Dissertations / Theses on the topic 'Injection RTM haute pression'

Grâce au développement de la technologie des semi-conducteurs, les ballasts électroniques fonctionnant en haute fréquence offrent des avantages considérables par rapport aux ballasts électromagnétiques conventionnels. Il en résulte une augmentation de la durée de vie de la lampe, une diminution du volume et du poids du système et surtout un meilleur contrôle de son fonctionnement afin de réduire notamment la consommation électrique. Parmi des lampes à décharge, la lampe sodium haute pression a une excellente efficacité lumineuse et une longue durée de vie. Pourtant, quand la lampe fonctionne en haut fréquence, des perturbations de type « résonance acoustique (RA) » peuvent entraîner l’instabilité de la décharge, son extinction ou pire, la destruction de la lampe. Cette thèse, intitulée « Modes d’Alimentation et de Commande des lampes sodium haute pression en vue d’éviter les résonances acoustiques », traite de plusieurs problèmes. Les caractéristiques de la décharge haute pression, le phénomène de RA, ses conditions d’excitation (notamment au travers d’un phénomène d’hystérésis original) et la variation des paramètres électriques due à la présence de résonances acoustiques dans la lampe, ont été étudiés. Les résultats sont issus de travaux de simulation et expérimentaux menés au sein du laboratoire LAPLACE. Grâce à ces acquis fondamentaux, plusieurs nouvelles méthodes d’alimentation par l’injection de signaux à fréquences proches ont été proposées dans nos travaux. Il s’agit d’éviter la résonance acoustique dans la lampe alimentée par un ballast de structure très réduite par rapport aux solutions classiques. Cette méthode est basée sur le choix judicieux des signaux injectés dans la lampe et leur répartition, (alimentation par deux, trois ou cinq signaux, répartition symétrique, asymétrique totale ou partielle). Le résultat est un meilleur étalement du spectre et donc une réduction de puissances harmoniques sélectionnées permettant de s’adapter, à terme aux conditions d’excitation des RA, mais aussi les limitations de ces méthodes compte tenu du facteur crête. Enfin, différents types de commande en boucle fermée sont proposés, ils permettent d’assurer la stabilité de la décharge et le contrôle des puissances imposées dans la lampe. Les études théoriques, en simulation et expérimentales qui ont été conduites nous ont permis d’aboutir à des résultats concluants<br>For high pressure sodium (HPS) lamps, the progress of semi-conductor technology has provided considerable advantages in the design of high frequency operated electronic ballasts, compared to conventional electromagnetic ballasts. The advantages deal with lamp lifetime improvement, ballast volume and mass reduction, and particularly with a better control of lamp operation for optimized power consumption. Among discharge lamps, high pressure sodium (HPS) lamp has excellent efficacy and long lifetime. However, when it is operated at high frequency, discharge perturbation namely “acoustic resonances (AR)” can provoke some lamp arc instabilities, extinction or, even worst, lamp destruction. The present thesis, entitled “Supply and control methods for acoustic resonances avoidance in high intensity discharge lamps” deals with several matters. High intensity discharge (HID) characteristics, AR phenomenon, its excitation conditions (including the original features of AR hysteresis) and lamp electrical parameters variation due to AR presence, will be studied. The obtained results were provided by simulations and experimentations carried out in LAPLACE laboratory. Thanks to the acquired results of previous studies, several novel lamp supply strategies via adjacent frequency signals injection were proposed. The main concepts here consist in the avoidance of AR presented in a lamp supplied by designed electronic ballast with reduced structure, compared to classical solutions. Otherwise, the presented methods are based on pertinent choices of injected signals applied to the lamp and their frequency distributions (two, three or five signals and symmetric, partial asymmetric or total asymmetric signals). The studies actually showed better spreading of signal spectrum and power harmonic amplitudes reduction adapted to AR excitation conditions, while taking into account crest factor limitation. Finally, different control laws (PI, Hysteresis, Self-oscillation, Resonant controllers) were also proposed in order to guarantee lamp discharge stabilization and power controls. The theoretical and experimental studies including simulations were conducted to reach concluding results of our works

