Composés naphténiques et naphténoaromatiques des gazoles et émissions de particules : étude des schémas de formation de particules en fonction de la nature des composés naphténiques et naphténoaromatiques des gazoles
par Juliette Beaulieu
Thèse de doctorat en Chimie. Combustion
Sous la direction de Michel Cathonnet.
Soutenue en 2003
à Orléans .
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Résumé
En raison de leur toxicité, les particules de suies sont considérées comme un des principaux polluants du moteur Diesel. On peut envisager de réduire ces émissions en agissant sur la composition des carburants. Des procédés de raffinage tels que les hydrotraitements visent à diminuer la teneur en composés polyaromatiques, ces espèces étant des précurseurs de suies reconnus. Cependant, en contrepartie, les composés naphténiques et naphténoaromatiques des gazoles voient leur concentration augmenter. Cette thèse, effectuée en partenariat ADEME-IFP a été réalisée en collaboration avec le LCSR de l'Université d'Orléans. L'objectif est de comprendre comment les composés cycliques saturés (naphténiques) et les composés cycliques partiellement saturés (naphténoaromatiques participent à la formation des particules. Les moyens expérimentaux mis en œuvre s'appuient sur deux dispositifs distincts: un réacteur tubulaire pour l'étude de la chimie de la combustion et un banc d'essais moteur. L'étude des molécules modèles, la décaline (composé naphténique à deux cycles) et la tétraline (composé naphténoaromatique à deux cycles) en réacteur et en moteur permet de proposer des schémas pour la genèse des particules. Les résultats montrent que la décaline intervient dans la formation des composés monoaromatiques et influence également les émissions de produits lourds et de suies. Pour la tétraline, des mécanismes d'hydrogénation sont mis en évidence. Les concentrations en HAP sont alors plus importantes et la formation des suies est accélérée. Pour terminer, des essais en banc moteur sont réalisés avec une matrice carburants plus représentative de gazoles commerciaux. Ces tests permettent de montrer l'impact des trinaphtènes sur les émissions de particules et d'obtenir des corrélations entre les émissions mesurées à l'échappement et la composition chimique des carburant.
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Titre traduit
Diesel naphtenic and naphtenoaromatic compounds and particulate emissions : a study of soot formation mechanisms in relation to the nature of naphtenic and naphtenoaromatic compounds
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