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Ce travail vise à relever le défi de l'amélioration du traitement des NOx basé sur les décharges de barrière diélectrique (DBD) en mettant en œuvre une solution avec des alimentations en mode courant au lieu de l'approche traditionnelle en mode tension. Dans un premier temps, une alimentation d'expérimentation capable de délivrer des impulsions de courant carrées à plusieurs degrés de liberté est mise en œuvre. Le dimensionnement, l'analyse des éléments parasites et la conception de l'alimentation sont entièrement développés. Avec l'alimentation proposée, le fonctionnement électrique du réacteur DBD est contrôlé par les degrés de liberté suivants : amplitude du courant, fréquence et durée des impulsions, ainsi que le nombre d'impulsions de courant injectées dans le DBD et le temps d'inactivité entre les groupes d'impulsions. L'étude paramétrique des conditions électriques et l’acquisition des mesures concernant le gaz est réalisée à l'aide d'un banc de test automatisé, qui standardise les expériences et simplifie l'acquisition des données. Une méthodologie est proposée pour l'analyse des données, y compris le diagnostic électrique de la DBD, l'analyse des gaz et le traitement d'image des photographies de la décharge. Les résultats expérimentaux ont montré un rôle déterminant du temps de repos sous tension nulle pour garantir un traitement uniforme des gaz, une dispersion des streamers sur toute la surface du réacteur et des températures du réacteur acceptables. L'impact des autres paramètres électriques a également été étudié pour optimiser l'efficacité du traitement. Dans un mélange gazeux NO / N2, des efficacités d'élimination allant jusqu'à 99% ont été obtenues. Les effets de l'injection d’O2, du débit total de gaz et de la concentration de NO ont également été analysés.

Global warming, mainly due to greenhouse gases, and the increasing of global demand for fossil fuels and their rapid depletion, represent strong environmental and economic challenges, which have prompted the global community to turn to alternative and renewable energy. This thesis falls within this perspective of developing renewable energies. The research work can be summed up in two main areas,where the first includes the development of the process of continuous biodiesel production with different raw materials through two reactions (transesterification and esterification). This axis consists of a simulation under ANSYS Fluent of the flow of fluids inside a chaotic mixer, a synthesis and purification of biodiesel, a kinetic study of the biodiesel production system, followed by an investigation on the effects of operating conditions on biodiesel’s yield and properties. The results obtained showed the effectiveness of this process in intensifying the continuous production of biodiesel. The second axis was devoted to the study of the effect of the physicochemical properties of biodiesels on the internal combustion engine operation. In this part, several biodiesels having a wide range of physicochemical characteristics were used in a direct injection (DI) and naturally aspirated diesel engine, with a rated electric power of 30.4 kW at 1500 rpm. Engine performance (specific consumption, efficiency) and pollutant emissions (unburnt hydrocarbons, NOx, CO2, CO, PM) were studied for the various biodiesels, used alone or as a mixture. The results showed a small deviation between the various biodiesels tested in the engine with the exception of HC and particulate emissions., Le réchauffement climatique, dû essentiellement aux gaz à effet de serre, et l’augmentation de la demande mondiale en énergies fossiles ainsi que leur épuisement rapide, représentent des défis environnementaux et économiques mondiaux,qui ont incité la communauté mondiale à se tourner vers les énergies alternatives et renouvelables. Cette thèse s’inscrit dans cette optique de développement des énergies renouvelables. Le travail de recherche peut se résumer en deux grands axes, où le premier englobe le développement du procédé de production de biodiesel en continu avec différentes matières premières par l’intermédiaire de deux réactions (transestérification et estérification). Cet axe consiste en : une simulation sous ANSYS Fluent de l’écoulement des fluides à l’intérieur d’un mélangeur chaotique, une synthèse et purification du biodiesel, une étude cinétique du système de production de biodiesel, suivi par une étude des effets des conditions opératoires sur les réactions étudiées. Les résultats obtenus ont montré une efficacité de ce procédé dans l’intensification de production en continu du biodiesel. Le second axe a été consacré à l’étude de l’effet des propriétés physicochimiques des biodiesels sur le fonctionnement du moteur à combustion interne. Dans cette partie, plusieurs biodiesels ayant une large gamme de caractéristiques physicochimiques ont été utilisés dans un moteur diesel à injection directe (DI) et à aspiration naturelle,de puissance électrique nominale de 30,4 kW à 1500tr/min. Les performances du moteur (consommation spécifique et rendement) et les émissions polluantes (Hydrocarbures imbrûlés, NOx, CO2, CO, PM) ont été étudiées pour les différents biodiesels, utilisés seuls ou en mélange. Les résultats ont montré une faible déviation entres les différents biodiesels testés dans le moteur à l’exception des émissions des HC et des particules.

Although vegetable oils are apparently an advantageous alternative fuel for direct use in traditional diesel engines with no modification necessary, in practice many problems are regularly discussed in the literature including filter clogging, breakage of certain types of injection pumps, and deposits of carbon on the cold parts of engines.Several technological solutions have been proposed to overcome these problems but the majority of papers discuss them individually and have not actually compared them in similar conditions. The purpose of the present study was to use the same experimental device to compare the three most widely recognised technological options for the use of Jatropha curcas vegetable oil as a fuel in a direct injection diesel engine: preheating, blending with diesel, and recirculating exhaust gases. Power output, specific consumption, thermal efficiency and exhaust gas emissions were compared to those of diesel used as the reference. The results obtained were similar for preheated and non-preheated Jatropha oil, but differed from the results obtained with diesel. Similar combustion performance and similar emissions were obtained with a blend of 20% Jatropha oil and diesel to those obtained with diesel alone. Exhaust gas recirculation (EGR) with Jatropha oil could lead to fouling in the combustion chamber. In contrast to widely accepted theory, this study also clearly demonstrates that the viscosity of vegetable oil is not the main cause of poorer combustion quality and, consequently, of deposits in the combustion chamber. Keywords: Jatropha curcas, Vegetable oil, Biofuel, Direct injection diesel engine

Atmospheric pollution has major health effects on directly exposed subjects but intergenerational consequences are poorly characterized. We previously reported that diesel engine exhaust (DE) could lead to structural changes in the placenta of in utero exposed rabbits (first generation, F1). The effects of maternal exposure to DE were further studied on second-generation (F2) rabbits. Pregnant F0 females were exposed to filtered, diluted DE (1 mg/m3, median particle diameter: 69 nm) or clean filtered air (controls) for 2 h/day, 5 days/week by nose-only exposure during days 3–27 post-conception (dpc). Adult female offspring (F1) were mated to control males: F1 tissues and F2 foeto-placental units were collected at 28 dpc and placental structure and gene expression (microarray) analysed. Fatty acid profiles were determined in foetal and maternal plasma, maternal liver and placenta. In F1, compared to controls, hepatic neutral lipid contents were increased in exposed animals without change in the blood biochemistry. In F2, the placental lipid contents were higher, with higher monounsaturated fatty acids and reduced pro-inflammatory arachidonic acid (AA), without placental structural changes. Conversely, the proportion of anti-inflammatory n-3 polyunsaturated fatty acids in F2 plasma was increased while that of AA was decreased. Gene set enrichment analyses (GSEA) of F2 placenta transcriptomic data identified that the proteasome complex and ubiquitin pathways genes were over-represented and ion channel function and inflammation pathways genes were under-represented in exposed animals. These preliminary results demonstrate that diesel engine exhaust exposure and in utero indirect exposure should be considered as a programming factor within the context of the DOHaD (Developmental Origins of Health and Disease) with a probable intergenerational transmission.

The Equilibre project was a comparative study of the consumption and the emissions of trucks in real operating situation. Diesel and natural gas vehicles to the Euro VI standard have been compared. The study was focused on the effect of the road.; Le projet Equilibre a été une étude comparative de la consommation et des émissions de poids-lourds en situation réelle d'exploitation. Des véhicules diesel et gaz naturel à la norme Euro VI ont été comparés. L'étude a été focalisé sur l'effet de la route.

The Equilibre project was a comparative study of the consumption and the emissions of trucks in real operating situation. Diesel and natural gas vehicles to the Euro VI standard have been compared. The study was focused on the effect of the road.; Le projet Equilibre a été une étude comparative de la consommation et des émissions de poids-lourds en situation réelle d'exploitation. Des véhicules diesel et gaz naturel à la norme Euro VI ont été comparés. L'étude a été focalisé sur l'effet de la route.