Le contexte de ce travail repose sur l'étude des instabilités de combustion au sein des moteurs-fusées à propergols liquides. Cette étude se concentre sur les effets des champs acoustiques transverses de haute amplitude sur l'injection coaxiale en conditions non-réactives. La réponse acoustique du système d'injection est dépendante des propriétés locales du champ acoustique dans la cavité d'injection. La modification du processus d'atomisation, induit par le champ acoustique, a été analysée dans des configurations simples et multiinjection. Des expériences ont été menées pour des régimes d'atomisation de faibles et hauts nombres de Weber. Trois phénomènes ont été observés: un aplatissement du jet, une amélioration du processus d'atomisation et la déviation du système liquide. La combinaison de ces trois phénomènes en configuration multi-injection résulte en un phénomène de regroupement de gouttes. En présence de combustion, un tel regroupement pourraitmener à un dégagement de chaleur non-uniforme susceptible de déclencher ou d'entretenir des instabilités de combustion. Un modèle théorique basé sur les équations d'acoustique non-linéaire a été développé pour donner les expressions générales de pression de radiation et de forces de radiations résultantes appliqué aux objets sphériques et cylindriques en champ stationnaire ou progressif. Le modèle a été utilisé pour interpréter et quantifier les observations expérimentales en configurations liquide/gaz, trans-critique/super-critique et gaz/gaz, et a permis de montrer que le nombre de Helmholtz qui caractérise le champ acoustique, et le rapport de densité qui caractérise les deux milieux, sont deux paramètres cruciaux. Les principales conclusions montrent que le phénomène observé peut être interprété comme résultant de l'acoustique non-linéaire, dont le paramètre clé étant le ratio de densité. Cela exige que la couche séparant les deux milieux, vue comme une interface, ne doive pas être réduite uniquement à une interface liquide/gaz<br>The context of this work relies to high frequency combustion instabilities in Liquid Rocket Engines (LRE). The present research focuses on the effects of high amplitude transverse acoustic fields on non-reactive coaxial injection. The acoustic response of injection domes is found to be dependent on the local properties of the acoustic field in the injection cavity. The modification of the atomization process, induced by the acoustic field, has been analyzed in single and multi-injection configurations. Experiments were performed from low to high Weber number atomization regimes. Three phenomena are observed: jet flattening, improvement of the atomization process and deviation. The combination of these phenomena in multi-injection configurations leads to a droplet clustering phenomenon. In the presence of combustion, such a clustering could lead to non-uniform heat release rate which can trigger or sustain combustion instabilities. A theoretical model based on non-linear acoustics has been developed, providing general expressions of radiation pressure and resulting radiation force, for spherical and cylindrical objects in standing and progressive wave field. The model has been successfully used to interpret and quantify experimental observations in liquid/gas, trans-critical/super-critical and gas/gas configurations and showed that the Helmholtz number α characterizing the acoustic field and the density ratio η characterizing the two media are two parameters of importance. The major conclusions are that the observed phenomena can be interpreted as resulting from non-linear acoustics, the key feature being the density ratio. It is claimed that the layer separating the two media, seen as an interface, does not need to be restricted only to a liquid/gas interface

Face à la difficulté de mise au point des moteurs à injection directe essence, un nouveau concept a été proposé par PSA Peugeot Citroën : l'injection à "très haute pression". L'idée avancée est alors d'améliorer la formation du mélange air-carburant en utilisant un nouveau système d'injection permettant de générer des pressions allant jusqu'à 1000 bars. Afin d'étudier l'impact de cette haute pression d'injection sur le fonctionnement d'un moteur, une caractérisation du système d'injection et des sprays formés a tout d'abord été réalisée en utilisant une enceinte pressurisée. Puis, dans un deuxième temps, le système a été testé sur un moteur transparent pour étudier son impact sur la combustion et la formation du mélange air-carburant. Dans les deux cas, la mise en œuvre de différentes méthodes de diagnostics optiques a permis d'apporter une compréhension physique des phénomènes propres à une injection à très haute pression<br>Due to the