PhysicoChimie des Processus de Combustion et de l'Atmosphère

Vous êtes ici : Accueil > Recherche > Equipes de recherche > E1 : Physicochimie de la Combustion > Suies et aeronautique

Suies et aéronautique

Post-docs en cours

Thèses en cours

  • Formation des traînées de condensation d’avion : étude expérimentale et théorique des mécanismes de nucléation hétérogène sur les suies émises par les moteurs d’avion.
    Présentation:

    Contexte. Les traînées de condensation, formées dans le sillage des moteurs d’avion lorsque l'atmosphère est suffisamment froide et humide, résultent en grande partie de la formation de noyaux de glace activée par un processus de nucléation hétérogène entre l’eau et les aérosols émis par les moteurs (essentiellement des particules de suie). Ces traînées subsistent lorsque l'air est sursaturé en humidité et peuvent évoluer en voiles persistants prenant la forme de cirrus lorsque les conditions thermodynamiques et d’hygrométrie sont favorables, notamment dans les zones à fort trafic aérien. Ces modifications de la couverture nuageuse sont une contribution possible de l'aviation au forçage climatique. En effet, ce phénomène, encore mal connu, modifie l’albedo de l’atmosphère et est à prendre en compte dans le bilan énergétique lié au réchauffement climatique.

    Objectif. L’objectif de la thèse est d’étudier les processus de nucléation hétérogène responsables de la formation de noyaux de glace et de gouttelettes d’eau surfondue dans le sillage des moteurs d’avion. Il vise à combler l’absence de connaissance sur l’impact de la nature des suies sur la vitesse de nucléation de la glace et constitue un sujet crucial pour la compréhension (et la limitation) de la formation des traînées de condensation.

    Programme. L’étude s’appuiera sur l’utilisation d’un réacteur de noyaux de glace : Lille Ice Nucleation Chamber (LINC), récemment développé au PC2A, et dont le but est de mimer à petite échelle le processus de nucléation de noyaux de glace en conditions de haute troposphère. Les expériences dans le LINC consisteront à injecter des particules de suie représentatives de suies d’avion dans une chambre à très basse température maintenue à des degrés de sursaturation en glace/eau. On étudiera l’efficacité et la vitesse de la nucléation des particules de glace en fonction de la nature des suies (taille, composition chimique de surface). La morphologie et structure des noyaux de glace sera étudiée en parallèle. Les données expérimentales ainsi obtenues permettront, au cours de la thèse, d’élaborer des modèles représentatifs des processus hétérogènes eau/suie intervenant dans la nucléation de la glace dans les conditions thermodynamiques et d’hygroscopie variables de la haute troposphère.

    Sur le plan national, cette étude s’inscrit dans le projet structurant commun MERMOSE du Conseil Stratégique pour la Recherche Aéronautique Civile Française (CORAC). Sur le plan régional, elle s’inscrit dans le cadre du groupe de travail WP5 du LABEX CaPPA (http://labex-cappa.fr) et du CPER CLIMIBIO.

    Doctorant : Junteng WU

    Mots clés : aéronautique, climat, cinétique hétérogène, thermodynamique.

    Financement : 50% University Lille + 50% Labex CaPPA

    3 years : October 2015 – 2018

    Encadrant: A. Faccinetto, P. Desgroux, D. Petitprez
    Laboratoire: lab. PC2A
    Contact: Alessandro Faccinetto Tel : 03 20 43 49 85
    Pascale Desgroux        Tel : 03 20 43 49 30

Masters en cours