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Transports
Des essais à gravité nulle pour la réduction d'émissions d'oxydes d'azote dans les turbines d'avion

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/61436.htm

Le 22 novembre 2009 à 12h15, la fusée expérimentale TEXUS-46 a décollé depuis Kiruva (Suède) avec à son bord une expérience originale. Un groupe de chercheurs de l'Université technique de Munich (TUM) a préparé un essai qui devrait leur permettre de mieux comprendre la formation d'oxydes d'azote (NOx) lors de la combustion du kérosène.

Bien que moins présents en quantité absolue que le dioxyde de carbone, et surtout beaucoup moins médiatisés, les NOx ont des conséquences bien plus dramatiques pour l'environnement et les humains. Ils se créent en général lors de la combustion d'un carburant à l'état liquide. Dans le cas des véhicules terrestres, il suffit d'un pot catalytique pour réduire efficacement les émissions de NOx. Cela n'est malheureusement pas possible dans les turbines d'avions. Il faut donc trouver un moyen de contrôler la combustion afin d'éviter la formation de ces gaz. Cependant, les ingénieurs ne possèdent à ce jour pas les connaissances physiques nécessaires pour adapter leurs systèmes à ces contraintes. C'est précisément le thème auquel les chercheurs munichois s'intéressent.

En coopération avec le Centre de technologie spatiale appliquée et de micro-gravitation de Brême (ZARM), l'équipe de recherche a continué à développer et à optimiser une expérience en orbite à gravité nulle initiée par l'agence spatiale japonaise (JAXA). Celle-ci devrait leur permettre de déterminer quelle quantité de carburant (qui se trouve sous forme de gouttelettes dans la chambre de combustion) doit déjà s'être évaporée avant l'allumage pour que les émissions de NOx soient fortement réduites. Ils pourront ainsi en déduire des lois thermodynamiques correspondantes qui permettront d'établir des modèles de calcul et de réaliser des simulations en vue d'optimiser le processus de combustion et de réduire les émissions d'oxydes d'azote.

L'intérêt de réaliser ces expériences à gravité nulle réside dans le fait qu'il est nécessaire d'avoir des conditions idéales, libres de toute perturbation, pour établir ces lois. En effet, le champ gravitationnel terrestre ne permet pas de travailler sur des gouttes parfaitement sphériques, et surtout empêche que le nuage de carburant évaporé soit réparti idéalement autour du reste de la goutte.

L'application de ces résultats à des turbines stationnaires ne devrait pas être trop problématique, mais il faudra encore beaucoup de travail pour parvenir à les appliquer à des turbines d'avions, soumises à de très fortes alternances de charge.

Cette expérience est financée par le Centre allemand de recherche aérospatiale (DLR) et l'Agence spatiale européenne (ESA). Les résultats seront mis à disposition d'un grand nombre de projets internationaux.

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Dipl.-Ing. Klaus Mösl, chaire de thermodynamique - Université technique de Munich, Boltzmannstr. 15, D85748 Garching - tél : +49 89 289 16241 - email : moesl@td.mw.tum.de

Code brève
ADIT : 61436

Dépêche Kompetenznetze Deutschland - 27/11/2009

Sebastian Ritter, sebastian.ritter@diplomatie.gouv.fr

BE Allemagne numéro 462 (4/12/2009) - Ambassade de France en Allemagne / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/61436.htm