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nergétique des Systèmes Moteurs alimentés par des Combustibles Gazeux

Habilitation à Diriger des Recherches de l’Université de Nantes. E. nergétique des Systèmes Moteurs alimentés par des Combustibles Gazeux. Mémoire de synthèse d’activités scientifiques O. Le Corre. Q. uelques éléments biographiques. 1992 : Ingénieur ISITEM.

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Presentation Transcript

  1. Habilitation à Diriger des Recherches de l’Université de Nantes E nergétique des Systèmes Moteurs alimentés par des Combustibles Gazeux Mémoire de synthèse d’activités scientifiques O. Le Corre

  2. Q uelques éléments biographiques • 1992 : Ingénieur ISITEM • 1992 : Diplôme ISITEM, Nantes • 1992 : DEA Univ. Nantes - ECN • 1992 : Diplôme de DEA « Dynamique des fluides et des transferts » Université de Nantes • 1995 : Diplôme de thèse en Energétique de l’E.N.S.M.P. • 1995 : Thèse en Energétique EMP • depuis 1995 : Maître-assistant EMN

  3. lan de l’exposé P PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives • Thermodynamique Moteur • Dimensionnement d’installations • Conclusion - Perspectives

  4. PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives T hermodynamiqueMoteur Alternatif

  5. 1.Composition du carburant gazeux 2.Banc d’essais : Diagramme Entropique 5. Combustion Anormale : Modèle haute fréquence 3.Combustion commandée 6.Moteur embarqué 4.Combustion dual-fuel T hermodynamiqueMoteur Alternatif PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives

  6. Gisement A Gisement B Gisement C C aractérisation combustible gazeux PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Problématique Objectif : Suivi en continu des variations de qualité du GN  IM Réglages moteurs 1, …, n Capteur IM Conditions favorables au cliquetis Prévention du cliquetis Variation de qualité du gaz naturel Doctorat de C. Rahmouni (2003)

  7. Partie numérique IMn PCIn PCOn Wobn Etude statistique Modèles Pseudo-gaz 1, …, n IMt PCIt PCOt Wobt Pseudo-gaz Capteur 1, 2 e ? IMm PCIm PCOm Wobm Chromatographe Partie expérimentale C aractérisation combustible gazeux PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Méthodologie Base de Gaz

  8. 98.2 % 99.8 % 99 % IM, IR, .c 293, c 393,PCI   propriétés GN C aractérisation combustible gazeux PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Analyse statistique

  9. C aractérisation combustible gazeux PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Diagramme ternaire - Pseudo-gaz 2 propriétés physiques  3 composés du GN + de 97% IM  100% du PCI

  10. C aractérisation combustible gazeux PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Réalisation d’un capteur 2 cellules de mesures 2 résistances chauffantes 2 thermocouples de type K

  11. IM réel IM corrigé en CO2 C aractérisation combustible gazeux PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Résultat ternaire

  12. 1. Composition du carburant gazeux 2.Banc d’essais : Diagramme Entropique 5. Combustion Anormale : Modèle haute fréquence 3. Combustion commandée 6. Moteur embarqué 4. Combustion dual-fuel T hermodynamiqueMoteur Alternatif PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives

  13. M. J. Stas (1996) & A. Hribernik (1998) TDC iagramme entropique D PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Etat de l’art Motoring

  14. CAS IDEAL CAS avec erreur de calage du PMH iagramme entropique D PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Concept théorique Méthodologie de calage du PMH

  15. Température [K] iagramme entropique D PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Méthodologie de calage du PMH

  16. iagramme entropique D PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Application

  17. Application iagramme entropique D PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Concept théorique Méthodologie de calage du PMH et du taux de compression

  18. 1. Composition du carburant gazeux 2. Banc d’essais : Diagramme Entropique 5. Combustion Anormale : Modèle haute fréquence 3.Combustion commandée 6. Moteur embarqué 4. Combustion dual-fuel T hermodynamiqueMoteur Alternatif PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives

