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GEN-F160-8 (GEN-SCI-029)
www.onera.fr
PROPOSITION DE SUJET DE THESE
Intitulé : Allumage d’une chambre de combustion par retournement temporel micro-onde Référence : MFE-DMPE-2018-23 (à rappeler dans toute correspondance)
Laboratoire d’accueil à l’ONERA : Domaine : Mécanique Fluides & Energétique Lieu (centre ONERA) : Mauzac et Toulouse
Département : Département Multiphysique Pour l'Energétique
Unité : Milieux Hétérogènes Tél. : 05-61-56-63-48
Resp. ONERA : M. Orain, O. Rouzaud Email : [email protected]
Directeur de thèse envisagé : Nom : Jérôme SOKOLOFF Adresse : Laboratoire LAPLACE, 118 route de Narbonne, 31062 TOULOUSE Cedex 9
Tél. : 05 61 55 76 96 Email : [email protected]
Sujet : Dans les foyers aéronautiques aérobies, le carburant est injecté sous forme liquide pour des raisons de performance et de sécurité. Le liquide s'atomise rapidement et se transforme en un brouillard de gouttes qui interagit avec l'écoulement (évaporation, mélange,…). L'un des points cruciaux de fonctionnement concerne l'allumage du moteur, par exemple dans des cas de démarrage à froid ou d'extinction en vol. Le système classique repose sur une bougie à arc électrique placée en paroi de la chambre de combustion à proximité d'un injecteur de carburant. Si ce système répond aux certifications de l’aéronautique civile, son utilisation pose plusieurs questions. En particulier, la quantité d’énergie déposée dans l’écoulement par la bougie à arc est inconnue et une partie relativement importante de l’énergie est perdue aux parois. C'est pourquoi de nouveaux dispositifs d'allumage sont actuellement en cours de développement pour les foyers aérobies. La thèse portera sur l'étude et la caractérisation d'un système d'allumage basé sur une circuiterie micro-onde apte au retournement temporel. Ce principe repose sur la réversibilité temporelle des équations de Maxwell et l’interversion entre source et émetteur. La propriété de réversibilité est liée à la forme des équations. Pour la seconde propriété, une étape d’apprentissage entre source et récepteur est nécessaire. Cette étape consiste à injecter différents signaux au niveau de la source et à recueillir leurs images au niveau de l’émetteur. A partir des signaux reçus, on construit alors un nouveau signal qui, une fois injecté au niveau de la source, permettra, a priori, une focalisation locale d'énergie, pouvant créer des conditions favorables à un allumage de l'écoulement diphasique dans une chambre de combustion. La première étape de la thèse portera sur le système micro-onde proprement dit. Il s'agira de réaliser ce système et de caractériser son fonctionnement en conduisant des expériences dans un milieu purement gazeux au sein du laboratoire LAPLACE. Dans un deuxième temps, le doctorant réalisera une étude expérimentale sur l’allumage d’un brouillard de gouttes par retournement temporel dans un écoulement gazeux académique. Ces essais permettront d’acquérir une maîtrise et des connaissances de base vis-à-vis de l’application du retournement temporel dans un environnement chargé en gouttes. Les résultats seront comparés avec ceux obtenus à l’aide d’un système d’allumage classique et l’on apportera une attention particulière à l’influence de la densité de gouttes à la position du dépôt d’énergie sur le succès ou non de l’allumage. Enfin, une étude détaillée et multi-paramétrique de l’allumage en conditions critiques, représentatives d’une chambre de combustion réelle, sera menée. L’intensité du dépôt, sa durée, sa localisation et la séquence d’allumage pourront être séparément ajustées. On étudiera les potentialités d’un tel allumeur pour se substituer, à terme, à une bougie à arc. Collaborations extérieures : LAPLACE
PROFIL DU CANDIDAT
Formation : Ecole d’ingénieur ou Université
Spécificités souhaitées : Mécanique des Fluides, Diphasique, Micro-ondes, Plasma, Physique
