Un modèle de combustion à allumage par compression basé sur la physique et la chimie tabulée : des modes de combustion contrôlés par la chimie jusqu’aux modes contrôlés par le mélange

International audienceThis paper presents a new 0D phenomenological approach to predict the combustion process in multi injection Diesel engines operated under a large range of running conditions. The aim of this work is to develop a physical approach in order to improve the prediction of in-cylinder pressure and heat release. Main contributions of this study are the modeling of the premixed part of the Diesel combustion with a further extension of the model for multi-injection strategies. In the present model, the rate of heat release due to the combustion for the premixed phase is related to the mean reaction rate of fuel which is evaluated by an approach based on tabulated local reaction rate of fuel and on the determination of the Probability Density Function (PDF) of the mixture fraction (Z), in order to take into consideration the local variations of the fuel-air ratio. The shape of the PDF is presumed as a standardized β-function. Mixture fraction fluctuations are described by using a transport equation for the variance of Z. The standard mixture fraction concept established in the case of diffusion flames is here adapted to premixed combustion to describe inhomogeneity of the fuel-air ratio in the control volume. The detailed chemistry is described using a tabulated database for reaction rates and cool flame ignition delay as a function of the progress variable c. The mixing-controlled combustion model is based on the calculation of a characteristic mixing frequency which is a function of the turbulence density, and on the evolution of the available fuel vapor mass in the control volume. The developed combustion model is one sub-model of a thermodynamic model based on the mathematical formulation of the conventional two-zone approach. In addition, an extended sub-model for multi injection is developed to take into account interactions between each spray by describing their impact on the mixture formation. Numerical results from simulations are compared with experimental measurements carried out on a 2 liter Renault Diesel engine and good agreements are found.Ce papier présente une nouvelle approche 0D phénoménologique pour prédire le déroulement de la combustion dans les moteurs Diesel à injection directe pour toutes les conditions d’utilisation usuelles. Le but de ce travail est de développer une approche physique en vue d’améliorer la prédiction de la pression cylindre et du dégagement d’énergie, avec un nombre minimum d’essais nécessaires à la calibration. Les contributions principales de cette étude sont la modélisation de la phase de pré-mélange de la combustion et une extension du modèle pour les stratégies d’injections multiples. Dans ce modèle, le taux de dégagement d’énergie dû à la combustion pour la phase pré-mélangée est relié à un taux de réaction moyen du carburant. Ce taux de réaction moyen de carburant est évalué à l’aide d’une approche basée sur un taux de réaction local de carburant tabulé et la détermination d’une fonction de densité de probabilité (PDF) de la fraction de mélange (Z). Cette PDF permet de prendre en compte la distribution de richesse existante dans la zone pré-mélangée. L’allure de cette PDF présumée est une β-fonction standardisée. Les fluctuations de la fraction de mélange sont décrites avec une équation de transport pour la variance de Z. La définition standard de la fraction de mélange, établie dans le cas de flammes de diffusion, est ici adaptée à une combustion pré-mélangée de type Diesel pour décrire l’inhomogénéité de la richesse dans le volume de contrôle. La chimie détaillée est décrite au travers de la tabulation du taux de réaction relatif à la flamme principale et du délai d’auto-inflammation relatif à la flamme froide, ces tabulations sont fonction de la variable d’avancement c, du taux de gaz brûlé ainsi que des grandeurs thermodynamiques telles que la température et la pression. Le modèle de combustion de diffusion est basé sur l’évaluation d’une fréquence de mélange qui est fonction du taux de turbulence dans la chambre et fonction de la masse de carburant vapeur disponible. Ce modèle de combustion est l’un des sous-modèles inclus dans le modèle thermodynamique de chambre de combustion basé sur une approche 2 zones différentiant gaz frais et gaz brûlés. De plus, un sous-modèle concernant la multi-injection a été développé pour prendre en compte les interactions entre les jets et pour décrire l’impact de la multi-injection sur le mélange air/carburant. Les résultats numériques ont été comparés aux mesures réalisées sur un moteur Diesel Renault de 2 litres. Pour l’ensemble des points de fonctionnement explorés, une bonne correspondance a été obtenue entre les résultats issus des simulations et les mesures expérimentales

