Brevet FR3139378A1 — publié le 20240308

Dispositif d’injection de mélange combustible, pour chambre de combustion (100) d’une turbine de turbomachine d’aéronef, qui comporte autour d’un axe longitudinal (X) un canal central tubulaire (1), un premier canal annulaire (2) autour dudit canal central et un second canal annulaire (3) autour du premier canal annulaire (2), lesdits canaux (1, 2, 3) débouchant dans ladite chambre de combustion au niveau d’une première lèvre (9) dudit canal central, d’une deuxième lèvre (10) dudit premier canal annulaire et d’une extrémité (11) du deuxième canal annulaire, ledit premier canal annulaire comportant, en amont de ladite deuxième lèvre(10), un dispositif d’injection de dihydrogène (5, 6, 7) dans ledit premier canal annulaire (2) dans un écoulement d’air (8) se déplaçant selon ledit axe longitudinal dudit premier canal annulaire en sorte de réaliser un mélange dihydrogène-air s’coulant vers ladite chambre de combustion. Figure 1 DISPOSITIF ET PROCEDE D’INJECTION DE MELANGE HYDROGENE-AIR POUR BRULEUR DE TURBOMACHINE La présente divulgation relève du domaine des dispositifs et procédés d’injection pour l’alimentation de turbines à gaz telles que des turbomachines d’aéronefs alimentées par du dihydrogène et de l’air. Cela inclut notamment les applications aéronautiques civiles et militaires : hélicoptères, VTOL, drones, APU, turbogénérateurs, les appareils à voilure fixe pour l’aviation de loisir, d’affaire ou commerciale, turboréacteurs ou turbopropulseurs. Les secteurs de la propulsion et notamment le secteur aéronautique font face à de grands enjeux environnementaux. L’intérêt d’avoir recours à une combustion utilisant du dihydrogène plutôt qu’à l’emploi de kérosène est de plus en plus fort car cette combustion de dihydrogène permettrait d’éviter les émissions polluantes carbonées telles que du dioxyde de carbone, du monoxyde de carbone, des hydrocarbures imbrûlés ou encore des particules fines et fumées. Un principe de brûleurs à micro-mélange d’air et de dihydrogène est connu. Les bruleurs réalisés selon ce principe ne garantissent pas l’absence de retour de flamme dans le dispositif d’injection de dihydrogène et possèdent une géométrie complexe. De tels brûleurs présentent un coût de réalisation élevé, une perte de charge élevée et sont spécifiques à une architecture de chambre de combustion donnée. Au niveau de l’injection et de la combustion, deux principales configurations technologiques pour les systèmes d’injection hydrogène-air appliqués aux turbines à gaz existent, à savoir les systèmes d’injection pauvre, et les systèmes d’injection riche. D’une manière plus générale, il est important d’avoir en tête que les procédés d’alimentation à combustion pauvre ont tendance à générer des instabilités thermo acoustiques importantes pouvant endommager ces systèmes alors qu’une combustion stable est nécessaire pour ne pas altérer les performances du moteur. Les procédés d’alimentation à combustion riche, quant à eux, ont tendance à émettre des polluants de manière plus importantes que les procédés à combustion pauvre s’ils ne sont pas dimensionnés correctement. L’utilisation de l’hydrogène implique plusieurs problématiques à prendre en considération au niveau de la chambre de combustion : A conditions thermodynamiques équivalentes en pression, température, richesse, la température adiabatique de la flamme d’une combustion hydrogène-air est plus élevée que la flamme issue d’une combustion kérosène-air. De même, les vitesses de flammes issues d’une combustion hydrogène-air sont plus importantes que pour les flammes kérosène-air. Une vitesse de flamme importante peut entrainer des problématiques de retours de flamme dits flashback en anglais dans les systèmes d’injection, notamment au niveau des couches limites, et causer de sérieux dommages à ces systèmes, ou encore causer des problèmes de sécurité. Les limites d’inflammabilité de l’hydrogène sont toutefois plus étendues que celles du kérosène et permettent d’enflammer un mélange hydrogène-air à des richesses plus faibles ou plus élevées que pour le kérosène, ce qui peut permettre d’atteindre finalement des températures de flamme plus faibles qu’avec l’utilisation du kérosène. Enfin, la combustion de l’hydrogène avec l’air a tendance à émettre beaucoup plus de bruit qu’une combustion au kérosène classique et peut donc générer une pollution sonore importante au niveau des aéroports. Il est donc recherché de diminuer les températures de combustion, de réduire les ondes sonores issues de la combustion et de limiter la formation d’oxydes d’azote