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Transports
La formation de gaz nocifs dans les moteurs à combustion rendue visible

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/61607.htm

Une nouvelle méthode de mesure développée par une équipe de chercheurs de l'Université technique de Darmstadt va permettre de mieux comprendre où et quand les gaz nocifs se forment dans les moteurs à combustion.

Ce nouveau procédé, qui se distingue principalement par sa précision aussi bien spatiale que temporelle, exploite les principes de la spectroscopie laser. "Le rayon laser nous permet d'observer des mécanismes jusqu'à présent invisibles, comme par exemple la formation de flammes dans les chambres de combustion des moteurs de voitures [...]. Nous sommes au coeur de l'action - sans pour autant perturber le mécanisme. Avec les capteurs classiques, cela n'est pas possible.", affirme le Prof. Andreas Dreizler, directeur de la branche des écoulements réactifs et des technologies de mesure du Centre d'interfaces intelligentes de l'Université de Darmstadt.

Jusqu'à présent, la chambre de combustion était une boite noire. Personne ne savait ce qu'il se passait réellement à l'intérieur. L'optimisation des procédés de combustion se faisait par tâtonnements, en modifiant quelques paramètres et en en observant les conséquences. Grâce à cette découverte, il sera par exemple possible de comprendre avec précision l'origine d'un raté d'allumage, ce qu'il se passe lorsque le mélange air-carburant en pleine combustion vient percuter les parois du cylindre, ou encore l'origine des gaz nocifs.

Le principe est le suivant : un laser, à travers une petite fenêtre percée dans le cylindre, excite par impulsions les molécules présentes dans la chambre de combustion. Celles-ci deviennent fluorescentes pour un très court instant, et émettent donc elles-mêmes un rayonnement. Le rayon laser étant très monochromatique (c'est-à-dire qu'il n'émet qu'à une longueur d'onde bien précise, avec très peu de dispersion), il est ainsi possible de cibler les molécules à observer en ajustant la longueur d'onde du laser sur leur mode vibratoire. Elles seront ainsi les seules à être fluorescentes. De cette manière, à l'aide d'une caméra, on pourra aisément les localiser, qu'il s'agisse de monoxyde de carbone ou d'hydrocarbures non brulés, et ce avec une grande précision.

De plus, il est facile de contrôler la durée des impulsions, qui peut se réduire à quelques nanosecondes. On peut donc atteindre une résolution temporelle très élevée, ainsi qu'une grande précision. Il est donc possible de prendre une image instantanée de la situation, par une impulsion de quelques nanosecondes, ou de suivre tout un cycle de combustion en effectuant plusieurs captures à quelques millisecondes d'intervalle.

Les données ainsi collectées, relatives aux vitesses d'écoulement, aux températures et aux compositions des mélanges gazeux, sont primordiales pour les développeurs de moteurs, qui les utilisent pour améliorer leurs modèles théoriques et leurs programmes de simulation. De grands constructeurs comme Bosch, BMW et Rolls Royce emploient déjà cette technologie.

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ADIT : 61607

Communiqué de presse de la Technische Universität Darmstadt - 14/12/2009 - http://idw-online.de/pages/en/news348885

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

BE Allemagne numéro 464 (17/12/2009) - Ambassade de France en Allemagne / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/61607.htm