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Titre
Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace
/ 03-05-2012
Linassier Guillaume
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Le développement et la certification de systèmes propulsifs aéronautiques nécessitent une phase d'essais sur
banc moteur. Ces essais permettent entre autres de caractériser les limites d'allumage des foyers de
combustion de turbomachines, mais sont extrêmement coûteux et générateurs de délais pour l'industriel. Afin
de limiter leur recours, il est nécessaire de développer des méthodes permettant de prévoir de la façon la
plus fiable possible les performances d'allumage d'un prototype de chambre de combustion, et ce aussi bien
pour des conditions de décollage au niveau de la mer que pour le cas critique de la haute altitude.
L'objectif de cette thèse est de contribuer au développement et à la validation d’outils numériques pour la
prévision de l'allumage des foyers de combustion à partir de données expérimentales obtenues sur le banc
MERCATO de l’ONERA. Ces travaux ont été conduits en étroite coopération avec TURBOMECA. Des
améliorations ont été apportées à un modèle permettant de simuler l'allumage d'un brouillard de carburant
suite à un dépôt d'énergie par bougie à arc électrique. Ce modèle a été couplé à un code de calcul
multiphysique (code CEDRE) afin d'établir des cartographies d'allumage à partir d'un champ aérodiphasique
moyenné, mais également de simuler la phase de propagation de la flamme à l’ensemble du foyer par
approche RANS pseudo-stationnaire. Afin de valider ces deux approches, une caractérisation expérimentale
d'une maquette de chambre mono-secteur a été réalisée sur le banc d'essai MERCATO. Ces essais ont permis
de constituer une banque de données très fournie pour différents cas tests. La comparaison de la
cartographie d’allumage expérimentale à celle fournie par la simulation numérique donne des résultats très
satisfaisants et encourageants en vue d’une application à un foyer réel de turbomachine. En parallèle, des
résultats très prometteurs ont été obtenus sur une nouvelle maquette de chambre de combustion trisecteur,
dérivée d'un foyer industriel, permettant de comparer ses limites d’allumage à celles obtenues sur la chambre
réelle. Cette configuration fera l’objet par la suite d’une étude détaillée de la propagation de la flamme intersecteurs, impossible à réaliser sur la géométrie d'un foyer annulaire complet.
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Texte intégral
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