Full-Profile Pharmacokinetic Study of High Dose Baclofen in Subjects With Alcohol Use Disorder

Baclofen a gamma amino-butyric acid type B (GABA-B) receptor agonist, which has raised some interest for the treatment of alcohol use disorder (AUD), occasionally at dose up to 300 mg/d. We conducted the first full-profile pharmacokinetic study on baclofen in AUD subjects, up to the oral daily dose of 300 mg. Sixty subjects treated for AUD with marketed baclofen were enrolled in a prospective phase-1 study. Participants were divided into four dose groups (1: <60 mg/d; 2: 60–120 mg/d; 3: >120 mg/d-180 mg/d; and 4: >180 mg/d), and they underwent a full-profile pharmacokinetic analysis of baclofen, using a nonlinear mixed effects modeling. The influence of different clinical and biological covariates was assessed in an upward modeling. Fifty-seven participants completed the study (522 observed concentrations collected). Racemic baclofen showed a linear pharmacokinetic profile, corresponding to a one-compartment model, with no influencing clinical or biological factor. The pharmacokinetic parameters of baclofen were (bootstrap 95% confidence intervals): absorption constant (Ka) 1.64 1/h (1.34–2), clearance (Cl/F) 11.6 L/h (10.8–12.3) and volume of distribution (Vd/F) 72.8 L (66.5–80.4) leading to a half-life of 4.4 h. The interindividual variability (IIV) was 44% (19–65), 21% (16–27), and 22% (11–36) for Ka, Cl/F, and Vd/F, respectively. The residual variability was 24% (21–26). No serious adverse event was reported.Registration: EudraCT #2013-003412-4

Macrophage-B Cell Interactions in the Inverted Porcine Lymph Node and Their Response to Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus

Swine lymph nodes (LN) present an inverted structure compared to mouse and human, with the afferent lymph diffusing from the center to the periphery. This structure, also observed in close and distant species such as dolphins, hippopotamus, rhinoceros, and elephants, is poorly described, nor are the LN macrophage populations and their relationship with B cell follicles. B cell maturation occurs mainly in LN B cell follicles with the help of LN macrophage populations endowed with different antigen delivery capacities. We identified three macrophage populations that we localized in the inverted LN spatial organization. This allowed us to ascribe porcine LN MΦ to their murine counterparts: subcapsular sinus MΦ, medullary cord MΦ and medullary sinus MΦ. We identified the different intra and extrafollicular stages of LN B cells maturation and explored the interaction of MΦ, drained antigen and follicular B cells. The porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) is a major porcine pathogen that infects tissue macrophages (MΦ). PRRSV is persistent in the secondary lymphoid tissues and induces a delay in neutralizing antibodies appearance. We observed PRRSV interaction with two LN MΦ populations, of which one interacts closely with centroblasts. We observed BCL6 up-regulation in centroblast upon PRRSV infection, leading to new hypothesis on PRRSV inhibition of B cell maturation. This seminal study of porcine LN will permit fruitful comparison with murine and human LN for a better understanding of normal and inverted LN development and functioning

Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus Type 1.3 Lena Triggers Conventional Dendritic Cells 1 Activation and T Helper 1 Immune Response Without Infecting Dendritic Cells

Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome virus (PRRSV) is an arterivirus responsible for highly contagious infection and huge economic losses in pig industry. Two species, PRRSV-1 and PRRSV-2 are distinguished, PRRSV-1 being more prevalent in Europe. PRRSV-1 can further be divided in subtypes. PRRSV-1.3 such as Lena are more pathogenic than PRRSV-1.1 such as Lelystad or Flanders13. PRRSV-1.3 viruses trigger a higher Th1 response than PRRSV-1.1, although the role of the cellular immune response in PRRSV clearance remains ill defined. The pathogenicity as well as the T cell response inductions may be differentially impacted according to the capacity of the virus strain to infect and/or activate DCs. However, the interactions of PRRSV with in vivo-differentiated-DC subtypes such as conventional DC1 (cDC1), cDC2, and monocyte-derived DCs (moDC) have not been thoroughly investigated. Here, DC subpopulations from Lena in vivo infected pigs were analyzed for viral genome detection. This experiment demonstrates that cDC1, cDC2, and moDC are not infected in vivo by Lena. Analysis of DC cytokines production revealed that cDC1 are clearly activated in vivo by Lena. In vitro comparison of 3 Europeans strains revealed no infection of the cDC1 and cDC2 and no or little infection of moDC with Lena, whereas the two PRRSV-1.1 strains infect none of the 3 DC subtypes. In vitro investigation of T helper polarization and cytokines production demonstrate that Lena induces a higher Th1 polarization and IFNγ secretion than FL13 and LV. Altogether, this work suggests an activation of cDC1 by Lena associated with a Th1 immune response polarization

DMTs and Covid-19 severity in MS: a pooled analysis from Italy and France

We evaluated the effect of DMTs on Covid-19 severity in patients with MS, with a pooled-analysis of two large cohorts from Italy and France. The association of baseline characteristics and DMTs with Covid-19 severity was assessed by multivariate ordinal-logistic models and pooled by a fixed-effect meta-analysis. 1066 patients with MS from Italy and 721 from France were included. In the multivariate model, anti-CD20 therapies were significantly associated (OR = 2.05, 95%CI = 1.39–3.02, p < 0.001) with Covid-19 severity, whereas interferon indicated a decreased risk (OR = 0.42, 95%CI = 0.18–0.99, p = 0.047). This pooled-analysis confirms an increased risk of severe Covid-19 in patients on anti-CD20 therapies and supports the protective role of interferon

Modélisation 0D/1D de la combustion diesel : du mode conventionnel au mode homogène

The present thesis focuses on the 0D/1D Diesel combustion modeling of recent engines. The goal is to improve models accuracy while minimizing computation times in order to use simulation as a tool for engine pre-mapping. In the first part, a 0D model designed as a system simulation-oriented tool is proposed. The main contribution of this study is the modeling of the premixed part of the Diesel combustion. This model allows a detailed modeling of highly diluted combustion and combustion related to early injections. A new approach to quantify interactions between each spray in the case of multi injection strategies is also proposed. After calibration using a very small number of engine tests, results for the global combustion chamber model are compared with experimental measurements for the overall engine operating conditions. The second part of this work deals with the 1D Diesel combustion modeling. A Diesel spray model is at first developed and validated on experimental measurements. This model is then extended to reaction conditions using the coupling with a combustion model. The combustion model makes use of tabulated local reaction rates of fuel and is based on the Eddy Break-Up approach to describe the reaction rate related to the turbulent mixing process. The next step is the integration of the burning spray model into a Diesel engine combustion chamber model. A first validation using experimental results for a recent Diesel engine is done.Cette thèse porte sur la modélisation 0D/1D de la combustion Diesel dans les moteurs récents. L’objectif est d’augmenter la précision des modèles tout en limitant les temps de calcul associés afin d’utiliser la simulation comme un outil dédié à la mise au point. Dans une première partie, le développement d’un modèle 0D orienté simulation système est présenté. La prise en compte de l’ensemble des phénomènes physico-chimiques se déroulant dans la chambre de combustion confère au modèle un niveau de prédictivité conséquent. Un nouveau modèle de combustion de prémélange est proposé, permettant une modélisation détaillée des combustions fortement diluées et des combustions relatives aux injections précoces. Une approche innovante permettant de quantifier les interactions entre les jets pour la multi injection est également proposée. Après calibration sur un nombre restreint d’essais moteur, les résultats du modèle global sont comparés à des mesures expérimentales pour toute la plage de fonctionnement du moteur. La seconde partie de ce travail porte sur la modélisation 1D de la combustion Diesel. Un modèle de jet Diesel est d’abord développé et validé sur des mesures expérimentales. Ce modèle est ensuite étendu à des conditions réactionnelles à l’aide d’un couplage avec un modèle de combustion. Ce dernier s’appuie sur une tabulation des mécanismes de cinétique chimique, ainsi que sur une approche Eddy Break-Up permettant de modéliser le taux de réaction lié au micro mélange. Ce modèle est ensuite intégré à un modèle de chambre de combustion et une première validation du modèle sur des essais moteur réels est entreprise

