Mijail Littin, doctorant au laboratoire CORIA, soutiendra sa thèse intitulée « Caractérisation des propriétés de la suie dans les flammes à diffusion laminaire par couplage de techniques optiques : application aux carburants aéronautiques durables » le jeudi 11 décembre à 14 h dans la salle de conférence du CORIA (St Etienne du Rouvray).
La soutenance sera publique et accessible à distance via le lien suivant :
Résumé :
Cette thèse répond au besoin d’une modélisation précise de la formation des particules de suie dans les systèmes de propulsion de nouvelle génération en développant des diagnostics avancés non intrusifs, combinant des méthodes basées sur les techniques optiques et de traitement des données, afin de quantifier les propriétés clés de ces particules fines (fraction volumique, rayon de giration, diamètre des particules primaires, maturité, composition…) dans les flammes de diffusion laminaires et les environnements de combustion réalistes.
Principales innovations :
Transformation d’Abel basée sur des splines (SAT) : reconstruit des champs axisymétriques à partir de mesures intégratives en ligne de visée, en intégrant une régularisation de la courbure et des corrections pour les effets d’auto absorption du signal afin de récupérer avec précision la température de la suie et les coefficients de diffusion.
La diffusion de lumière multi-longueur d’onde et multi-angle (MALS), associée à la théorie de Rayleigh-Debye-Gans pour les agrégats fractals (RDG-FA), quantifie les distributions de taille des agrégats.
Interprétation SAXS : un nouveau modèle d’interaction lumière-particules permet d’évaluer directement les distributions de taille des particules primaires à l’aide de la diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS).
Approche unifiée : un réseau neuronal informé par la physique (PINN) intègre les équations de transfert radiatif et RDG-FA, permettant l’inversion simultanée des données d’extinction, de diffusion et d’émission sans constantes d’étalonnage. Cela réduit les biais inhérents aux méthodes traditionnelles en fondant l’inversion sur les lois physiques. Cela permet notamment de générer des cartes 2D de l’indice optique de la suie.
Appliqué aux flammes Jet A-1 et HEFA-SPK, nous mettons en évidence une variation de la composition de la suie – de l’organique à des formes amorphes et graphitiques – le long des trajectoires des particules, sous l’effet de la température et du temps de séjour. Cela établit une base pour la modélisation de la maturité de la suie.
Ces travaux fournissent un cadre complet pour le diagnostic quantitatif de la suie, intégrant des méthodes optiques (rayons X à visibles) et l’apprentissage automatique basé sur la physique. Ils ouvrent la voie à des modèles unifiés pour décrire la formation, la croissance et l’oxydation de la suie dans les systèmes de combustion pratiques.