H/F Postdoctorat sur la modélisation de la combustion turbulente des SAF

Missions :
Les carburants d’aviation durables (SAF), qui incluent des carburants synthétisés à partir de biomasse ou de sources électriques décarbonées, offrent une solution à court terme pour décarboner le secteur aéronautique. Présentant des propriétés principales similaires à celles du kérosène conventionnel, l’utilisation des SAF ne nécessite pas de refonte complète des chambres de combustion actuelles. Toutefois, en raison de la diversité des matières premières nécessaires pour répondre à la demande énergétique, la composition des SAF peut varier considérablement. Des études récentes indiquent que ces variations affectent les performances des chambres de combustion, influençant leur opérabilité et les émissions. Les ingénieurs de recherche travaillant sur la conception des futures chambres de combustion aéronautiques sont ainsi confrontés à de nouveaux défis scientifiques.
Ce programme s’inscrit dans le cadre du projet SAFARI, une chaire industrielle de recherche financée par l’ANR, Safran Tech, Safran Aircraft Engines et Safran Helicopter Engines. Le projet SAFARI vise à acquérir des connaissances fondamentales sur les phénomènes multiphysiques de la combustion des SAF et à développer des outils numériques pour la conception des futures chambres de combustion. Les défis scientifiques consistent à comprendre et modéliser les effets de la pression, des transferts thermiques et de la variabilité de la composition des carburants sur la dynamique des flammes et les émissions de polluants, tels que les NOx et les particules de suie.
Activités :
Les objectifs du chercheur postdoctoral sont d’étendre la méthode de chimie virtuelle à la combustion diphasique en tenant compte des effets d’évaporation préférentielle. Un mécanisme virtuel dédié sera optimisé pour des mélanges représentatifs des SAF (carburants d’aviation durables). La principale difficulté sera de prendre en compte l’évaporation préférentielle, car elle génère des hétérogénéités du carburant dans les compositions gazeuses, ce qui peut affecter la structure chimique de la flamme. L’architecture du schéma virtuel sera étendue dans cette tâche afin d’inclure plusieurs carburants du côté des réactifs. Une base de données d’apprentissage sera générée à partir d’un ensemble de solutions d’éléments de combustion couvrant les compositions possibles des réactifs. Des validations seront réalisées en calculant des flammes diphasiques prémélangées et non prémélangées, en tenant compte de la multi-évaporation. Ensuite, le schéma virtuel sera couplé à un modèle de combustion turbulente afin de réaliser des simulations des grandes échelles (LES) de flammes turbulentes alimentées par des e-carburants. La méthode sera validée en comparant les solutions de chimie virtuelle aux données expérimentales.
Contexte de travail :
Le post-doctorat se déroulera au laboratoire EM2C-CNRS, situé à CentraleSupélec, Université Paris-Saclay (Gif-sur-Yvette, France).