23rd International Transport and Air Pollution Conference, THESSALONIQUE, GRECE, 15-/05/2019 - 17/05/2019; This study focuses on the evolution in an ageing chamber of the particles emitted by two Diesel vehicles: a Euro 5 with a Diesel Particle Filter (DPF) and a Euro 3. Both vehicles were tested on a chassis dynamometer with Artemis urban cold start (UC) and Artemis motorway (MW) cycles. Exhaust gas was injected in a 8-cubic-meter dark ageing chamber through a stainless steel line heated at 120°C, during 16 to 25 minutes. The evolution of the particles was monitored during 10 hours. Moreover, exhaust gas was sampled at emssion from the heated line on sorbent tunes, which were then analyzed with ATD-GC-MS. For the Euro 5 DPF vehicle, particle mass (PM) concentrations are below 2µg/m3 (UC/MW) and remain stable during 10h. For the Euro 3 Diesel vehicle, PM concentrations start at 270µg/m3 (UC) and 2200µg/m3 (MW). PM increases of 29% during the first 90min and then stays stable until the end for the MW. For the UC, PM increases of 125% during 10h. This indicates the formation of new particulate matter, which might in part be explained by condensation of Semi-Volatile Organic Compounds (SVOCs). Moreover, condensation would also explain the increase of the mean particle size from 250 to 500nm. Particle number (PN) concentration is close to the background for the Euro 5 DPF UC condition. For MW conditions, the particle mean size is around 20nm. For the Euro 3 Diesel UC and MW conditions, larger particles are emitted and the initial mean particle size is around 120-150nm. Moreover, the total PN decreases and the mean particle size increases with time. This could be explained by coagulation processes. Furthermore, small particles around 30nm are formed during the first hour for Euro 5 DPF MW conditions, probably by nucleation processes. Finally, different SVOCs - such as alkane, alkene, cyclo, and aromatic compounds - were followed with C numbers between C12 and C30 at emission and during the first 6h of ageing. Considering their relatively low volatilities, these SVOCs could play a role in secondary particle formation through physicochemical interactions.

National audience; Très peu d’études ont évalué l’impact de l’activité aéroportuaire sur la fonction respiratoire. Aucune étude de surveillance biologique de l’exposition n’a été rapportée, ni de suivi longitudinal d’exposition aux nanoparticules aéroportuaires sur un échantillon de grande taille, notamment dans un cadre pluridisciplinaire. L’objectif principal du projet NAnERO est donc de déterminer si cette exposition professionnelle altère la fonction respiratoire des travailleurs au travers d’un suivi longitudinal.

Maternal exposure to diluted diesel engine exhaust alters placental function of the first and second generation in rabbit model. 8. International Symposium on Nanotechnology, Occupational and Environmental Health

In this study, favorable conditions to achieve good combustion of cottonseed oil and its blends with diesel fuel in a direct injection diesel engine have been highlighted. This has been performed by analyzing fuel droplet size distribution and determining engine specific fuel consumption and thermal efficiency, combustion parameters (ignition delay, rate of heat release) and emissions (carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NOx) and carbon dioxide (CO2)). Results show that thermal efficiency and CO2 are almost similar for all tested fuels while the specific fuel consumption and CO emissions increase and NOx emissions decrease with increasing percentage of cottonseed oil in blends. Cylinder pressures are very close and rates of heat release are slightly different for cottonseed oil and diesel fuel. Results on droplet size analysis show that to obtain an adequate droplet size distribution, the percentage of cottonseed oil in diesel fuel should be limited to 40% by volume. Results on engine performance show that engine loads must be above 50%. These results are valid for diesel engines of conventional design, using low-pressure injection systems; they do not apply to modern high injection pressure engines.

The aim of this study is to perform and analyze LES (Large Eddy Simulations) simulations of transient Diesel sprays in a high-pressure and high-temperature vessel. In order to be representative of real Diesel injection strategies, two cases are investigated: the first one corresponds to a single injection, while a double injection is performed in the second case. For each case, numerous realizations are computed to retrieve average values and fluctuations of fuel concentration. A mesh refinement sensitivity analysis is conducted to assess the quality of the LES by comparing numerical fuel mass fraction profiles with experimental ones. This comparison is then extended to spray angles and vapor penetrations. The influence of injection boundary conditions such as injection rate profile and injection delay, on transient LES results is then evaluated. Finally, guidelines for simulating transient Diesel sprays in engines with LES are proposed.

International audience; West African countries are increasingly interested in producing straight vegetable oil (SVO) for direct use as fuel in diesel engines for stationary applications in the fields of agriculture, power generation and industry. Straight vegetable oil fuel quality, i.e impurities content and physico-chemical properties, is a recurring issue that seriously impedes the development of the sector. However, there is still no standard defining the quality characteristics of vegetable oils for fuel purposes in stationary engines. The aim of this study was to propose a quality standard with a set of specifications (parameters, test method, limit value), which SVOs must comply with in order to be used as fuel in stationary diesel engines without causing breakdowns or serious lifetime reductions. After a brief review of SVO production and use techniques, we present a critical review of existing fuel standards (fossil fuels, biodiesel and European SVO) that must be adapted to the use of SVO for stationary engines, with regard to the requirements of engine manufacturers. Based on this critical analysis and current knowledge of vegetable oil characterization, we propose a simplified, inexpensive and efficient basic standard of seven specifications. This standard enables easy assessment of SVO quality for fuelling a stationary diesel engine.

Les scooters de 50 et 125 cc et les voiturettes polluent plus que les voitures essence ou diesel récentes, montre une étude de l'Ifsttar basée sur la mesure des émissions réelles de différents véhicules dans des conditions similaires.

Les deux-roues motorisés et les voiturettes sans permis ont des émissions polluantes bien plus élevées que les véhicules essence et diesel de dernière génération. Ils ne sont pourtant pas concernés par les mesures de réduction de la pollution de l'air à Paris.

This paper focuses on CO2 and regulated pollutants (NOx, HC, CO, PM) emitted by eight Euro 4-6 gasoline and diesel vehicles with six different technologies. The emission factors were repeatedly measured on a chassis dynamometer bench using Artemis Urban with cold and hot start, Road and Motorway, WLTC and NEDC driving conditions. The influence of driving conditions and approved driving cycles on pollutant emissions was also investigated. The measured emission factors for regulated compounds were compared to the corresponding emission factors of the COPCETE emission model developed by the French Ministry of Ecology. The results indicate that the NEDC cycle, used for type-approval of emissions of regulated compounds, leads to underestimation of CO2 (9-23%) and NOx (1.2 to 2 times) emissions and overestimation of CO and HC (2 to 5 times) in relation to the Artemis cycles, which are real-world simulation driving cycles. The WLTC cycle for the worldwide harmonization of vehicle emissions shows similar HC, NOx and CO emissions with the Artemis average cycle within uncertainty of the measurements. The NOx emissions measured were 1.6 to 8 times greater than the type-approval limits. These high NOx emissions produced by all the diesel vehicles tested under real-world driving conditions could serve as particle precursors and increase secondary organic aerosol formation. They are also indicative of the significant cause for concern regarding urban air quality and the increase in the portion of Euro 5 and 6 diesel vehicles in France's vehicle fleet. Regarding emission factor assessments, the emission levels measured are overall in fair agreement with the COPCETE predictions within uncertainties for CO2 and regulated pollutants. Updating the database is vital in order to be able to produce more representative emission factors and better evaluate the health and environmental effects from vehicle emissions.

The world economic and industrial growths, as well as the demographic rapid progression, have increased the fossil energy demand. These last years, much of researches were directed towards new energy resources which can replace the conventional fossil fuels. The biofuels are renewable ecological fuels derived from biomass; they are classified as an ideal resource, non-toxic and renewable component with respect to the conventional Diesel. In this context, we were firstly interested to the production of the biofuels starting from a non-edible vegetable source widely available in the Mediterranean basin which is the Pistacia Lentiscus using two processes. The first one is a chemical method named “transesterification” and the second one is a thermochemical procedure called “solvolysis”. The biofuels physicochemical properties, measured via standard methods, are similar to those of Diesel fuel. A single cylinder, naturally aspirated DI Diesel engine is operated at 1500 rpm with either pure produced biofuels or their blends with Diesel fuel for several ratios (50, 30 and 5 v%) and engine load conditions. The combustion parameters, their blends are compared with those of Diesel fuel., La croissance mondiale, économique et industrielle, ainsi que la rapide progression démographique des populations, ont fait augmenter la demande en énergie fossile. Ces dernières années, beaucoup de recherches ont été orientées vers de nouvelles ressources énergétiques qui peuvent remplacer les carburants fossiles conventionnels. Les biocarburants sont des carburants écologiques renouvelables, obtenus grâce à la transformation des matières grasses animales et végétales. Ils sont classés en tant que ressource idéale, non-toxique et renouvelable, substituant avantageusement le Diesel conventionnel. Dans cette optique, nous nous sommes intéressés à la production des biocarburants à partir d’une source végétale, non alimentaire, très abondante dans le bassin méditerranéen, en l’occurrence le pistachier lentisque, par deux procédés, l’un est chimique appelé transestérification et l’autre est thermochimique, la solvolyse. Les caractérisations des biocarburants conformément aux normes en vigueur, ont montré que les propriétés physico-chimiques sont comparables à celles du Diesel conventionnel. Un moteur Diesel monocylindre refroidi à l'air, a été utilisé pour évaluer les caractéristiques de la combustion de ces biocarburants, à 1500 tr/min, sous diverses conditions de charges du moteur. Les caractéristiques de la combustion (pression du cylindre, délai d’auto-inflammation, taux de dégagement de chaleur et durée de combustion) des biocarburants obtenus, sont comparées à celles du Diesel conventionnel.

