معلومات المقرر الدراسي

La combustion est aujourd’hui un des principaux moyens de conversion de l’énergie. Elle est utilisée dans de nombreux systèmes pratiques aussi bien pour produire de l’énergie thermique (chaudières ou fours domestiques et industriels) ou de l’électricité (centrales thermiques), que pour le transport (moteurs automobiles et aéronautiques, moteurs fusée, ...) ou encore la destruction de déchets (incinérateurs). La combustion peut être caractérisée comme une (ou des) réaction(s) irréversible(s) fortement exothermique(s) entre un combustible (ou réducteur) et un comburant (ou oxydant) selon le schéma global

Cette réaction induit un fort dégagement de chaleur qui a lieu dans une zone très mince. Les combustibles le plus divers, qu’ils soient gazeux, liquides ou solides peuvent être utilisés. Parmi les plus courants, citons le bois, le charbon, les hydrocarbures (méthane CH₄, propane C₃H₈, essence, gasoil, kérozène, fioul,...), l’hydrogène (H₂)... Le comburant est le plus souvent l’oxygène de l’air, plus exceptionnellement de l’oxygène pur (moteurs-fusée, certains fours industriels) qui permet d’atteindre des températures plus élevées.

Aujourd’hui, la croissance de la population mondiale, le développement industriel se traduisent par un développement croissant de la demande énergétique mondiale. Les activités humaines ont un impact sur le changement climatique et la dégradation de la biodiversité, du fait des émissions de polluants (oxydes d’azote NOx, monoxyde de carbone CO, hydrocarbures imbrûlés HC…) et de dioxyde de carbone (CO2), principal responsable de l’effet de serre.

Ce contexte énergétique et environnemental motive le perfectionnement des systèmes de combustion dans de nombreux secteurs tels que les transports ou les procédés industriels (moteurs à combustion interne, fours, brûleurs). Cette évolution passe par une meilleure maîtrise de la combustion et par l’amélioration des rendements de combustion avec une réduction sensible des émissions de polluants.

Ce cours s'adresse aux étudiants de Master en  Energétique ou en fin de cursus dans les écoles d’ingénieurs. Il est rédigé de manière simplifiée afin que l’étudiant puisse assimiler le contenu du cours. Des exercices sans solutions sont donnés pour que l’étudiant s’y entraine à la fin de chaque chapitre.

Ce cours est divisé en sept chapitres. Le contenu du premier chapitre concerne les différentes  procédés de combustion, où les phénomènes interviennent conjointement : L’aspect chimique, l’aspect transfert de chaleur  et  l’aspect mécanique. Après nous allons présenter quelques exemples de  la combustion dans l’industrie.