Note ABES Characterization of soot particles and their precursors by coupling laser-based techniques Caractérisation de particules de suies et de leurs précurseurs par couplage de techniques laser Désorption laser 541.361 Suie Combustion Propriétés physico-chimiques Composés aromatiques polycycliques Incandescence induite par laser Fluorescence induite par laser Spectrométrie de masse à temps de vol Analyse multivariée Polluants atmosphériques Composition chimique Les processus de combustion ont un impact important sur la qualité de l’air, le climat ou l’utilisation des sources d’énergie. Malgré les progrès réalisés pour une combustion plus propre, les chemins réactionnels conduisant à la formation des polluants (notamment des particules de suie) ne sont pas encore complétement élucidés. L’objectif de ce travail est d’étudier la formation des suies et de leurs précurseurs dans des flammes de laboratoire pour une meilleure compréhension fondamentale des mécanismes impliqués dans la transition de la phase gaz à la phase particulaire. Le même objectif est poursuivi dans des campagnes de terrain pour évaluer l’impact potentiel des propriétés de surface des suies sur l’environnement. Nous utilisons des techniques d’analyse in-situ (incandescence et fluorescence induites par laser) et ex-situ (spectrométrie de masse couplée à la désorption laser ou ionique) pour mettre en évidence des propriétés spécifiques des suies et de leurs précurseurs. L’évolution de l’indice de réfraction complexe avec le stade de la combustion est mesurée, et ses implications sur la physico-chimie de la flamme et sur les techniques analytiques sont discutées. Une nouvelle méthode de détection basée sur l’excitation simultanée de la suie et des précurseurs à une seule longueur d’onde est proposée. La composition chimique de surface des suies émises par des moteurs utilisés dans les transports terrestres et aériens est également analysée. Des méthodes statistiques multivariées sont utilisées pour identifier des tendances communes et des différences dans les échantillons étudiés, en faisant ressortir l’influence du carburant ou des paramètres de combustion. Combustion impacts many important aspects of our life like the air quality, the local and global climate and the use of energy sources. In the last decades, an outstanding progress towards cleaner combustion has been achieved. However, the reaction pathways leading to the formation of some pollutants, especially particulate matter (soot) resulting from incomplete combustion, are still elusive. In this work, we aim to investigate specific aspects of soot and its precursors formation in laboratory flames for a fundamental understanding of the mechanisms leading from the gas phase up to the mature particulate found in the exhausts. This objective is also pursued in field-campaigns to assess the potential impact of soot surface properties on the environment. Following this approach, experimental techniques like in-situ laser induced incandescence and fluorescence, and ex-situ laser desorption and secondary ion mass spectrometry are used to target specific properties of soot and its precursors. Notably, the evolution of the complex refractive index of soot is measured as a function of soot maturity, and the implications on both the flame physico-chemistry and the analytical techniques applicability are discussed. Additionally, a new detection method for soot and precursors based on simultaneous excitation at one wavelength is developed. In parallel, two campaigns are dedicated to the analysis of the surface chemistry of soot sampled from airplane and car exhausts. Statistical methods as multivariate analysis are used to identify patterns and differences within sets of samples by assessing the influence of the combustion parameters or the role of the fuel. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 49765087 application/pdf https://pepite-depot.univ-lille.fr/ToutIDP/EDSMRE/2017/50376-2017-Irimiea.pdf Irimiea Cornelia Irimiea 1989-11-24 RO 219837708 https://theses.fr/2017LIL10066 2017LIL10066 https://doi.org/10.70675/61780126z1019z4f0cz86a1z6e89abc7d322 2017-05-19 Optique et Lasers, Physico-Chimie et atmosphère Lille 1 026404184 Doctorat Docteur es non oui Focsa Cristian MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 088008932 Therssen Éric MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 088076903 École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 148937330 Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules (PhLAM) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 161618847 PhysicoChimie des Processus de Combustion et de l’Atmosphère (PC2A) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_2 161618499 ddc:540 Focsa Cristian Therssen Éric École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....) Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules (PhLAM) PhysicoChimie des Processus de Combustion et de l’Atmosphère (PC2A) PDF 49765087