PlasmHyRad: combustion assistée par Plasma, Hydrogène et Radicaux

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Projet PlasmHyRad, combustion assistée par Hydrogène et Radicaux.

par JM Cornier, Université d’Orléans, GREMI – CNRS – MINISTERE DE LA RECHERCHE.

Projet d’ionisation par voie plasma électrique de l’air comburant et du carburant pour améliorer le rendement et la dépollution des moteurs thermiques à combustion interne. Les essais concerne du méthane, le plus simple des hydrocarbures.

Ce document nous a été utile lors de la phase de Recherches sur le dopage à l’eau à propos de l’ionisation de la vapeur d’eau qui favoriserait largement la combustion.

Synthèse et présentation résumée des résultats.

Les premiers essais ont été réalisés au GREMI avec un réacteur de laboratoire tubulaire comprenant deux électrodes parallèles. L’alimentation électrique utilisée est un transformateur à fuites magnétiques élévateur de tension (220V/15kV) à 50 Hz.

Le premier objectif a été définir les mélanges méthane air pouvant être utilisés sachant que la limite de concentration de méthane est définie par la HEL qui est de 15 % et que le dépôt de carbone est proscrit afin de permettre le fonctionnement du moteur. Les essais ont été réalisés à la pression atmosphérique.

combustion ionisation par plasma électrique

L’analyse des gaz en sortie de réacteur a montré, que l’on observe une production d’hydrogène significative ainsi que du monoxyde de carbone. Les concentrations en hydrogène, monoxyde de carbone, dioxyde de carbone, oxygène et azote ont été mesurées par chromatographie en phase gazeuse.

Ces premiers résultats ont confirmé la validité de l’idée génératrice du projet : il est possible d’enrichir avec de l’hydrogène un mélange gazeux contenant du méthane et de l’air.

Lors de cette première étude les concentrations en CO2, H2O et autres hydrocarbures n’ont pas été mesurées car le dispositif expérimental n’était pas complet.

Cette première étude a permis cependant de définir le domaine de concentrations en méthane utilisable. Il a été ainsi montré que l’on pouvait travailler avec des mélanges contenant au minimum 16% de méthane dans de l’air et 30% au maximum si on désire éviter tout dépôt de carbone.

Nous avons réalisé une alimentation à onduleur qui permet synchroniser les phases d’amorçage et d’expansion du plasma avec l’ouverture de la soupape d’admission. A partir des résultats obtenus nous avons construit en collaboration avec le LME un réacteur prototype selon des plans réalisés par Christophe MET.

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