Laboratoire d'énergétique moléculaire et macroscopique, combustion

The future energy mix will include a variety of fuels. E-fuels allow to store the excess renewable energy into high energy-density chemical compounds representing the ideal candidates for energy transition in Energy Intensive Industries (EIIs). The DESIRE network will train the next generation of specialists in exploring the use of e-fuels, in existing combustion devices, to better guide the energy transition and to help the decarbonization of EIIs in Europe. The academic and industrial partners of DESIRE will work synergistically to generate a cohort of 15 well-trained young scientists with inter-disciplinary skills in combustion science, mechanical and chemical engineering, computer science and modelling that will be ready to propel and advance future engines towards pollution control, fuel-flexibility and higher efficiencies. Such a broad spectrum of training is currently lacking due to the fragmentation of the emerging field of sustainable combustion across Europe. Perhaps more importantly, the need, nature and magnitude of these new skills is only now emerging. The DESIRE network will equip its Doctoral Candidates with a unique combination of skills essential to become future research leaders or entrepreneurs in the sustainable energy sector. They will drive this research field forward and accelerate the energy transition. The main scientific goal of DESIRE is to develop predictive tools including mathematical-numerical models and experimental measurement techniques able to describe the combustion of e-fuels that can then assist engineers in designing new technologies and/or modifying/adapting existing combustion equipment and technologies to be suitable to use these powerful fuels. The program is heavily supported by key-companies in the transport sector (Rolls-Royce, Safran), fuel and chemicals production/ distribution (Air Liquide), and electrical/mechanical power technology (Condevo, ENGIE, MITIS).

Les industries à forte intensité énergétique et les secteurs des transports longue distance dépendent encore fortement de la combustion de combustibles fossiles. Les combustibles alternatifs, tels que l'hydrogène, l'ammoniac et les biocarburants, sont essentiels pour atteindre la neutralité carbone dans ces secteurs difficiles à décarboner. Des technologies de combustion avancées sont nécessaires pour convertir efficacement ces combustibles tout en minimisant les émissions nocives. Les méthodes expérimentales et numériques actuelles, y compris la mécanique des fluides numérique, sont trop coûteuses pour les procédures d'optimisation ciblant les systèmes de combustion à l'échelle industrielle. Par conséquent, le projet propose le développement de modèles d'ordre réduit (MOR), qui peuvent simplifier les phénomènes de combustion complexes en relations entrée-sortie gérables et permettre le développement de jumeaux numériques de systèmes de combustion. Le projet développera des MOR basés sur des projections non intrusives par le biais d'un apprentissage automatique informé par la physique qui sera appliquées aux données expérimentales et numériques d'un modèle de chambre de combustion de turbine à gaz. Le projet s'articule autour de trois modules de travail (MT) : MT1 concerne l'utilisation de techniques d'extraction de caractéristiques pour trouver la meilleure représentation à faible dimension du système de combustion ; MT2 développera un cadre de simulation adaptatif reposant sur des approches de partitionnement de données pour permettre des simulations numériques réalisables et précises ; MT3 traite de la génération de MOR capables de capturer la dynamique du système dans l'espace à faible dimension. Le livrable final sera un jumeau numérique capable de prédire les flammes observées dans le brûleur et la transition entre elles, validant une méthodologie qui permettra le contrôle et l'optimisation en temps réel des systèmes de combustion innovantes.

