Communication Dans Un Congrès Année : 2024

Construction d'un mécanisme cinétique TRF-isoButanol pour la prédiction des polluants, validé par de nouvelles flammes riches atmosphériques

Résumé

Les mécanismes cinétiques détaillés de la combustion des carburants reformulés sont essentiels pour la prédiction des polluants émis dans les moteurs. En effet, les carburants ont une teneur croissante en oxygène, ce qui entraîne une modification de la distribution des produits, une augmentation de la quantité d'aldéhydes et peut affecter la production de NOx. De plus, les technologies comme l'injection directe dans les moteurs à allumage commandé permettent une combustion plus complète, mais l'injection du carburant liquide directement dans la chambre de combustion crée un film liquide sur les parois du moteur. L'évaporation de ce carburant à la fin du cycle du moteur provoque des flammes en nappe qui favorisent la formation de suie. Les modèles cinétiques les plus détaillés ont tendance à avoir un coût de calcul trop élevé, ce qui limite leur utilisation par rapport aux modèles simplifiés ou squelettiques, bien qu'ils donnent des résultats plus précis. En plus de l’augmentation de la proportion d’oxygénés dans les carburants, leur nature est amenée à changer. En effet, l’éthanol, l’alcool le plus utilisé, a un bilan carbone mitigé en plus d’être produit à partir de ressources alimentaires, mais surtout, il a la deuxième plus faible densité énergétique parmi les alcools. Par conséquent, la recherche de nouveaux biocarburants s'oriente vers des alcools plus lourds, avec un rapport C/O plus élevé. Cependant, la nécessité de produire ces molécules de manière industrielle et écologique limite fortement le nombre d'alcools utilisables. L'isobutanol est l'une des options possibles. Le pouvoir calorifique inférieur (PCI) du butanol est de 29 MJ/l, ce qui est proche de celui de l'essence SP95 (32 MJ/l) et supérieur à celui de l'éthanol (23 MJ/l) [9]. Parmi les quatre isomères du butanol, l'isobutanol a le RON le plus élevé avec une valeur de 113 et certains processus d'industrialisation sont déjà en cours pour le produire. Toutefois, la présence d’isobutanol dans un mécanisme détaillé pose un problème puisque la majeure partie de ces derniers ne possède pas de sous mécanisme dédié à l’isobutanol, tout en possédant certains produits majeurs de ce dernier, notamment ceux tirés de la décomposition de l’isooctane. Cette étude vise à développer un mécanisme détaillé du TRF-B basé sur des sous-mécanismes disponibles pour le TRF et les alcools. Le nouveau mécanisme a été validé par rapport aux données expérimentales de la littérature et à de nouveaux profils d'espèces, obtenus dans cette étude, sur un brûleur atmosphérique à flamme laminaire. La structure de la flamme a été étudiée dans des conditions riches (=1,82), représentatives des conditions dans lesquelles se produisent les feux de nappes dans les moteurs à injection directe. Les résultats montrent un accord satisfaisant pour la plupart des espèces, y compris les espèces oxygénées. À notre connaissance, aucun mécanisme aussi détaillé validé par rapport aux données de spéciation n'est actuellement disponible dans la littérature.

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Origine Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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Dates et versions

hal-05248606 , version 1 (10-09-2025)

Identifiants

  • HAL Id : hal-05248606 , version 1

Citer

Timothée Fages, Doha Kdouh, Laurent Gasnot, Luc-Sy Tran, Sylvie Gosselin, et al.. Construction d'un mécanisme cinétique TRF-isoButanol pour la prédiction des polluants, validé par de nouvelles flammes riches atmosphériques. Journées François Lacas des Doctorants en Combustion, Groupement Français de Combustion, Feb 2024, Lyon, France. ⟨hal-05248606⟩
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