Recherche Avancée

Thèse soutenue

Diffusion Raman spontanée pour l'étude de flammes cryotechniques haute pression

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Auteur / Autrice : Guillaume Cléon
Direction : Armelle Cessou, Denis Stepowski
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 2007
Etablissement(s) : Rouen

Résumé

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Un diagnostic laser par diffusion Raman spontanée a été développé pour la mesure d'espèces majoritaires dans les flammes cryotechniques haute pression du banc MASCOTTE de l'ONERA. Pour l'excitation, une source laser à 532 nm est utilisée délivrant des impulsions de 100 ns. Cette particularité permet de compenser la faible efficacité Raman en augmentant l'énergie d'excitation. La collection du rayonnement Raman est assurée par un système de collection simultanée des deux directions de polarisation. Ce dispositif permet d'extraire le rayonnement Raman des émissions indésirables (LIF, LII,. . . ). Ces émissions sont aussi limitées par la caméra intensifiée qui enregistre les spectres. La chaîne a été testée en combustion à 6 MPa des couples H2/LOx et CH4/LOx. Les résultats montrent des spectres en amont avec un bruit relativement fort causé par l'émission propre de la flamme alors que, sur les spectres aval, des raies vibrationnelles ainsi que les raies rotationnelles pures de H2 apparaissent très nettement. Même si les mesures par diffusion Raman dans ces conditions très difficiles sont limitées par les émissions parasites et par le bruit de photon de la caméra intensifiée, la faisabilité de mesure de température a pu être démontrée dans des conditions particulières et offre un potentiel intéressant pour de futures mesures de concentration et de température. L'étude ouvre aussi des perspectives intéressantes pour sonder les flammes turbulentes à pression atmosphérique où un ordre de grandeur crucial du signal pourrait être gagné en optimisant la transmission et l'ouverture des divers éléments optiques et en allongeant encore la durée des impulsions laser.