Propriétés thermophysiques des systèmes de biocarburants sous haute pression

La demande croissante pour des alternatives durables aux combustibles fossiles soulève des défis techniques et scientifiques, notamment en ce qui concerne la compréhension du comportement thermophysique des biocarburants dans des conditions réelles de fonctionnement, telles que les hautes pressions. Cette thèse propose une étude approfondie des propriétés thermophysiques de systèmes à base de biodiesel, incluant les combustibles purs ainsi que des mélanges avec du 1-butanol et du diesel. L'objectif est de combler certaines lacunes présentes dans la littérature, d'évaluer la viabilité de formulations alternatives et de proposer des avancées en matière de modélisation prédictive. Les propriétés telles que la densité, la vitesse du son, la capacité calorifique isobare et le profil de distillation ont été analysées, de même que des propriétés dérivées telles que la compressibilité, l'expansivité thermique et les propriétés en excès. Les mesures expérimentales ont été réalisées dans une large gamme de pressions, allant des conditions atmosphériques jusqu'à des niveaux représentatifs de l'environnement réel de fonctionnement des moteurs à combustion interne, pouvant atteindre 200 MPa. L'ajout de 1-butanol a été exploré comme stratégie pour atténuer les limitations du biodiesel, notamment sa faible volatilité et ses mauvaises performances à basse température, mettant en évidence le potentiel de cet alcool comme additif renouvelable prometteur. En plus de générer des données expérimentales inédites, ce travail intègre plusieurs approches de modélisation, incluant l'équation d'état PC-SAFT, les modèles des états correspondants et des corrélations empiriques fondées sur la composition en esters gras, dans le but d'améliorer la précision des prédictions. Les résultats montrent que, bien que les modèles évalués offrent des performances satisfaisantes dans certains contextes, des adaptations ciblées et des paramétrages spécifiques sont nécessaires pour représenter avec précision les mélanges multicomposants sous haute pression. Ce travail constitue une contribution importante à la caractérisation avancée des biocarburants, soutenant le développement de combustibles plus efficaces et durables et renforçant les outils de modélisation en génie des procédés.