Modélisation de sous-maille de la combustion turbulente : développement d'outils pour la prédiction de la pollution dans une chambre aéronautique

Cette these est consacree a l’amelioration des capacites de prediction des emissions polluantes (CO, NOx . . . ) des foyers de combustion de turboreacteurs. L’etude, exclusivement numerique, repose sur des simulations aux grandes echelles (ou LES pour Large-Eddy Simulation) basees sur des methodes de tabulation de la chimie detaillee. L’approche PCM-FPI (pour Presumed Conditional Moments - Flame Prolongation of ILDM) a ete etendue a la chimie des oxydes d’azote via la modification de la variable d’avancement. Differentes validations sur des configurations laminaires simples puis des flammes de laboratoire (Cabra, Sandia) sont presentees. Les resultats en terme de structure de flamme et de champs d’especes chimiques sont confrontes aux mesures experimentales. Le role du formaldehyde comme marqueur de la zone reactionnelle est illustre a l’aide de calculs de flammes laminaires puis confirme par un calcul 3D LES. Une analyse des specificites de l’implantation de ce type de modele sur des machines a architecture massivement parallele est ensuite menee. Diverses modifications de la structure de la table et des methodes d’interpolation sont realisees, servant de base a une etude de sensibilite de maillage appliquee a la flamme Sandia D. Les difficultes relatives a la prediction du NO dans les flammes turbulentes sont exposees : divers modeles de sous-maille sont alors employes et compares.