pour réduire tant la pollution sonore que la pollution de l’air lors du fonctionnement des turbines. Au niveau des brûleurs, les documents GB2502298A et US62675851 décrivent des géométries de chambre basée sur le principe d’un brûleur à micro-mélange (connu aussi sous l’appellation micro-mix). Ce type de brûleur est conçu pour miniaturiser la zone de réaction en créant une multitude de micro-flammes de diffusion de longueur allant jusqu’à 4 cm. Le processus de combustion s’appuie sur une injection d’hydrogène de manière perpendiculaire à un écoulement d’air qui entraine l’hydrogène (connu sous l’appellation anglaise jet-in-crossflow). Une fois l’ajout rapide de l’hydrogène dans l’air réalisé, le mélange est injecté dans la chambre de combustion et est brûlé en aval d’une multitude de trous d’injection. Cette technologie permet de réduire les risques de retour de flamme (dit flashback en anglais) car il n’y a pas de réalisation de prémélange avant l’injection. L’opérabilité de ce type d’injecteur peut être limitée, tout comme la tenue thermique de la paroi comportant les trous d’injection qui est soumise à des conditions élevées de température. Dans le cadre des brûleurs utilisant du kérosène, le document “Advanced Combustor Systems for Stationary Gas Turbine Engines, Phase I. Review and Preliminary Evaluation, Volume I”, S.A. Mosier, R.M. Pierce, Contract 68-02-2136, FR-11405, Final Report, U.S. Environmental Protection Agency, 1980 propose une géométrie de type RQL selon l’acronyme utilisé dans le domaine pour « Rich Burn-Quick Mix-Lean Burn en anglais » soit combustion riche-mélange rapide-combustion pauvre en français. Cette géométrie a pour objectif d’étager la richesse dans la chambre de combustion au kérosène en plusieurs zones : une première zone proche de la sortie des injecteurs à une richesse d’environ 1,8, suivie d’une seconde zone de mélange avec de l’air très intense dont le but est de minimiser la formation des régions stœchiométriques et la formation des NOx et de compléter la combustion riche amont. Au final, afin de refroidir les gaz de combustion en amont du DHP « Distributeur Haute Pression », des injections supplémentaires d’air sont prévues dans une troisième zone afin de faire une seconde combustion pauvre à richesse 0,5. En raison de la spécificité de l’hydrogène, la géométrie type RQL optimisée pour la combustion du kérosène n’est plus valable et doit être repensée. Résumé La présente divulgation concerne pour ce faire un dispositif d’injection de mélange combustible dihydrogène- air, pour chambre de combustion d’une turbomachine destiné à étager la combustion pour limiter la génération de NOx et limiter le bruit émis par la combustion. La présente divulgation concerne en outre un procédé d’injection associé. Plus précisément la présente divulgation propose un dispositif d’injection de mélange combustible pour chambre de combustion d’une turbine de turbomachine d’aéronef, qui comporte, autour d’un axe longitudinal, un canal central tubulaire, un premier canal annulaire autour dudit canal central et un second canal annulaire autour du premier canal annulaire, lesdits canaux débouchant dans ladite chambre de combustion au niveau d’une première lèvre dudit canal central, d’une deuxième lèvre dudit premier canal annulaire et d’une extrémité du deuxième canal annulaire, ledit premier canal annulaire comportant, en amont de ladite deuxième lèvre, des moyens d’injection de dihydrogène dans ledit premier canal annulaire dans un écoulement d’air se déplaçant selon ledit axe longitudinal dudit premier canal annulaire en sorte de réaliser un mélange dihydrogène-air s’écoulant vers ladite chambre de combustion. La première lèvre peut être disposée en amont de l’extrémité du second canal annulaire, le canal central débouchant dans la chambre de combustion au niveau de la première lèvre en amont de l’extrémité du second canal annulaire. La deuxième lèvre peut être disposée en amont de l’extrémité du second canal annulaire, le premier canal annulaire débouchant dans la chambre de combustion au niveau de la deuxième lèvre en amont de ladite extrémité du second canal annulaire. Le canal central peut être muni d’une première vrille de mise en rotation d’un gaz le traversant. Le second canal annulaire peut être muni d’une deuxième vrille de mise en rotation d’un gaz le traversant. Lesdits moyens d’injection de dihydrogène comportent avantageusement une pluralité de premiers conduits radiaux entre une paroi externe dudit premier canal annulaire et une tubulure annulaire d’alimentation desdits conduits, ladite tubulure