difficulties encountered in the development of gasoline direct injection engines, PSA Peugeot Citroën has recently proposed a new concept called "very high injection pressure". Its purpose is to enhance fuel-air mixture formation by using high injection pressure up to 1000 bars. In order to investigate the effect of this high injection pressure on engine performances, an analysis of the properties of injection system and sprays has been carried out using a pressurized cell. Then, the very high pressure injection system has been tested on an optical engine with the aim of studying combustion and fuel-air mixing within the combustion chamber. In both cases, various optical diagnoses set-up have been used in order to enable physical comprehension of injection and combustion processes in the particular case of very high injection pressure

La préparation du mélange air/carburant, fortment conditionnée par l'entraînement d'air par les sprays, est essentielle pour la réduction des émissions de dioxyde d'azote et de particules par les moteurs Diesel. Des outils métrologiques pour l'analyse des mécanismes d'entraînement d'air par des sprays coniques denses moyenne et haute pression sont développées. La Vélocimétrie par Images de Particules (PIV) permet d'extraire les champs de vitesses de l'air entraîné à partir desquels le taux de mélange est calculé. L'influence des paramètres d'injection sur ce dernier est alors étudiée. Les résultats expérimentaux ne suivent pas les "lois classiques" d'entraînement d'air des jets monophasiques à densité variable, mais sont en bon accord avec un modèle intégral d'entraînement d'air de jet diphasique plein axisymétrique. Enfin, la technique de PIV sur traceurs Fluorescents est introduite dans le but d'étendre le domaine d'application de la PIV dans les écoulements diphasiques denses.

The resolution of differential equations of diverse degree of complexity is necessary to simulate the phenomena present in the complex turbomachinery flows and in particular, requires accounting for unsteady effects that may have a preponderant role. Today, only the LES (Large Eddy Simulation) fully compressible approach has the required accuracy to predict the physics associated to reactive and turbulent flows in such complex geometries. This work covers the numerical modelling of physics in the near-wall region of a high-pressure turbine blade with special focus on thermal predictions. This work was supported by the European project COPA-GT, dedicated to the numerical multi-physics simulation of a complete gas turbine.

L’occurrence d'instabilités de combustion de haute fréquence au sein des moteurs-fusées à ergols liquides peut s'avérer dommageable pour l'intégrité des systèmes propulsifs. Par conséquent, les acteurs du spatial souhaitent renforcer leur compréhension des mécanismes à l'origine de ces instabilités. Pour cela, la simulation numérique s'est révélée au fil du temps de plus en plus attractive. Dans le cas particulier d'un fonctionnement en régime subcritique, le comburant se trouve à l'état liquide dans la chambre de combustion. Pour reproduire fidèlement les écoulements associés à ce régime de fonctionnement, la simulation numérique doit pouvoir restituer les mécanismes d'interaction entre les perturbations acoustiques et le processus d'atomisation de la phase liquide, car ils peuvent influencer la stabilité de la combustion. Dans cette optique, cette étude consiste 1) à mettre en place une méthodologie de simulation numérique de jet diphasique atomisé sous excitation acoustique, 2) à valider la restitution de l'ensemble des mécanismes de réponse du jet aux ondes acoustiques, et 3) à s'appuyer sur les résultats des simulations pour progresser vers une meilleure compréhension des phénomènes physiques mis en jeu. La stratégie de simulation utilisée est basée sur le couplage entre une méthode à interface diffuse à 4 équations pour simuler le gaz et les plus grosses structures liquides de l'écoulement, et une approche statistique Eulérienne pour modéliser le spray de gouttes. Dans ces travaux, la simulation numérique d'un jet diphasique atomisé soumis à une excitation acoustique de haute amplitude montre une bonne restitution de l'aplatissement du cœur liquide et de son influence sur le processus d'atomisation du jet. Notamment, le cœur liquide est raccourci et le spray s'élargit dans la direction orthogonale à l'axe de propagation acoustique. Un couplage important d'ores et déjà observé expérimentalement entre le système d'injection et la cavité acoustique ainsi que son influence sur le processus d'atomisation de la phase liquide sont également reproduits. Enfin, une modélisation simplifiée de l'écoulement