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Le 21 mars 2016 à 14h00

Soutenance de Thèse: Laure LABARRÈRE – Etude théorique et numérique de la combustion isochore appliquée au cas du thermo réacteur

ROGEL |  Salle de conférence Jean-Claude André |  

Résumé:

Un des principaux enjeux de l’industrie aéronautique est la recherche du moteur au meilleur rendement possible, pour satisfaire des contraintes économiques, techniques et environnementales. Les turbomachines bénéficient d’un constant perfectionnement depuis plus de 60 ans, et cette technologie semble avoir atteint un plateau. Une rupture technologique est aujourd’hui nécessaire, comme la combustion à volume constant (CVC). Le gain attendu est suffisant pour tenter de remplacer les systèmes actuels où la combustion se fait à pression constante. La combustion à isovolume fait appel à des mécanismes encore rarement maitrisés dans le contexte aéronautique. Sa compréhension passe par des expérimentations et des modèles théoriques et numériques.
L'objectif de cette thèse est de développer une théorie et un outil de simulation LES (Large Eddy Simulation) appliqué au cas du concept ‘thermoréacteur'. Ainsi, la première étape a consisté à mettre en place un outil de simulation 0D traduisant l'évolution d'un cycle moteur de type CVC (Combustion à Volume Constant). Certains modèles utilisés dans cet outil 0D sont basés sur des corrélations expérimentales. D’autres présentent des paramètres à déterminer à partir de simulations numériques.
La simulation 3D d'un système de type CVC est envisageable aujourd'hui grâce aux progrès récents des méthodes LES. Ainsi, des simulations du thermoréacteur ont pu être réalisées, et confrontées aux résultats expérimentaux obtenus au laboratoire Pprime sur trois points de fonctionnement. Les variabilités cycle à cycle observées expérimentalement ont été analysées dans les calculs LES. Les vitesses importantes au niveau de l’allumage et le taux de résidus du cycle précédent semblent être les principaux facteurs à l’origine de ces variations cycle à cycle.

Mots-Clés: Combustion à volume constant, Simulation des Grandes Echelles, Flammes turbulentes

Jury:

Philippe GUIBERT                Université Pierre et Marie CURIE – Paris                        Rapporteur

Stéphane JAY                       IFP Energies Nouvelles – Rueil-Malmaison                      Rapporteur

Marc BELLENOUE                ENSMA – Poitiers                                                                Examinateur

Pascal BRUEL                       Université de Pau                                                               Examinateur

Ludovic DAUDOIS                COMAT Aerospace – Flourens                                           Industriel invité

Luc HERRERO                       COMAT Aerospace – Flourens                                           Industriel invité

Stephane RICHARD             TURBOMECA – Bordes                                                       Industriel invité
Thierry POINSOT                 Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse             Directeur de thèse

Antoine DAUPTAIN              CERFACS – Toulouse                                                                      Co-directeur de thèse