Modélisation aux grandes échelles de la combustion dual-fuel

Les tendances économiques, géopolitiques et sociales, outre les préoccupations environnementales bien légitimes, peuvent précipiter l'adoption de mesures législatives en vue de la substitution partielle du diesel par des carburants moins polluants dans un avenir proche. En outre, la législation en matière d’émission, déjà très stricte, concernant les moteurs diesel, par exemple les normes EURO VI ou Tier IV, en Europe et aux États-Unis, ont stimulé l'intérêt industriel pour le développement de moteurs à combustion interne capables de traiter des mélanges de carburant liquides ou gazeux. Le processus de combustion de ces moteurs bi-carburant comprend l'allumage par compression du carburant diesel injecté dans un mélange homogénéisé carburant-air. La cause sous-jacente est que, lors de la combustion à double carburant, la plupart des carburants diesel sont brûlés dans des conditions de combustion prémélangées, ce qui réduit la formation de suies. En outre, en fonction de la teneur en carbone du combustible gazeux (ou liquide) primaire, le mode de fonctionnement à double combustible entraîne une réduction significative des émissions de CO2. Ainsi, le gaz naturel ou les biocarburants oxygénés constituent des candidats idéaux parmi les hydrocarbures. 
Cette these prend place dans le projet Europeen EDEM (Experimentally validated DNS and LES approaches for fuel injection, mixing and combustion of dual-fuel engines), commence en septembre 2019, et en phase avec les politiques Européenes et internationales dans ce domaine. Son but est de développer et valider des méthodologies LES pour les processus de combustion prenant place dans un moteur dual-fuel. Pour ce faire, elle s’appuie sur un travail de recherche pré-existant à IFPEN en combustion dual-fuel and sur des experimences moteur dual-fuel disponibles chez les partenaires du projet EDEM (Purdue, Perkins, L’ORANGE). Les deux premières années de thèse se dérouleront à IFPEN, Rueil-Malmaison, France, pour le développement et la validation du modèle de combustion, et dans la dernière année un séjour de neuf mois sera réalisé chez le constructeur L’ORANGE à Stuttgart, Allemagne, pour appliquer les modèles ainsi développés sur des designs d’injecteur et de chambre plus efficients et pour évaluer leur impact environnemental. 
En lien avec l'agenda MSCA de l’union Européenne, le projet créera une opportunité unique pour une formation doctorale conjointe industrie-université pour les boursiers des principales industries multinationales. Cela les dotera de compétences, de connaissances et d'un savoir-faire qui non seulement amélioreront leur carrière future, mais proposeront également des solutions aux problèmes mondiaux et serviront ainsi le bien-être de la société dans son ensemble.
 

Mots-clés : 3-D modelling, combustion modelling, Coding