destinée à compléter les résultats des simulations révèle une déviation progressive du cœur liquide, et donc des gouttes issues de son atomisation, par la force de radiation acoustique. Ces travaux ouvrent ainsi la voie à des simulations réactives capables de reproduire fidèlement le comportement de flammes diphasiques sous perturbation acoustique en vue d'en étudier l'impact sur la stabilité de la combustion<br>The occurrence of high-frequency combustion instabilities in liquid-propellant rocket engines can be detrimental to propulsion systems. Consequently, space actors need to strengthen their understanding of the mechanisms that cause these instabilities. To this end, numerical simulation has become more and more attractive over time. Under subcritical operating conditions, the oxidizer inside the combustion chamber is in a liquid state. In such a case, numerical simulation must be able to reproduce every interaction mechanism between acoustics and the atomization of the liquid phase, because it may influence the combustion stability. In this perspective, this study consists in 1) setting up a methodology for the numerical simulation of an atomized two-phase jet under acoustic modulation, 2) validating the restitution of all the response mechanisms of the jet to acoustics, and 3) using the results of the simulations to progress in the understanding of the involved physical phenomena. The simulation strategy that is used is based on the coupling between a 4-equation diffuse interface method to simulate the gas and the largest liquid structures of the flow, and an Eulerian statistical approach to model the spray. In this work, the numerical simulation of an atomized two-phase jet subjected to a high amplitude acoustic modulation shows a good restitution of the flattening of the liquid core and its influence on the atomization process of the jet. In particular, the liquid core is shortened and the spray widens in one particular direction. The coupling between the injection system and the acoustic cavity and its influence on the atomization process of the liquid are also reproduced. Finally, a simplified modeling of the flow used to complement the simulation results reveals a progressive deviation of the liquid core, and therefore of the drops resulting from its atomization, by the acoustic radiation force. Thus, this work opens the way to reactive simulations capable of faithfully reproducing two-phase flames under acoustic disturbances in order to study their impact on combustion stability

Les instabilités haute fréquence dans les moteurs fusées impliquent un couplage entre l’acoustique du foyer et la combustion. Cette étude porte sur l’influence d’un champ traverse sur le processus d’atomisation d’un jet liquide assisté par air. Un injecteur coaxial est placé à un ventre de pression (VP) ou de vitesse (VV) d’une onde plane stationnaire limitée à des fluctuations de 3600 Pa. En VP, l’onde impose à l’écoulement gazeux annulaire une modulation pouvant conduire à l’émission d’intenses vortex, permettant au jet liquide de développer une instabilité précoce de type cisaillement. En VV, des effets non linéaires de pression de radiation provoquent l’aplatissement en nappe du corps continu liquide du jet. Un critère, basé sur un nombre de Bond de radiation, détermine son apparition. Elle s’atomise sous l’action d’instabilités intrinsèques de nappe, de Faraday et de rupture de membranes. Enfin, l’acoustique impose à certaines gouttes de rester ou revenir au ventre de vitesse<br>High frequency combustion instabilities ( ˜few kHz) in rocket engines imply a coupling between chamber acoustics and combustion. This study debates on the influence of a transverse acoustic field on the atomization of an air-assisted jet. A coaxial injector is placed at a pressure anti-node (PA) or velocity anti-node (VA) of a stationary plane acoustic wave with maximum fluctuation of 3600 Pa. At hte Pa, the acoustic wave modulates the annular gaseous flow and can induce the emission of intense vortices, which leads to a early shear-stress instability. Placed at a VA, non linear effects due to radiation pressure flattened the jet under the form of a sheet. A criterion, established from a radiation acoustic Bond number, determines its apparition. The sheet is atomised under the action of intrinsic sheet instabilities, Faraday instability and break-up of membranes. Acoustic effects organize the spray: amass and low speed droplets stay or go to the velocity anti-node

