Étude expérimentale de l'interaction goutte/flamme : propagation d'une flamme dans un aérosol en microgravité et passage d’une goutte à travers un front de flamme

La combustion de carburants liquides est l'une des principales méthodes de conversion d'énergie utilisée dans une large gamme d'applications, allant des moteurs à combustion interne aux moteurs fusées, jusqu’aux turbomachines et les fours industriels. La combustion des aérosols est un phénomène très complexe mettant en jeu de nombreux processus tels que l’atomisation, la vaporisation, la dynamique des fluides ou la cinétique chimique.Ces travaux de thèse se placent ainsi dans le cadre de l’investigation expérimentale et fondamentale de l’interaction entre flammes et gouttes, dans un but à la fois phénoménologique et de compréhension des processus physiques. Le centre d’intérêt a été dans un premier temps la caractérisation de la propagation d’une flamme laminaire sphérique dans un aérosol de carburant mono disperse, et plus spécifiquement la stabilité et la morphologie de ces flammes, pour lesquelles ont été menées des études quantitatives. Ces expériences ont été réalisées au cours de plusieurs campagnes de vols paraboliques à bord de l'avion ZERO-G du CNES afin de se soustraire aux problèmes de sédimentation causés par la pesanteur. Dans un second temps, l’étude s’est dirigée vers une configuration expérimentale plus fondamentale, celle d’une goutte isolée incidente à un front de flamme plat et stationnaire. Ces nouvelles expériences ont permis d’observer à la fois la déformation de la flamme lors du passage de la goutte ainsi que l’évaporation de celle-ci dans le front de flamme et dans les gaz brûlés.