Notre capacité de fabrication de nanoparticules d’oxyde métallique enrobées de carbone (MO@CC) avec une composition, une morphologie et des propriétés optiques bien définies est essentielle pour accéder à de nouveaux matériaux au potentiel révolutionnaire, tels que la photocatalyse ou le stockage de l’énergie. Parmi les différentes technologies de production, la pyrolyse dans des flammes de sprays (Flame spray pyrolysis - FSP) constitue une option prometteuse pour la synthèse industrielle de MO@C. L’optimisation de ces systèmes repose classiquement sur un réglage empirique des conditions opératoires en fonction des caractéristiques souhaitées de la poudre finale. Cependant, le développement de stratégies d’optimisation systématiques et rigoureuses devrait être poursuivi, bien qu’elles ne soient réalisables que lorsque le processus d’enrobage au carbone dans les flammes est entièrement contrôlé. Malheureusement, la littérature ne contient que peu de bases de données expérimentales et aucun modèle de dynamique des fluides numériques (CFD) pour l’étude du processus d’enrobage au carbone dans les flammes. L’objectif du projet CC-NANOFLAME est donc de fournir de nouvelles informations fondamentales sur la synthèse de MO@C dans les flammes en révélant les mécanismes physiques qui régissent l’enrobage du carbone dans les flammes. Pour atteindre cet objectif : (1) de nouvelles méthodologies expérimentales seront développées en combinant des diagnostics laser avancés avec des mesures ex-situ ; (2) les caractéristiques du MO@C et leur lien avec l’environnement local seront étudiés tout au long de la flamme dans de nouvelles configurations laminaires pré-vaporisées; (3) les premieres modèles CFD basés sur la physique pour l’enrobage au carbone seront développés sur la base de résultats expérimentaux obtenues et de simulations à l’échelle nanométrique ; (4) l’effet de la turbulence sur le processus d’enrobage sera quantifié à l’aide des approches expérimentales et numériques développées en considérant des configurations turbulentes académiques et réalistes. Le projet devrait améliorer considérablement notre compréhension de la synthèse par flamme turbulente de MO@C et fournir le cadre expérimental et numérique essentiel pour l’optimisation future de la technologie FSP à l’échelle industrielle.

To mitigate the impact of greenhouse gas on the environment and climate, the gas turbine power generation industry must rapidly reduce its emissions. This requires abandoning the traditional combustion of carbon-based natural gas in favour of carbon-free fuels. ACHIEVE aims at developing the fundamental knowledge to enable a transition to unconventional carbon-free fuel blends based around H2 and NH3 to achieve zero carbon emissions, ultra-low NOx emissions, and stable gas turbine operation. ACHIEVE proposes a three-pronged strategy consisting of (a) experimental and (b) numerical activities, that will advance the technology readiness level (TRL) up to 4 for practical low emissions combustors for realistic and representative blends of fuels, as well as (c) system level engagement with OEMS, end users, and stakeholders. Experimental campaigns will explore combustor stability limits, emissions, and fundamental aspects of the combustion of hydrogen blends, with the complexity of the experimental burners and operating conditions increasing over time and culminating in tests performed at intermediate pressures and powers relevant for gas turbine conditions. Numerical activities will address combustion modelling challenges, including chemical kinetics, fundamental physics governing flame dynamics, ushering in new modelling techniques such as artificially thickened flames coupled with virtual chemistry, sub-grid LES models for thermo-diffusive instabilities and stability analysis aimed to understand and predict NOx formation mechanism, lean blow off, flashback limits and thermoacoustic instabilities. Real-time monitoring and predictive capabilities for practical combustion systems will also be developed. Finally, in the third prong, engagement with industry, OEMs, and other target groups will leverage the results of ACHIEVE with the necessary stakeholders to progress the transition to a carbon-free fuels for power generation.

La synthèse de nanoparticules (NP) constitue une voie viable pour poursuivre la production de matériaux de nouvelle génération. Pour permettre leur utilisation industrielle, des technologies permettant une production à grande échelle et peu coûteuse de NP avec des caractéristiques optimisées sont obligatoires. Pour cela, les systèmes de pyrolyse de flamme de spray (FSP-flame spray pyrolysis) constituent une option prometteuse, mais un contrôle précis de la combustion turbulente est nécessaire car elle régit les caractéristiques des particules telles que la taille et la morphologie. Ce sont ces caracteristiques qui déterminent grandement les performances du matériau final. Pour cela, la simulation numérique CFD (Computational fluid dynamics), fournissant des informations complémentaires et uniques aux expériences, est un outil essentiel pour la conception rationnelle des nanoparticules, dont la fabrication est généralement basée sur des méthodes « trial & error». Ainsi, l'objectif du projet TOSCaNA est de développer un approche expérimentale et un formalisme CFD pour la prédiction de la taille et de la morphologie des oxydes métalliques synthétisés via une flamme, grâce: 1) au development de diagnostics optiques in situ et de modèles CFD pour la caractérisation au niveau du continuum d'une population de nanoparticules. Cela sera possible en les couplant à des mesures et des simulations à l’échelle nanométrique. 2) à l'etude de l'effet des conditions opératoires sur le processus de formation de particules en déterminant l'évolution temporelle et spatiale des caractéristiques des nanoparticules dans les flammes laminaires et turbulentes. Ce projet fournira les bases pour l'optimisation rigoureuse de la technologie FSP à base d’hydrogène pour la production « verte » de nanoparticules à l’échelle industrielle.