This report presents the development of new phenomenological models for NOx and PM emission. These models are to be included in a Global Simulator used for automotive compression ignition engine calibration. Thus they must be precise and reactive to modifications of engine calibration parameters (injection, air loop). The identification of the model parameters is done using experimental data corresponding to a (rotation speed, load) map, for a given engine calibration. The models are semi-physical: pollutant emissions are estimated using look-up tables or mathematical formulations as a function of the most influent physical parameters. These relevant physical parameters were selected thanks to a literature survey and the analysis of experimental data. They are evaluated with a thermodynamical 0D approach, combining Barba combustion model and a “two zone” calculation. In order to keep the Computational time low, the evolutions of pollutants’ concentrations during the engine cycle are not calculated, but only the final values. The models’ results are then compared against experimental data from two different engines. These data include single parameter variations for injection (timing, pressure, rate of injection), air loop (EGR rate, boost pressure and temperature) and fluids’ temperatures (coolant, oil). The agreement between calculated and measured emissions is correct. The results quality depending on model calibration (and number of experimental data used) is also discussed.; Ce mémoire présente le développement de modèles phénoménologiques d’émissions de NOx et de particules destinés à être inclus dans un simulateur global pour l'aide à la mise au point des moteurs à allumage par compression automobiles. Ils doivent donc disposer d'une bonne précision et être réactifs aux modifications des paramètres de réglage moteur (injection, boucle d'air). La détermination des paramètres des modèles s'appuie sur des essais correspondants au balayage d'un champ (régime, charge) pour une calibration moteur donnée.Les modèles développés sont semi-physiques : les émissions sont estimées en utilisant des cartographies ou des formulations mathématiques fonction des paramètres physiques les plus influents. Ces paramètres physiques pertinents ont été sélectionnés en se basant sur la bibliographie et en analysant des résultats expérimentaux. Ils sont évalués avec une approche thermodynamique 0D combinant le modèle de dégagement de chaleur de Barba et un calcul de type "deux zones". Pour contenir le temps de calcul, l’évolution des polluants au cours du cycle n’est pas modélisée, seule la concentration finale étant évaluée.Les modèles sont ensuite confrontés à des relevés expérimentaux, relatifs à 2 moteurs différents, et incluant des variations mono paramétrées des paramètres d'injection (avance, pression, répartition), de boucle d'air (EGR, pression et température d'admission) et des températures de fluides (eau, huile). L'accord entre les valeurs calculées et mesurées est globalement satisfaisant. Une discussion sur la qualité des résultats du modèle en fonction de sa calibration (et de la quantité de données expérimentales disponibles) est également proposée.

This report presents the development of new phenomenological models for NOx and PM emission. These models are to be included in a Global Simulator used for automotive compression ignition engine calibration. Thus they must be precise and reactive to modifications of engine calibration parameters (injection, air loop). The identification of the model parameters is done using experimental data corresponding to a (rotation speed, load) map, for a given engine calibration. The models are semi-physical: pollutant emissions are estimated using look-up tables or mathematical formulations as a function of the most influent physical parameters. These relevant physical parameters were selected thanks to a literature survey and the analysis of experimental data. They are evaluated with a thermodynamical 0D approach, combining Barba combustion model and a “two zone” calculation. In order to keep the Computational time low, the evolutions of pollutants’ concentrations during the engine cycle are not calculated, but only the final values. The models’ results are then compared against experimental data from two different engines. These data include single parameter variations for injection (timing, pressure, rate of injection), air loop (EGR rate, boost pressure and temperature) and fluids’ temperatures (coolant, oil). The agreement between calculated and measured emissions is correct. The results quality depending on model calibration (and number of experimental data used) is also discussed.; Ce mémoire présente le développement de modèles phénoménologiques d’émissions de NOx et de particules destinés à être inclus dans un simulateur global pour l'aide à la mise au point des moteurs à allumage par compression automobiles. Ils doivent donc disposer d'une bonne précision et être réactifs aux modifications des paramètres de réglage moteur (injection, boucle d'air). La détermination des paramètres des modèles s'appuie sur des essais correspondants au balayage d'un champ (régime, charge) pour une calibration moteur donnée.Les modèles développés sont semi-physiques : les émissions sont estimées en utilisant des cartographies ou des formulations mathématiques fonction des paramètres physiques les plus influents. Ces paramètres physiques pertinents ont été sélectionnés en se basant sur la bibliographie et en analysant des résultats expérimentaux. Ils sont évalués avec une approche thermodynamique 0D combinant le modèle de dégagement de chaleur de Barba et un calcul de type "deux zones". Pour contenir le temps de calcul, l’évolution des polluants au cours du cycle n’est pas modélisée, seule la concentration finale étant évaluée.Les modèles sont ensuite confrontés à des relevés expérimentaux, relatifs à 2 moteurs différents, et incluant des variations mono paramétrées des paramètres d'injection (avance, pression, répartition), de boucle d'air (EGR, pression et température d'admission) et des températures de fluides (eau, huile). L'accord entre les valeurs calculées et mesurées est globalement satisfaisant. Une discussion sur la qualité des résultats du modèle en fonction de sa calibration (et de la quantité de données expérimentales disponibles) est également proposée.

Le concept de programmation fœtale revient à admettre qu’il existe un impact des conditions environnementales dans lesquelles l’individu se développe in utero (via l’exposition de la mère) pouvant l’affecter à long terme. Le projet "BRAINAIRPOLL" s’inscrit dans le prolongement du programme de recherche "EPAPP" (Effets de la Pollution Atmosphérique sur la fonction Placentaire et le développement Postnatal), dont les résultats encore préliminaires confirment l’impact de la pollution atmosphérique liée à l’émission de fumées diesel sur le développement foeto-placentaire et la toxicité potentielle de l’exposition précoce à ce type d’émissions.

National audience; Certains professionnels comme les policiers, les chauffeurs (ex. taxi, transport en commun…), les livreurs, les postiers, les travailleurs sur les routes et autoroutes, etc., sont fortement exposés, pendant leurs heures de travail, à la pollution de l’air due au trafic routier. Dans ce contexte, la question de la nature des polluants impliqués se pose, notamment celle des particules fines jugées néfastes pour la santé. Jusqu’alors, les premières études ont porté sur les mesurages dans l’habitacle des véhicules, des polluants réglementés (ex. monoxyde de carbone, oxyde d’azote…) mais rarement sur les particules ultrafines et le carbone suie, faute de dispositifs adaptés.

Produit principalement par les véhicules et certaines activités industrielles, le dioxyde d’azote est « polluant toxique » à l'odeur âcre et piquante caractéristique. Dans l’atmosphère, il se transforme en acide nitrique, et contribue ainsi à l’acidification des milieux. Il est souvent utilisé comme indicateur de la pollution atmosphérique. Néanmoins, peu d’études se sont attachées à évaluer l’effet de ce polluant qui représente pourtant un polluant majeur et dont les valeurs limites peuvent être fréquemment dépassées. On soupçonne que le dioxyde d’azote affecterait les fonctions mitochondriales entraînant un processus d’évolution chronique à l’origine de maladies cardiovasculaires. Il s'agit d'évaluer dans le projet de recherche CARDIOX, la part attribuable spécifiquement au dioxyde d’azote par rapport aux autres constituants des émissions diesel, en termes d’effets sur l’appareil cardiovasculaire.

This work presents a simulator model of a marine diesel engine based on physical, semi-physical, mathematical and thermodynamic equations, allowing fast predictive simulations. The whole engine system is divided into several functional blocs: cooling, lubrication, air, injection, combustion and emissions. The sub-models and dynamic characteristics of individual blocs are established according to engine working principles equations and experimental data collected from a marine diesel engine test bench for SIMB Company under the reference 6M26SRP1. The overall engine system dynamics is expressed as a set of simultaneous algebraic and differential equations using sub-blocs and S-Functions of Matlab/Simulink.The simulation of this model, implemented on Matlab/Simulink has been validated and can be used to obtain engine performance, pressure, temperature, efficiency, heat release, crank angle, fuel rate, emissions at different sub-blocs. The simulator is used to study the engine performance in faulty conditions, and can be used also to assist marine engineers in FDI (fault detection and isolation) as well as designers to predict the behavior of the cooling system, lubrication system, injection system, combustion, emissions, in order to optimize the dimensions of different components.This program is a platform for fault simulator, to investigate the impact on sub-blocs engine’s output of changing values for faults parameters such as: faulty fuel injector, leaky cylinder, worn fuel pump, broken piston rings, a dirty turbocharger, dirty air filter, dirty air cooler, air leakage, water leakage, oil leakage and contamination, fouling of heat exchanger, pumps wear, failure of injectors (and many others)., Ce travail présente un modèle orienté envers le développement d’un simulateur pour le moteur diesel marin. Dans le but d’avoir un simulateur qui répond aux besoins du moteur étudié au niveau de l’efficacité, la rapidité et la prise en considération des défauts, le modèle étudié est basé sur des modélisations physiques, semi physique, empirique, mathématique et thermodynamique. Le modèle du moteur est divisé en plusieurs sous-modèles dont chacun présente un système réel. Ces systèmes sont : le refroidissement, la lubrification, l’admission de l’air, l’injection, la combustion et les émissions. Les sous-modèles et les caractéristiques dynamiques de chaque bloc sont conçus en respectant les équations principales du fonctionnement du moteur ainsi que les données expérimentales collectées sur un banc d’essai pour un moteur marin diesel fabriqué par la société SIMB sous la référence 6M26SRP1.Ce modèle a été implémenté sur Matlab/Simulink, et la simulation permet d’obtenir les variables suivantes dans les différentes sous-blocs: pression, température, efficacité, échange de chaleur, angle de vilebrequin, débit du fuel et émissions. Le simulateur sera utilisé pour montrer les dégradations dans les performances du moteur lors de l’occurrence des défauts et peut aider dans l’application des stratégies de diagnostic et de pronostic.Les différents défauts considérés dans le simulateur sont : défauts injecteur, fuite cylindre, avarie pompe fuel, casse du segment de piston, dégradation de turbocompresseur, dégradation filtre à air, dégradation refroidisseur d’air, fuite d’air, fuite d’eau, fuite et contamination d’huile, encrassement des échangeurs, dégradations pompes.