annulaire étant alimentée par un ou plusieurs deuxièmes conduits d’amenée du dihydrogène. La présente divulgation concerne en outre un procédé d’alimentation d’une combustion hydrogène-air dans une chambre de combustion d’une turbine de turbomachine d’aéronef au moyen d’un dispositif d’injection tel que décrit précédemment qui comporte une injection d’air dans ladite chambre par ledit canal central tubulaire, une injection de dihydrogène et d’air dans ladite chambre par le premier canal annulaire pour former un prémélange dihydrogène-air et une injection d’air dans ladite chambre par le second canal annulaire. Le prémélange dihydrogène-air est avantageusement de richesse supérieure à deux en dihydrogène. L’injection d’air dans le canal central tubulaire et dans le second canal annulaire est une injection d’air pur de manière à cibler une richesse globale d’injection comprise entre 0,3 et 0,5. Dans le cas où le dispositif comporte une première vrille dans le canal central tubulaire, l’air est mis en rotation dans le canal central par ladite première vrille. Dans le cas où le dispositif comporte une seconde vrille dans le second canal annulaire, l’air est mis en rotation dans le second canal annulaire. Le procédé est avantageusement tel que, après allumage, l’’injection du prémélange riche hydrogène-air crée un premier front de flamme issue de la combustion riche du prémélange hydrogène-air qui vient s’accrocher sur les lèvres du canal central tubulaire et du premier canal annulaire, cette combustion riche de richesse supérieure à deux s’effectuant avec une température de front de flamme inférieure à 1800 K. De ce fait le bruit généré par le premier front de flamme est réduit et la formation d’oxydes d’azotes est réduite. Avantageusement, l’injection d’air issue du canal central tubulaire et du second canal annulaire dilue et confine les gaz brûlés issus de la combustion du prémélange riche hydrogène-oxygène pour former un mélange pauvre créant un second front de flamme de combustion pauvre à une température inférieure à 1800K. De ce fait le bruit généré par le second front de flamme est de même réduit et la formation d’oxydes d’azote est aussi réduite. La création de ces deux fronts de flamme riche et pauvre permet de répartir la charge thermo-acoustique issue de la combustion sur une surface plus importante, et donc de réduire les nuisances sonores issues de la combustion. Préférablement, ledit second front de flamme est turbulent et n’est pas attaché auxdites lèvres. D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels : représente une vue schématique coupe longitudinale d’un dispositif d’injection selon un mode de réalisation ; représente une vue schématique coupe transversale de moyens d’alimentation d’un canal annulaire selon un premier mode de réalisation ; représente le dispositif de la avec fronts de flammes ; représente une coupe transversale d’une variante de moyens d’alimentation d’un canal annulaire selon un second mode de réalisation ; représente une section longitudinale des moyens de la . représente une vue schématique coupe longitudinale d’un dispositif d’injection selon un autre mode de réalisation . Description de modes de réalisation Il est maintenant fait référence à la qui représente une coupe d’un dispositif d’injection de mélange combustible réalisé selon le principe de la présente divulgation par un plan comprenant un axe longitudinal X du dispositif. Le dispositif comporte un canal central tubulaire 1 centré sur l’axe X, un premier canal annulaire 2 autour dudit canal central annulaire et un second canal annulaire 3 autour du premier canal annulaire 2. Lesdits canaux 1, 2, 3 débouchent dans une chambre de combustion 100. Le canal central tubulaire comporte une première lèvre circulaire 9 entourée par le premier canal annulaire au niveau d’un plan de sortie 4 dudit canal central, le premier canal annulaire comporte une deuxième lèvre circulaire 10 toujours au niveau du plan de sortie 4. La deuxième lèvre circulaire est entourée par le deuxième canal annulaire et les première lèvre et deuxième lèvre sont en retrait d’une hauteur h par rapport au plan de la sortie 11 du second canal annulaire. Ainsi les sorties du canal tubulaire central et du premier canal annulaire sont en amont de la sortie du second canal annulaire. Le premier canal annulaire comporte, en amont de ladite deuxième lèvre 10, un dispositif d’injection de dihydrogène dans un écoulement d’air 8 se déplaçant selon l’axe longitudinal en sorte de réaliser un mélange dihydrogène-air s’coulant vers ladite chambre de combustion. Pour injecter