Modélisation et simulation aux grandes échelles de l'allumage des brûleurs aéronautiques en milieu diphasique

Afin de répondre aux nouvelles réglementations environnementales internationales tout en maintenant une forte compétitivité économique, des technologies innovantes de chambres de combustion aéronautiques sont développées. Ces technologies doivent garantir un rallumage rapide en cas d’extinction, qui est un des aspects les plus critiques et complexes de la conception moteur. La maîtrise de cette phase implique une compréhension approfondie des phénomènes physiques mis en jeu. Dans cette thèse la séquence d’allumage diphasique de moteur aéronautique a été étudiée dans son intégralité, du claquage de la bougie à la propagation de la flamme dans le moteur complet. Dans cet objectif, des Simulations aux Grandes Échelles (SGE) utilisant une description détaillée de la phase liquide (formalisme Euler-Lagrange) et du processus de combustion (Chimie Analytiquement Réduite) ont été réalisées. Les résultats ont également permis de développer un modèle simplifié pour la prédiction de carte de probabilité d’allumage, particulièrement utile pour le dimensionnement et la conception des chambres de combustion.In order to meet the new international environmental regulations while maintaining a strong economic competitiveness, innovative technologies of aeronautical combustion chambers are developed. These technologies must guarantee fast relight in case of extinction, which is one of the most critical and complex aspects of engine design. Control of this phase involves a thorough understanding of the physical phenomena involved. In this thesis the full two-phase ignition sequence of an aeronautical engine has been studied, from the breakdown of the spark plug to thepropagation of the flame in the complete engine. For this purpose, Large-Eddy Simulations (LES) using a detailed description of the liquid phase (Euler-Lagrange formalism) and of the combustion process (Analytically Reduced Chemistry) were performed. The results also led to the development of a simplified model for the prediction of ignition probability map, which is particularly useful for the design of combustion chambers