UNREAL
Énergie Environnement
Le projet UNREAL :
Unveiling Nucleation mechanism in aiRcraft Engine exhAust and its Link with fuel composition (UNREAL)
> Dévoilement du mécanisme de nucléation dans les gaz d’échappement des moteurs d’avion et de son lien avec la composition du carburant
Le projet UNREAL vise à étudier au niveau moléculaire les différents mécanismes de formation de nouvelles particules dans les échappements de moteurs d’avions alimentés par différentes compositions de carburant. Ceci est particulièrement important compte tenu du souci réel de l’industrie aéronautique de réduire l’impact de l’aviation sur le climat et la qualité de l’air, et l’un des moyens envisagés pour cela est l’utilisation de différents carburants d’aviation durables (Sustainable Aviation Fuels, SAF).
Objectifs
Déterminer le mécanisme derrière la formation des nouvelles particules (aussi nomées volatile Particulate Matter, vPM) dans l’échappement du moteur et s’il existe un lien avec la composition du carburant.
Établir un protocole d’échantillonnage pour les mesures de vPM pouvant être utilisé dans les processus de certification.
Déterminer l’impact de la composition chimique du carburant sur les propriétés physico-chimiques des vPM et non-volatile PM (nvPM).
Méthodes :
Un générateur d’aérosols à combustion (CAST) spécialement conçu pour fonctionner avec les carburants aéronautiques et disponible à l’ONERA est utilisé comme source d’émission. Pour étudier en détail la formation de vPM, la chambre atmosphérique CESAM du LISA et un réacteur à écoulement pour l’oxydation d’aérosol (Potential Aerosol Mass, PAM) disponible au LSCE et exploité en collaboration avec l’INERIS sont utilisés pour induire la formation de vPM à partir de l’échappement du CAST.
Les moyens expérimentaux disponibles à l’ONERA et à CESAM permettent de caractériser les émissions.
En outre, la caractérisation chimique est effectuée en ligne par le CERI EE (via un spectromètre de masse à aérosols, HR-ToF-AMS) et en différé par le PhLAM.
Pour mieux comprendre le mécanisme moléculaire derrière la formation des vPM, une série de simulations théoriques est dirigée par l’UTINAM.
Le consortium est complété par l’Université Technologique de Tampere (TUT), qui participe à la caractérisation des amas moléculaires émis par le CAST à travers l’interface de pression atmosphérique Time of Flight Mass spectrométrie (API-ToF).
Figure : Campagne de mesures à la chambre CESAM du LISA avec le HR-ToF-AMS du CERI EE au 1er plan
Résultats :
IMT Nord Europe a participé à la campagne de mesures dans la chambre atmosphérique CESAM fin 2020. Huitcarburants ou mélanges différents ont été testés : un premier ensemble de carburants pour tester l’impact du soufre et de la teneur en aromatiques sur la formation des particules, et un second ensemble comprenant un carburéacteur de référence A1, un carburant 100% alternatif et un mélange des deux. Pour cette campagne, deux types d’expériences ont été réalisés.
Chaque expérience comprend deux étapes :
- les émissions du CAST sont filtrées pour éliminer toutes les particules de suie, et seuls les gaz émis sont injectés dans la chambre ;
- après l’injection de gaz uniquement, une seconde injection comprenant les gaz et des particules de suie est réalisée.
Vous souhaitez en savoir plus
sur "UNREAL" ?
Les équipes des Centres de Recherche d'IMT Nord Europe sont à votre écoute.
CONTACTEZ-NOUS