ainsi que l’évaporation de celle-ci dans le front de flamme et dans les gaz brûlés.
Prévu du 8 au 10 juin 2020, Rabat, MAROC - - Reporté
Colloque Francophone COMbustion et POLlution Atmosphérique

Lien : ICI
5 Febuary 2020, Paris, FRANCE
TOTeM47 : Topic Orientated Technical Meeting

IFRF (International Flame Research Foundation) and Comité Français (French Flame Research Committee) are hosting TOTeM47 on 'Additive manufacturing for combustion application'.

To date IFRF, has held 46 Topic Orientated Technical Meetings (TOTeMs) on a range of combustion-related topics. Each of these events include expert speakers and a chance for the latest research to be showcased to an international audience.

For this latest TOTeM, we are offering organisations the opportunity to sponsor this event. For just €2500 you will receive:
  • Two free places at the event
  • Your logo on the promotional material and the IFRF website
  • An article in IFRF’s bi-weekly newsletter and on the website
  • Exhibition stand at the event with the chance to network with delegates
If you would like to take advantage of this great offer or if you would like more information, please contact IFRF at administration@ifrf.net.
23 Janvier 2020, IMFT - Toulouse, FRANCE
Journée des doctorants en combustion

. Voir le programme

Juin 2019, Bourges, FRANCE
La chaire industrielle ACXEME (Allumage, Combustion, eXplosion, Environnement et Matériaux Énergétiques) est un programme de recherche, sélectionné en juin 2019 par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR). Elle est portée par le Professeur GILLARD, enseignant-chercheur depuis 22 ans au sein de l’axe Combustion-Explosions du laboratoire PRISME (Université d’Orléans/INSA Centre Val de Loire) situé sur le site de l’IUT de Bourges. Elle a été inaugurée le 5 décembre dernier.

Cette chaire concrétise une reconnaissance scientifique et industrielle au plus haut niveau national dans ce domaine, fruit de la collaboration de très longue date entre les partenaires académiques et industriels du territoire du Cher, et à Bourges en particulier.

Le Pôle Capteurs et Automatismes, creuset du développement de ce projet, assurera la coordination administrative de cette chaire, portée institutionnellement par l’Université d’Orléans. Cette chaire industrielle vise donc à l’optimisation des systèmes énergétiques explosifs, propulsifs et thermites en intégrant les contraintes environnementales d’aujourd’hui et en anticipant celles de demain. Les défis au niveau matériaux, systèmes ou énergétiques seront relevés par le consortium d’industriels MBDA France, Nexter Munitions et ASB Aerospatiale Batteries d’une part, et les chercheurs des laboratoires PRISME et ICARE-CNRS d’autre part. La chaire industrielle ACXEME est dotée d’un budget de 2,1 millions d’euros, elle est financée à parité par l’ANR et les entreprises partenaires pour une durée de 4 ans.

Voir le Site Université d'Orléans, IUT de Bourges
Mars 2019, Orléans, FRANCE


Signature de la convention du laboratoire ORACLE à Orléans.
De gauche à droite :
J-L. Maria (Exotrail), S. Mazouffre (ICARE), D. Henri (Exotrail), I. Zolghadri (ICARE), F. Godeferd (CNRS, INSIS), L. Hamon (CNRS, DR8), N. Heitz (Exotrail), S. Tsikata (ICARE), P. Dagaut (ICARE, Dir.). Voir le communiqué de presse en Français

ORACLE, acronyme pour “ labORAtoire Commun en propuLsion Electrique ” est un laboratoire commun du CNRS entre l’équipe Propulsion Electrique d’ICARE et la jeune startup française Exotrail. Ce partenariat fort a pour objet d’études la propulsion électrique pour les micro-satellites, en particulier les systèmes propulsifs miniatures à courant de Hall.

La convention qui officialise ORACLE a été signé récemment dans les locaux d’ICARE à Orléans.

The Institut de Combustion Aérothermique Réactivité Environnement (ICARE), a subsidiary of the French National Centre for Scientific Research (CNRS) and Exotrail have concluded a strategic agreement that will result in the creation of a joint laboratory dubbed ORACLE, from the French “labORAtoire Commun de propuLsion Electrique”.

This partnership involves a major actor of the New Space industry and a laboratory which is among the top institutions in the world in terms of electric micropropulsion and advanced plasma diagnostics. The objective of this major partnership is to accelerate advancements in the electric micro-propulsion of nano and micro-satellites through scientific and technological cooperation. ORACLE will result in:
  • A human and technical partnership uniting expertise and agility;
  • Pooling of equipment and investment in advancements and new technologies;
  • A synergy and convergence of the work and its applications.
The joint-laboratory will be hosted in ICARE’s facilities in Orleans. A PhD student funded by Exotrail is already working within ORACLE.

ORACLE – ELECTRIC PROPULSION JOINT-LABORATORY

ORACLE will focus on miniature Hall propulsion systems, suitable for nano and micro-satellites from ten to several hundred kilograms. Research carried out within ORACLE will fall into the New Space Sector (Private sector commercial initiatives) of the Space Industry and has the potential to significantly impact on the development of constellations of small satellites for Earth observation, Telecommunications, Defense and Internet Connected objects (Internet of Things/ IoT).

The work will focus on the miniaturization of Hall thrusters, a challenge both scientific and technological, and on the design of new generation thrusters that are more efficient, more flexible and capable of responding to various needs in terms of space missions.

By combining the expertise of state-of-the-art technologies with a mastery of the small satellite market ecosystem, ORACLE will become a major propulsion player for nano and micro-satellites, a competitive and strategic field for France and Europe.

Mr Stéphane Mazouffre, Director of Research at ICARE said: « The alliance between ICARE and Exotrail is an example of perfect synergy in the space sector. The joint laboratory will be able to progress our understanding of the complex physical mechanisms involved in these propulsive systems. In return, scientific progress will allow Exotrail to develop their commercial high-performance miniature thrusters. This partnership is the best approach to meet the expectations of stakeholders in a strategic, ultra-competitive and rapidly evolving field. »

Mr David Henri, CEO of Exotrail said: “ICARE was a pioneer in the field of miniaturization of electric thrusters, long before the era of small satellites; and Exotrail is one of the leading players in this global market. ORACLE is, therefore, a unique technical complementarity in Europe: the alliance of a leading scientific player with a technological and industrial start-up. It is the pooling of science and sharp market expertise. The next 5 years will bring major changes in the space industry – ORACLE will allow us to remain at the forefront of innovation to cope with these changes.”

Signature de la convention du laboratoire ORACLE
Février 2019, Orléans, FRANCE
Supersite Voltaire
Un article dans le journal La République du Centre sur la pollution de l'air à Orléans.

Lire l'article
13 novembre 2018, Orléans, FRANCE
Ces rencontres se sont tenues le mardi 13 novembre 2018 de 9h00 à 16h30 à l'Agence de l'Eau Loire Bretagne (9 avenue Buffon - Orléans). Événement sur inscription gratuite.
7 Plateformes expérimentales régionales pour répondre aux enjeux environnementaux.