Modélisation et Analyse de la combustion des Carburéacteurs et Hydrocarbures Alternatifs dans les Moteurs à Allumage par compression Conventionnels et Hybrides – MACH2

Pour atteindre les objectifs fixés par les engagements européens ACARE, visant à réduire drastiquement les émissions de CO2, d'oxydes d'azote et de bruit du transport aérien à horizon 2020, l'industrie aéronautique se tourne actuellement vers des solutions de propulsion en rupture. Que ce soit pour les aéronefs légers (hélicoptères, systèmes pour l'aviation générale et d'affaires, drones...) ou pour la génération de puissance embarquée dans les avions de ligne (APU), une des solutions envisagée consiste en l'utilisation de moteurs Diesel fortement suralimentés, couplés ou non à une chaîne de transmission hybride. L'optimisation de ces technologies complexes, du point de vue des performances, de la consommation, des émissions polluantes et du bruit, aussi bien en conditions stabilisées qu'en transitoires (notamment les phases de redémarrage à chaud), est un point d'intérêt commun entre les domaines automobiles et aéronautiques. Dans ce contexte très contraint, il paraît primordial de bien comprendre et maîtriser l'impact des propriétés physico-chimiques des carburants sur le fonctionnement du moteur à combustion interne. Ceci est d'autant plus important lorsque l'on s'intéresse à des carburéacteurs, dont les propriétés diffèrent fortement de celles du gazole conventionnel, et couvrent des gammes de produits aux propriétés très variables. Plus généralement, la maîtrise de la combustion des hydrocarbures alternatifs est également cruciale pour l'évaluation de carburants alternatifs aussi bien dans l'automobile que dans l'aéronautique. Le projet MACH² se propose donc de développer et de mettre en œuvre des outils d'aide à la compréhension et à la conception de moteurs Diesel fonctionnant avec des hydrocarbures légers (carburéacteurs et alternatifs). Ces outils seront le résultat d'un travail de recherche combinant études expérimentales et simulations tridimensionnelles détaillées de cycles thermodynamiques Diesel, réalisées notamment en conditions stabilisés et transitoires sur un monocylindre fortement suralimenté à très hautes performances couvrant l'ensemble du spectre des applications automobiles et aéronautiques. Ces actions s'appuieront sur des études fondamentales expérimentales concernant la caractérisation des cinétiques d'auto-inflammation et de formation de polluants ainsi que de l'injection et l'évolution des sprays Diesel.