Many studies have been published on vegetable oil use in diesel engines. The different authors unanimously acknowledge the potential and merits of this renewable fuel. Typically, Straight Vegetable Oils (SVOs) produced locally on a small scale, have proven to be easy to produce with very little environmental impact. However, as their physico-chemical characteristics differ from those of diesel oil, their use in diesel engines can lead to a certain number of technical problems over time. In bibliography, there is substantial disagreement between authors regarding the advanced phenomena linked to this problems and the recommended solutions. Some of these publications treat options individually without any real comparison between them. Another observation is that the literature rarely tackles problems linked to vegetable oil quality. This paper sets out to review the state of the art for SVO use as fuel in diesel engines, based on a bibliographic study (literature review). The first section of the document examines the influence of the type and quality of vegetable oils for fuel use in diesel engines. The second section discusses the advantages and disadvantages of two options recommended for SVO use in diesel engines: dual fuelling and blending with diesel fuel.

Produit principalement par les véhicules et certaines activités industrielles, le dioxyde d’azote est « polluant toxique » à l'odeur âcre et piquante caractéristique. Dans l’atmosphère, il se transforme en acide nitrique, et contribue ainsi à l’acidification des milieux. Il est souvent utilisé comme indicateur de la pollution atmosphérique. Néanmoins, peu d’études se sont attachées à évaluer l’effet de ce polluant qui représente pourtant un polluant majeur et dont les valeurs limites peuvent être fréquemment dépassées. On soupçonne que le dioxyde d’azote affecterait les fonctions mitochondriales entraînant un processus d’évolution chronique à l’origine de maladies cardiovasculaires. Il s'agit d'évaluer dans le projet de recherche CARDIOX, la part attribuable spécifiquement au dioxyde d’azote par rapport aux autres constituants des émissions diesel, en termes d’effets sur l’appareil cardiovasculaire.

Background Airborne pollution is a rising concern in urban areas. Epidemiological studies in humans and animal experiments using rodent models indicate that gestational exposure to airborne pollution, in particular diesel engine exhaust (DE), reduces birth weight, but effects depend on exposure duration, gestational window and nanoparticle (NP) concentration. Our aim was to evaluate the effects of gestational exposure to diluted DE on feto-placental development in a rabbit model. Pregnant females were exposed to diluted (1 mg/m3), filtered DE (NP diameter ≈ 69 nm) or clean air (controls) for 2 h/day, 5 days/week by nose-only exposure (total exposure: 20 days in a 31-day gestation). Results DE exposure induced early signs of growth retardation at mid gestation with decreased head length (p = 0.04) and umbilical pulse (p = 0.018). Near term, fetal head length (p = 0.029) and plasma insulin and IGF1 concentrations (p = 0.05 and p = 0.019) were reduced. Placental function was also affected, with reduced placental efficiency (fetal/placental weight) (p = 0.049), decreased placental blood flow (p = 0.009) and fetal vessel volume (p = 0.002). Non-aggregated and “fingerprint” NP were observed at various locations, in maternal blood space, in trophoblastic cells and in the fetal blood, demonstrating transplacental transfer. Adult female offspring were bred with control males. Although fetoplacental biometry was not affected near term, second generation fetal metabolism was modified by grand-dam exposure with decreased plasma cholesterol (p = 0.008) and increased triglyceride concentrations (p = 0.015). Conclusions Repeated daily gestational exposure to DE at levels close to urban pollution can affect feto-placental development in the first and second generation. Electronic supplementary material The online version of this article (doi:10.1186/s12989-016-0151-7) contains supplementary material, which is available to authorized users.

This work presents a simulator model of a marine diesel engine based on physical, semi-physical, mathematical and thermodynamic equations, allowing fast predictive simulations. The whole engine system is divided into several functional blocs: cooling, lubrication, air, injection, combustion and emissions. The sub-models and dynamic characteristics of individual blocs are established according to engine working principles equations and experimental data collected from a marine diesel engine test bench for SIMB Company under the reference 6M26SRP1. The overall engine system dynamics is expressed as a set of simultaneous algebraic and differential equations using sub-blocs and S-Functions of Matlab/Simulink.The simulation of this model, implemented on Matlab/Simulink has been validated and can be used to obtain engine performance, pressure, temperature, efficiency, heat release, crank angle, fuel rate, emissions at different sub-blocs. The simulator is used to study the engine performance in faulty conditions, and can be used also to assist marine engineers in FDI (fault detection and isolation) as well as designers to predict the behavior of the cooling system, lubrication system, injection system, combustion, emissions, in order to optimize the dimensions of different components.This program is a platform for fault simulator, to investigate the impact on sub-blocs engine’s output of changing values for faults parameters such as: faulty fuel injector, leaky cylinder, worn fuel pump, broken piston rings, a dirty turbocharger, dirty air filter, dirty air cooler, air leakage, water leakage, oil leakage and contamination, fouling of heat exchanger, pumps wear, failure of injectors (and many others)., Ce travail présente un modèle orienté envers le développement d’un simulateur pour le moteur diesel marin. Dans le but d’avoir un simulateur qui répond aux besoins du moteur étudié au niveau de l’efficacité, la rapidité et la prise en considération des défauts, le modèle étudié est basé sur des modélisations physiques, semi physique, empirique, mathématique et thermodynamique. Le modèle du moteur est divisé en plusieurs sous-modèles dont chacun présente un système réel. Ces systèmes sont : le refroidissement, la lubrification, l’admission de l’air, l’injection, la combustion et les émissions. Les sous-modèles et les caractéristiques dynamiques de chaque bloc sont conçus en respectant les équations principales du fonctionnement du moteur ainsi que les données expérimentales collectées sur un banc d’essai pour un moteur marin diesel fabriqué par la société SIMB sous la référence 6M26SRP1.Ce modèle a été implémenté sur Matlab/Simulink, et la simulation permet d’obtenir les variables suivantes dans les différentes sous-blocs: pression, température, efficacité, échange de chaleur, angle de vilebrequin, débit du fuel et émissions. Le simulateur sera utilisé pour montrer les dégradations dans les performances du moteur lors de l’occurrence des défauts et peut aider dans l’application des stratégies de diagnostic et de pronostic.Les différents défauts considérés dans le simulateur sont : défauts injecteur, fuite cylindre, avarie pompe fuel, casse du segment de piston, dégradation de turbocompresseur, dégradation filtre à air, dégradation refroidisseur d’air, fuite d’air, fuite d’eau, fuite et contamination d’huile, encrassement des échangeurs, dégradations pompes.

