Browsing by Author "Lounici, Mohand Said(Directeur de thèse)"

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Contribution à l’étude de moteurs fonctionnant en mode dual fuel : applications aux cas de moteur dual fuel (gazole – HCNG)
(Universite de Boumerdes : Faculté des hydrocarbures et de la chimie, 2022) Menaa, Abdenour; Lounici, Mohand Said(Directeur de thèse)
L'épuisement des ressources fossiles, source primaire des carburants, et la dégradation de l'environnement sont les principales préoccupations du siècle. Parmi les contributeurs à ces deux problématiques, on cite le moteur diesel qui est largement utilisé en particulier dans le secteur des transports et de l'agriculture. A cet effet l'amélioration des performances de ce moteur et la réduction des émissions polluantes sont devenues les principaux objectifs de la recherche et du développement dans le domaine. Plusieurs solutions ont été proposées. On cite en particulier, l’utilisation de combustibles alternatifs, tel que le gaz naturel (GN). Elle s’avère très prometteuse. Ce carburant peut être utilisé dans le moteur diesel en mode dual fuel en raison de leur haute résistance au cliquetis. Le moteur dual fuel (DF) à gaz naturel, à l’encontre du moteur diesel, a plusieurs avantages à savoir son caractère économique et son faible taux d’émissions polluantes (NOx,CO et de particules de suie). Cependant, ce moteur souffre des émissions élevées de monoxyde de carbone et d’hydrocarbures imbrulés à faibles charges. Vu la disponibilité du gaz naturel à de faibles coûts et les réserves importantes dont dispose l’Algérie ; sa généralisation et l’amélioration des performances de moteurs DF au gaz naturel sont très recommandées. Une des voies attrayantes est l’enrichissement du gaz naturel par l’hydrogène. Toutefois, lors d’introduction du combustible gazeux dans le moteur, plusieurs aspects doivent être vérifiés ; en particulier lorsque l’hydrogène est utilisé. En effet, le risque d’apparition de la combustion anormale (retour de la flamme, préallumage, cliquetis) et les émissions des NOx, en particulier à fortes charges, doivent être examinés. C’est dans ce cadre que s’inscrit ces travaux de recherche portant sur l’étude de la valorisation de l’hydrogène, vecteur énergétique, par son utilisation dans les moteurs diesel et dual fuel au gaz naturel ainsi que l’optimisation de système d’admission du combustible gazeux. La première partie de cette thèse porte sur le dimensionnement et l’optimisation du système d’admission de carburant gazeux et la préparation du mélange air-gaz dans le conduit d’admission afin d’améliorer le remplissage et la qualité de formation du mélange air-carburant et éviter le retour de flamme. Cette partie est suivie par l’étude de l’effet du retard à l’injection du diesel sur les caractéristiques de combustion et les émissions de NOx. Enfin une comparaison entre le système d’admission de gaz combustible de type mélangeur et injection synchronisé est effectuée. Les résultats obtenus de la simulation numérique utilisant le code CFD ANSYS Fluent réalisée pour un moteur monocylindre dual fuel hydrogène-diesel, montre que le bon choix de la loi de levée (hauteur maximale de levée et angle fermeture soupape admission), les paramètres d’injection de gaz (pression d’injection, angle injection et inclinaison de l’injecteur) et le retard à l’injection de diesel permettent de contrôler et d’améliorer le fonctionnement de ce moteur. La seconde partie consiste en une investigation expérimentale de l’effet de l’ajout d’H sur les caractéristiques de combustion, les performances et les émissions polluantes d’un moteur diesel monocylindre et du moteur dual fuel au GN, à différentes charges du moteur et à un régime moteur constant. Les résultats obtenus ont montré une nette amélioration des performances énergétiques et environnementales du moteur diesel conventionnel avec l’addition d’hydrogène pour toutes les charges, en particulier pour un taux de substitution énergétique de 5%, à l’exception d’une légère augmentation des émissions de NOx aux fortes charges. Pour le fonctionnement dual (H GN-D), l’ajout de l’hydrogène conduit à l’amélioration du fonctionnement du moteur dual fuel au gaz naturel
Contribution to the characterization and improvement of dual-fuel engines
(Université M'Hamed Bougara : Faculté de Technologie, 2021) Ouchikh, Sarah; Lounici, Mohand Said(Directeur de thèse)