0D/1D modeling of Diesel combustion : from conventional to homogeneous combustion

Cette thèse porte sur la modélisation 0D/1D de la combustion Diesel dans les moteurs récents. L’objectif est d’augmenter la précision des modèles tout en limitant les temps de calcul associés afin d’utiliser la simulation comme un outil dédié à la mise au point. Dans une première partie, le développement d’un modèle 0D orienté simulation système est présenté. La prise en compte de l’ensemble des phénomènes physico-chimiques se déroulant dans la chambre de combustion confère au modèle un niveau de prédictivité conséquent. Un nouveau modèle de combustion de prémélange est proposé, permettant une modélisation détaillée des combustions fortement diluées et des combustions relatives aux injections précoces. Une approche innovante permettant de quantifier les interactions entre les jets pour la multi injection est également proposée. Après calibration sur un nombre restreint d’essais moteur, les résultats du modèle global sont comparés à des mesures expérimentales pour toute la plage de fonctionnement du moteur. La seconde partie de ce travail porte sur la modélisation 1D de la combustion Diesel. Un modèle de jet Diesel est d’abord développé et validé sur des mesures expérimentales. Ce modèle est ensuite étendu à des conditions réactionnelles à l’aide d’un couplage avec un modèle de combustion. Ce dernier s’appuie sur une tabulation des mécanismes de cinétique chimique, ainsi que sur une approche Eddy Break-Up permettant de modéliser le taux de réaction lié au micro mélange. Ce modèle est ensuite intégré à un modèle de chambre de combustion et une première validation du modèle sur des essais moteur réels est entreprise.The present thesis focuses on the 0D/1D Diesel combustion modeling of recent engines. The goal is to improve models accuracy while minimizing computation times in order to use simulation as a tool for engine pre-mapping. In the first part, a 0D model designed as a system simulation-oriented tool is proposed. The main contribution of this study is the modeling of the premixed part of the Diesel combustion. This model allows a detailed modeling of highly diluted combustion and combustion related to early injections. A new approach to quantify interactions between each spray in the case of multi injection strategies is also proposed. After calibration using a very small number of engine tests, results for the global combustion chamber model are compared with experimental measurements for the overall engine operating conditions. The second part of this work deals with the 1D Diesel combustion modeling. A Diesel spray model is at first developed and validated on experimental measurements. This model is then extended to reaction conditions using the coupling with a combustion model. The combustion model makes use of tabulated local reaction rates of fuel and is based on the Eddy Break-Up approach to describe the reaction rate related to the turbulent mixing process. The next step is the integration of the burning spray model into a Diesel engine combustion chamber model. A first validation using experimental results for a recent Diesel engine is done

Modélisation 0D/1D de la combustion diesel (du mode conventionnel au mode homogène)