La transition rapide vers une économie neutre en carbone nécessite d'utiliser tous les leviers disponibles pour réduire nos émissions de gaz à effet de serre, y compris l'utilisation de combustibles durables pour les installations de grande puissance. Parmi les molécules envisagées, l'ammoniac (NH3) offre la densité énergétique la plus élevée, peut être facilement transporté et sa combustion idéale ne libère pas de molécules carbonées. Cependant, sa faible inflammabilité et la formation potentielle de polluants rendent son application difficile. Dans ce projet, des décharges nanosecondes répétitives pulsées (NRP) seront employées pour déclencher de nouvelles voies cinétiques qui améliorent la stabilisation de la flamme et la réduction des polluants. Deux types de plasma peuvent être générés. Dans le premier cas, les décharges NRP sont des plasmas hors équilibre, où les états électroniquement excités de N2 induisent chauffage rapide et dissociation moléculaire. Un second régime, où le plasma est à l'équilibre thermique à 30 000 K, provoque des effets hydrodynamiques intenses et une dissociation complète, bénéfiques pour la cinétique de combustion. Ainsi, les principaux objectifs de ce projet sont d'appliquer ces décharges NRP thermiques et non thermiques dans un brûleur NH3 et d'obtenir une compréhension détaillée de leur impact sur la formation de polluants et la stabilisation des flammes. La cible principale sera de sélectionner les conditions de base dans un nouveau brûleur à NH3 spécifiquement conçu pour le projet ThermOnia. Ensuite, des diagnostics avancés, notamment la spectroscopie d'absorption laser à diode accordable (TDLAS ou LAS) et la spectroscopie d'émission calibrée (OES), seront appliquées. L'OES sera utilisée dans le voisinage du plasma pour évaluer attentivement la répartition énergétique dans les sparks hors-équilibre (chauffage, formation d'espèces atomiques, …). Dans les thermal sparks, l'OES fournira également le degré d'ionisation et le chauffage associé. Le LAS sera utilisé pour sonder le plasma environnant et le corps de la flamme afin de reconstruire la distribution 3D des espèces et de la température. Ces données LAS et OES fourniront un aperçu crucial de l'interaction du plasma et de la flamme. La comparaison des effets des décharges thermiques et non-équilibres sur le dégagement de chaleur de la flamme et la formation de polluants sera cruciale dans ce projet. Enfin, ces données seront également utilisées pour valider et affiner au laboratoire EM2C le modèle phénoménologique de combustion assistée par plasma dans les décharges non-équilibre, tout en l'étendant aux décharges thermiques.

La combustion d'hydrogène est reconnue comme une alternative propre et prometteuse à la combustion des carburants fossiles conventionnels. La combustion de l'hydrogène ne produit pas de dioxyde de carbone, mais les méthodes actuelles utilisées pour produire l'hydrogène émettent de grandes quantités de ce gaz à effet de serre. La pyrolyse du méthane en utilisant un gaz ionisé (ou un plasma) est une source alternative d'hydrogène qui ne produit pas de gaz à effet de serre. La conception efficace d'un réacteur plasma pour la pyrolyse du méthane requiert une compréhension précise de la cinétique chimique de ce processus. La start-up française SPARK Cleantech utilise des décharges de plasma non-thermiques pour initier la conversion du méthane en hydrogène et en carbone solide. Mais les modèles de cinétique chimique n’ont pas été validés dans les conditions opérationnelles cibles de SPARK, ce qui empêche l’entreprise de pouvoir optimiser la conception du réacteur et d’atteindre l’efficacité de conversion maximale. Le but de ce projet est de produire un modèle cinétique validé et d'analyser les conditions de fonctionnement qui ont le potentiel de générer des rendements plus élevés en hydrogène. Nous proposons un cas-test expérimental adapté à la technique chimique développée par SPARK Cleantech. Afin d’obtenir des mesures de température et de composition chimique, nous proposons une série de diagnostics. Ces diagnostics incluent la spectroscopie d’absorption, la diffusion spontanée de Raman et la spectroscopie de masse. Ensemble, ces mesures fournissent une vue détaillée de l’état thermodynamique du système. En parallèle de ces mesures expérimentales, nous développerons des modèles de cinétique chimique. Ces modèles viseront à la fois la chimie de phase du gaz et la nucléation et croissance des particules solides qui ont lieu lors de la pyrolyse du méthane. Les prédictions de ces modèles seront comparées aux mesures expérimentales afin d’identifier les modèles les plus performants et d’évaluer leur niveau de précision.