Le moulage RTM à haute cadence est un procédé de fabrication composite prometteur qui satisfait les exigences de l’industrie automobile pour produire des pièces structurelles complexes avec un temps de cycle court. Cependant, les réductions de temps de cycle sont un véritable défi. Dans ce procédé, une résine est injectée avec mélange en dans la cavité d’un moule contenant un renfort fibreux. Ce flux de résine réactive génère des schémas d’écoulement complexes et des couplages thermo-chimio-rhéologiques forts. En raison de la grande sensibilité de la résine et des temps de cycle serrés, la prédiction de la stratégie d’injection optimale est très difficile et très coûteuse à mener expérimentalement. Le travail réalisé a donc poursuivi deux objectifs: 1. Identifier et quantifier expérimentalement les mécanismes influençant le procédé RTM réactif avec mélange en tête et 2. Développer une méthode de simulation numérique en vue d’introduire les mécanismes identifiés dans le logiciel industriel PAM COMPOSITE développé par ESI Group. L’identification et la quantification des mécanismes ont été réalisées grâce à des investigations expérimentales et numériques. Un nouveau montage expérimental a été développé pour l’étude du mécanisme de stockage de résines intra-mèche grâce à des observations aux échelles macro- et microscopiques. De plus, une méthode numérique a été développée pour simuler l’écoulement réactif de la résine dans des matériaux à simple et à double échelle de porosité. Cette méthode a permis d’étudier les mécanismes locaux difficiles à mesurer expérimentalement et de préparer le transfert vers le logiciel industriel d’ESI<br>High Speed Resin Transfer Molding (RTM) is a promising composite manufacturing process fitting automotive industry requirements to produce complex structural parts with a perspective of short cycle times. However, cycle time reductions are a real challenge. In this process, a resin mixed on-line with curing agents is injected in the cavity of a mold containing a fibrous reinforcement. This flow of reactive resin generates acomplex flow pattern and strong thermo-chemo rheological couplings. Due to the high sensitivity of the resin cure, and the tight cycle times, prediction of the optimal injection strategy is very difficult and very expensive to conduct experimentally. In this context, two goals where followed in this work: 1. Identify and quantify experimentally the mechanisms, related to the process or to the reinforcement, influencing the reactive RTMprocess with on-line mixing and 2. Develop a numerical simulation method in a view of introducing the identified mechanisms in the industrial software PAMCOMPOSITE developed by ESI Group. Identification and quantification of the mechanisms were realized thanks to experimental investigations and numerical simulations. A new experimental setup has been developed for the investigation of the mechanism of intra-tow resin storage through macro-scale and micro-scale observations. Additionally, a numerical method has been developed to simulate the reactive flow of a resin in single and dual scale porous materials. This method allowed both to investigate local mechanisms difficult to study experimentally and prepare the transfer to the industrial software of ESI

Dans cette thèse, nous avons travaillé sur les différents versants de la technique de dissection sous-muqueuse et les problèmes que pose ce geste quasi chirurgical dans des unités d'endoscopie initialement médicales. Tout d'abord, nous avons travaillé sur la formation à la technique en développant un modèle d'apprentissage sur colon de bovin plus adapté à la situation européenne où les lésions colo-rectales sont les plus fréquentes. Ce modèle de rectum de bovin, simple à trouver et à préparer permet une formation dans des conditions plus proches de la paroi colique humaine que celles offertes par l'estomac de cochon. Un travail à plus grande échelle évaluant les bénéfices d'une aide à l'apprentissage par un logiciel interactif dédié mené sur ce modèle avec 37 étudiants français et japonais est en cours d'analyse et sera publié prochainement. Ensuite, nous avons réfléchi à la stratégie de la procédure pour la rendre plus simple en évaluant précocement la technique du tunnel pour la dissection des lésions œsophagiennes. Cette stratégie permet de maintenir une traction sur les bords lésionnels et nous offrent une sorte de triangulation en élargissant physiquement la zone de travail. Cette stratégie est devenue un standard pour les résections œsophagiennes dans de nombreuses équipes. Enfin, nous avons travaillé conjointement avec la société Nestis® au développement d'un outil permettant d'optimiser la procédure de dissection sous-muqueuse en associant les bénéfices des bistouris bi fonction (injectant et coupant avec le même outil}, de la haute pression pulsée et des solutions macromoléculaires visqueuses. Le