Exploitation des contours

Enfin, on recale toutes les ordonnées obtenues. Pour pouvoir comparer les différentes valeurs obtenues, il nous faut un point fixe. Après regard sur les différentes images, on se résout à adopter le bord du diffuseur en bas de la zone de réaction. Ce point fixe est présent sur toutes les images, ainsi que sur les images issues de l’imagerie P IV . Aussi, pour les comparaisons, nous fixons sa hauteur h arbitrairement à zéro. Comme toutes les mesures de position et de distance sont effectuées à partir du même point fixe, il est possible de comparer les résultats des différentes campagnes de mesure obtenues. En appliquant ce traitement et en effectuant les mêmes calculs sur les contours obtenus par l’imagerie P IV , il est alors possible de comparer non seulement les épaisseurs et positions moyennes des différentes zones de réaction, mais également, dans les cas ou les conditions de mesure coïncident, de rattacher les résultats moyens issus de l’imagerie à ceux obtenus par le traitement des champs P IV , comme nous pourrons le voir par la suite.

5.5 Exploitation des contours

Dans les sections précédentes, nous avions établi de quelle façon nous obtenions les contours des zones lumineuses correspondantes à l’activité chimique au sein de la flamme. Quel que soit le moyen utilisé (P IV , SES − CH∗

ou SES − OH∗

), ces données ont été obtenues par des voies similaires ; leur exploitation sera également semblable. Cette section ne présente donc que la façon de traiter celles-ci, sans s’appesantir sur la signification qu’elles ont effectivement.

5.5.1 Traitement simple d’une zone lumineuse

Fig. 5.17 – Présentation synoptique d’une image de chimiluminescence : les contours déli-mitent une zone centrale, dans laquelle il y a les réactifs, d’une zone du fond, dans laquelle il ne se produit rien.

Considérons une zone lumineuse quelconque, telle que précédemment extraite. Elle est située sur une même image, de taille nX x nY pixels. Ses bords sont donc connus et extraits. On a donc délimité une zone intérieure, dans laquelle, par hypothèse, il y a des radicaux (ou de l’activité chimique) et un fond, dans lequel il n’y a rien. La figure 5.17 présente une représentation synoptique typique, et précise les notations. Pour chaque image, en fonction de l’abscisse de chaque pixel, une liste ly_S des points constitutifs du contour supérieur de la flamme et une autre liste ly_I des points constituant le contour inférieur de la flamme. Avec ces informations, on peut calculer les grandeurs e_m, l’épaisseur moyenne de la zone de réaction, ainsi que YS, ordonnée moyenne du contour inférieur, et YI, ordonnée moyenne du bord supérieur de la flamme. Ces trois données sont obtenues par les formules suivantes :

e_m = ¹ n_X n_X X i=1 ly_S(i) − lyI(i)
(5.3) Y_S = ¹ n_X n_X X i=1 ly_S(i)
(5.4) Y_I = ¹ n_X n_X X i=1 ly_I(i)
(5.5)

Ce traitement est appliqué à chaque image. Nous prenons des séries de N images (Pour la SES, N = 150, et pour la P IV N = 300), nous effectuons des moyennes, et, ainsi, pour chaque condition de fonctionnement, nous obtenons une épaisseur moyenne e_M, donnée par : e_M = N X i=1 em(i) (5.6)

Ces épaisseurs, simples, sont une première indication. Elles nous renseignent sur l’extension physique totale.

5.5.2 Etablissement de la zone de recouvrement

Ayant effectué deux mesures d’épaisseurs simultanément, nous pouvons également ob-tenir l’épaisseur de la zone de recouvrement. Cette épaisseur, dite également " épaisseur de recouvrement " et notée eEJ est l’épaisseur moyenne du recouvrement géographique des deux zones de chimiluminescence. Plusieurs cas de figure sont possibles, et sont explicités sur le schéma 5.18. Suivant le cas, cette épaisseur prend des valeurs différentes. Dans le cas où il n’y a pas de recouvrement, l’épaisseur de recouvrement est nulle. Dans le cas ou l’une des deux zones est incluse dans l’autre, on prend la valeur de la zone incluse. Enfin, quand il y a chevauchement partiel, on calcule l’épaisseur moyenne similairement à l’épaisseur

5.5 Exploitation des contours 145

Fig. 5.18 – Illustrations des différents cas de recouvrement des zones OH∗

et CH∗ : dans la figure du haut, cas ou le recouvrement des zones OH∗

et CH∗

est partiel. Au milieu, absence de recouvrement, en bas, inclusion d’une espèce réactive l’une dans l’autre.

d’une zone simple, composée des bords conséquents. On calcule, pour cet indicateur, une épaisseur moyenne, donnée par la relation suivante :

E_EJ = ¹ N′ N′ X i=1 e_EJ(i) (5.7) avec N′

nombre d’échantillons pour lesquelles la valeur de E_EJ est non nulle. Cet indicateur, calculé pour chaque point de fonctionnement, nous donnera des indications utiles quant à l’homogénéité spatiale de la flamme : Si cette valeur est faible ou nulle, la flamme est stratifiée, et les zones de désagrégation du carburant et de réaction sont disjoints. Si cette valeur est forte, au contraire, nous aurons une flamme homogène, ou le mélange est fort, puisque les désagrégations du carburant et la réaction avec le comburant sont co-localisés. Cet indicateur et sa signification sernt repris au cours du chapitre 8.

5.6 Conclusion du chapitre

Dans ce chapitre, nous avons présenté les différentes méthodes d’exploitation auto-matisée mises au point au cours de la présente thèse, dans le but de traiter les données acquises par métrologie optique. Nous avons détaillé successivement l’extraction des lignes moyennes des champ de P IV appliqués aux champs de moments, l’extraction des contours des images P IV et des images de SES, ainsi que leur exploitation ultérieure. Enfin, nous avons mis en avant les difficultés de présentation inhérentes à la température du montage, qui nous compliqueront l’analyse des résultats. Ces méthodes, fiabilisées, seront employées sur nos mesures, pour aboutir aux résultats présentés dans les chapitres 7 et 8.