Mesures de températures dans les gaz et les flammes - Mesures intrusives et mesures optiques intégrées

INTRODUCTION

1 - MÉTHODES INTRUSIVES

• 1.1 - Sondes à aspiration
  Figure 1 - Pyromètre à aspiration Figure 2 - Sonde à aspiration Chauvin-Arnoux Figure 3 - Sonde pulsée à aspiration
• 1.2 - Thermocouples
  Figure 4 - Principe d'un thermocouple Figure 5 - Évolution de la température d'arrêt en fonction de la vitesse de l'air Figure 6 - Microthermocouple du Crest Figure 7 - Jonction de thermocouple de type K Figure 8 - Microthermocouple de type S du Crest Tableau 1 - Domaine d'utilisation en température des couples thermoélectriques usuels 5
• 1.3 - Sondes en couches minces
  Figure 9 - Motif de fluxmètre et thermocouple en couches minces 
• 1.4 - Fibres optiques
  Figure 10 - Principe du capteur extrinsèque à microcorps noir placé en bout de fibre
• 1.5 - Autres techniques intrusives
  Tableau 2 - Caractéristiques des thermomètres à ultrasons
• 1.6 - Avantages et inconvénients
  Tableau 3 - Comparaison des différentes techniques de mesures intrusives de température

2 - MÉTHODES NON INTRUSIVES INTÉGRÉES DANS L'ESPACE

• 2.1 - Émission et absorption d'une colonne de gaz
  Figure 11 - Absorption du rayonnement par un volume de gaz Figure 12 - Exemples de raies d'émission de 1 m de CO2 porté à 1 200 K à différentes concentrations en fonction de la longueur d'onde Figure 13 - Cas du cylindre de gaz
• 2.2 - Rappels sur les propriétés du rayonnement des gaz
  Figure 14 - Les différentes énergies de la molécule Figure 15 - Diagramme d'énergie des branches R, P, Q Figure 16 - Vibration d'allongement symétrique des liaisons Figure 17 - Vibration de déformation angulaire Figure 18 - Vibration d'allongement asymétrique Figure 19 - Spectre de rotation-vibration Figure 20 - Paraboles de Fortrat des deux transitions du CO2 Figure 21 - Têtes de bande du CO2 à chaud et à froid 
• 2.3 - Effet de la température
  Figure 22 - Exemple de l'influence de la température à pression constante sur l'émission du CO2 dans une turbine d'hélicoptère Turboméca  Figure 23 - Émissivité de CO2 et H2O 
• 2.4 - Élargissement des raies avec la pression et la température
  Figure 24 - Exemple de spectre d'émission de H2O en fonction de la pression  Figure 25 - Tête de bande CO2 : évolution mesurée expérimentalement du spectre de CO2 en fonction de la pression totale pour T = 2 000 K (résolution spectrale = 0,125 cm−1) 
• 2.5 - Radicaux libres
  Figure 26 - Position des raies caractéristiques des radicaux  Figure 27 - LEEE/LCSR (2001) (Spectromètre à réseau) spectre de combustion hydrogène/air Figure 28 - Exemple de combustion propane/air (Thèse Johana Vally, université Paris X)
• 2.6 - Détermination de la température de flammes homogènes
  Figure 29 - Schéma du montage expérimental Figure 30 - Illustration de la disparition des raies Figure 31 - Diagramme de Boltzmann : raies d'absorption du CO
• 2.7 - Profils de températures de flammes non homogènes
  Figure 32 - Exemple du choix de 3 raies pour une étude à partir du spectre de l'eau 

3 - ANALYSE DES MESURES PAR INVERSION

• 3.1 - Mesure sur une ligne
  Figure 33 - Atténuation du rayonnement entre la source et l'observateur  Figure 34 - Comparaison du profil de température obtenu avec le spectromètre et avec les mesures intrusives de spectrométrie à partir des têtes de bandes du CO2 
• 3.2 - Mesure d'un champ de températures
  Figure 35 - Mesures croisées

4 - MESURE À PARTIR DE L'ÉMISSION DE PARTICULES

5 - NUAGES DE PARTICULES ET FLAMMES CHARGÉES