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FP6

INTELLECT D.M. — Résultat en bref

Project ID: 502961
Financé au titre de: FP6-AEROSPACE
Pays: Allemagne

Des moteurs à combustion pauvre plus verts

Lorsque l'on parle de pollution et d'émissions de gaz, on regroupe souvent l'oxyde nitrique (NO) et le dioxyde d'azote (NO2) sous le terme de NOx.

Un projet novateur financé par l'UE a abouti à des moteurs à combustion pauvre plus propres, qui réduisent la génération de NOx lors de la combustion du carburant.
Des moteurs à combustion pauvre plus verts
Les NOx sont des sous-produits des réactions de combustion survenant dans les moteurs. Le NO2, en particulier, contribue à la quantité d'ozone au niveau du sol (le principal facteur du smog, ce brouillard épais formé de particules de suie et de gouttes d'eau), et a été associé à plusieurs effets nocifs sur le système respiratoire.

L'UE a défini une cible ambitieuse de réduction de 80% des émissions de NOx pour 2020. Le projet Intellect D.M. («Integrated lean low emission combustor design methodology») a été conçu en vue de mettre au point de nouvelles technologies pour rendre plus propres les moteurs, en associant la combustion d'un mélange pauvre avec une réduction des émissions et un refroidissement par effusion.

Les moteurs à combustion pauvre utilisent un mélange plus pauvre (avec un rapport carburant/air plus faible). Ils consomment donc moins de carburant et rejettent moins de gaz à effet de serre. Cependant, ils exigent des températures et des pressions plus élevées, ce qui augmente le taux de NOx rejetés.

L'équipe a cherché à optimiser les avantages des moteurs à combustion pauvre tout en réduisant leurs émissions de NOx. Ces moteurs consomment moins de carburant mais produisent néanmoins la même puissance que par une combustion standard. Le carburant est utilisé avec un meilleur rendement grâce à une injection précise et à un meilleur mélange avec l'air obtenu via une admission à forte turbulence.

Les chercheurs ont réalisé un outil d'ingénierie fondé sur les connaissances (KBE, de l'anglais knowledge-based engineering) essentiel pour appliquer les principes d'une combustion maigre à faible taux de NOx. Pour réduire la durée des calculs, ils ont intégré une chambre de combustion, un injecteur paramétrique ainsi que des simulations et optimisations par des méthodes numériques de dynamique des fluides. Turbomeca, constructeur français de turbines à gaz, a déjà utilisé les résultats pour améliorer les performances des technologies d'injection à faible taux de NOx pour de petites turbines.

Le projet Intellect D.M. a donc apporté un important outil de modélisation et de simulation pour la conception de chambres de combustion à mélange pauvre et faible taux de NOx, susceptible de renforcer la compétitivité de l'UE en réduisant le coût et la durée du développement. Les nouvelles chambres de combustion, à mélange pauvre et plus écologiques, devraient aussi être particulièrement intéressantes pour une clientèle toujours plus soucieuse de préserver l'environnement. Turbomeca est parmi les premiers à mettre en œuvre les résultats du projet, mais certainement pas le dernier.

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