Challenges de modélisation de la combustion stationnaire dans les milieux poreux inertes

Résumé : 

La combustion en milieu poreux consiste à immerger une flamme dans une matrice solide tortueuse. Le solide, réchauffé, maintient la flamme dans un environnement plus chaud que l’air libre, ce qui accélère la cinétique de réaction. On parle alors de recirculation de chaleur – qui permet de brûler des mélanges très pauvres et moins polluants. Cette thèse s’intéresse à la quantification macroscopique et microscopique de ce phénomène. A l’échelle macroscopique, un travail théorique est mené sur les équations filtrées en volume, révélant notamment des formules théoriques explicites pour la vitesse de flamme immergée. A l’échelle microscopique, des simulations numériques détaillées révèlent la nature convoluée du front de flamme interne. L’impact du filtrage en volume est évalué qualitativement et quantitativement, et l’on montre que lorsque l’épaisseur de flamme est plus petite que la taille des pores, les modèles actuels échouent à prédire le comportement de la combustion poreuse