This thesis mainly focuses on Fuzzy Fault Tolerant Predictive Control for a class of nonlinear systems. The Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy approach is introduced as a modelling technique in order to consider the active control methods adapted to linear models. To obtain the convex form, two approches are applied in this work, the proposed global non stationary linearization method and the sector nonlinearity approach. The contributions of this thesis and novelties with respect to other works are based on a combination between Parallel Distributed Compensation control law and Model Predictive Control where the T-S fuzzy aspect uses measured and unmeasured premise variables. The optimization problem is formulated as a quadratic programming problem. A nonlinear observer and A T-S fuzzy observer are designed for the proposed strategies, in order to estimate faults and system state variables. The controller and observer gains are obtained by solving Linear Matrix Inequalities (LMIs) derived from the Lyapunov theory. Convergences are performed by using Lyapunov asymptotic stability and L2 optimization. Actually, the use of the sector nonlinearity approach has reduced the conservatism related to the number of LMIs to solve. On top of that, the chosen form of the candidate function of Lyapunov and the T-S fuzzy structure have significantly decreased the pessimism of sufficient stability conditions derived from Lyapunov theories. The proposed Fuzzy model based predictive control is designed to achieve desired set points and control objectives in the the healthy operating and to accommodate and tolerate unexpected faults. Furthermore, the uncertain case and robustness with respect to constraints are investigated. The effectiveness and the validity of the proposed Fault Tolerant Control (FTC) strategies is illustrated through an application to an academic example and to a Diesel Engine Air Path (DEAP) system.; Cette thèse porte sur la synthèse de lois de commande prédictive floue tolérante aux défauts pour les systèmes non linéaires modélisés selon l'approche dite T-S. Ma contribution est de proposer une FMPC (Fuzzy Model-based Predictive Control) visant à améliorer les performances d'un système non linéaire tout en respectant les contraintes sur la commande. L’optimisation de la commande nécessite la résolution d'un problème de programmation quadratique et une résolution d’inégalités matricielles linéaires (LMIs) dérivées des thèories de Lyapunov. La stratégie proposée a été appliquée en simulation à un système SISO non linéaire puis au système d'air d'un moteur Diesel en présence de défauts de type actionneur, capteur ou système, de perturbations et d'incertitudes de modélisation

Inaugurée en 1912, la centrale électrique de Montemartini fut la première centrale électrique publique de Rome. À partir de 1997 – une trentaine d’années après sa fermeture – une partie des collections de sculpture romaine des musées du Capitole y a été déployée. Cette installation, provisoire à l’origine, a été pérennisée en 2005 grâce au succès public qu’elle a rencontré. Si les tenants et aboutissants de ce succès sont difficiles à analyser, il est indéniable que la centrale est devenue, au cœur du quartier Ostiense-Marconi, l’emblème de la reconquête du patrimoine industriel entreprise par la Ville de Rome. Opened in 1912, the Montemartini powerplant was the first public power station of Rome. From 1997 (about thirty years after it closed) some collections of Roman sculpture of the Capitoline Museums were displayed there. The exhibition, originally temporary, was made permanent in 2005 thanks to its huge public success. If the ins and outs of this success are difficult to analyze, it is undeniable that the plant has become, in the heart of Ostiense-Marconi area, the symbol of the reconquest of the industrial heritage undertaken by the city of Rome.

Scientific and technical information including field trials about uses of palm oil as fuel has been available for more than half a century now. Several ways were investigated, from the simple mixture with petroleum Diesel fuel, to more sophisticated solutions. The quality of vegetable oils in natura as fuel is difficult to assess because of interferences between properties of the triacylglycerols – the main components – and those of the many minor components, their content varying significantly from sample to sample. A methodology set up at Cirad allowed to investigate separately natural triacylglycerols alone and the effect of minor components. In addition to these laboratory experiments, engine test at bench and field trials performed in palm oil producing countries, show that this oil is among the best oils as fuel; palm kernel oil whose chemical and physical properties are very close to those of the best of the series investigated, namely copra oil, should display also very interesting properties as Diesel biofuel. Both oils do require external adaptation of the engine when using an indirect injection type engine but even heavier adaptations for a direct injection model. Thus for use as Diesel fuel palm and palm kernel oils are suitable for captive fleets or for engine gensets, to balance the adaptation cost by a scale-up effect either on the number of identical engines or on the nominal vegetable oil consumption per set. Direct use of palm et palm kernel oils fits very well with technical and economical conditions encountered in remote areas. It is also possible to mix palm oil to Diesel fuel either as simple blend or as micro-emulsion. Out of the direct use, palm oil methyl or ethyl ester, often referred to as biodiesel, displays properties similar to those of petroleum Diesel fuel. This technical solution which is suitable to feed all kinds of standard compression ignited engines requires a chemical plant for carrying out the alcoholysis reaction and processing of the crude glycerin by-product. Economical outputs depend also on market price of this last commodity. The last technique opening a way for using palm oil as fuel involves catalytic cracking, then allowing to feed any kind of engine –either spark or compression ignited- although a few results are available only from laboratory or small pilot scale experiments. If the economic viability would be favored by scale-up effect for large national or international markets assuming palm oil producing cost would become and remain competitive is spite of lack of harvest mechanization, and oils would remain available for large non food markets, as this is presently the case, there is a lack of technical and economical data. This is especially the case regarding the minimum size required for applying these more sophisticated chemical transformations –alcoholysis and cracking- for supplying energy under most critical conditions found in remote areas where millions of people are facing difficult access to both electric power and transportation fuels. Today large scale production and marketing of palm oil methyl or ethyl ester is under development in oil palm cropping countries like Malaysia, Thailand or Brazil. The follow-up depends on many parameters on environment, social and economic sides.

Le projet de loi sur la transition énergétique prévoit l'instauration de mesures de restriction de la circulation par les maires, en cas de mauvaise qualité de l'air. Mais aussi la mise en place de pastilles afin de pouvoir identifier les Îhicules en fonction de leurs émissions. La ville de Paris va s'appuyer sur cette classification pour bannir progressivement les voitures et deux-roues polluants. Sur quels critères les maires pourront-ils se baser pour déterminer si un Îhicule est propre ou pas ? Mise au point de Didier Pillot, chercheur au laboratoire Transports et Environnement de l'Ifsttar.

A l'initiative de VNF (Voies Navigables de France) et avec l'aide du fonds européen de développement régional (FEDER) pour le fleuve Rhône, un programme de recherche visant la flotte fluviale de transport de marchandises a été mené de 2013 à juin 2015 (30 mois) pour évaluer d'une part les émissions polluantes et d'autre part, les potentiels de gains en consommation de carburant des unités actuelles, par amélioration des systèmes de propulsions existants ou par utilisation d'énergies alternatives au pétrole. La question se pose en effet de l'impact environnemental du transport fluvial alors qu'il connaît à nouveau depuis les années 1990 une phase importante de croissance. Par nature, la voie d'eau bénéficie d'avantages indéniables : l'embarquement de grandes quantités de marchandises permet de réduire la consommation d'énergie rapportée à la tonne transportée, de diminuer les coûts et de réduire le trafic routier. Mais il apparaît une distorsion importante entre mode routier et mode fluvial en matière de réglementation sur les limites d'émissions polluantes au niveau des échappements des moteurs diesel qui équipent l'un et l'autre mode : les camions sont actuellement soumis à la norme Euro VI qui impose les traitements les plus poussés du marché pour réduire en ligne à la fois les oxydes d'azote (NOx par technologie SCR) et les particules (par filtre auto-régénéré) ; à l'inverse, les moteurs diesel de propulsion pour le fluvial ou le maritime ne sont soumis aux premières limites peu contraignantes que depuis 2007 voire 2009 pour les plus puissants, ce qui signifie, étant donné la durée de vie importante de ce type de moteur de forte cylindrée, que la plupart des navires et unités fluviales actuellement en service n'ont pas de traitement des gaz et sont susceptibles d'avoir un impact important sur la qualité de l'air malgré leur faible nombre.

This thesis mainly focuses on Fuzzy Fault Tolerant Predictive Control for a class of nonlinear systems. The Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy approach is introduced as a modelling technique in order to consider the active control methods adapted to linear models. To obtain the convex form, two approches are applied in this work, the proposed global non stationary linearization method and the sector nonlinearity approach. The contributions of this thesis and novelties with respect to other works are based on a combination between Parallel Distributed Compensation control law and Model Predictive Control where the T-S fuzzy aspect uses measured and unmeasured premise variables. The optimization problem is formulated as a quadratic programming problem. A nonlinear observer and A T-S fuzzy observer are designed for the proposed strategies, in order to estimate faults and system state variables. The controller and observer gains are obtained by solving Linear Matrix Inequalities (LMIs) derived from the Lyapunov theory. Convergences are performed by using Lyapunov asymptotic stability and L2 optimization. Actually, the use of the sector nonlinearity approach has reduced the conservatism related to the number of LMIs to solve. On top of that, the chosen form of the candidate function of Lyapunov and the T-S fuzzy structure have significantly decreased the pessimism of sufficient stability conditions derived from Lyapunov theories. The proposed Fuzzy model based predictive control is designed to achieve desired set points and control objectives in the the healthy operating and to accommodate and tolerate unexpected faults. Furthermore, the uncertain case and robustness with respect to constraints are investigated. The effectiveness and the validity of the proposed Fault Tolerant Control (FTC) strategies is illustrated through an application to an academic example and to a Diesel Engine Air Path (DEAP) system., Cette thèse porte sur la synthèse de lois de commande prédictive floue tolérante aux défauts pour les systèmes non linéaires modélisés selon l'approche dite T-S. Ma contribution est de proposer une FMPC (Fuzzy Model-based Predictive Control) visant à améliorer les performances d'un système non linéaire tout en respectant les contraintes sur la commande. L’optimisation de la commande nécessite la résolution d'un problème de programmation quadratique et une résolution d’inégalités matricielles linéaires (LMIs) dérivées des thèories de Lyapunov. La stratégie proposée a été appliquée en simulation à un système SISO non linéaire puis au système d'air d'un moteur Diesel en présence de défauts de type actionneur, capteur ou système, de perturbations et d'incertitudes de modélisation