Les Carburants Aéronautiques Durables (SAF), englobant les carburants synthétisés à partir de biomasse (biocarburants) ou de sources électriques à zéro émission de carbone (électrocarburants), offrent une solution à court terme pour décarboniser le secteur aéronautique. Présentant des propriétés similaires à celles du carburant d'avion conventionnel, l'utilisation de SAF ne nécessite pas une refonte complète des chambres de combustion actuelles. Cependant, du fait de la diversité des matières premières nécessaires pour répondre aux besoins énergétiques, les compositions de SAF peuvent varier considérablement. Des études récentes indiquent que ces variations affectent les performances des chambres de combustion, influençant à la fois l'opérabilité et les émissions. Les ingénieurs aéronautiques sont également confrontés au défi de brûler des SAF sous des régimes de combustion pauvre pour minimiser la production de polluants. Or, une combustion pauvre peut favoriser l'extinction de la flamme et l'instabilité, nécessitant des solutions efficaces pour améliorer la stabilisation de la flamme. Le projet SAFARI vise à obtenir des connaissances fondamentales sur les phénomènes multiphysiques de la combustion de SAF et à développer des outils numériques pour la conception des futures chambres de combustion. En particulier, les principaux objectifs sont : i) comprendre les effets de la pression, des échanges thermiques et de la variabilité de la composition des carburants SAF sur la dynamique de la flamme et les émissions de polluants, tels que les NOx et les particules de suie, ii) générer une base de données expérimentale détaillées pour valider des modèles de combustion turbulente, iii) développer et valider une stratégie de modélisation CFD avancée, iv) tester la pertinence de la combustion par plasma pour améliorer la stabilisation de la flamme et prévenir les instabilités de combustion dans les régimes pauvres. Pour atteindre ces objectifs, le projet est structuré en trois phases. Tout d'abord, des diagnostics expérimentaux fondamentaux et des outils numériques avancés seront développés pour mesurer et modéliser la structure chimique de la flamme et ses interactions avec la turbulence et le transfert de chaleur dans un environnement de flux biphasique et à haute pression. Des mélanges d’espèces chimiques seront identifiés pour dissocier l'influence de la variabilité de la composition sur les processus chimiques de la flamme des processus d'évaporation différentielle. Ensuite, ces outils expérimentaux et numériques seront utilisés pour aborder des questions physiques fondamentales concernant l'opérabilité de la combustion de SAF, en termes de stabilisation et de dynamique, et de la formation de polluants. Une série de configurations expérimentales réactives, de complexité croissante en termes de pression de fonctionnement, de système d'injection, sera introduite pour aborder séparément chaque question scientifique. La pertinence de la combustion assistée par plasma pour stabiliser et prévenir les instabilités dans des flammes diphasiques pauvres sera également étudiée. Le projet se conclura par quatre défis applicatifs, identifiés pour caractériser, dans des conditions réelles de moteurs aéronautiques, 1) le comportement des flammes à haute pression, 2) les émissions de polluants, 3) l'opérabilité de la chambre, et 4) le contrôle de la combustion par combustion assistée par plasma.

L'hydrogène produit à partir d'énergies renouvelables est un élément-clé dans la transition énergétique. La combustion d'hydrogène y est appelée à remplacer les combustibles fossiles dans de nombreux systèmes industriels produisant électricité, vapeur, chaleur. Toutefois, la combustion de l'hydrogène demande d’en contrôler la sécurité, l'efficacité et ses émissions polluantes d'oxydes d'azote (NOx). Sans azote, l'oxy-combustion de l'hydrogène promet zéro émissions nettes de CO2 et NOx en brûlant l'hydrogène avec l’oxygène pur également généré par électrolyse. La température élevée de ces flammes peut être atténuée par dilution de vapeur d’eau. Ceci génère un environnement haute température et corrosif dans la chambre de combustion qui nécessite des matériaux innovants. En outre, la stabilisation des oxy-flammes à l'hydrogène est méconnue, et le rayonnement thermique dû à la forte concentration de vapeur modifie le transfert de chaleur. Le projet HyMaX vise à caractériser, analyser et modéliser la stabilisation et le transfert de chaleur dans l'oxy-combustion de l'hydrogène. Pour supporter ces conditions, des parois céramiques haute performance seront conçues et testées dans une chambre d’oxy-combustion équipée d’un injecteur coaxial. Le revêtement conçu présentera le meilleur compromis performance-durabilité-élaboration. La stabilisation de la flamme sur l’injecteur et les transferts thermiques seront étudiés par expériences et simulations. Tout au long du projet HyMaX, l'interaction entre les propriétés thermo-radiatives du revêtement, le transfert de chaleur et la stabilisation de flammes hydrogène-oxygène sera examinée avec les diagnostics, méthodes et modèles les plus avancés. Le projet repose sur le regroupement des laboratoires CEMHTI, EM2C et IRCER, et de la société Air Liquide. L'injecteur stabilisateur et les matériaux conçus constitueront des démonstrateurs tangibles de l'oxy-combustion d'hydrogène et favoriseront les nouveaux usages liés à l'hydrogène.

