Caractérisation et modélisation du bruit de brûleur de chaudière gaz

L'objectif de l'étude est la caractérisation et la modélisation du bruit de brûleur d'une chaudière atmosphérique. Une étude bibliographique donne des informations sur la création du bruit des flammes ainsi que sur des paramètres influençant le bruit de combustion. Le bruit de brûleur est composé d'une part du bruit de combustion et d'autre part d'un bruit aéraulique. Une étude expérimentale sur des brûleurs permet de vérifier que l'influence des paramètres tels que le type de combustible est en accord avec la bibliographie. Des règles d'évolution du bruit sont extraites des expériences menées sur trois types de brûleur et comparées aux expressions mathématiques, reliant la puissance acoustique aux paramètres de fonctionnement. La deuxième partie est une étude sur l'application des techniques d'identification et de localisation des sources. Aucune de ces techniques existantes n'est utilisable dans le cas de sources de bruit qui sont enfermées à l'intérieur d'une chambre de combustion. Une nouvelle méthode, basée sur les techniques inverses, a été développée afin de modéliser ces sources de bruit. Le principe de base se résume par un modèle d'un système à m entrées (sources) et n sorties (réponses). Les auto spectres et les inter spectres des n sorties sont mesurés à l'aide de microphones placés autour de la chaudière en fonctionnement. Les fonctions de réponse fréquentielle (FRF's) entre les points « sources » dans les flammes et les points de sortie sont mesurées à l'aide d'une source monopolaire placée au point de sortie et plusieurs sondes microphoniques haute température. Ces sondes mesurent la pression engendrée dans les flammes par la source monopolaire et le calcul des FRF's flamme – pression extérieure est effectuée en utilisant le principe de réciprocité. L'inversion de la matrice des FRF's est effectuée à l'aide de la décomposition de valeurs singulières. Cette matrice inversée et la matrice des réponses acoustiques aux n points de sortie permettent de remonter à un modèle spatial et spectral des sources de bruit. Une étude sur des sources connues est effectuée afin de vérifier que cette technique fonctionne dans le domaine acoustique. La technique est alors validée sur un brûleur et sa chambre de combustion puis sur une chaudière complète. La modélisation des sources acoustiques du brûleur est satisfaisante jusqu'à 2000 Hz.

Auteur(s)

Dr Gwenaëlle SCHUBERT

Directeur(s) de thèse

Peter WAGSTAFF

Informations complémentaires

Thèse de doctorat présentée à l'Université de Technologie de Compiègne dans la spécialité : Sciences Mécaniques pour l'Ingénieur.

Thèse cofinancée par le CETIAT, Chaffoteaux et Maury et le Ministère de la Recherche (ANRT) – 1997 – 206 p.