  19. Gaz brûlés Front de flamme Gaz frais A C ombustion commandée PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Problématique Doctorat de S. Rousseau (1999)

  20. C ombustion commandée PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Paramètres de la loi de Wiebe Durée de combustion Délai d’ignition

  21. C ombustion commandée PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Diagramme de pression Comparaison Modélisation - Expérimentation Pression Cylindre

  22. 1. Composition du carburant gazeux 2. Banc d’essais : Diagramme Entropique 5. Combustion Anormale : Modèle haute fréquence 3. Combustion commandée 6. Moteur embarqué 4.Combustion dual-fuel T hermodynamiqueMoteur Alternatif PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives

  23. C ombustion dual-fuel PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Concept

  24. C ombustion dual-fuel PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Concept • Procédure appliquée pour un moteur carburant gazeux - diesel • Faible erreur (< 2%) • Simplicité à l’utilisation Procédure de modélisation proposée à l’aide de trois simples lois de Wiebe Doctorat de A. Bilcan (prévu fin 2003)

  25. BIO60C70 BIO60C70 C ombustion dual-fuel PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Résultat

  26. 1. Composition du carburant gazeux 2. Banc d’essais : Diagramme Entropique 5.Combustion Anormale : Modèle haute fréquence 3. Combustion commandée 6. Moteur embarqué 4. Combustion dual-fuel T hermodynamiqueMoteur Alternatif PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives

  27. Ondes de choc Sites auto-inflammation Dégâts par arrachement de métal A B C C ombustion anormale PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Problématique Doctorat de G. Brecq (2002)

  28. C ombustion anormale PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Problématique

  29. = a C ombustion anormale PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Etat de l’art Relation linéaire entre deux indicateurs IMPO & IMPG Int. Dérivée des Oscillations Diana et al (1998) IMPG = a IMPO Indicateurs moyens Indicateurs cycliques Impossible de résoudre dans le cas le plus général

  30. C ombustion anormale PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Analyse Courbe enveloppe Oscillations non-amorties Modèle acoustique de Draper (1934) Modèle d’enveloppe ?

  31. ? IMPGenv = a IMPOenv C ombustion anormale PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Nouveau concept Analyse de l ’enveloppe = a a, b et C Paramètres définissant a Avec Pente à l’origine

  32. C ombustion anormale PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Doctorat de A. Bilcan (prévu fin 2003)

  33. C ombustion anormale PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Dispersion cyclique Analyse symbolique - Entropie modifiée de Shannon

  34. C ombustion anormale PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Taux irréversibilté

  35. 1. Composition du carburant gazeux 2. Banc d’essais : Diagramme Entropique 5. Combustion Anormale : Modèle haute fréquence 3. Combustion commandée 6.Moteur embarqué 4. Combustion dual-fuel T hermodynamiqueMoteur Alternatif PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives

  36. M oteur embarqué PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Problématique Doctorat de F. Pirotais (prévu debut 2004)

  37. M oteur embarqué PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Problématique

  38. M oteur embarqué PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Etat de l’art

  39. M oteur embarqué PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Méthodologie

  40. M oteur embarqué PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Maillage d’un cylindre

  41. M oteur embarqué PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Réseau de noeuds

  42. M oteur embarqué PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Résultats

  43. PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives D imensionnementd’installations énergétiques

  44. D imensionnementd’installations PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Méthodologie Etat de l’art • Méthode d’optimisation • Statique • Dynamique • Décomposition/Coordination • Installations énergétiques • Modélisation • Optimisation • - Point initial • - Solveur • Analyse de la solution

  45. D imensionnementd’installations PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Méthodologie

  46. D imensionnementd’installations PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Approche 1.Approche horaire 2.Approche indicielle

  47. C ogénérationindustrielle PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives

  48. C ogénérationindustrielle PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives

  49. C ogénérationindustrielle PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Résultat

  50. C ogénérationindustrielle PLAN n Thermodyn. n Thermo-éco. n Conclusions Perspectives Résultat

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