La cristallisation est un procédé de séparation et purification très employé dans l’industrie pour la fabrication de médicaments, la purification de métaux de qualité batterie, l’agroalimentaire, etc. Bien que le procédé soit mature, la cristallisation industrielle présente encore deux principaux défis : (1) contrôler la distribution en taille des cristaux (CSD), qui impacte fortement l’efficacité des procédés avals (filtration, lavage, séchage), et (2) contrôler la phase solide afin d’optimiser les propriétés physico-chimiques du produit –e.g. solubilité d’un principe actif (API). Le contrôle de ces caractéristiques est difficile à cause de la nucléation indésirable survenant dans les réacteurs de cristallisation. La nucléation est un phénomène stochastique à l’origine de la production de germes cristallins à partir d’une solution sursaturée. Dans un procédé de cristallisation, le changement d’échelle (scale-up) est souvent une étape complexe car l’agitation de la solution (nécessaire à l’homogénéité) induit du cisaillement qui augmente fortement le taux de nucléation [1] et empêche donc un contrôle précis de la CSD. L’industrie contourne le problème de la nucléation en amorçant la cristallisation par l’ajout d’une quantité de germes calibrés dans une solution à faible sursaturation afin de limiter la nucléation spontanée indésirable. Bien que cette technique soit satisfaisante, elle peut être contraignante dans certaines situations (milieu stérile, quantité insuffisante de germes, etc.). Il y a donc un besoin pour des techniques d’amorçage in situ, flexible et extrapolable permettant un haut degré de contrôle du polymorphe et de la CSD. Des alternatives à base de champs externes se développent – e .g. sonocristallisation, nucléation induite par laser [2] – mais leur caractère extrapolable est encore limité . Le projet INCRYS propose d’utiliser un plasma froid produit par décharge nanoseconde pour amorcer la cristallisation de façon flexible, non-intrusive et in situ. Trois objectifs sont visés : 1. Identifier le mécanisme de nucléation induite par plasma en mesurant (i) la dynamique de la nucléation et (ii) la dynamique d’agents plasma connus pour induire la nucléation. Nous supposerons alors que la nucléation est synchrone avec les agents plasma qui pilotent la nucléation pour en déduire le(s) mécanisme(s) 2. Comparer l’effet du cisaillement et du plasma sur la nucléation en mesurant le taux de nucléation dans des réacteurs agités. Comme le taux de nucléation augmente avec le cisaillement il doit exister un régime de nucléation induit par plasma à faible cisaillement. Ce régime définit les conditions d’application du plasma dans un cristallisoir agité. 3. Etudier le passage à l’échelle de la méthode par amorçage d’un cristallisoir de 100 mL Nous pensons que la charge de germes induite par plasma peut être ajustée pour avoir l’effet souhaité sur la CSD. Ces études seront réalisées dans un système plasma microfluidique, avec un pérovskite à base d’halogénure de plomb comme composé modèle. Elles seront conduites par un consortium de partenaires aux expertises complémentaires issus de CentraleSupélec, de l’Ecole Normale Supérieure Paris Saclay et du CNRS. A l’issue du projet, un réacteur d’amorçage plasma microfluidique ainsi qu’une méthode d’implémentation dans un réacteur de cristallisation agité seront obtenus. L’approche expérimentale développée dans le projet sera appliquée à la cristallisation de pérovskite mais pourrait être transposée à la cristallisation de n’importe quel autre composé d’intérêt, ce qui offre des perspectives d’applications intéressantes pour la recherche et l’industrie. [1] C. Forsyth et al., 2015, Cryst. Growth Des., 15, 94–102, https://doi.org/10.1021/cg5008878 [2] Clair B et al., J. App. Cryst., 2014, 47: 1252. https://doi.org/10.1107/S160057671401098X

