Informations du cours

Ce cours constitue une étude des principales connaissances concernant les processus liés à la combustion, les mécanismes de formation des émissions polluantes, et les moyens de les réduire à la source. Tout d'abord sont présentés les aspects généraux liés à la chimie et la thermodynamique de la combustion, les notions d'état initial et d'état final d'enthalpie de formation, de cinétique chimique, des relations entre mécanique des fluides et combustion. Sont présentés également les modes d'inflammation, la combustion laminaire, puis turbulente. Par ailleurs, sont présentés de manière générale les mécanismes physico-chimiques à l'origine des principales émissions de polluants provenant de la combustion (imbrûlés tels que monoxyde de carbone et hydrocarbures, oxydes d'azote NO et NO2, particules fines). Les principes fondamentaux évoqués précédemment sont ensuite complétés par l'étude de la combustion et de la dépollution dans les moteurs à pistons (à allumage commandé et à allumage par compression) et les turbines à gaz et brûleurs industriels (pré mélange et diffusion). Le choix des carburants (incluant le bilan de GES du « puits à la roue » et les carburants de synthèse) est discuté et les systèmes d’alimentation en carburant décrits. Les paramètres d’influence et de réglage de la combustion sont présentés (richesse, dilution par des résiduels, phasage, étagement, …) ainsi que les combustion anormales (cliquetis, instabilités, extinction) dont l’apparition limite les plages de réglage. Les moyens de réduction à la source des émissions polluantes (choix des paramètres de réglage, recirculation de gaz brulés, injection d’eau, …) sont étudiés. Enfin, les principaux systèmes de post-traitement (catalyseur 3 voies, catalyseur d’oxydation, pièges à NOx, SCR, filtres à particules, lavages des fumées) permettant de neutraliser les émissions gazeuses et solides sont décrits (principe, efficacité, contraintes, …). Cette deuxième partie inclue de nombreux exercices d’application corrigés en séance.