1 - CONTEXTE DE LA PHYSIQUE DE LA COMBUSTION DES PRÉMÉLANGES GAZEUX

• 1.1 - Contexte
  Figure 1 - Exemple de flamme de prémélange butane/air
• 1.2 - Équations de conservation pour un système réactif gazeux multiconstituants
• 1.3 - Thermodynamique de la combustion des prémélanges
  Figure 2 - Modèle 1D d'onde stationnaire Figure 3 - Courbes d'Hugoniot et de Crussard Figure 4 - Température d'une flamme de prémélange hydrogène/air calculée par le code EQUIL de CHEMKIN
• 1.4 - Cinétique chimique appliquée à la combustion des prémélanges
  Figure 5 - Effet de la pression sur le taux de combustion et délai d'auto-inflammation pour des mélanges stœchiométriques à … Tableau 1 - Mécanisme réduit pour le système hydrogène/oxygène (d'après [18])

2 - PROPAGATION SUBSONIQUE DE LA COMBUSTION : LES DÉFLAGRATIONS LAMINAIRES ET TURBULENTES

• 2.1 - Déflagration laminaire
  Figure 6 - Modèle de flamme laminaire de prémélange de la théorie de Mallard et Le Châtelier (d'après [109]) Figure 7 - Vitesse normale de propagation de flamme dans les conditions ambiantes de température et de pression pour un mélange hydrogène/air et image par ombroscopie d'une flamme laminaire Figure 8 - Énergie d'activation pour un mélange hydrogène/air à pression et température ambiante ([49] [107]) comparée aux calculs PREMIX avec le mécanisme décrit dans [97] Tableau 2 - Épaisseurs de flamme laminaire pour différents mélanges hydrogène/air
• 2.2 - Instabilités des flammes de prémélange
  Figure 9 - Visualisation par ombroscopie d'une flamme laminaire sphérique d'un mélange hydrogène/air à 17 % d'hydrogène présentant des instabilités et instabilités de Rayleigh-Taylor pour une flamme hydrogène/air pauvre se propageant entre deux plaques (d'après [34] [81]) Figure 10 - Flamme stable, instabilité de Darrieus-Landau et instabilité de Markstein Figure 11 - Solutions de Darrieus-Landau (Lm = 0) et de Markstein et application aux mélanges définis dans le tableau 2 avec différentes valeurs du nombre de Markstein Figure 12 - Longueur de Markstein en fonction de la richesse pour un mélange hydrogène/air initialement dans des conditions ambiantes de température et de pression
• 2.3 - Combustion turbulente
  Figure 13 - Diagramme de Borghi pour la morphologie des flammes turbulentes et images de fluorescence induite par laser (LIF) du radical OH (d'après [BE 8 325] [4]) Figure 14 - Quelques résultats expérimentaux de vitesse de flamme turbulente avec des mélanges contenant de l'hydrogène (d'après [1] [70]) Figure 15 - Quelques résultats expérimentaux de vitesse de flamme turbulente avec des mélanges contenant de l'hydrogène, présentés sur le diagramme de Borghi (d'après [1] [70] [74] [119]) Figure 16 - Géométrie de l'installation expérimentale RUT (d'après [52]) Figure 17 - Vérification du modèle de combustion RDEM avec les données expérimentales de l'essai RUT STH6 : forme de la flamme et champ de pression calculé Figure 18 - Vérification du modèle de combustion RDEM avec les données expérimentales de l'essai RUT STH6 (d'après [12] [51]) Figure 19 - Accélération d'une flamme de prémélange hydrogène/air pauvre dans l'enceinte ENACCEF Figure 20 - Propagation d'une flamme de prémélange dans l'enceinte de confinement d'un réacteur nucléaire – Calcul EUROPLEXUS (d'après [57])

3 - DÉTONATION ET TRANSITION DÉFLAGRATION-DÉTONATION

• 3.1 - Propagation supersonique de la combustion : la détonation
  Figure 21 - Branche des détonations Figure 22 - Profil de température et de thermicité dans une détonation 2H2 + O2 + 25 %Ar, calculée avec CHEMKIN et le mécanisme de Li (d'après [97] [121]) Figure 23 - Structure de la détonation enregistrée par une feuille recouverte de suies placée en périphérie d'un tube dans lequel la détonation se propage (d'après [21]) Figure 24 - Taille de cellule de détonation d'un mélange hydrogène/air en fonction de la richesse Φ pour des conditions initiales ambiantes de température et de pression et d'un mélange stœchiométrique hydrogène/air en fonction de la pression initiale et pour une température de 300 K Figure 25 - Calcul avec CAST3M des essais RUT STM4 (d'après [10])
• 3.2 - Transition déflagration-détonation (TDD)
  Figure 26 - Tube à accélération de flamme muni d'obstacles annulaires régulièrement répartis Figure 27 - Images de flammes accélérées pour des mélanges hydrogène/propane/air (d'après [39]) Figure 28 - Modélisation de la flamme accélérée sous la forme d'une double discontinuité (d'après [40]) Figure 29 - Comparaison du modèle phénoménologique de Valiev pour la première phase de l'accélération aux résultats expérimentaux (d'après [64] [155]) Figure 30 - Condition nécessaire à l'accélération d'une flamme de prémélange (d'après [49]) Figure 31 - Différents scénarios de TDD observés dans le canyon de l'installation MINIRUT (d'après [115] [116]) Figure 32 - Mécanisme d'amplification de l'explosion dans l'explosion pour former la détonation auto-entretenue (d'après [40]) Figure 33 - Condition nécessaire à la transition déflagration-détonation (d'après [25])

4 - PERSPECTIVES SUR LA COMBUSTION DES PRÉMÉLANGES GAZEUX