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Thèse Année : 2021

Characterization of the partially premixed combustion of Acetone-Butanol-Ethanol bio- fuel for thermal engines

Caractérisation de la combustion partiellement prémélangée du bio-carburant Acetone-Butanol-Ethanol pour les moteurs thermiques

Résumé

Nowadays, due to legislative demands for reduction the emissions of NOx, Particulate Matter (PM) and CO2 (reduce fuel consumption), new advanced combustion concepts, such as Low-Temperaturecombustion (LTC) are considered. Bio-alcohols have received a lot of attention as potential future alternative fuels to pure gasoline. Due to the higher energy content in comparison to ethanol (30%more), the use of bio-butanol as a transportation fuel can save 39-56% fossil energy while reducing greenhouse gas emissions by up to 48%, based on a life cycle analysis. Even if bio-butanol hasseveral advantages compared to ethanol and methanol, the main issue preventing bio-butanol's use in modern engines is its relatively high production costs. Acetone-Butanol-Ethanol (ABE), one intermediate product from the fermentation process of bio-butanol production, is more and more considering as another alternative fuel. In this context, the study investigates the characterization of the combustion of Acetone-Butanol-Ethanol (ABE), compared to alcohols, i.e. Ethanol and Butanol,blended with a gasoline surrogate fuel (PRF80) on 2 advanced combustion concepts: Homogeneous Charge Compression Ignition (HCCI) and Gasoline Compression Ignition (GCI).
Aujourd'hui, en raison des exigences législatives et politiques en matière de réduction des émissions de NOx, de particules (PM) et de CO2 (liés à la consommation de carburant), de nouveaux concepts de combustion avancés, tels que la combustion à basse température (LTC), sont à considérer. Les bio-alcools, en particulier le méthanol, l'éthanol et le butanol, ont reçu beaucoup d'attention en tant que futurs carburants potentiels alternatifs à l'essence pure. Comme le bio-butanol contient 30 % d'énergie de plus que l'éthanol, l'utilisation du n-bio-butanol comme carburant pour les moteurs peut permettre d'économiser 39 à 56 % d'énergie fossile tout en réduisant les émissions de gaz à effet de serre jusqu'à 48 % à partir d’une analyse du cycle de vie. De plus, le bio-butanol peut être plus facilement mélangé à l'essence ou au diesel que le méthanol ou l'éthanol. Mais même si le biobutanol présente plusieurs avantages par rapport à l'éthanol et au méthanol, le principal problème qui empêche l'utilisation du n-butanol dans les moteurs modernes reste son coût de production élevé.L'acétone-butanol-éthanol (ABE), le produit intermédiaire du processus de fermentation de la production de bio-butanol, est de plus en plus considéré comme un autre carburant alternatif. Cette étude examine les propriétés de l’ABE en comparaison avec les alcools, éthanol et butanol,mélangés avec un carburant de substitution typé essence (PRF80) sur deux modes de combustion avancée : le mode de combustion HCC (Homogeneous Charge Compression Ignition) et le mode GCI (Gasoline Compression Ignition).
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03774841 , version 1 (12-09-2022)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03774841 , version 1

Citer

Tung Lam Nguyen. Characterization of the partially premixed combustion of Acetone-Butanol-Ethanol bio- fuel for thermal engines. Mechanics [physics.med-ph]. Université d'Orléans, 2021. English. ⟨NNT : 2021ORLE3165⟩. ⟨tel-03774841⟩
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