Soutenance HDR Gilles VAITILINGOM

Sujet : Qualité combustible des biocarburants : influence des caractéristiques particulières des huiles végétales terrestres et marines sur leur comportement en tant que remplaçant des produits pétroliers.

Lieu : POLYTECH’Orléans – site Galilée – amphi Turing – 14, rue d’Issoudun - 45067 Orléans

Résumé : Les travaux se situent dans le domaine de la valorisation de la biomasse, et en particulier de l’utilisation de celle-ci comme combustible. L’objet est d’étudier les carburants végétaux, de les expérimenter et de développer les modifications techniques nécessaires des moteurs afin de les mettre en œuvre sur des terrains outremer, avant tout en zone rurale.

Les recherches se regroupent autour de deux axes concernant les propriétés et caractéristiques physiques et chimiques des huiles végétales carburant, puis l’optimisation de la combustion dans les moteurs et brûleurs. La composition d’une huile végétale a une grande influence sur sa qualité en tant que carburant. Les relations qui ont été établies entre les composés majeurs d’une huile terrestre ou marine, et son comportement en tant que carburant pour moteurs, permettent une prédiction du délai d’inflammation et sont liées à son coefficient d’évaporation ainsi qu’à sa tendance à former des dépôts carbonés dans les chambres de combustion. La faible influence des composés minoritaires des huiles a également été établie. Les actions sur l’inflammation grâce à un additif procétane ont révélé qu’en termes de formation de dépôts carbonés, la réduction du délai d’inflammation n’améliore rien. Il a été mis en évidence l'existence de corrélations entre les caractéristiques physico-chimiques, les phénomènes précédant la combustion (granulométrie et évaporation) et la combustion des huiles végétales. Nous avons constaté la prépondérance des aspects thermiques sur la qualité de la combustion des huiles végétales. L’étude des caractéristiques d'évaporation a permis d’établir l’existence d’une température moyenne du milieu réactionnel à partir de laquelle les comportements des huiles et du fioul sont comparables (environ 500 °C). Les conditions thermiques favorables à une bonne combustion, sans dépôts carbonés, des huiles végétales ou de leurs mélanges avec le fioul ont ainsi été définies. Les travaux ont montré que la performance globale, l'analyse du taux de dégagement de chaleur et les émissions à l’échappement ne permettent pas une comparaison précise de la qualité de la combustion entre une huile végétale présentant de grosses gouttelettes dans le jet injecté et du fioul ne présentant que de fines gouttelettes. Alors que l'influence de la distribution granulométrique des gouttelettes du jet sur la polymérisation et la formation de dépôts dans les chambres de combustion semble toujours être l'hypothèse la plus crédible. Il apparait donc nécessaire d’approfondir les mécanismes de vaporisation des gouttelettes d’huile végétale, afin de parvenir à une meilleure connaissance des processus physiques et chimiques lors de la combustion des huiles végétales.

Composition du jury :

Directeur : Pascal HIGELIN, Professeur à l’Université d’Orléans

Examinateurs :

• Xavier PY, Professeur à l’Université de Perpignan, Vice Président du Conseil Scientifique
• Xavier ROUAU, Directeur de recherches INRA
• Yves LOZANO, chercheur CIRAD, HDR
• Christine ROUSSELLE, Professeur à l’Université d’Orléans, Vice présidente du Conseil Scientifique

Rapporteurs :

• Jean François HETET, Professeur à l’Ecole Centrale de Nantes, Directeur du Département d'enseignement Mécanique des Fluides & Energétique
• Bernard LEDUC, Professeur à l’Université Libre de Bruxelles, , co-responsable de l’unité de recherche Mécanique des fluides au sein de l’Ecole Polytechnique
• Luis LE MOYNE, Professeur à l’Université de Bourgogne, Directeur de l’Institut Supérieur de l’Automobile et des Transports