Abstract FR:

Ce travail concerne l'étude par simulation numérique de l'interaction qui existe entre les phénomènes turbulents et les phénomènes chimiques ayant lieu en combustion et en particulier durant les premiers instants de celle-ci. Le cas général est celui des gaz parfaitement prémélangés. Cette étude se fait par une approche basée sur les fonctions de densité de probabilité (PDF) couplée à des cinétiques chimiques complexes. Cette étude a été effectuée dans deux situations distinctes. Dans un premier temps l'étude est effectuée lorsque la combustion a lieu par auto-inflammation dans un mélange d'hydrogène et d'air a permis la mise en évidence, avec une méthode relativement simple à mettre en œuvre, des relations fortes entre les différentes espèces chimiques en cours de combustion. Ensuite cette étude a été effectuée dans le cas de l'allumage par étincelle de mélanges hydrogène-air et heptane-air en utilisant un modèle d'allumage ou l'étincelle est représentée par un dépôt d'énergie de durée finie et dans un volume fini. Le couplage de ce modèle d'allumage avec une cinétique chimique détaillée a permis la prédiction de limite d'inflammation. Le mémoire présente d'abord des rappels de la théorie de la combustion turbulente, différents types de modélisation et, en particulier, l'approche de la PDF. Puis une revue critique de modèles d'allumage par étincelle est effectuée et le modèle utilisé est présenté. Une description des méthodes de réductions des schémas numériques est proposée ainsi que le choix des cinétiques chimiques utilisées. Une étude de l'auto-allumage turbulent de mélange d'hydrogène-air est alors effectuée et dans la dernière partie l'étude de l'allumage turbulent par étincelle est effectué.