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Dévoilement du mécanisme de nucléation dans l’échappement d’un moteur d’avion et son lien avec la composition du carburant.

par Johanna Leclercq - publié le

Titre du projet de thèse :
Dévoilement du mécanisme de nucléation dans l’échappement d’un moteur d’avion et son lien avec la composition du carburant.


Directeur de thèse : Cristian Focsa
Noms des co-encadrants ou co-directeurs de thèse :
Dr. Ismale K. Ortega, Dr. David Delhaye


Laboratoires d’accueil : PhLAM, ONERA Palaiseau (DMPE)


Co-financements envisagés : 100% ANR


Programmes éventuels de rattachement :
Projet ANR UNREAL, Labex CaPPA, CPER CLIMIBIO


Résumé du projet de thèse :
L’aviation est un des secteurs des transports en forte croissance, et cette tendance devrait se poursuivre. Par conséquent, l’impact des émissions de l’aviation sur le climat et la qualité de l’air est une préoccupation majeure de nos jours. L’industrie aéronautique a identifié le développement des biocarburants comme l’un des principaux outils permettant de réduire ses émissions. Ces émissions ne se limitent pas aux gaz à effet de serre tels que le CO2 ou l’eau, mais incluent également d’autres gaz tels que les oxydes d’azote (NOx) ou les oxydes de soufre (SOx) et les matières particulaires volatiles et non volatiles (vPM et nvPM respectivement). Par nvPM, on entend les particules présentes dans les gaz d’échappement du moteur à des températures supérieures à 350°C. Il s’agit essentiellement de particules de suie produites par la combustion incomplète du carburant. Les vPM est formée par la nucléation à partir de précurseurs gazeux dans les gaz d’échappement après refroidissement en aval de la chambre de combustion, lorsque la concentration de particules préexistantes a diminué, favorisant ainsi la nucléation homogène par rapport à celle hétérogène (adsorption des gaz sur des particules préexistantes). Le mécanisme moléculaire à l’origine de ce phénomène est encore inconnu. L’objectif principal de cette thèse est de déterminer le mécanisme à l’origine de la formation de vPM dans les gaz d’échappement du moteur et s’il existe un lien avec la composition du carburant. Pour ce faire, le candidat utilisera le générateur CAST (Combustion Aerosol Standard) spécialement conçu pour fonctionner avec les carburants aéronautiques disponibles à l’ONERA. Les émissions du CAST seront caractérisées au laboratoire PhLAM par spectrométrie de masse et spectrométrie Raman. Pour étudier en détail la formation de vPM, le doctorant participera à deux campagnes de mesures sur la chambre atmosphérique CESAM (LISA).