Allumage des moteurs fusées cryotechniques

Les lanceurs spatiaux ont aujourd'hui besoin de moteurs-fusées cryotechniques capables de s'allumer plusieurs fois au cours du même vol. L'allumage étant un mécanisme extrêmement délicat dans les conditions en vol, il est nécessaire de développer et d'utiliser des outils précis et fiables pour aider au développement de cette technologie. Cette thèse développe la simulation des grandes échelles (SGE) pour traiter les écoulements transitoires supersoniques réactifs. Différents aspects sont abordés : cinétique chimique de l'auto-allumage et diffusion différentielle, traitement numérique des écoulements supersoniques, combustion. Des comparaisons avec des données expérimentales sur des configurations académiques permettent de valider les développements réalisés et de comprendre en détail le mécanisme d'auto-allumage. Sur la base de ces résultats, des simulations SGE de configurations industrielles sont maintenant envisageables, afin d'étudier les différents régimes transitoires d'allumage.Today, space launchers require cryotechnic rocket engines able to reignite during flight. The ignition phases in flight conditions are particularly critical and the development of restartable engines needs accurate and reliable tools. The present thesis develops a Large Eddy Simulation (LES) for the study of unsteady supersonic reactive flows. Several aspects are treated : chemical kinetics, auto-ignition and differential diffusion, numerical methods suited to supersonic flows and their discontinuities, combustion. Comparisons with experimental data on academic test cases validate the models, and give detailed insights into the auto-ignition process. Based on these achievements, LES of industrial configurations may be now envisaged, allowing the study of unsteady ignition regimes and the optimization of devices.TOULOUSE-ENSEEIHT (315552331) / SudocSudocFranceF