Moyens expérimentaux du CORIA pour la combustion de moteurs de type aéronautique, et dispositifs de diagnostic optique associés

Les activités présentées dans cet article s’inscrivent dans le domaine de la maîtrise des nouveaux concepts de chambre de combustion aéronautiques et de l’exploration de leurs avantages pour améliorer les performances énergétiques et environnementales des systèmes propulsifs aéronautiques. Il s’agit de doter le laboratoire « Complexe de Recherche Interprofessionnel en Aérothermique » (CORIA, unité UMR 6614 du CNRS) des compétences expérimentales ainsi que de disposer d’une compréhension fine des mécanismes physiques multi-physiques multi-échelles gouvernant la combustion pauvre, nécessaires à la démarche de conception et d’optimisation des chambres de combustion du futur. Dans ce cadre, le centre de Combustion Avancée pour l’Aéronautique du Futur (C-CAAF) créé au CORIA a pour vocation de mettre à disposition :

• Une plateforme métrologique constituée d’un large éventail de diagnostics optiques (PIV et LDV pour la caractérisation du champ aérodynamique, PDPA et GRT pour la caractérisation de la distribution de gouttes de carburant, DRASC pour la mesure du champ thermique et des espèces majoritaires, OH-PLIF et Schlieren pour l’analyse de la structure de flamme, LII, NO-PLIF, CO-PLIF pour la mesure des polluants dans la flamme…). Ces diagnostics peuvent être combinés deux à deux afin d’obtenir des corrélations nous renseignant plus finement sur les mécanismes de combustion. Des mesures spatialement et temporellement résolues sont désormais disponibles pour un bon nombre de ces diagnostics optiques.
• De multiples bancs d’essai allant de brûleurs académiques jusqu’à des chambres de combustion complexes fonctionnant à haute-pression. Par la maitrise de leurs conditions opératoires, les brûleurs académiques ont pour objectif d’aider au développement et à la validation des nouvelles métrologies innovantes et d’apporter une compréhension détaillée des processus physiques fondamentaux gouvernant la combustion. Les chambres de combustion complexes sont développées pour améliorer notre compréhension sur les processus de combustion pauvre à haute-pression de carburants liquides multi-composant réels (kérosène, carburant alternatifs, biocarburants…), d’analyser en détail le fonctionnement des nouvelles architectures de systèmes d’injection aéronautiques ultra-low NOX, identifier les mécanismes d’interaction entre différents injecteurs et d’étudier de nouveaux concepts de chambres de combustion.