système Nestis® permet pour la première fois cette association et a démontré son intérêt en termes de sécurité et de performance par rapport à la méthode classique utilisant l'aiguille et un bistouri électrique conventionnel. Avec cet outil bi fonction, il n'est plus nécessaire de changer d'instrument puisque toutes les étapes de la procédure sont désormais réalisées avec un seul et même outil. D'autres projets sont déjà prévus avec ce matériel pour étudier ses bénéfices et sa sécurité en dissection colique humaine qui est réputée comme la plus difficile compte tenu de la finesse de la paroi. Enfin, ce matériel offre la possibilité d'injecter sous pression des principes actifs qui pourrait dans le futur permettre de prévenir la survenue de sténoses œsophagiennes ou diriger la cicatrisation. Nous avons ainsi travailler avec la pharmacie de l'hôpital Edouard Herriot pour stabiliser la solution macromoléculaires de mélange de glycérol pour permettre son utilisation en pratique quotidienne<br>First of all, we worked on the training for unexperienced operators by developing a bovine colon model more adapted to the European situation where colo-rectal lesions are the most common. This model of rectum from bovine, easy to find and to prepare allows training in conditions most close to the human colonic wall than those offered by the pig stomach. Furthermore, such models allows to teach the initial skills but avoiding the risk of adverse events for the first procedures in humans. A future work evaluating the benefits of a learning support by a dedicated interactive software on this model with 37 french and Japanese students is now being analyzed and will be reported soon. Then we thought about the strategy of the procedure in order to make it more simple using the tunnel technique to perform ESD for the esophageal lesions. This strategy helps to maintain traction on the edges and offers a sort of triangulation physically expanding the working space. This strategy has become a standard for esophageal resections in many teams and we still work to improve its efficacy. Finally, we worked jointly with Nestis® Company to develop a tool to optimize the submucosal dissection procedure by combining the benefits of the catheters bi function (injecting and cutting with the same tool), but adding high pulsed pressure and capability to inject viscous macromolecular solutions. The Nestis® system allows for the first time this association and demonstrated his interest in terms of security and performance compared with the conventional method using the needle and a conventional electrocautery device. With this bi function tool, it is not necessary to change instrument frequently since all stages of the procedure are now done with a single device. Other projects are already included with this material to explore its benefits and its safety in human colonic dissection that is deemed as the most difficult due to the thinner wall. Finally, this material offers the possibility to inject pressurized active drugs which could be used in the future to prevent the occurrence of esophageal strictures or to direct healing. We also worked with the hospital Edouard Herriot pharmacy to stabilize the solution glycerol mix to allow its use in daily practice in our unit

L'objectif de cette étude est de fournir un nouvel outil pour la mesure du rapport carburant-air (richesse) dans la chambre de combustion d'un moteur à allumage commandé. Cette méthode de diagnostic optique, basée sur une nouvelle approche de la fluorescence induite par laser, profite de l'effet des désexcitations collisionnelles non radiatives (quenching). Le toluène présent dans une faible proportion (5% dans l'iso-octane) est utilisé comme traceur pour visualiser la distribution du carburant. Un laser à excimère KRF (248 nm) bande large est utilisé pour induire la fluorescence du toluène. Dans la première partie de cette étude, nous effectuons une étude spectroscopique du mélange iso-octane -toluène dans une cellule de réference. Lorsque la pression d'air est supérieure à 3 bars, nous montrons que la fluorescence du toluène est alors directement proportionnelle à la richesse du mélange. Dans la seconde partie, des cartographies de la richesse dans la chambre de combustion du moteur sont réalisées durant la phase de compression. Nous étudions l'effet de différentes configurations d'injection sur l'homogénéité spatiale de la richesse et sur les variations cycle-à-cycle de la richesse moyenne. Lorsque l'injecteur est éloigné de la soupape d'admission, ou lorsque la pipe d'admission est refroidie, l'inhomogénéité du mélange et les fluctuations cycle-à-cycle de la richesse moyenne augmentent. L'étude de la corrélation entre la distribution de la richesse et la fraction de masse brûlée 10 après le point mort haut montre l'effet bénéfique des inhomogénéités de charge éloignées de la bougie sur la vitesse de combustion