Today's world depends on petroleum-based fuels, primarily gasoline and diesel, especially in the transportation sector. The use of these fuels is expected to decline for two important reasons: limited global oil reserves and their negative impact on the environment. In addition, the gases emitted by petroleum-fueled vehicles have an adverse effect on the environment and human health. The need to reduce these emissions is universally supported. In view of this, scientists are now faced with the problem of simultaneously achieving maximum fuel efficiency and minimum pollutant emissions by using non-petroleum alternative fuels for internal combustion engines. Alternative fuels have received considerable attention, and much research works have been conducted to identify alternative energy sources and techniques allowing their utilization in compression ignition engines. One of the most promising options is the dual-fuel engine with natural gas as the primary fuel since natural gas is of great interest as a clean alternative fuel. Dual-fuel operation is an interesting technique for using this fuel in compression ignition engines, both economically and environmentally. This technique shows promising results in terms of nitrogen oxides (NOx) and particulate matter (PM) emissions. However, the use of alternative fuels has some disadvantages such as reduced thermal efficiency of the engine, increased carbon monoxide (CO) and total unburned hydrocarbons (THC), especially at low load condition. The main objective of this research is to address the challenges associated with dual-fuel natural gas engines in order to improve engine efficiency and achieve better exhaust emission control. Two approaches were used to improve this mode of operation; the first is mainly based on an experimental investigation where the effect of natural gas enrichment with different levels of hydrogen concentration on the combustion and exhaust emissions of a dual-fuel engine was studied. Then, the effect of the pilot injection strategy was examined. The second approach is a numerical study, since the combustion is very complex; parameters such as temperature field, air-fuel ratio distributions and emission locations are not completely understood using experimental data. Therefore, a numerical simulation was developed to obtain a better understanding of the combustion process. It was also utilized to study the effect of the piton bowl shape
Investigation du cliquetis dans les moteurs dual-fuel
(Université M'Hamed Bougara : Faculté de Technologie, 2022) Benbellil, Messaoud Abdelalli; Lounici, Mohand Said(Directeur de thèse)
L'épuisement des carburants fossiles, la pollution de l'environnement et l'augmentation rapide de la demande d'énergie ont motivé les chercheurs à réaliser, entre autres, des études pour développer le processus de combustion dans les moteurs. Les réglementations strictes visant à réduire les émissions nocives ont encouragé ces dernières années l'utilisation de carburants alternatifs à faible émission de carbone ou neutres en carbone combinés à de nouvelles technologies de contrôle des émissions. Le fonctionnement dual-fuel (DF) est une technique intéressante tant sur le plan économique qu'environnemental. Plusieurs études ont montré que ce concept est une voie prometteuse notamment pour contrôler les émissions de suies et de NO x , même pour les moteurs diesel existants. Cependant, pour être plus attractif, quelques aspects doivent être améliorés pour de meilleures performances et des émissions plus faibles. L'un des principaux problèmes du fonctionnement dual-fuel est qu' aux faibles charges, ces moteurs présentent un rendement inférieur à celui du fonctionnement au diesel. Les émissions d'hydrocarbures imbrûlés et de monoxyde de carbone sont également plus élevées en dual-fuel. De plus, le risque cliquetis aux charges élevées nécessite une attention particulière. Le cliquetis est un phénomène néfaste, voire fatal dans certains cas, pour les moteurs et notamment ceux en fonctionnement dual-fuel. Le présent travail de thèse vise à améliorer ce mode de fonctionnement. A cet effet, l’impact de l'enrichissement des moteurs DF au GN avec des taux de participation élevés en H 2 , à diverses charges de moteur, est d’abord examiné comme technique d'amélioration de ce type de moteur. L'effet sur les caractéristiques de combustion, les performances, les émissions ainsi que le cliquetis est étudié expérimentalement. Le phénomène du cliquetis dans ces moteurs dual-fuel au HGN, a bénéficié d’un intérêt particulier. Des pistes sont proposées et examinées afin de l'éviter ou du moins retarder son apparition dans le cas spécifique de ce type de moteur. L'effet de la stratégie d'injection du carburant pilote (une seule injection et l'injection fractionnée) avec différents paramètres d'injection, à savoir l'instant d'injection et de préinjection, la pression d'injection et la quantité du pilote sur le cliquetis est étudié expérimentalement.