Doctorant (H/F) Caractérisation des produits de combustion condensés issus de la combustion de particul

Sujet de thèse :
Caractérisation des produits de combustion condensés issus de la combustion de particules métalliques dans un contexte de propulsion avancée
Contexte :
L'utilisation de particules métalliques comme additifs énergétiques dans les propergols solides, liquides et hybrides est une stratégie en pleine expansion pour améliorer les performances des systèmes propulsifs. Les métaux, tels que l'aluminium, le magnésium ou le bore, offrent une densité énergétique supérieure à celle des hydrocarbures conventionnels et permettent d’atteindre des températures importantes (sup à 3000 K). Toutefois, la combustion de ces particules génère des produits condensés qui peuvent affecter l'efficacité globale du moteur, provoquer l'encrassement des systèmes d'échappement, induire des instabilités et influencer les signatures optiques et thermiques.
La nature du métal/alliage utilisé pilote le régime de combustion mis en jeu (en phase gazeuse ou hétérogène de surface), et joue donc un rôle sur la granulométrie des oxydes produits. De plus, en fonction des conditions rencontrées dans la chambre de combustion (pression, température, composition gazeuse), les produits de combustion peuvent être de taille nanométrique et/ou micrométrique. En outre, la nature et la proportion des gaz présents influencent le mode de combustion et donc la composition des produits.
Ce projet ambitionne de caractériser la taille et composition des oxydes métalliques produits dans des conditions représentatives des moteurs -fusées pour une sélection de métaux. Après une caractérisation expérimentale minutieuse, la base de données unique obtenue sera valorisée pour faire progresser les outils de modélisation actuellement disponibles.
Le/la candidat (e) aura pour missions de réaliser et analyser des essais de combustion avec des particules métalliques afin d’identifier et caractériser les produits de combustion.
Les activités seront les suivantes :
- Identifier et caractériser les produits de combustion condensés issus de la combustion de particules métalliques.
- Analyser l'influence des paramètres de combustion (température, pression, ambiance gazeuse) sur la nature et la morphologie des résidus solides.
- Prédire la formation et le transport des produits de combustion.
La progression envisagée sur la durée de 36 mois est indiquée ci-dessous :
- Année 1 : Revue bibliographique et expérimentations sur les systèmes opérationnels. Analyse des résultats et rédaction d’un rapport intermédiaire. Mise en place des nouveaux systèmes de caractérisation.
- Année 2 : Expérimentations et analyses sur les systèmes nouvellement développés. Analyse des résultats et rédaction d’un rapport intermédiaire.
- Année 3 : Travail sur les outils de modélisation. Interprétation globale des résultats et rédaction du manuscrit.
Le/la candidat(e) devra avoir les compétences suivantes :
Savoir faire :
- Solides bases en mécanique des fluides réactives et
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