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Thèse présentée à

Université de Rouen

Discipline : Physique
Spécialité : Energétique

Par

Kamel LOUNNACI

Soutenue le 21 mai 2015

Analyse quantitative de processus d’atomisation : application à l’injection Diesel automobile
Jury

Rapporteurs
Yannik BAILLY, Professeur à l’Université de Franche-Comté, Institut FEMTO
Cyril CRUA, Senior Research Fellow, Université de Brighton, Royaume-Uni

Examinateurs
Christophe DUMOUCHEL, Directeur de Recherches au CNRS, CORIA
Michael GOROKHOVSKI, Professeur à l’Ecole Centrale de Lyon, LMFA Lyon
Loïc MEES, Chargé de Recherches au CNRS, Ecole Centrale - LMFA Lyon

Directeur de thèse
Claude ROZE, Professeur à l’Université de Rouen, CORIA
Co-directeur
Jean-Bernard BLAISOT, Maître de Conférences à l’Université de Rouen, CORIA

Les constructeurs automobiles sont confrontés à de nombreuses contraintes, tant économiques qu’écologiques. Ainsi le développement des moteurs automobiles doit répondre à une volonté de réduction de la consommation de carburant et à des normes de plus en plus restrictives en ce qui concerne l’émission de gaz polluants. Cette diminution nécessite un contrôle très fin de l’atomisation, qui est la première étape de tout processus de combustion liquide. En effet, la compréhension des paramètres d’injections de carburant est un maillon essentiel de l’optimisation du processus de combustion. Ce travail, appliqué à l’injection Diesel haute pression, propose des méthodes d’analyses capables de caractériser le comportement de l’atomisation en introduisant des grandeurs quantitatives pertinentes. Le principe de cette approche est d’examiner un ensemble d’images, résolues en espace et en temps, afin de déterminer des corrélations entre les caractéristiques du jet en proche sortie d’injection. Les conditions extrêmes de l’injection Diesel justifie la nécessité d’utiliser des techniques optiques élaborées, l’imagerie ombroscopique ultra-rapide couplée à une source laser femtoseconde double impulsion est utilisée dans ce travail. Les principales caractéristiques extraites sont : la morphologie du jet à différentes échelles spatiales, l’efficacité de l’atomisation, la déformation de l’interface liquide/gaz et la vitesse des structures liquides. Ces grandeurs sont ensuite utilisées comme outils de comparaison entre simulation numérique et expérience.

Mots clés
Atomisation, spray, techniques de visualisation à haute résolution, simulation numérique, injection Diesel haute pression, imagerie ombroscopique ultra-rapide, femtoseconde double impulsion.

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