Descriptif et objectifs de l'emploi :
Le moteur HCCI qui fonctionne par autoinflammation d'une charge homogène carburant/air après compression est l'objet d'un vif intérêt à cause de ses performances en termes de rendement énergétique et d'émissions polluantes. Cependant il faut réussir à contrôler le déclenchement de l'autoinflammation initiée par l'oxydation partielle du carburant à basse température (< 1000 K). Une des solutions envisagées est l'injection simultanée du carburant et d'hydrogène formé in situ par reformage des gaz brûlés. L'équipe "Cinétique chimique et combustion dans les moteurs automobiles" du laboratoire PC2A est engagée dans des actions de recherche dans le cadre du Pôle National à Implantation Régionale "Carburants et Moteurs" en partenariat avec le Laboratoire de Mécanique et d'Energétique (LME) de l'Université de Valenciennes et le Laboratoire d'Energétique Industrielle (LENI) de l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne.

Il s'agit d'étudier l'autoinflammation de carburants en conditions HCCI à l'aide d'un moteur entraîné à taux de compression variable localisé au LME. Les limites d'autoinflammation de carburants sont mesurées dans des conditions opératoires variées. Des prélèvements sont effectués dans des conditions proches de l'autoinflammation puis analysés par chromatographie en phase gaz et spectrométrie de masse tandem au PC2A. Le dispositif a déjà été testé avec succès lors d'une étude utilisant le n-butane et l'iso-butane comme carburants. Une étude similaire sur des mélanges isooctane/hydrogène est envisagée en relation avec le projet "Hydrogène" du Programme Energie du CNRS.

L'objectif du travail confié au post-doctorant est d'étudier l'autoinflammation en conditions HCCI de mélanges isooctane/hydrogène. Il s'agit d'élucider les interactions thermocinétiques entre l'isooctane (carburant-modèle pour l'essence super) et l'hydrogène. Le post-doctorant réalisera une étude préliminaire en machine à compression rapide afin de déterminer l'évolution des limites d'autoinflammation en fonction de la proportion d'hydrogène ajoutée. Il s'initiera ensuite au fonctionnement du moteur du LME puis développera un dispositif d'injection liquide pour pouvoir utiliser l'isooctane comme carburant. Il étudiera par la suite l'autoinflammation en mode HCCI de l'isooctane pur et en mélange avec l'hydrogène. Les prélèvements effectués seront analysés au PC2A afin d'identifier les produits intermédiaires d'oxydation. Un modèle thermocinétique d'oxydation des carburants étudiés sera développé au PC2A, en s'appuyant en particulier sur les travaux de modélisation de Curran sur l'isooctane [1] et d'O'Conaire sur l'hydrogène [2]. Le mécanisme sera optimisé à l'aide d'un algorithme génétique pour reproduire les résultats expérimentaux en collaboration avec le LENI.


[1] H. J. Curran, P. Gaffuri, W. J. Pitz and C. K. Westbrook, Combust. Flame, 129(3), 2002, 253-280

[2] M. O'Conaire, H. J. Curran, J. M. Simmie, W. J. Pitz, C. K. Westbrook, Int. J. Chem. Kinet., 36(11), 2004, 603-622

Autre contact

Marc RIBAUCOUR

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