Déplacement et organisation de micro-bulles dans un fluide fortement chargé simulant un propergol à l'état pateux - Relation avec les anomalies de combustion constatées

Abstract

Lors de la phase de remplissage des boosters du lanceur Ariane 5, il s'avère qu'une quantité d'air est introduite dans le propergol pâteux sous forme de micro-bulles. Dispersées par la suite dans le réservoir, ces inclusions semblent participer aux survitesses observées lors de la phase de combustion du propulseur. L'objectif de cette thèse est d'analyser et de comprendre les phénomènes de création et de transport de micro-bulles lors des coulées de propergol et d'émettre des hypoth èses quant aux effets de celles-ci sur la combustion. La première partie de ce mémoire établie le contexte de l'étude ainsi qu'un état des lieux des travaux réalisés par le passé au sein même de SME. Le deuxième chapitre présente la partie expérimentale relative aux phénomènes de création et de transport de micro-bulles qui permet de valider le modèle numérique de transport de micro-bulles développé au laboratoire TREFLE. Afin d'avoir un outil de prédiction répondant au mieux au cas industriel traité ici (domaine de grandes dimensions, bulles de faibles volumes), un modèle de suivi lagrangien, s'appuyant sur la bibliothèque de calcul AQUILON, a été choisi pour décrire le comportement des inclusions dans les écoulements étudiés. La description de celui-ci fait l'objet du troisième chapitre. Enfin, une quatrième partie développe la phase expérimentale relative aux problèmes de combustion, cherchant à définir et quantifier l'influence de la présence des micro-bulles sur la vitesse de combustion.