Les motoristes aéronautiques misent sur le développement de systèmes d’injection de carburant innovants pour réduire la consommation de carburant et les émissions de polluants. L’objectif de la thèse est de contribuer à l’étude expérimentale d’un injecteur « Lean Premixed » par le développement de diagnostics lasers couplant des approches basées sur la diffusion de Mie et l’émission fluorescente de traceurs. Les mesures ont été réalisées sur le banc de combustion haute pression HERON. Une approche novatrice avec l’imagerie de fluorescence du kérosène a permis d’obtenir une quantification du mélange kérosène/air. La structure de flamme a été mesurée simultanément par PLIF-OH et des mesures PIV de vitesse ont complété cette analyse. Un développement préliminaire de la PLIF-CO a également été mené. Les nombreuses mesures permettent de fournir une analyse détaillée des interactions flamme/spray/aérodynamique lors d’une combustion swirlée stabilisée kérosène/air à haute pression<br>Aeronautical engine manufacturers are banking on the development of innovative fuel injection systems to reduce fuel consumption and pollutant emissions. The aim of the thesis is to contribute to the experimental investigation of a "Lean Premixed" injector by developing laser diagnostics coupling approaches based on Mie scattering and fluorescent emission of tracers. Measurements are performed at high pressure on the HERON combustion test bench. An innovative approach with fluorescence imaging of kerosene has resulted in the quantification of the kerosene/air mixture. The flame structure was analyzed simultaneously by OH-PLIF and velocity PIV measurements were performed to complete this analysis. A preliminary development of CO-PLIF was also conducted. The numerous measurements provided a detailed analysis of the mechanisms of flame/spray/aerodynamic interactions during a swirl-stabilized kerosene/air combustion at high pressure

Le transport routier est responsable d’une partie des émissions de polluants sur la planète. Conscient de ce problème, des lois sur les émissions des véhicules sont régulièrement votées afin de réduire l’impact environnemental du transport automobile. Ces lois de plus en plus restrictives ont poussé les fabricants automobiles à réduire la taille des moteurs essence et à utiliser des procédés d’injection directe afin d’augmenter le ratio puissance/volume des moteurs et réduire la consommation. Cependant avec l’utilisation de l’injection directe, de nouveaux problèmes apparaissent, notamment la production de particules fines, elles-mêmes réglementées. Cette thèse s’inscrit dans ce cadre. En effet, les films liquides engendrés par l’injection de carburant sont identifiés comme principaux responsables de la production de particules. Dans ce contexte, les films liquides sont étudiés expérimentalement à l’aide d’un injecteur haute pression disposant de 3 trous. Les aspects dynamiques de création et d’étalement du film liquides sont étudiés et modélisés. S’en suit une étude thermique de l’interaction entre le spray et la paroi. Afin de caractériser les pertes de chaleur observées lors de l’impact, ces pertes thermiques étant responsables d’un délai dans la vaporisation du carburant et donc d’inhomogénéités du mélange au moment de la combustion, une modélisation de ces pertes et du transfert thermique associé est aussi proposée. Enfin une étude des taux d’évaporation de plusieurs alcanes purs puis de mélanges est proposée. Ces mesures ont servi à la calibration d’un modèle numérique d’évaporation de films fins de carburants sur des parois chaudes. Autour de ces différentes études, une campagne d’essais moteurs a été effectuée. L’objectif est de confirmer que les études expérimentales faites en laboratoires sont bien transposables (moyennant la prise de certaines précautions) aux moteurs automobiles. Les conclusions des différentes études sont finalementproposées<br>The road transport is responsible of a considerable amount of pollutants emissions at the worldwide scale. To tackle this issue, many laws are trying to give a framework to reduce the emissions at the global scale. The law are always more restrictive, and they oriented the car manufacturers to the reduction of their gasoline engine size. This phenomenon, called downsizing, lead to the use of direct injection in order to improve the power/volume ratio of the engine. However, with direct injection the problem of particle emissions arose. Indeed, the liquid film generated during