Cette thèse porte sur la modélisation 0D/1D de la combustion Diesel dans les moteurs récents. L objectif est d augmenter la précision des modèles tout en limitant les temps de calcul associés afin d utiliser la simulation comme un outil dédié à la mise au point. Dans une première partie, le développement d un modèle 0D orienté simulation système est présenté. La prise en compte de l ensemble des phénomènes physico-chimiques se déroulant dans la chambre de combustion confère au modèle un niveau de prédictivité conséquent. Un nouveau modèle de combustion de prémélange est proposé, permettant une modélisation détaillée des combustions fortement diluées et des combustions relatives aux injections précoces. Une approche innovante permettant de quantifier les interactions entre les jets pour la multi injection est également proposée. Après calibration sur un nombre restreint d essais moteur, les résultats du modèle global sont comparés à des mesures expérimentales pour toute la plage de fonctionnement du moteur. La seconde partie de ce travail porte sur la modélisation 1D de la combustion Diesel. Un modèle de jet Diesel est d abord développé et validé sur des mesures expérimentales. Ce modèle est ensuite étendu à des conditions réactionnelles à l aide d un couplage avec un modèle de combustion. Ce dernier s appuie sur une tabulation des mécanismes de cinétique chimique, ainsi que sur une approche Eddy Break-Up permettant de modéliser le taux de réaction lié au micro mélange. Ce modèle est ensuite intégré à un modèle de chambre de combustion et une première validation du modèle sur des essais moteur réels est entreprise.The present thesis focuses on the 0D/1D Diesel combustion modeling of recent engines. The goal is to improve models accuracy while minimizing computation times in order to use simulation as a tool for engine pre-mapping. In the first part, a 0D model designed as a system simulation-oriented tool is proposed. The main contribution of this study is the modeling of the premixed part of the Diesel combustion. This model allows a detailed modeling of highly diluted combustion and combustion related to early injections. A new approach to quantify interactions between each spray in the case of multi injection strategies is also proposed. After calibration using a very small number of engine tests, results for the global combustion chamber model are compared with experimental measurements for the overall engine operating conditions. The second part of this work deals with the 1D Diesel combustion modeling. A Diesel spray model is at first developed and validated on experimental measurements. This model is then extended to reaction conditions using the coupling with a combustion model. The combustion model makes use of tabulated local reaction rates of fuel and is based on the Eddy Break-Up approach to describe the reaction rate related to the turbulent mixing process. The next step is the integration of the burning spray model into a Diesel engine combustion chamber model. A first validation using experimental results for a recent Diesel engine is done.ORLEANS-SCD-Bib. electronique (452349901) / SudocSudocFranceF

Transport de chaleur par la Seine à la traversée de l’agglomération parisienne

This report presents the implementation of heat transport in river and thermal energy balance at the air-water interface in the ProSe-PA software. For the thermal energy balance at free surface, a library libseb has been created. The heat transport in river is handled by the libttc library. The heat transport equation is first validated by a simulation in controlled conditions, which has a theoretical solution. Then, the simulated water temperatures in the Seine are compared with measurements at nine stations (eight stations of SIAAP and one station of CLIMESPACE). Finally, a multiannual thermal energy balance (2008-2012) has been established for the Seine from upstream of the Paris city (Choisy) to the estuary (Poses). Energy balances for two warmer years (2009, 2010) are also calculated. The results show that the Seine tends to slightly warm the atmosphere (+16 W/m2 of free surface). ProSe-PA is operational to study the impact of human activities on the water temperature of the Seine river as well as on its metabolism.Ce rapport présente l’implémentation du transport de chaleur en rivière et du bilan d’énergie associé à l’interface air-eau dans le logiciel ProSe-PA. Pour le bilan d’énergie à la surface libre, une librairie libseb a été créée. Le transport de chaleur en rivière est quant à lui effectué via la librairie libttc. L’équation de transport de chaleur est d’abord validée par une simulation en condition contrôlée présentant une solution théorique. Ensuite, les températures de l’eau simulées en Seine sont comparées aux mesures à neuf stations (huit stations de mesure du SIAAP et une station de mesure de CLIMESPACE). Enfin, un bilan d’énergie pluriannuel (2008-2012) est établi pour la Seine depuis l’amont de l’agglomération parisienne (Choisy) jusqu’àl’estuaire de Poses. Afin d’exploiter les résultats, les bilans d’énergie pour deux années plus chaudes (2009 et 2010) sont également calculés. Les résultats montrent que la Seine a tendance à légèrement réchauffer l’atmosphère (+16 W/m2 de surface libre). ProSe-PA est aujourd’hui opérationnel pour réaliser des études sur l’impact des activités humaines sur la température de l’eau en Seine ainsi que sur son métabolisme