Étude de l'oxydation et la combustion de quelques hydrocarbures aromatiques entrant dans la composition des carburants automobiles

par Anne Roubaud-Bernard

Thèse de doctorat en Spectrochimie, molécules, solides, réactivité

Sous la direction de Rodolphe Minetti .

Soutenue en 1999

à Lille 1 .


  • Résumé

    Optimiser l'adéquation entre les carburants reformulés et les moteurs exige impérativement une connaissance précise des mécanismes d'oxydation et du comportement à la combustion de chaque constituant des essences, notamment des aromatiques. Dans ce travail sont étudiés l'oxydation et la combustion de 11 hydrocarbures aromatiques monocycliques typiques de ceux qui entrent dans la composition des carburants : toluène, m. , p. , o-xylène, 1,2,3. , 1,2,4. 1,3,5-triméthylbenzène, éthylbenzène, n-propylbenzène, n-butylbenzène, 2-éthyltoluène. Des schémas réactionnels sont élaborés à partir de mesures menées dans une machine à compression rapide. Les conditions expérimentales sont proches de celles rencontrées dans les moteurs avant l'inflammation, une pression entre 6 et 23 bar, une température entre 600 et 900 K, une richesse de 1 et une dilution égale ou inférieure à celle de l'air. L'étude phénoménologique de l'auto-inflammation permet de classer les hydrocarbures étudiés en deux groupes de réactivité. Le m. , le p-xylène et le 1,3,5-triméthylbenzène ont un comportement qui s'apparente à celui du toluène d'une part et le 1,2,4. , le 1,2,3-triméthylbenzène, l'éthylbenzène, le n-propylbenzène, le n-butylbenzène et le 2-éthyltoluène ont un comportement proche de celui de l'oxylène, d'autre part. L'identification et la quantification des produits intermédiaires d'oxydation pour l'o-xylène, le 2-éthyltoluène, n-butylbenzène et le toluène ont permis de proposer des schémas réactionnels, applicables entre 600 et 900 K. Il apparaît que plus les chaînes latérales sont proches ou longues, plus il existe de voies compétitives d'oxydation conduisant à la formation de polluants. Afin de mieux approcher les conditions moteurs, le toluène a été étudié en mélange avec le n-pentane. L'aromatique est consommé par le pool de radicaux créé par l'oxydation du n-pentane. La plus grande consommation de l'aromatique entraîne à l'inverse une diminution du taux d'oxydation de l'aliphatique.


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