Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

HAL Id: tel-00738391 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00738391 Submitted on

HAL Id: tel-00738391 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00738391 Submitted on 4 Oct 2012 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Simulation numérique de l’effet de champ électrique sur la stabilité des flammes de diffusion Memdouh Belhi To cite this version: Memdouh Belhi. Simulation numérique de l’effet de champ électrique sur la stabilité des flammes de diffusion. Autre [cond-mat.other]. INSA de Rouen, 2012. Français. <NNT : 2012ISAM0007>. <tel-00738391> THÈSE Pour l’obtention du grade de DOCTEUR DE L’INSA DE ROUEN ÉCOLE DOCTORALE SCIENCES PHYSIQUES, MATHÉMATIQUE ET DE L’INFORMATION POUR L’INGÉNIEUR DOMAINE DE RECHERCHE : MÉCANIQUE DES FLUIDES RÉACTIFS Discipline : Physique Spécialité : Énergétique Présentée par Memdouh BELHI Simulation Numérique de l’Eﬀet de Champ Electrique sur la Stabilité des Flammes de Diﬀusion Soutenue le 31 Mai 2012 Devant la Commission d’Examen JURY Rapporteurs : M. Vincent GIOVANGIGLI Directeur de Recherche au CNRS, École Polytechnique. M. Nasser DARABIHA Professeur à l’École Centrale, Paris. Examinateurs : Mme. Pascale GILLON Chargée de Recherche au CNRS, ICARE Orléans. M. Ioan SCHNEIDER Professeur à l’Université du Havre. Directeurs de thèse : Mme. Pascale DOMINGO Directrice de Recherche au CNRS, CORIA Rouen. M. Pierre VERVISCH Directeur de Recherche au CNRS, CORIA Rouen. Dédicaces Mes premières dédicaces s’adressent à mes parents et à mes grands parents qui m’ont donné beaucoup de soutien sur tous les plans, que j’aime beaucoup et qui avec j’espère vivre le reste d’une existence possible et heureuse. Je ne remercierai jamais assez ma mère et mon père pour tous les sacriﬁces qu’ils ont fait pour moi et pour l’amour qu’ils m’ont donné. C’est ainsi grâce à eux que j’ai pu atteindre mon but. J’espère pouvoir le leur rendre un jour. Je destine mes dédicaces aussi à mes sœurs, à mon frère et à mon âme sœur. A ma famille entière, cousins et cousines, oncles et tantes. Je remercie du fond du cœur ceux qui me soutiennent et qui sont toujours là pour me remonter le moral et me pousser à aller de l’avant, particulièrement M. S.Boudebous et M. M.S.Boulahlib ainsi que tous mes amis. Merci enﬁn a tous ceux amis et collègues, qui m’ont honoré de leur présence lors de la soutenance. A ma famille et mes amis ..... iii Remerciements Je tiens avec tous mes compliments et mes expressions d’honneur à remercier mes directeurs de thèse : Mme. Pascale Domingo et M. Pierre Vervisch pour leurs conseils et leurs orientations. Je leur exprime ma reconnaissance pour le soutien dont ils ont fait preuve tout le long de cette étude. Leur aide a été précieuse tant sur le plan scientiﬁque que sur le plan humain. Leur enthousiasme et leur optimisme à toute épreuve m’ont permis de toujours prendre plaisir à aborder les nouveaux problèmes et leur exigence scientiﬁque a été très formatrice et enrichissante. Je remercie également M. Boukhlafa Mourad, directeur du CORIA, de m’avoir accueillie au sein de son laboratoire pour réaliser ce travail de thèse, pour son aide et ses excellents conseils que j’ai beaucoup appréciés. J’exprime aussi mes remerciements à M. Vincent Giovangigli, M. Nacer Da- rabiha, Mme. Pascale Gillon et M. Ioan Schneider, d’avoir bien voulu accepter de participer à mon jury de thèse et du temps qui ils ont consacré à l’examen de ce manuscrit. Enﬁn, je remercie tous ceux qui de loin ou de près, ont contribué à la réa- lisation de ce travail, particulièrement à tous les membres du CORIA qui font de ce laboratoire un endroit où il est agréable de travailler. v Table des matières Table des matières vii Table des ﬁgures xi Liste des tableaux xix Nomenclature xxi 1 Introduction 1 1.1 Contexte général . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Applications de l’électricité à la combustion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.3 Objectifs de thèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.4 Plan du manuscrit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2 Généralités sur la combustion et les ﬂammes 11 2.1 Enjeux de l’étude de la combustion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.1.1 Utilisations industrielles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.1.2 Problématiques : Épuisement des ressources, Pollution et Sécurité . . . . 13 2.2 Stabilité des ﬂammes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.2.1 Flammes prémélangées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.2.2 Flammes de diﬀusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.2.3 Flammes partiellement prémélangées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.3 Outils de modélisation de la combustion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.3.1 Équations de conservation pour les écoulements réactifs . . . . . . . . . . 22 vii Table des matières 2.3.1.1 Variables primitives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.3.1.2 Représentation des équations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.3.2 Modélisation de la cinétique chimique de combustion . . . . . . . . . . . 29 2.3.2.1 Représentation de la chimie de combustion . . . . . . . . . . . . 29 2.3.2.2 Méthode de tabulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.4 Descriptif des propriétés ioniques des ﬂammes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 2.4.1 Formation des ions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 2.4.2 Concentration et identité des espèces chargées . . . . . . . . . . . . . . . 38 2.4.2.1 Ions Positifs : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 2.4.2.2 Espèces chargées négatives : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 2.4.3 Applications des propriétés ioniques des ﬂammes . . . . . . . . . . . . . . 42 3 Notions générales sur les plasmas et les gaz ionisés 45 3.1 Déﬁnitions et phénomènes de base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 3.1.1 Degré d’ionisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 3.1.2 Caractérisation thermique des plasmas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 3.1.2.1 Plasmas thermiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 3.1.2.2 Plasmas uploads/Science et Technologie/ manuscrit-these-belhi-pdf.pdf