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 avons présenté quelques exemples de la combustion dans l’industrie.
Le deuxième chapitre présente la thermodynamique de la combustion. On y rappelle le premier principe et le deuxième principe de la thermodynamique et variation de l’entropie lors d’une réaction chimique.
Les équations de base de l’aérothermochimie, pour un milieu formé par un mélange homogène de gaz réactifs, en constituent le troisième chapitre. Les notions de base nécessaires pour poser les problèmes de combustion en termes mathématiques sont énoncées : les variables caractéristiques du système à étudier, les relations d’états à associer au milieu gazeux considéré, les équations de bilans des divers variables, et enfin les lois des phénomènes irréversibles qui s’y produisent.
Le quatrième chapitre donne les éléments de cinétique chimique nécessaires pour la combustion. En rappelant d’apport la notion d’équilibre chimique qui permet de calculer la température adiabatique de fin de combustion. Puis en décrit les différents mécanismes de réactions en chaine. Le calcule de vitesse de réaction ou taux de réaction est aussi présenté.
Les caractéristiques des flammes sont nombreuses et complexes, c'est pourquoi le cinquième chapitre traite seulement d'une de leurs principales caractéristiques; leur forme. Il existe plusieurs modèles de classification des flammes. Nous nous limiterons ici à une classification en fonction de la forme et du mélange réactionnel des flammes.
Le sixième chapitre est consacré à l’étude des flammes laminaires de prémélange. En effet, dans certains régimes de combustion turbulente, la flamme peut être considérée localement comme une flamme laminaire et la connaissance des caractéristiques de la flamme laminaire est alors indispensable à l’étude de la combustion turbulente. Ce chapitre constitue un bref rappel de la théorie des flammes laminaires de prémélange, et en particulier des flammes sphériques en expansion.
Dans le septième chapitre et le dernier, les flammes de diffusion sont abordées. Après une description qualitative et la démonstration des propriétés intéressantes mises en évidence lorsque les nombre de Lewis sont supposés égaux à l’unité, on présente l’approche historique de Burke et Schumann. On complète cette présentation par la généralisation concernant les flammes étirées- معلم: MAHFOUD BRAHIM