Partenariat avec le CEA GRAMMAT

Période 2015-2023

Contact : Bruno Sério, bruno.serio[]parisnanterre.fr

Convention de recherche CEA Grammat.

Le LEME et le CEA Gramat collaborent régulièrement depuis 1998 sur deux aspects principaux : les effets radiatifs des produits de détonation ou de déflagration et l’amélioration de leur modélisation. L’ensemble des travaux menés dans le cadre de conventions de recherche s’appuie sur des approches théoriques pour la modélisation des combustions et la simulation des spectres d’émission des gaz et des approches expérimentales. Des expérimentations de déflagration en phase gazeuse (figure 1) font régulièrement l’objet de conventions avec le LEME (B. Serio 2015, 2018), en 2015-2016 pour l’étude de spectres du CO et le développement d’un modèle d’émissivité totale de cette molécule ou dernièrement (2018-2021) pour l’étude des déflagrations gazeuses en présence de particules d’aluminium. 

Une thèse (Marie Dabos, 2021) a eu lieu dans le cadre de la collaboration 2018-2021 poursuivant des expérimentations de 2008 (P. Vasseur, J. Legrand) qui avaient permis le développement d’un modèle radiatif d’un nuage de gaz et de particules métalliques [6]. Elle a conduit à l’identification de zones spectrales de mesure (figure 2) dédiées à la caractérisation des particules en taille, quantité et température et à la thermométrie des gaz. Les différentes propriétés thermodynamiques ont été déterminées par spectroscopie et par les mesures de pression pendant la déflagration. 
Les méthodes de mesure optique proposées s’appuient sur la mesure de l’émission radiative des produits de déflagration, dans le visible et l’infrarouge à pression et température élevées (figure 3) ; elles sont intéressantes dans les situations difficiles à instrumenter pour modéliser les effets des déflagrations ou détonations. L’équipe en charge du rayonnement des gaz (B. Serio, I. Ranc, V. Pina) du pôle Science et Technologie de l’Energie du LEME poursuit ces travaux dans une approche qui s’adresse aux scientifiques et ingénieurs s’intéressant aux questions de sécurités industrielle, des biens et des personnes ou pour les domaines militaire et nucléaire.

Figure 1 : photo de la cellule de déflagration du LEME
Figure 1 : photo de la cellule de déflagration du LEME Figure 1 : photo de la cellule de déflagration du LEME

Figure 2 : sensibilité de l'émission de l'alumium au diamètre, à la température et à la fraction volumique des particules en fonction de la longueur d'onde
Figure 2 : sensibilité de l'émission de l'alumium au diamètre, à la température et à la fraction volumique des particules en fonction de la longueur d'onde Figure 2 : sensibilité de l'émission de l'alumium au diamètre, à la température et à la fraction volumique des particules en fonction de la longueur d'onde

Figure 3 : Spectres infrarouges mesurés pendant une déflagration H2-O2_CO2-N2 avec (D11) particules d'Aluminium
Figure 3 : Spectres infrarouges mesurés pendant une déflagration H2-O2_CO2-N2 avec (D11) particules d'Aluminium Figure 3 : Spectres infrarouges mesurés pendant une déflagration H2-O2_CO2-N2 avec (D11) particules d'Aluminium

Publications :
[1]    Dabos, M., Ranc-Darbord, I., Genetier, M., Lecysyn, N., Tran, K.H., Baudin, G., and Serio, B., 2021. Nonlinear response of high speed infrared electronic devices: calibration for high temperatures, in: J. Beyerer and M. Heizmann, eds., Automated Visual Inspection and Machine Vision IV, International Society for Optics and Photonics, SPIE, vol. 11787, 162 – 173. hal-04346962v1.

[2]    Marie Dabos; Nicolas Lecysyn; Khanh-Hung Tran; Isabelle Ranc-Darbord; Marc Genetier; Gérard Baudin; Bruno Serio, 2021, Experimental setup for fast VIS-NIR spectroscopy measurements in deflagrations, in: J. Beyerer and M. Heizmann, eds., Automated Visual Inspection and Machine Vision IV, International Society for Optics and Photonics, SPIE, vol. 11787 hal-04429233v1.

[3]    Marie Dabos, Khanh-Hung Tran, Nicolas Lecysyn, Gérard Baudin, Marc Genetier, Isabelle Ranc-Darbord, Bruno Serio, Antoine Osmont, Fast mid-infrared spectroscopy of gases: measurement method during a H2/O2 deflagration, AIP Conference Proceedings 2272, 060007 (2020); https://doi.org/10.1063/12.0000854 hal-03174380v1.

[4]    Marie Dabos, Khanh-Hung Tran, Nicolas Lecysyn, Gérard Baudin, Marc Genetier, Isabelle Ranc-Darbord, Bruno Serio, Antoine Osmont, Investigation of alumina’s emission in the deflagration of gas-aluminum particles mixtures, 44th international pyrotechnics society seminar, Europyro 3-7 june 2019, Tours, France hal-03174412v1.

[5]    Marie Dabos, Khanh-Hung Tran, Nicolas Lecysyn, Gérard Baudin, Marc Genetier, Isabelle Ranc-Darbord, Bruno Serio, Antoine Osmont, Mesure des émissions radiatives par spectroscopie infrarouge rapide du CO2 à 4,17 µm–4,19 µm et du CO à 4,50 µm–4,60 µm lors d'une déflagration d’un mélange H2/O2/CO2/N2, Société Française de Thermique, (2019), Nantes, France hal-03174463v1.

[6]    I.Ranc-Darbord, G.Baudin, M. Genetier, P.Vasseur, J.Legrand, D.Ramel, V.Pina, Emission of Gas and Smoke in Gas–Al2O3 Particle Deflagration: Experiments and Emission Modeling for Explosive Fireballs, International Journal of Thermophysics (2018) 39-36. hal-02304920v1.

[7]    Isabelle Ranc-Darbord, Bruno Serio, Gérard Baudin, Khanh-Hung Tran, Eloi Neuville, Jérémy Lebedinsky, Modélisation de l’émission totale de produits gazeux issus de détonations, Congrès de la Société Française de Thermique 2016, Toulouse. hal-01690800v1.

Thèse associée : Marie Dabos, soutenue en 2021.

Mis à jour le 22 novembre 2024