Thèse Allumage et Dynamique de Flamme des Carburants d'Aviation Durables Safs H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Sciences de l'ingénierie et des systèmes École doctorale : Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences Laboratoire de recherche : EM2C - Energétique Moléculaire et Macroscopique, Combustion Direction de la thèse : Antoine RENAUD ORCID 0000000304676043 Début de la thèse : 2026-11-02 Date limite de candidature : 2026-06-10T23:59:59 Le projet de thèse porte sur le phénomène d'allumage des carburants d'aviation durables (SAF). Des travaux antérieurs ont mis en évidence que les flammes issues de mélanges SAF peuvent présenter des réponses dynamiques différentes de celles des carburants classiques, ce qui peut affecter les instabilités de combustion et la fiabilité de l'allumage et du réallumage en altitude . L'objectif est donc de combler ces lacunes scientifiques afin de permettre l'utilisation de SAF à 100 % « dropin » sur les futurs moteurs d'avion.

La recherche sera menée au laboratoire EM2C (CNRS, CentraleSupélec, campus de l'Université ParisSaclay) dans le cadre d'une thèse CIFRE cofinancée par l'ANRT et Safran Aircraft Engines.

L'étude se décline en trois phases essentielles de l'allumage :

Formation du noyau de flamme - caractérisation de la chimie et du dégagement thermique des différents SAF.
Expansion du noyau vers les injecteurs voisins - étude de la propagation de la flamme à d'autres injecteurs.
Interaction avec le champ d'écoulement et acoustique - analyse du couplage entre la flamme en expansion et les oscillations de pression susceptibles de déclencher ou d'atténuer les instabilités.

Les expériences commenceront sur une configuration simplifiée (trois injecteurs), puis évolueront vers un dispositif plus représentatif (chambre annulaire). Des diagnostics à haute vitesse et des capteurs de pression permettront de mesurer les vitesses de croissance du noyau, les temps d'allumage et les signatures d'instabilité .

En définitive, la thèse fournira une compréhension approfondie de l'allumage des SAF, proposera des modèles réduits validés à intégrer dans les outils de conception des moteurs, et contribuera à la stratégie de Safran visant la certification de moteurs compatibles à 100 % de SAF.
Les SAF introduisent une variabilité de composition qui n'était pas présente avec les carburants fossiles, remettant en cause l'opérabilité, la stabilité de la flamme et la fiabilité de l'allumage/reallumage en vol . Des travaux récents ont montré que la réponse dynamique des flammes SAF peut différer, potentiellement affectant les phénomènes d'instabilité. Identifier les mécanismes spécifiques de formation du noyau de flamme initial pour différents mélanges SAF .
Quantifier l'expansion du noyau de flamme vers les injecteurs voisins et son interaction avec la géométrie multiperforée d'une paroi .
Évaluer l'impact de ces phénomènes sur les instabilités acoustiques du brûleur .
Produire une base de données expérimentale et des modèles d'ordre réduit utilisables dans la conception de moteurs Études expérimentales : utilisation des bancs TICCA (trois injecteurs, premièrement en configuration simplifiée puis avec une paroi équipée d'une multiperforation) et MICCA (chambre annulaire à 16 injecteurs).
Diagnostics : imagerie haute vitesse, capteurs de pression.
Programme de mesures : réalisation de séries systématiques pour plusieurs formulations SAF afin de constituer une base de données de fonctions de transfert de flamme (FTF) .
Modélisation : élaboration de modèles d'ordre réduit à partir des données expérimentales et validation sur le banc .

Master 2 ou diplôme d'ingénieur généraliste avec spécialisation dans des domaines tels que la mécanique des fluides ou l'énergétique.
Maîtrise professionnelle de l'anglais.
Maîtrise d'outils de calcul (Python, Matlab) et de communication (Word, PowerPoint).
Expérience professionnelle (eg stages) en recherche ou en industrie dans des domaines liés au sujet.