Développement de la technique de fluorescence induite par laser pour la mesure de température : application à une machine à compression rapide

L’objectif de cette these consiste a developper une methode de mesure quantitative de champs de temperature d’une espece dopee au moyen de la fluorescence induite par laser (LIF). Cette technique est appliquee pour caracteriser les heterogeneites de temperatures venant initier une combustion de type HCCI. L’application finale de ce travail est realisee sur une machine a compression rapide (MCR). Pour atteindre cet objectif, la premiere etape de ce travail s’attache surtout a developper une methodologie de mesure quantitative de temperature par LIF, et ce sur une gamme etendue de temperature (473-873 K) et de pression (0,1-4 MPa). L’approche methodologique consiste tout d’abord a determiner le traceur fluorescent le plus satisfaisant a partir d’une etude parametrique sur differents traceurs (hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), cetones, diones). Pour ses proprietes spectroscopiques et physico-chimiques, le fluoranthene est retenu comme dopant. L’etude sur la fluorescence de ce dopant est realisee sur une enceinte haute pression – haute temperature ou l’influence des facteurs thermodynamiques et spectroscopiques est soulignee. D’une maniere generale, lorsque la pression augmente, le rendement quantique de fluorescence augmente jusqu’a une valeur limite de pression, et diminue lorsque la temperature augmente. Un modele photophysique du rendement quantique de fluorescence en fonction des gaz ambiants utilises et des parametres thermodynamiques vient completer l’etude experimentale. A partir de cette calibration et d’un post-traitement des signaux de fluorescence, les champs de temperature dans la chambre de combustion de la MCR sont presentes a differents instants