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Institut de Combustion Aérothermique Réactivité et Environnement

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Sedina TSIKATA, chercheuse en physique, à ICARE, spécialisée dans l'étude de la physique des sources plasmas magnétisées.
Sedina TSIKATA, researcher in physics, at ICARE, specialized in the study of the physics of magnetized plasma sources.
Directeur de recherche CNRS, chimiste spécialiste en chimie atmosphérique à ICARE, a reçu le prix Yoram J.Kaufman Outstanding Research and Unselfish Cooperation 2020 de l'American Geophysical Union.
CNRS Research Director, a chemist specializing in atmospheric chemistry at ICARE, received the Yoram J. Kaufman Outstanding Research and Unselfish Cooperation 2020 Award from the American Geophysical Union.
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Le milieu plasma, en raison de la diversité de phénomènes et de comportements qui y sont présents, possède une grande complexité mais permet plusieurs voies d’exploitation. Afin d’éclaircir la complexité de ce milieu, des techniques d’étude avancées sont mises en œuvre pour les plasmas froids à l’Institut de Combustion, Aérothermique, Réactivité et Environnement.

Les différents états fondamentaux de la matière sont enseignés très tôt, souvent via un exemple classique : la transition d’un solide, comme la glace, à l’état liquide en fondant, puis à l’état gazeux en s’évaporant. À ces états s’ajoute l’état plasma, atteint avec un apport important d’énergie à la matière, suffisant non seulement pour casser les liens inter-atome de la matière concernée, mais permettant même la séparation des charges positives (ions) et négatives (électrons) constituants de l’atome.

L’état plasma se caractérise donc comme une soupe de neutrons, d’ions et d’électrons.
Le 16 décembre à 14h00, salle de conférences, ICARE.
THÈSE PRÉSENTÉE A L’UNIVERSITÉ D’ORLÉANS POUR OBTENIR LE GRADE DE DOCTEUR DE L’UNIVERSITÉ D’ORLÉANS PAR

Ahmad SAYED KASSEM

Energétique

Étude des effets du champ électrique sur la formation de suie et la stabilité d'une flamme de diffusion laminaire d'éthylène.

MEMBRES DU JURY :

Mme Pascale GILLON CNRS Saint Nazaire Directrice de thèse
Mme Silvana DE IULIIS CNR Milan Rapporteure
M. Marc BELLENOUE Université de Poitiers Rapporteur
M. Alexis MATYNIA Sorbonne Université Examinateur
M. Fouzi TABET Deutsches Biomasseforschungszentrum Examinateur
M. Guillaume LEGROS Université d'Orléans Examinateur
M. Mahmoud IDIR CNRS Orléans Co-encadrant de thèse
Mme Virginie GILARD Université d'Orléans Co-encadrante de thèse

RÉSUMÉ
Dans la littérature, les effets d’un champ électrique sur la stabilité des flammes et les émissions polluantes sont étudiés. L’objectif de cette thèse est de détailler ces effets au niveau de la formation de suie et la stabilité d’une flamme de diffusion d’éthylène.

Pour ce faire, les techniques de diagnostic optique et d’imagerie ainsi que la modélisation numérique CFD sont développées. Dans un premier temps, la technique d’Extinction/ Diffusion Rayleigh est utilisée pour la caractérisation des particules. L’effet du champ électrique est mis en évidence en comparant les résultats avec et sans un champ électrique. Le champ électrique génère un vent ionique dont l’action sur la formation des précurseurs et des nucleus et sur l’agglomération des particules est démontrée. Cette action se manifeste par une réduction de la fraction volumique et la concentration de suie qui est accompagnée par une élévation du diamètre moyen des particules et du rayon de giration.

Le modèle numérique élaboré pour intégrer l’effet du champ électrique sur la combustion montre également l’effet du vent ionique. Ce vent agit principalement au niveau de l’injecteur où des modifications importantes de l’écoulement et la formation des ions sont détectées. En outre, le champ électrique a un effet favorable sur la stabilisation de la flamme de diffusion où le vent ionique agit sur le tourbillon périphérique à la flamme pour empêcher le flickering de s’établir. En parallèle, l’effet de la position et la taille d’un stabilisateur mécanique contrôlant l’aérodynamique externe de la flamme est analysée. Ce type de stabilisateur a montré une capacité à stabiliser une flamme de diffusion en empêchant les vortex de se former dans la zone de combustion.
19 Janvier 2021, via Zoom
Journée des doctorants en combustion

Cher.e.s collègues, cette année la crise sanitaire nous impose d’organiser en visioconférence notre réunion annuelle : la Journée François Lacas.
La Journée des Doctorants en Combustion et l’assemblée Générale du GFC se tiendront donc via Zoom le 19 janvier 2021. La date limite de soumission de votre abstract est fixée au 20 décembre 2020.
Vous trouverez ci-dessous et sur le site du GFC, les informations et formulaires d'inscription.
Comme les années précédentes, l'adhésion au GFC fait office de frais d’inscription.

. Formulaire d'adhésion

. Formulaire d'inscription


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.