Diagnostics laser en combustion
Laser

- Sciences de l'ingénieur
Quand on mentionne laser, certains font le rapprochement avec les ‘sabres laser » de la saga « Star Wars » ou les niveaux laser ou autres télémètres lasers utilisés par les géomètres, ou encore ceux utilisés en chirurgie esthétique. En fait, il s’avère que, même si leur découverte est récente (1960 : la fabrication du 1er laser date de 1960, par Théodore Maiman), les lasers se retrouvent dans la plupart des laboratoires, où ils sont utilisés comme outils de diagnostic, pour sonder des milieux complexes tels que des flammes, des plasmas, l’atmosphère, avec d’excellentes résolutions spatiales, temporelles et spectrales. C’est notamment le cas dans le domaine de la combustion où des lasers sont utilisés pour sonder des flammes dans des conditions le plus proches de celles rencontrées dans les moteurs, turbines et réacteurs. A l’instar de sondes de prélèvements qui sont utilisées pour prélever es échantillons du milieu en combustion, à fin d’analyse pour en déduire la composition, l’utilisation de lasers présente l’avantage, contrairement aux sondes, de ne pas perturber le milieu d’analyse et donc d’avoir une influence locale sur la composition, du fait des perturbations possibles sur la température ou encore des conditions d’écoulement des fluides. L’utilisation du laser comme outil de diagnostic consiste en l’analyse des différents processus d’interactions entre les photons et certains atomes et/ou molécule spécifiques présents dans le milieu d’étude. Ainsi, en combustion les lasers permettent d’analyser des milieux avec des résolution spatiales inférieures à 100µm, de détecter et doser des espèces intermédiaires ayant une très courte durée de vie avec des résolution temporelles inférieures à la µs. A l’ICARE, différentes techniques lasers sont mises en œuvre pour détecter certaines espèces moléculaires réactives telles que le radical OH ou NO par Fluorescence Induite par Laser ou encore la température locale par spectroscopie Raman. Ces techniques ont été déployées autour d’un installation expérimentale permettant de stabiliser des flammes en configuration à jets opposés ans des conditions (de température et de pression) proches de celles rencontrées dans les moteurs.Les données issues de ces analyses aident à enrichir les bases de sonnée expérimentales dont se servent les chercheurs qui développent des modèles informatiques qui visent à simuler la combustion dans les sytèmes réels (moteurs, turbine, réacteurs).
Informations pratiques
Publics concernés
6 - 11 ans, 11 - 15 ans, 15 - 18 ans, 18 - 25 ans, 25 ans et +