the injection process are responsible of inhomogeneities in the combustion chamber which lead to particles formation. In this context, the study of the fuel films in the combustion chamber is a major concern. To perform this study several experimental apparatus are designed in this thesis. A high-pressure 3-hole solenoid injector is used in order to generate liquid films. The generation and the spreading of the liquid films is observed and modelled. Then the thermal aspects of the spray impingement is studied, to characterise the local heat transfer. These thermal loss are delaying the evaporation of the liquid film, which will lead to inhomogeneities in the combustion chamber and particle generation. A modelling of the heat transfer is also proposed, finally the evaporation rate of alkanes films is proposed. Mono and multicomponents films are studied, these measures were used to calibrate a numerical model for the evaporation of thin liquid films on hot walls. Together with the previous experimental investigationsand models a test campaign on a real engine has been held. The objective is to confirm that, the results produced out of the engine are transposable to the engine (with careful attention). Conclusions on the different aspects are then presented

En milieu industriel, si l'analyse en ligne d'effluents gazeux à l'aide de la chromatographie en phase gazeuse est actuellement réalisée sans difficultés majeure, l'analyse des liquides reste une des principales problématiques à résoudre. En effet, comparée à une analyse réalisée au laboratoire, l'analyse en ligne d'un échantillon liquide permettrait de s'affranchir de l'étape de prélèvement et de préparation avant injection ainsi que des problèmes de contamination et de représentativité de l'échantillon. Des systèmes d'injection de liquide en ligne sont actuellement disponibles, cependant, des difficultés d'injection liées à la discrimination des analytes sont rencontrées. C'est dans ce contexte qu'une vanne dédiée à l'injection des liquides en ligne a été développée, puis validée en laboratoire, et enfin mise en œuvre sur des applications industrielles pétrolières. Un tout autre enjeu, lié entre autres à la réduction des coûts de maintenance et d'installation, ainsi qu'à la compatibilité de systèmes analytiques destinés à l'industrie et aux micro-pilotes, a orienté des développements instrumentaux vers la miniaturisation des systèmes. Un assemblage de différentes briques technologiques a ensuite été réalisé afin d'évaluer la faisabilité d'un système miniaturisé incorporant la technologie d'injection des liquides en ligne. Finalement et toujours dans ce contexte de miniaturisation, des colonnes monolithiques courtes ont été mises en œuvre en chromatographie en phase gazeuse à haute pression, au laboratoire pour commencer, puis sur des effluents industriels gazeux. Elles ont permis de réaliser des analyses très rapides avec une grande efficacité par unité de longueur tout en pouvant agir sur la sélectivité des colonnes grâce à un contrôle de leurs propriétés de surface<br>In industry, although on-line analysis of gaseous effluents using gas chromatography is carried out without major difficulty, the analysis of liquids remains problematic and is one of the main issues to be solved. Indeed, compared to an analysis carried out in a laboratory, the on-line analysis of a liquid sample would bypass the steps of sampling and preparation prior to injection and would avoid problems of contamination and representativeness of the sample. Systems for injecting liquids on-line are currently available; however, difficulties are encountered, due to the discrimination of analytes. It is in this context that a valve dedicated to the on-line injection of liquids was developed, validated under laboratory conditions and finally implemented in the oil industry. Another issue, related, amongst other things, to the reduction of maintenance and installation costs, as well as to the compatibility of analytical systems for industry and for micro-pilots, steered instrumental developments towards the miniaturization of systems. Different technological bricks were therefore brought together to assess the feasibility of a miniaturized system involving the technology for on-line injection of liquid. Finally, and still in the context of miniaturization, short monolithic columns were implemented in gaseous phase chromatography at high pressure, first in the laboratory and then on industrial gas effluents. They allowed very fast analyses to be performed which had greater efficiency per unit of length while still being able to act on the selectivity of the columns thanks to the control of their surface properties