le dihydrogène, les moyens comportent des conduits radiaux 5 représentés en coupe en qui débouchent dans la paroi externe du premier canal annulaire 2. Pour fixer les idées, le rapport de la distance par rapport à la sortie sur le diamètre du premier canal 2 peut être compris entre 1 et 10, plus préférentiel entre 1 et 5. En , les injections de dihydrogène sont de type « jet-in-cross-flow », c’est à dire en français injections radiales de dihydrogène dans un jet axial d’air, afin d’obtenir un prémélange rapide, sur une longueur axiale minimisée, du prémélange dihydrogène-air 15 sortant du premier canal annulaire 2. Ces conduits radiaux sont alimentés selon l’exemple par une tubulure annulaire 6 elle-même alimentée par un ou plusieurs deuxièmes conduits 7 d’amenée du dihydrogène à partir d’une pompe ou d’un réservoir sous pression non représentés. Le nombre de premiers conduits est par exemple de 10 à 20 et par exemple de l’ordre de 16 pour une bonne répartition du dihydrogène. En variante, selon la et la , respectivement coupe transversale et section longitudinale sur un côté de l’axe X du dispositif, les moyens d’injection de dihydrogène comportent des premiers conduits 51 alimentés par une tubulure annulaire 61 au travers de sous conduits 52 mais le dihydrogène est mélangé à l’air dans des secteurs creux 21 alimentant le premier canal annulaire par en dessous, à l’opposé de la sortie dudit canal dans la chambre de combustion. Dans cet exemple les conduits 51 alimentent chacun deux secteurs. Selon cet exemple quatre secteurs creux chacun alimenté par quatre premiers conduits 51 dans lesquels se fait le mélange dihydrogène-air sont présents sous le premier canal annulaire 2. Selon ce mode de réalisation, le processus d’injection est amélioré par l’ajout d’un dispositif 8 de mise en rotation de l’air (swirler en anglais), constitué de plusieurs aubes creuses, quatre aubes sur la , dans lesquelles circule le dihydrogène. Ce dernier est injecté par des injections 51 de type jet-in-cross-flow dans les aubes du dispositif de mise en rotation pour optimiser le processus de mélange. Le dispositif de la présente divulgation permet une combustion étagée de l’hydrogène afin de contourner la zone de formation des oxydes d’azote via la combustion d’un prémélange hydrogène-air riche dans une première zone, et la combustion des gaz résiduels dans une seconde zone pauvre. Le concept de combustion étagée permet une plus large place d’opérabilité de l’injecteur qu’une stratégie d’injection d’hydrogène orientée combustion pauvre, où un prémélange pauvre est directement brulé dans la chambre et a pour objectif de réduire la formation des NOx. Le risque de flashback est limité avec une combustion riche car les instabilités thermo-diffusives ne sont pas présentes sur le premier front de flamme. La vitesse de flamme n’est ainsi pas accélérée par les instabilités. De plus, l’étagement des richesses évite la formation d’un front de flamme stœchiométrique car l’hydrogène est soit pré-mélangé riche soit vicié par des gaz de combustion. Ceci a pour effet de réduire la vitesse du front de flamme, fortement dépendant de la composition des gaz à brûler. La stabilisation de deux fronts de flammes 17 et 18, front 17 accroché aux lèvres 9 et 10 de l’injecteur pour la flamme riche et front 18 décroché pour la flamme pauvre, permet de diviser les charges thermo acoustiques liés à la combustion : le bruit généré par la combustion est réparti sur deux fronts de flammes, c’est-à-dire sur une surface plus important que dans le cas où un unique front de flamme est généré. L’intégrité du foyer est également assurée car en réalisant les combustions à des fortes et faibles richesses, les températures de flamme sont moins importantes qu’en réalisant la combustion dans des conditions stœchiométriques. Les potentiels fronts de flamme issus de zones stœchiométriques qui pourraient être présentes dans la réalité ne seront pas attachés aux lèvres de l’injecteur, limitant ainsi l’endommagement de l’injecteur. En augmentant significativement la surface du front de flamme via l’injection du prémélange hydrogène-air riche dans le premier canal annulaire 2, la longueur de la flamme est réduite ce qui permet de réaliser des chambres de combustion avec un encombrement réduit par rapport à une injection dans un canal tubulaire central. En référence aux figures 3 et 4B, afin de favoriser l’interaction entre l’air du canal 16 et la flamme de prémélange 17, on prévoit un retrait de la lèvre 10 par rapport à l’extrémité du deuxième canal annulaire, retrait noté h sur la pour