Doctorant (H/F) : Etude expérimentale de la combustion NH3 et des mélanges H2 sur un injecteur swirlé

Sujet de thèse :
Ce projet de thèse vise à étudier les mécanismes de stabilisation des flammes hydrogène en écoulement tournoyant à l’aide d’expériences avancées. L’objectif est d’approfondir notre compréhension physique de la stabilisation de la flamme dans des injecteurs modulaires à régimes multiples, et de générer des données de haute qualité pour le développement et la validation de modèles de combustion turbulente. Une attention particulière sera portée à la définition d’un cas de référence expérimental bien caractérisé pour les simulations numériques et l’évaluation des modèles.

Les travaux porteront principalement sur le nouvel injecteur tricoaxial TrHyTon. Cet injecteur modulaire permet de contrôler les rapports de vitesse d'injection, le prémélange partiel et le tourbillonnement dans les trois canaux, ce qui permet une stabilisation compacte de la flamme et de faibles émissions de NOx. Le ou la doctorant(e) explorera un large éventail de paramètres de fonctionnement afin d'identifier les régimes qui garantissent à la fois la stabilité de la flamme et de faibles émissions polluantes. Les techniques d'apprentissage automatique se sont récemment révélées prometteuses pour la conception d'expériences (DoE) et l'interprétation de grands ensembles de données, et pourraient être intégrées à cette étude.

Un ensemble réduit de conditions de fonctionnement sera sélectionné pour représenter plusieurs archétypes de flammes présentant un intérêt particulier. Ces conditions seront étudiées en détail à l'aide de diagnostics laser, notamment
la vélocimétrie par imagerie de particules (PIV), iImagerie de la structure de la flamme via la fluorescence induite par laser (PLIF), mesures de la température des parois via la phosphorescence induite par laser (LIP).

Des diagnostics supplémentaires, éventuellement en collaboration avec TU Darmstadt, ou des simulations numériques complémentaires peuvent être utilisés pour soutenir l'analyse physique des structures de flammes turbulentes.
Contexte :
Le laboratoire EM2C est une unité de recherche du CNRS située à CentraleSupélec, au sein de l’Université Paris-Saclay. Il associe une recherche académique de haut niveau à des études appliquées en partenariat avec les plus grandes entreprises et centres de recherche dans les domaines du transport et de l’énergie. Ses activités expérimentales et de modélisation numérique portent sur divers écoulements complexes et multiphysiques, impliquant notamment la turbulence, les écoulements diphasiques, la combustion et la thermo-acoustique. Les thématiques de recherche couvrent un large spectre, allant des questions fondamentales et théoriques jusqu’aux applications semi-industrielles.

Projet DESIRE :
Le changement climatique et la sécurité énergétique poussent à une transition urgente vers l'abandon des combustibles fossiles. Pourtant, de nombreuses applications industrielles et de transport reposent encore sur la combu
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