This work focuses on measurements of soot particle size and volume fraction at Diesel engine conditions. A combination of laser-Induced incandescence (LII) imaging, line-Of-Sight laser extinction, soot pyrometry, and transmission electron microscopy (TEM) measurements of thermophoretically-Sampled soot was used. Particle sizing strategies were developed with LII model for the analysis of particle-Size poly-Dispersity with time-Resolved LII signal that is suitable for point-Wise measurements at atmospheric pressure, and for spatially-Resolved characterization with two-Time-Step LII imaging. Measurements were performed with these strategies in a flame at atmospheric pressure and in Diesel engine combustion to investigate their applicability. Additional measurements were performed for temperature and soot volume fraction.A novel method, called two-Exponential reverse fitting (TERF), is introduced to extract information about the size distribution. The method is based on mono-Exponential fits to the LII signal decay at a delayed time. It approximates the particle-Size distribution as a combination of one large and one small mono-Disperse equivalent mean particle size and does not require a distribution assumption. It also provides a ratio of the contribution of both size classes. The systematic error caused by de-Scribing LII signals by mono-Exponential decays was calculated as less than 2% for LII signals simulated for mono-Disperse aggregated soot with heat-Up temperatures for which evaporation is negligible. The method was applied to LII data acquired in a laminar non-Premixed ethylene/air flame at various heights above the burner. The particle size of the large particle-Size class evaluated with the method showed good consistency with TEM results, however the size of the small particle-Size class and its relative contribution could not be compared due to insufficient information in the TEM results for small particles. Simultaneous line-Of-Sight laser extinction measurements and LII imaging were performed to de-Rive the soot volume fraction in a high-Temperature high-Pressure constant-Volume pre-Combustion vessel under the Engine Combustion Network’s (ECN) "Spray A" conditions with parametric variations of gas temperature and composition. Extinction measurements were used to calibrate LII images for quantitative soot distribution measurements. OH-Chemiluminescence imaging was used to determine the lift-Off length, and used to interpret the soot measurements. Maximum soot volume fractions around 2–3 ppm were obtained at the nominal ambient temperature defined for Spray A (i.e. 900 K) that rise to 12 ppm at elevated temperature (1030 K). Variations of ambient temperature and oxygen concentration were carried out showing effects on soot formation and oxidation that are consistent with the literature.The method for particle-Size imaging is based on evaluating gated LII signals acquired with two cameras consecutively after the laser pulse and using LII modeling to deduce particle size from the ratio of local signals. A strategy was developed with a model-Based analysis: the dependence of LII particle-Size imaging on the assumed boundary conditions was identified such as bathgas temperature, pressure, particle heat-Up temperature, thermal accommodation coefficients, and soot morphology. Various laser-Fluence regimes and gas pressures were considered. Effects of laser attenuation were evaluated. A combination of one detection gate starting with the particle-Heating and the other starting with 11 ns delay with twice as long gate width was found to provide the highest sensitivity for particle sizing at 60 bar. The optimum gate delays for different pressures were calculated. The effects of timing jitter for laser pulse and poly-Dispersity were investigated. Systematic errors in pyrometry imaging at 60 bar was evaluated. [...], Le travail présenté dans ce manuscrit concerne les mesures de taille de particule et de fraction volumique de suies dans des conditions moteur Diesel. Les techniques utilisées sont la laser-Induced incandescence (LII), la méthode d’extinction laser (LEM), la pyrométrie, et l’analyse d’images de microscopie électronique par transmission (TEM) d’échantillons prélevés in-Situ. Des stratégies de mesure de tailles de particules sont développées en se basant sur l’utilisation d’un modèle LII et en analysant la poly-Dispersion des tailles de particules, aussi bien à partir de signaux de LII résolu en temps (mesures ponctuelles) à pression atmosphérique, que d’informations résolues spatialement provenant d’images acquises a deux instants différents. Des mesures sont effectuées avec ces stratégies sur une flamme à pression atmosphérique et dans des conditions représentatives des conditions moteur Diesel pour évaluer leur applicabilité. Des mesures supplémentaires de température et de fraction volumique de suies sont aussi réalisés.Une nouvelle méthode, appelée two-Exponential reverse fitting (TERF) est introduite. Elle vise à extraire des informations sur la distribution de tailles de particules. Cette méthode est basée sur l’utilisation de fits mono-Exponentiel du signal de décroissance de LII à différents intervalles de temps. La distribution de tailles de particules est approximée par la combinaison de deux distributions de tailles de particules mono-Disperses : une petite et une large. Aucune hypothèse sur la forme de la distribution n’est nécessaire. La méthode permet aussi de fournir le ratio de la proportion respective des deux classes de particules. L’erreur systématique induite par la description mono-Exponentielle de la décroissance du signal de LII a été calculée et est inférieure à 2% pour des décroissances de signal de LII d’aggregats mono-Disperses avec des températures de chauffe pour lesquels la sublimation des suies est négligeable. La méthode a été appliquée à des données de LII obtenus sur une flamme laminaire atmosphérique éthylene/air à différentes hauteurs. Les résultats obtenus montrent un bon accord entre les tailles des grosses particules évaluées avec la méthode TERF et celle obtenue par analyse des images TEM. En revanche l’accord n’est pas obtenu pour les petites particules, ce qui est attribué à un manque d’information sur cette classe de particule dans l’analyse TEM.Des champs de fraction volumique de suies sont ensuite obtenus dans une cellule haute pression haute température dans les conditions opératoires du réseau ECN (Engine Combustion Network) par technique combinée de LEM et LII simultanées. Les mesures sont réalisées dans les conditions du spray A et incluent des variations paramétriques (température et dilution). La distance de Lift Off de la flamme est déterminée en parallèle par visualisation directe de la chimiluminescence OH. Des niveaux de fraction volumique maximale de 2-3ppm sont obtenus dans les conditions nominales du spray A (i.e. 900K), et peuvent atteindre 12 pmm à haute température (1030K). L’effet des variations de température et de concentration d’oxygène sur la formation et l’oxydation des suies et cohérente avec les résultats issus de la littérature.Une méthode d’imagerie de taille de particules est développée. Elle est basée sur l’acquisition de deux images de LII obtenues à deux instants différents après le pulse laser et l’analyse de ces images à l’aide de la simulation du signal LII pour déduire les tailles des particules à partir du rapport des images. Une stratégie basée sur une analyse par modèle LII est développée pour évaluer les incertitudes de mesure. La dépendance aux conditions limites de l’imagerie de taille de particule par LII est ainsi évaluée. [...]

Les biocarburants sont aujourd'hui considérés comme une réelle alternative aux carburants pétroliers même s'ils ne pourront probablement jamais les substituer complètement. Outre la réduction d'une dépendance chronique au pétrole du secteur des transports, ils permettent également une diminution des émissions de gaz à effet de serre.L’utilisation des esters méthyliques d'huiles végétales (EMHV) dans les moteurs diesel pourrait être plus intéressante en Europe du fait que le marché européen des carburants est marqué par une domination croissante de la consommation de gazole.A cause des caractéristiques physico-chimiques du biodiesel, le démarrage à froid est plus difficile que celui des moteurs diesel classiques. Ceci a un effet négatif sur son utilisation pratique et sur l’acceptation du biodiesel sur le marché. Ces problèmes sont encore plus accrus pour le moteur diesel de puissance spécifique élevée du fait que son taux volumétrique de compression doit être réduit à cause de l’augmentation du rapport de compression du compresseur de suralimentation.Par conséquence, l’objectif de cette étude est de quantifier la détérioration des performances de démarrage à froid (-200C) d’un moteur diesel alimenté avec différents mélanges de biocarburant + gazole. Aussi, il a été étudié l’influence sur le démarrage à froid de l’injection des substances volatiles tel que l’éther dans le collecteur d’admission.L’effet d’utilisation du biocarburant sur la prestation de démarrage à froid d’un moteur diesel est analysé par la variation au cours du temps des paramètres suivants : régime instantané du moteur, tension batterie et intensité du courant, masse de carburant injecté, pression instantané à l’intérieur du cylindre et dispersion cyclique. Pour tirer les conclusions, tous ses paramètres ont été analysés durant les phases de cranking, stabilisation et ralenti.

TRA2014 - Transport Research Arena, Paris, FRANCE, 14-/04/2014 - 17/04/2014; It has become commonplace to say that diesel vehicles are equipped with more and more sophisticated exhaust after-treatment technologies to meet increasingly stringent emissions limits. However, depending on the way they are used and maintained, recent diesel vehicles may produce pollutant rates which largely deviate from certification levels, even after a moderate mileage and despite of the on-board electronic control capacity increase. A quick pollution test at exhaust (new method of engine diagnosis) was performed on 168 diesel cars to determine if any engine maintenance was needed. A typology of the encountered engine defects or malfunctions is presented. Furthermore, emissions measurements according to the European specifications and along representative driving cycles were carried out on two diesel cars. Deviations from the original emission levels, associated with voluntary faults generated with defective injectors and closed EGR on a 'sane' vehicle, were assessed. Reversely, deviations are also analysed after repair and maintenance of a vehicle with multiple defects.