améliorer l’interaction entre le jet 16 sortant du deuxième canal annulaire et le jet 15 sortant du premier canal annulaire. Dans le cadre d’un fonctionnement dans des conditions types d’un turbopropulseur, la richesse de zone riche peut notamment être fixée autour de 4 et la richesse globale fixée entre 0,17 et 0,31 en fonction des points de fonctionnement du turbopropulseur. L’encombrement d’un tel dispositif pour une chambre de combustion d’une turbine de turbopropulseur d’aéronef est de l’ordre de 30 mm à 40 mm. La représente une variante du système d’injection appliquée à l’ensemble du fond de la chambre de combustion aéronautique avec l’arbre au centre où le canal central tubulaire 1a est constitué d’un troisième canal annulaire autour de l’arbre 20, chacun des canaux étant pourvu d’une vrille 12, 13, 19, les fronts de flammes de forme annulaire entourant l’arbre 20. La présente divulgation concerne ainsi un système d’injection d’hydrogène tri coaxial pré-mélangé avec de l’air pour turbine à gaz aéronautique ou terrestre, basé sur une combustion étagée : Une combustion du prémélange hydrogène-air à richesse élevée a lieu dans une première région qui génère un premier front de flamme annulaire accroché aux lèvres 9, 10 de l’injecteur, première lèvre 9 interne et deuxième lèvre 10 externe du canal annulaire d’injection du mélange dihydrogène-air; Les produits de combustion sont ensuite mélangés rapidement via l’injection d’air centrale et périphérique pour être brulés dans une seconde région en générant un second front de flamme décroché. Ce système permet notamment : D’obtenir des flammes stabilisées aérodynamiquement sur une large plage de fonctionnement, De réaliser une combustion à très faible émission d’oxydes d’azote, D’éviter le risque de flashback du second front de flamme, De diminuer les nuisances sonores liées à la combustion de l’hydrogène, D’obtenir des flammes courtes avec une répartition des charges thermiques, D’améliorer l’intégrité et la durée de vie de l’injecteur. Le dispositif de l’invention est ainsi associé à un procédé d’alimentation d’une combustion hydrogène-air dans une chambre de combustion d’une turbine de turbomachine d’aéronef qui comporte une injection d’air 14 dans ladite chambre par ledit canal central tubulaire 1, une injection de dihydrogène 15a et d’air 8 dans ladite chambre par le premier canal annulaire 2 pour former un prémélange dihydrogène-air 5 et une injection d’air 16 dans ladite chambre par le second canal annulaire 3. Le prémélange dihydrogène-air 15 peut alors être de richesse supérieure à deux en dihydrogène alors que l’injection d’air 14 dans le canal central tubulaire 1 et dans le second canal annulaire 3 est une injection d’air pur calibrée de manière à cibler une richesse globale d’injection comprise entre 0,3 et 0,5. Selon l’exemple de la , le dispositif comportant une première vrille 12 dans le canal central tubulaire 1, l’air 14 est mis en rotation dans ce canal central 1 par cette première vrille alors que le dispositif comportant une seconde vrille 13 dans le second canal annulaire, l’air 4 est mis en rotation dans le second canal annulaire. Après allumage, l’injection du prémélange riche hydrogène-air 15 crée un premier front de flamme 17, cette flame étant issue de la combustion riche du prémélange hydrogène-air qui vient s’accrocher sur les lèvres 9 et 10 du canal central tubulaire 1 et du premier canal annulaire 2. Cette combustion riche de richesse supérieure à deux s’effectue avec une température de front de flamme inférieure à 1800 K limitant les émissions de NOx. L’injection d’air issue du canal central tubulaire 1 et issue du second canal annulaire 3 dilue et confine les gaz brûlés issus de la combustion du prémélange riche hydrogène-oxygène pour former un mélange pauvre créant un second front de flamme 18 de combustion pauvre à une température inférieure à 1800K là aussi limitant les émissions de NOx. Ce second front de flamme 18 qui est en outre turbulent n’est pas attaché auxdites lèvres 9, 10 du canal central tubulaire 1 et du premier canal annulaire 2. Le dispositif et le procédé de la présente divulgation sont performants tout en limitant les émissions de NOx. L’invention objet des revendications qui suivent n’est pas limitée à la description qui précède et notamment la forme des lèvres et de la sortie du deuxième canal annulaire peuvent être de diverses formes telles que droites, évasées, biseautées, resserrées et d’épaisseur diverses. Dispositif d’injection de mélange combustible air dihydrogène, pour chambre de combustion (100) d’une turbine de