Contibution to wildland fires modelling: Thermal kinetics degradation and Combustion kinetics of plants
Contribution à la modélisation des feux de forêt: Cinétique de dégradation thermique et Cinétique de combustion des végétaux
Résumé
On the international plan, the works of forest fires modelling show that the chemistry of lignocellulosic fuels, in fire condition, was badly know. The scope of this pHD thesis was to bring a contribution to the understanding of:
•Thermal kinetics degradation of plants,
•Combustion kinetics of gases emitted during the pyrolysis.
The use of a hybrid kinetic method brought knowledge on the quantification of the mass loss during degradation, and the kinetic model of thermal degradation of fuels. On the other hand the combustion of a mixture CH4/CO/CO2 was studied in a perfectly stirred reactor. At first, a skeletal mechanism was developed from a detail known mechanism of methane oxidation. In a second time, the application of steady state assumption ended a reduced mechanism including only 4 global reactions. The reduced mechanism can be henceforth introduced in a computational fluid dynamic code.
•Thermal kinetics degradation of plants,
•Combustion kinetics of gases emitted during the pyrolysis.
The use of a hybrid kinetic method brought knowledge on the quantification of the mass loss during degradation, and the kinetic model of thermal degradation of fuels. On the other hand the combustion of a mixture CH4/CO/CO2 was studied in a perfectly stirred reactor. At first, a skeletal mechanism was developed from a detail known mechanism of methane oxidation. In a second time, the application of steady state assumption ended a reduced mechanism including only 4 global reactions. The reduced mechanism can be henceforth introduced in a computational fluid dynamic code.
Les travaux de modélisation des feux de forêts menés sur le plan international montrent que la problématique liée à la chimie des végétaux en condition de feu était mal connue. L'objectif de cette thèse était donc d'apporter une contribution à la compréhension de :
•la cinétique de dégradation thermique des végétaux,
•la cinétique de combustion des gaz émis lors de la pyrolyse.
La dégradation thermique de végétaux méditerranéens a été étudiée par thermogravimétrie. L'utilisation d'une méthode cinétique hybride a apporté des connaissances sur la quantification de la perte de masse et le modèle cinétique de dégradation thermique des combustibles. D'autre part, la combustion d'un mélange CH4/CO/CO2 a été étudiée dans un réacteur auto-agité par jets gazeux. Nous avons développé, dans un premier temps, un mécanisme squelettique à partir d'un mécanisme cinétique détaillé connu traduisant l'oxydation du méthane. Puis, l'application de l'AEQS a abouti à un mécanisme réduit comprenant 4 réactions globales. Ce mécanisme réduit peut désormais être introduit dans un code de simulation plus vaste d'écoulement réactif.
•la cinétique de dégradation thermique des végétaux,
•la cinétique de combustion des gaz émis lors de la pyrolyse.
La dégradation thermique de végétaux méditerranéens a été étudiée par thermogravimétrie. L'utilisation d'une méthode cinétique hybride a apporté des connaissances sur la quantification de la perte de masse et le modèle cinétique de dégradation thermique des combustibles. D'autre part, la combustion d'un mélange CH4/CO/CO2 a été étudiée dans un réacteur auto-agité par jets gazeux. Nous avons développé, dans un premier temps, un mécanisme squelettique à partir d'un mécanisme cinétique détaillé connu traduisant l'oxydation du méthane. Puis, l'application de l'AEQS a abouti à un mécanisme réduit comprenant 4 réactions globales. Ce mécanisme réduit peut désormais être introduit dans un code de simulation plus vaste d'écoulement réactif.
Domaines
Chimie
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