The spectrofilter is a Wiener filter used to extract combustion noise. This filter requires an important data processing and is determined in all operating conditions. Thus it is difficult to carry out perceptual studies on combustion noise from various motor adjustments. To overcome this drawback, this PhD dissertation aims to define a common filter which can synthesize a combustion noise in all operating conditions. For this, a perceptual study showed that the substitution of the conventional spectrofilter by another Wiener filter allows the synthesis of a combustion noise. The use of a common spectrofilter is thus possible. The experimental modal analysis allows to estimate the Wiener filter from characteristic data of the engine structure. After studying on a synthetic signal, the ESPRIT method seems to be the most appropriate, but requires some optimizations to be adapted to spectrofilter peculiarities. The Wiener filters of several running speeds are estimated in different estimating conditions, defined by the ESTER criterion. A fictitious damping evolution with the running speed is observed and linked to the temporal windowing applied on the spectrofilter computation. A perceptual experience is then carried out to identify if the ESTER criterion allows to estimate accurately filters to synthesize combustion noises similar to conventional combustion noises. The results lead to conceive the spectrofilter obtained in idling condition as a good common filter, as in a physical point of view that perception., Le spectrofiltre est un filtre de Wiener utilisé pour isoler le bruit de combustion du moteur Diesel. Ce filtre est déterminé pour chaque point de fonctionnement et nécessite un traitement important des données. Il est donc difficile de mener des études perceptives sur le bruit de combustion obtenu selon plusieurs réglages moteur. Afin de pallier à cet inconvénient, cette thèse a pour objectif de définir un filtre commun qui puisse synthétiser un bruit de combustion en tout point de fonctionnement. Pour cela, une étude perceptive a montré que la substitution du spectrofiltre conventionnel par un autre filtre de Wiener permet la synthèse d’un bruit de combustion. L’utilisation d’un spectrofiltre commun est donc possible. L’analyse modale expérimentale permet d’estimer le filtre de Wiener à partir de données caractéristiques de la structure du moteur. Après analyse sur un signal synthétique, la méthode ESPRIT apparait la plus appropriée, mais nécessite quelques optimisations pour être adaptée aux particularités des spectrofiltres. Les filtres de Wiener de plusieurs régimes sont estimés selon différentes conditions d’estimation, définies par le critère ESTER. Une évolution fictive de l’amortissement selon le régime moteur est observée, et rattachée au fenêtrage temporel effectué dans le calcul du spectrofiltre. Une expérience perceptive est ensuite menée pour identifier si le critère ESTER permet d’estimer des filtres assez précis pour synthétiser des bruits de combustion similaires aux bruits de combustion conventionnels. Les résultats amènent à concevoir le spectrofiltre obtenu au ralenti comme un bon filtre commun, tant d’un point de vue physique que perceptif.

The spectrofilter is a Wiener filter used to extract combustion noise. This filter requires an important data processing and is determined in all operating conditions. Thus it is difficult to carry out perceptual studies on combustion noise from various motor adjustments. To overcome this drawback, this PhD dissertation aims to define a common filter which can synthesize a combustion noise in all operating conditions. For this, a perceptual study showed that the substitution of the conventional spectrofilter by another Wiener filter allows the synthesis of a combustion noise. The use of a common spectrofilter is thus possible. The experimental modal analysis allows to estimate the Wiener filter from characteristic data of the engine structure. After studying on a synthetic signal, the ESPRIT method seems to be the most appropriate, but requires some optimizations to be adapted to spectrofilter peculiarities. The Wiener filters of several running speeds are estimated in different estimating conditions, defined by the ESTER criterion. A fictitious damping evolution with the running speed is observed and linked to the temporal windowing applied on the spectrofilter computation. A perceptual experience is then carried out to identify if the ESTER criterion allows to estimate accurately filters to synthesize combustion noises similar to conventional combustion noises. The results lead to conceive the spectrofilter obtained in idling condition as a good common filter, as in a physical point of view that perception., Le spectrofiltre est un filtre de Wiener utilisé pour isoler le bruit de combustion du moteur Diesel. Ce filtre est déterminé pour chaque point de fonctionnement et nécessite un traitement important des données. Il est donc difficile de mener des études perceptives sur le bruit de combustion obtenu selon plusieurs réglages moteur. Afin de pallier à cet inconvénient, cette thèse a pour objectif de définir un filtre commun qui puisse synthétiser un bruit de combustion en tout point de fonctionnement. Pour cela, une étude perceptive a montré que la substitution du spectrofiltre conventionnel par un autre filtre de Wiener permet la synthèse d’un bruit de combustion. L’utilisation d’un spectrofiltre commun est donc possible. L’analyse modale expérimentale permet d’estimer le filtre de Wiener à partir de données caractéristiques de la structure du moteur. Après analyse sur un signal synthétique, la méthode ESPRIT apparait la plus appropriée, mais nécessite quelques optimisations pour être adaptée aux particularités des spectrofiltres. Les filtres de Wiener de plusieurs régimes sont estimés selon différentes conditions d’estimation, définies par le critère ESTER. Une évolution fictive de l’amortissement selon le régime moteur est observée, et rattachée au fenêtrage temporel effectué dans le calcul du spectrofiltre. Une expérience perceptive est ensuite menée pour identifier si le critère ESTER permet d’estimer des filtres assez précis pour synthétiser des bruits de combustion similaires aux bruits de combustion conventionnels. Les résultats amènent à concevoir le spectrofiltre obtenu au ralenti comme un bon filtre commun, tant d’un point de vue physique que perceptif.

L'équipe de Dest fait une présentation de cadrage au lancement du Geri Dynamique du véhicule. Y sont successivement présentés : les sources et données de cadrage pour le parc des voitures particulières, les grandes tendances récentes, l'équipement et l'usage en lien avec le prix des carburants (vers un 'peak-car' ?), le diesel des années 2000, ainsi que la survie et le renouvellement des véhicules.

From 1980 to 1995, France was the first European country in which diesels have become more popular than gasoline cars. In addition to better performance, this preference was notably due to a much cheaper cost of use, depending on taxation on both fuel types. But the advantage of diesel technology does not clearly seem to extend to energy and CO2 savings. In this paper, French trends over the last 15 years and latest annual available statistics (2009) about both diesel ownership and use are analysed, on the basis of ParcAuto panel data source. The results especially show that, from the moment the gap between fuel prices was reduced, diesel car annual mileages have fallen faster than those of gasoline cars. A specific section summarizes the results of our work on the behavior of French households who chose to replace their gasoline car with a diesel. Detailed examination of these switching behaviors confirms that there are increases in driving associated with new dieselists.

International audience; This work concerns the production of electricity from renewable sources produced from biomass (wood waste) in cogeneration plants. Two facilities are compared: a 2 MW electricity power plant and a 10 MW one. They are also compared to electricity production in a diesel engine cogeneration. The objective is to compare the environmental impact of various power plants, using two different fuels and/or of different power. A detailed LCA methodology is therefore presented. The results - in favor of the 2 MW wood plant but sensitive to assumptions - are then discussed.

European rules are more and more restrictive concerning pollutants emissions. This work deals with the modeling of NOx and soot particles. The final aim is to provide modeling tools in order to analyse the mechanismes leading to reduce these emissions in the combustion chamber. First, a tabulated NO prediction model has been developed. This model (called NORA: NO Relaxation Approach) is based on equilibrium state perturbation method. NORA is simple to use, robust and totally independent of the turbulent combustion model. The use of the NORA allows a significative improvement of the results compared to the direct resolution of the Zel'dovich mechanism with a reduce chemistry. In a second part, this work deals with soot predictions with the final aim the prediction of the soot volume fraction and the particle size distribution function (PSDF). The sectional method approach was first implemented in a 1-D flame solver and validated against experimental flames data. The question of the coupling between the soot sectional model and a turbulent combustion model has been addressed. Studies show that the coupling between gaseous and solid phase is non-negligible. A first mixed combustion model (called MTKS) using a tabulated method and a kinetic solver in the burned gases has been coupled to the soot sectional model. The MTKS approach has been tested in heterogeneous variable volume reactors and results are promising.; Les réglementations européennes étant de plus en plus restrictives en ce qui concerne les émissions de polluants et plus particulièrement les émissions d'oxydes d'azote (NOx) et de suies, l'objectif de ce travail est de fournir des outils de modélisation permettant l'analyse des mécanismes de réduction de ces émissions à la source, c'est-à-dire au niveau de la chambre de combustion. Dans un premier temps, un modèle de tabulation pour la prédiction des oxydes d'azote a été développé. Ce modèle (appelé NORA: NO Relaxation Approach) repose sur une méthode de perturbation d'état d'équilibre et présente l'avantage d'être simple d'utilisation, robuste et totalement indépendant du modèle de combustion turbulente. L'utilisation du modèle NORA permet une amélioration significative des résultats par rapport à une résolution directe du mécanisme de Zel'dovich couplé à une cinétique réduite. Dans un second temps, le travail a porté sur la modélisation des suies avec comme objectif la prédiction des suies en terme de masse et de distribution en taille de particules (PSDF: Particle Size Distribution Function). La méthode sectionnelle a tout d'abord été implémentée dans un solveur de flamme 1-D et validée par rapport à des données expérimentales en flammes laminaires d'éthylène. La question du couplage du modèle de suies avec un modèle de combustion turbulente a ensuite été posée. Ce travail montre que le couplage entre la phase gazeuse et la phase solide n'est pas négligeable. Un premier modèle de combustion mixte (appelé MTKS) utilisant une méthode tabulée et un solveur de chimie détaillé dans les gaz brûlés a été couplé au modèle de suies. L'approche MTKS a été testée dans des réacteurs hétérogènes à volume variable et les résultats sont encourageants.