turbomachine d’aéronef, caractérisé en ce qu’il comporte autour d’un axe longitudinal (X) un canal central tubulaire (1), un premier canal annulaire (2) autour dudit canal central et un second canal annulaire (3) autour du premier canal annulaire (2), lesdits canaux (1, 2, 3) débouchant dans ladite chambre de combustion au niveau d’une première lèvre (9) dudit canal central, d’une deuxième lèvre (10) dudit premier canal annulaire et d’une extrémité (11) du deuxième canal annulaire, ledit premier canal annulaire comportant, en amont de ladite deuxième lèvre(10), un dispositif d’injection de dihydrogène (5, 6, 7) dans ledit premier canal annulaire (2) dans un écoulement d’air (8) se déplaçant selon ledit axe longitudinal dudit premier canal annulaire en sorte de réaliser un mélange dihydrogène-air s’coulant vers ladite chambre de combustion. Dispositif d’injection selon la revendication 1, pour lequel la première lèvre (9) est disposée en amont de l’extrémité du second canal annulaire ,le canal central (1) débouchant dans la chambre de combustion (100) au niveau de la première lèvre (9) en amont de l’extrémité (11) du second canal annulaire et/ou pour lequel la deuxième lèvre (10) est disposée en amont de l’extrémité du second canal annulaire, le premier canal annulaire débouchant dans la chambre de combustion au niveau de la deuxième lèvre (10) en amont de ladite extrémité (11) du second canal annulaire. Dispositif d’injection selon la revendication 1 ou 2, pour lequel le canal central (1) est muni d’une première vrille (12) de mise en rotation d’un gaz le traversant. Dispositif d’injection selon l’une quelconque des revendications précédentes, pour lequel le second canal annulaire (3) est muni d’une deuxième vrille (13) de mise en rotation du gaz le traversant. Dispositif d’injection selon l’une quelconque des revendications précédentes pour lequel lesdits moyens d’injection de dihydrogène (5, 6, 7) comportent une pluralité de premiers conduits (5, 51) entre une paroi externe dudit premier canal annulaire (2) et une tubulure annulaire (6, 61) d’alimentation desdits conduits, ladite tubulure annulaire étant alimentée par un ou plusieurs deuxièmes conduits (7) d’amenée du dihydrogène. Procédé d’alimentation d’une combustion hydrogène-air dans une chambre de combustion d’une turbine de turbomachine d’aéronef au moyen d’un dispositif d’injection selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il comporte une injection d’air (14) dans ladite chambre par ledit canal central tubulaire (1), une injection de dihydrogène (15a) et d’air (8) dans ladite chambre par le premier canal annulaire (2) pour former un prémélange dihydrogène-air (15) et une injection d’air (16) dans ladite chambre par le second canal annulaire (3). Procédé d’alimentation d’une combustion hydrogène-air selon la revendication 6 pour lequel le prémélange dihydrogène-air (15) est de richesse supérieure à deux en dihydrogène. Procédé d’alimentation d’une combustion hydrogène-air selon la revendication 7 pour lequel l’injection d’air (14) dans le canal central tubulaire (1) et dans le second canal annulaire (3) est une injection d’air pur de manière à cibler une richesse globale d’injection comprise entre 0,3 et 0,5. Procédé d’alimentation d’une combustion hydrogène-air selon l’une quelconque des revendications 6 à 8 pour lequel le dispositif comportant une première vrille (12) dans le canal central tubulaire, l’air (14) est mis en rotation dans le canal central (1) par ladite première vrille et/ou pour lequel le dispositif comportant une seconde vrille (13) dans le second canal annulaire, l’air (4) est mis en rotation dans le second canal annulaire. Procédé d’alimentation d’une combustion hydrogène-air selon l’une quelconque des revendications 6 à 9 pour lequel après allumage, l’injection du prémélange riche hydrogène-air (15) crée un premier front de flamme (17) issue de la combustion riche du prémélange hydrogène-air qui vient s’accrocher sur les lèvres (9, 10) du canal central tubulaire (1) et du premier canal annulaire (2) cette combustion riche de richesse supérieure à deux s’effectuant avec une température de front de flamme inférieure à 1800 K et pour lequel l’injection d’air issue du canal central tubulaire (1) et du second canal annulaire (3) dilue et confine les gaz brûlés issus de la combustion du prémélange riche hydrogène-oxygène pour former un mélange pauvre créant un second front de flamme (18) de combustion pauvre à une température inférieure à 1800K, ledit second front de flamme (18) étant turbulent et n’étant pas attaché auxdites lèvres (9, 10).