Projet ANR-11-ASTR-0023 – DEVACOL : Diagnostics de l'évaporation de combustible liquide
Programme : Accompagnement Spécifique de Travaux de Recherches et d'Innovation Défense (ASTRID) 2011
Année de financement : 2011
Coordinateur du projet : Monsieur Gérard GREHAN (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE DELEGATION REGIONALE NORMANDIE)
Partenaires : Laboratoire d'Énergétique et de Mécanique Théorique et Appliquée; Institut pour Combustion, l'Aérothermique, la Réactivité et l'Environnement; Complexe de Recherche Interprofessionnel en Aérothermochimie; Office national d'études et de recherches aérospatiales; Laboratoire Pluridisciplinaire de Recherche en Ingénierie des Systèmes, Mécanique et Energétique
Montant : 282776.0 euros
Date de début : 2012
Durée : 24 mois
Résumé : Des avancées notables sur les systèmes de propulsion fonctionnant avec des écoulements diphasiques réactifs ont été enregistrées depuis ces deux dernières décennies grâce à l’existence de liens forts entre les expérimentateurs et les numériciens. Aux progrès réalisés dans la puissance de calcul des ordinateurs se sont associés les modèles physiques et les algorithmes de calcul et de surcroît l’invention de nouvelles approches de mesures expérimentales, principalement optiques, que ce soit pour sonder la phase vapeur mais également la phase liquide (gouttes) de l’écoulement. Citons entres-autres comme techniques de mesures, l’Anémométrie Doppler Laser (ADL, vitesse des gouttes), la vélocimétrie par image de particules (PIV, vitesse du gaz), la granulo-vélocimétrie phase Doppler (PDA, vitesse et taille d’une particule individuelle). Cependant, ces mesures ne donnent accès qu’à des quantités géométriques : localisation, taille, vitesse des gouttes qui sont largement insuffisantes pour caractériser en totalité les mécanismes physiques gouvernant ces écoulements diphasiques. Citons dans ces mécanismes l’évaporation de gouttes de combustible durant les phases d’injection et de transport dans la chambre de combustion qui est considérée comme une étape clé du bon fonctionnement des systèmes de propulsion aéronautique.
Afin d’obtenir une totale compréhension des mécanismes d’évaporation de gouttes de combustible liquide, il est alors vital de pouvoir mesurer l’ensemble des caractéristiques thermochimiques des gouttes ainsi que celles de leur environnement gazeux. C’est l’objectif ambitieux de cette proposition de recherche ANR. Cependant cette analyse est rendue complexe car elle nécessite de mesurer de nombreuses grandeurs physiques relatives aux gouttes : diamètre, température (moyenne et gradients), composition chimique (moyenne et gradients), taux d’évaporation mais également les grandeurs physiques liées à leur environnement, c’est-à-dire, la vitesse relative des gouttes par rapport au gaz, la composition du nuage de vapeur autour des gouttes, la température du gaz, la structure 3D du nuage, ….
Ces mesures, pour qu’elles puissent exister nécessitent des nouvelles techniques de mesures associées (arc-en-ciel, fluorescence, MDR, Raman, …) qui doivent être applicables sur diverses configurations expérimentales permettant l’analyse de l’évaporation depuis  l’échelle de la goutte jusqu’à la configuration classique de brouillard de gouttes (spray), chaque expérience apportant, bien évidemment une réponse partielle à ce problème.  
C’est l’objectif visé de cette proposition de recherche ANR. Pour répondre à ce défi, une coopération scientifique entre les principales équipes de recherche nationales impliquées dans l’étude de l’évaporation de gouttes de combustibles afin d’apporter une réponse globale à cette problématique sera entreprise. Ce projet permettra en outre de positionner ces équipes de recherche en acteurs majeurs de la recherche et de l'innovation dans le domaine de la maîtrise des régimes complexes d’injection de carburants, de la construction des outils expérimentaux et numériques, de la diffusion des savoirs, de la transmission des savoir-faire tant au niveau national qu’international.