Coria : aboutissement du projet ANR DropBreak labellisé par NextMove
2 septembre 2024
Dernière ligne droite pour le projet DropBreak, porté par Jorge César Brändle de Motta, maître de conférences du laboratoire CORIA. Suite au lancement des travaux en octobre 2021, la soutenance de la thèse est prévue en septembre 2024. À la demande du chercheur, NextMove a labellisé le projet pour renforcer sa valeur dans le cadre de l’appel à projets de l’Agence Nationale de la Recherche. À quelques mois de son issue, Jorge César Brändle de Motta revient sur ce projet.
Comment DropBreak a-t-il remporté l’appel à projets de l’ANR ?
Historiquement axé sur l’injection et la combustion des carburants dans les moteurs, le CORIA élargit ses thématiques de recherche afin de répondre aux enjeux de transition environnementale de la filière automobile. J’ai déposé le projet DropBreak à titre personnel en tant que jeune chercheur, dans la catégorie Méthodes numériques, simulation et application, en y associant deux collègues du CORIA. Pour donner du poids au projet, j’ai demandé la labellisation de NextMove. Le comité de lecture a relu le dossier et apporté son aide pour clarifier ou approfondir certains points.
La labellisation est la preuve du soutien du pôle de compétitivité NextMove et, à travers lui, de l’intérêt du secteur automobile pour le projet.
Que cherche à comprendre le projet DropBreak ?
DropBreak, c’est l’analyse de la rupture des gouttes individuelles par simulation numérique directe. On s’intéresse au phénomène d’atomisation qui se produit entre la phase d’injection et la combustion : comment le carburant passe-t-il d’une phase continue à une phase disperse, c’est-à-dire sous forme de gouttelettes ? Quels sont les effets menant à la rupture ? Les gouttes vont-elles se casser en deux ? Combien de temps va-t-il s’écouler avant la rupture ? Comment l’écoulement extérieur vient-il modifier la forme de la goutte jusqu’à la casser ? Toutes ces questions visent à comprendre la physique fondamentale du processus. À la différence d’un modèle ad hoc, qui tire des conclusions de l’expérimentation, nous développons des modèles macroscopiques afin d’établir, par exemple, quel phénomène mène à quelle taille de goutte. Ces simulations directes nous permettent d’améliorer le modèle et sa mise en place.
389 478
captures réalisées sur 260 ruptures
Quelles sont les applications possibles de DropBreak ?
Nous étudions tout particulièrement l’atomisation secondaire, lorsque la goutte est cassée une deuxième fois par une turbulence, afin de mieux comprendre la distribution de la taille des gouttes. Ce paramètre est essentiel pour la conception d’un moteur : il détermine notamment la taille des chambres par rapport à l’injecteur. On peut ainsi modéliser le fonctionnement et le rendement d’une chambre de combustion. En étant capable de décrire précisément le processus d’atomisation selon le carburant employé, DropBreak développe des fondamentaux pour l’adaptation des véhicules à de nouveaux carburants, notamment les carburants d’origine biologique. Ces conclusions sont aussi applicables à d’autres domaines, tels que l’agroalimentaire, l’arrosage, l’industrie pharmaceutique… Toutefois, nos recherches ne sont pas destinées à une application immédiate. Ce que nous voulons avant tout, c’est alimenter la compréhension de la physique et améliorer les modèles d’atomisation secondaire.
Envisagez-vous une suite au projet DropBreak ?
En lien avec DropBreak, nous avons mené un projet exploratoire entre 2019 et 2020 afin d’étudier la rupture avec l’intelligence artificielle. Il s’agissait du projet Emergent AMCAS (Apprentissage Machine pour la Compréhension de l’Atomisation Secondaire), financé par la Région Normandie et conduit en collaboration avec le laboratoire LITIS. Nous avons appliqué les méthodes de l’IA aux mêmes gouttes que l’on simule avec DropBreak, afin de répondre à la question suivante : l’IA est-elle capable de prédire la rupture ? Maintenant que le projet DropBreak touche à sa fin et que nous avons caractérisé la forme de la goutte et ses oscillations, nous pourrions consacrer un deuxième volet de recherche à la caractérisation de l’écoulement à l’approche de la rupture.
TUTELLES
- CNRS, Université de Rouen, INSA Rouen Normandie
BUDGET
- 150 120 €, financé par l’ANR à 100%
GROUPE DE TRAVAIL
- Ignacio Roa (doctorant)
- Marie-Charlotte Renoult, Christophe Dumouchel, Jorge César Brändle de Motta (chercheurs)
- Alexandre Poux (ingénieur de recherche)
IMPLANTATION
- Rouen