European rules are more and more restrictive concerning pollutants emissions. This work deals with the modeling of NOx and soot particles. The final aim is to provide modeling tools in order to analyse the mechanismes leading to reduce these emissions in the combustion chamber. First, a tabulated NO prediction model has been developed. This model (called NORA: NO Relaxation Approach) is based on equilibrium state perturbation method. NORA is simple to use, robust and totally independent of the turbulent combustion model. The use of the NORA allows a significative improvement of the results compared to the direct resolution of the Zel'dovich mechanism with a reduce chemistry. In a second part, this work deals with soot predictions with the final aim the prediction of the soot volume fraction and the particle size distribution function (PSDF). The sectional method approach was first implemented in a 1-D flame solver and validated against experimental flames data. The question of the coupling between the soot sectional model and a turbulent combustion model has been addressed. Studies show that the coupling between gaseous and solid phase is non-negligible. A first mixed combustion model (called MTKS) using a tabulated method and a kinetic solver in the burned gases has been coupled to the soot sectional model. The MTKS approach has been tested in heterogeneous variable volume reactors and results are promising., Les réglementations européennes étant de plus en plus restrictives en ce qui concerne les émissions de polluants et plus particulièrement les émissions d'oxydes d'azote (NOx) et de suies, l'objectif de ce travail est de fournir des outils de modélisation permettant l'analyse des mécanismes de réduction de ces émissions à la source, c'est-à-dire au niveau de la chambre de combustion. Dans un premier temps, un modèle de tabulation pour la prédiction des oxydes d'azote a été développé. Ce modèle (appelé NORA: NO Relaxation Approach) repose sur une méthode de perturbation d'état d'équilibre et présente l'avantage d'être simple d'utilisation, robuste et totalement indépendant du modèle de combustion turbulente. L'utilisation du modèle NORA permet une amélioration significative des résultats par rapport à une résolution directe du mécanisme de Zel'dovich couplé à une cinétique réduite. Dans un second temps, le travail a porté sur la modélisation des suies avec comme objectif la prédiction des suies en terme de masse et de distribution en taille de particules (PSDF: Particle Size Distribution Function). La méthode sectionnelle a tout d'abord été implémentée dans un solveur de flamme 1-D et validée par rapport à des données expérimentales en flammes laminaires d'éthylène. La question du couplage du modèle de suies avec un modèle de combustion turbulente a ensuite été posée. Ce travail montre que le couplage entre la phase gazeuse et la phase solide n'est pas négligeable. Un premier modèle de combustion mixte (appelé MTKS) utilisant une méthode tabulée et un solveur de chimie détaillé dans les gaz brûlés a été couplé au modèle de suies. L'approche MTKS a été testée dans des réacteurs hétérogènes à volume variable et les résultats sont encourageants.

The pollutant emission reduction of automotive Diesel engine has become a difficult challenge during the last decade. NOx after-treatment is still complex and expensive, thus in cylinder reduction remains of interest. For that purpose, there are some well established technologies, such as exhaust gas recirculation (EGR). The aim of this study is to evaluate water injection at the engine intake, which is already in use on some industrial engines.First a bibliographic survey is presented. State of the art Diesel combustion and corresponding pollutant emissions descriptions and analyses are summarized. Previous studies on water injection are then detailed: the various techniques of water injection are described and compared, in particular, their effects on combustion and emissions.The experimental setup is then presented. This includes the engine itself as well as the water injection system with a short history of its development to its present, stable, form. Measurement methods are also explained and detailed. Following that, thermodynamic relations are developed to describe liquid water mixing with the intake air and its evaporation. They are used to evaluate the quantities of vaporised water in the intake track and eventually inside the cylinder, during intake and compression strokes. Finally, the results obtained on the engine test bench with the water injection system are presented. These results are analysed and compared to both baseline operating points and also to low-pressure exhaust gas recirculation. In light of the obtained test results, conclusions are drawn discussing the different effects of water injection on diesel engine combustion and emissions.; La réduction des émissions polluantes des moteurs Diesel automobile est devenue un enjeu majeur ces dernières années. Le post-traitement des NOx restant complexe et onéreux, la réduction à la source est intéressante. Pour ce faire, il existe certaines techniques classiques comme la recirculation des gaz d’échappement refroidis (EGR). L’objectif de cette thèse est d’évaluer le potentiel de l’injection d’eau à l’admission du moteur, qui est utilisée sur certain moteurs Diesel industriels. Une étude bibliographique est tout d’abord menée. Après avoir brièvement rappelé l’état de l’art sur la compréhension de la combustion Diesel et des émissions polluantes qui s’y rattachent, une analyse détaillée des travaux précédents est présentée. Les différentes techniques d’injection d’eau sont décrites et comparées, notamment du point de vue de leurs effets sur la combustion et les émissions polluantes.Le dispositif expérimental est ensuite présenté, en particulier le moteur utilisé, le système d’injection d’eau mis en place avec les différentes étapes de son développement et principaux systèmes de mesure et d’acquisition. Les équations de thermodynamique régissant le mélange de l’eau liquide avec l’air d’admission puis son éventuelle évaporation sont également établies.Elles sont alors utilisées pour évaluer en fonction des paramètres d’influence, les quantités d’eau évaporées dans le circuit d’admission du moteur et, le cas échéant, dans le cylindre, lors des phases d’admission et de compression, en particulier dans les configurations testées expérimentalement. Finalement les résultats expérimentaux obtenus au banc d’essais moteur avec l’injection d’eau sont exposés. L’influence de l’eau et ces différents effets sur la combustion et sur les émissions polluantes sont analysés et comparés à ceux de l’EGR.

The pollutant emission reduction of automotive Diesel engine has become a difficult challenge during the last decade. NOx after-treatment is still complex and expensive, thus in cylinder reduction remains of interest. For that purpose, there are some well established technologies, such as exhaust gas recirculation (EGR). The aim of this study is to evaluate water injection at the engine intake, which is already in use on some industrial engines.First a bibliographic survey is presented. State of the art Diesel combustion and corresponding pollutant emissions descriptions and analyses are summarized. Previous studies on water injection are then detailed: the various techniques of water injection are described and compared, in particular, their effects on combustion and emissions.The experimental setup is then presented. This includes the engine itself as well as the water injection system with a short history of its development to its present, stable, form. Measurement methods are also explained and detailed. Following that, thermodynamic relations are developed to describe liquid water mixing with the intake air and its evaporation. They are used to evaluate the quantities of vaporised water in the intake track and eventually inside the cylinder, during intake and compression strokes. Finally, the results obtained on the engine test bench with the water injection system are presented. These results are analysed and compared to both baseline operating points and also to low-pressure exhaust gas recirculation. In light of the obtained test results, conclusions are drawn discussing the different effects of water injection on diesel engine combustion and emissions.; La réduction des émissions polluantes des moteurs Diesel automobile est devenue un enjeu majeur ces dernières années. Le post-traitement des NOx restant complexe et onéreux, la réduction à la source est intéressante. Pour ce faire, il existe certaines techniques classiques comme la recirculation des gaz d’échappement refroidis (EGR). L’objectif de cette thèse est d’évaluer le potentiel de l’injection d’eau à l’admission du moteur, qui est utilisée sur certain moteurs Diesel industriels. Une étude bibliographique est tout d’abord menée. Après avoir brièvement rappelé l’état de l’art sur la compréhension de la combustion Diesel et des émissions polluantes qui s’y rattachent, une analyse détaillée des travaux précédents est présentée. Les différentes techniques d’injection d’eau sont décrites et comparées, notamment du point de vue de leurs effets sur la combustion et les émissions polluantes.Le dispositif expérimental est ensuite présenté, en particulier le moteur utilisé, le système d’injection d’eau mis en place avec les différentes étapes de son développement et principaux systèmes de mesure et d’acquisition. Les équations de thermodynamique régissant le mélange de l’eau liquide avec l’air d’admission puis son éventuelle évaporation sont également établies.Elles sont alors utilisées pour évaluer en fonction des paramètres d’influence, les quantités d’eau évaporées dans le circuit d’admission du moteur et, le cas échéant, dans le cylindre, lors des phases d’admission et de compression, en particulier dans les configurations testées expérimentalement. Finalement les résultats expérimentaux obtenus au banc d’essais moteur avec l’injection d’eau sont exposés. L’influence de l’eau et ces différents effets sur la combustion et sur les émissions polluantes sont analysés et comparés à ceux de l’EGR.