Multiphysic study of reactive phenomena involved in aerospace propulsive technologies

The development of propulsive technologies requires the control of the thrust and, for some, the cooling regulation (hybrid engine and SCRamjet). The control approach can only be treated after having acquired a detailed understanding of coupled involved phenomena (heat and mass transfer and kinetic chemistry). The priority is to propose complementary tools (test bench, measurement methods and numerical codes) which should be of benefit to propose scientific knowledge suitable for applied topics. The work which has been achieved in this way is presented with corresponding applications to highlight its interest. Some similarities (combustion-pyrolysis coupling, effect of chemistry on heat and mass transfers) have been identified to propose a global research strategy based on the resolution of scientific lockers. The knowledge which has been obtained is wide enough to be applied to other applications, such as the study of vulnerability of fuel tank for composite airplane in case of fire.
Le développement des technologies propulsives requiert la maîtrise de la régulation de poussée et parfois du refroidissement (propulsion hybride et hypersonique). Cet aspect de contrôle ne peut être abordé qu'après avoir développé une compréhension détaillée des phénomènes couplés mis en jeu (thermique, fluidique, cinétique chimique). La priorité est de proposer des moyens qui soient complémentaires entre eux (bancs d'essais, moyens de mesure, outils numériques) afin d'apporter de nouvelles connaissances scientifiques qui soient transposables à l'industrie. L'ensemble du travail mené dans cette optique est présenté ici en détaillant les applications visées. Ensuite, les similitudes identifiées entre celles-ci (couplage entre pyrolyse du carburant et combustion des produits, pilotage des phénomènes par la chimie) permettent de proposer une démarche globale de recherche portée par l'étude de certains verrous. Les connaissances ainsi développées sont assez larges pour être appliquées à d'autres systèmes, comme l'endommagement au feu des réservoirs de carburant en composite.