De nombreux procédés et systèmes technologiques mettent en œuvre des films liquides ruisselants afin d’intensifier les transferts de matière et/ou de chaleur. Cette stratégie est utilisée en particulier dans les tours de refroidissement par évaporation, les processus d'absorption et de distillation, la capture du CO2, le dessalement ou les systèmes de refroidissement pour la mobilité électrique. Les films liquides minces s’écoulent généralement sur des surfaces complexes, caractérisées par la présence et la répétition de motifs de surface tels que des ondulations, des fentes ou des perforations. Depuis les travaux pionniers de Nusselt et Kapitza, les écoulements de films liquides ont fait l'objet d'une littérature abondante, la configuration de référence étant la plaque plane verticale ou inclinée. Cependant, il y a beaucoup moins d'études sur les interactions entre les films liquides et les motifs de surface et elles considèrent principalement l'effet des ondulations sur la dynamique des films tombants. Le projet FILLMORE vise à augmenter la connaissance, la compréhension et la maîtrise des interactions entre les films liquides et les motifs de surface, en examinant en particulier comment ces interactions se manifestent aux différentes échelles d’espace, dans le but d’optimiser les transferts, et de proposer des solutions plus appropriées pour atteindre une meilleure efficacité, une plus faible consommation d'énergie et une meilleure empreinte environnementale. Si l'échelle macroscopique dépend fortement du processus multi-physique ou du système étudié, les échelles méso et micro ont un caractère générique. Le projet est donc fondé sur l'étude de géométries génériques représentatives des structures rencontrées dans différents secteurs industriels. Ces géométries sont choisies pour se concentrer sur l'effet de la mouillabilité et des motifs de surface sur les écoulements de films liquides. Elles sont simplifiées pour permettre des expériences aux conditions contrôlées et des simulations sur des configurations bien définies. Le premier objectif est de produire des données expérimentales complètes et détaillées aux échelles micro et méso. Les écoulements sur ces géométries élémentaires seront soigneusement caractérisés (morphologie de l'écoulement, modes de franchissement des motifs, cartes d'épaisseur de film, champ de vitesse, et débit transféré par les perforations). Une nouvelle méthode de vélocimétrie 3D3C ne nécessitant qu’une seule caméra sera en particulier mise en œuvre. Le deuxième objectif est d'étendre cet ensemble de données avec des simulations numériques micro-résolues et de haute fidélité (CFD), avec une validation minutieuse du suivi de l'interface et la dynamique des lignes triples. Le troisième objectif est de développer des modèles appropriés à la méso-échelle (modèles de Saint-Venant moyennés sur l'épaisseur du film) sur la base de ces données expérimentales et numériques. Le quatrième objectif est d'optimiser la géométrie des motifs, en utilisant des simulations de systèmes industriels représentatifs, où des films liquides tombant sur des géométries complexes sont rencontrés, simultanément avec d'autres phénomènes physico-chimiques pilotés par l'hydrodynamique, tels que le transfert interfacial de chaleur et de masse ou la réaction chimique sur les surfaces ; visant à proposer des concepts innovants (éléments géométriques, stratégie d'alimentation en fluide...) en utilisant ces outils numériques. Ces approches seront appliquées à deux cas réels : l'optimisation des tours de refroidissement pour minimiser l'encrassement tout en garantissant l'efficacité du refroidissement, et le refroidissement direct des moteurs électriques.

To reduce climate impact of aviation, decarbonisation is a major challenge. Current combustion chambers are burning hydrocarbon fuels, such as kerosene or more recently emerging SAF products. Hydrogen is also considered today as a promising energy carrier but the burning of hydrogen creates radically new challenges which need to be understood and anticipated. HESTIA specifically focuses on increasing the scientific knowledge of the hydrogen-air combustion of future hydrogen fuelled aero-engines. The related physical phenomena will be evaluated through the execution of fundamental experiments. This experimental work will be closely coupled to numerical activities which will adapt or develop models and progressively increase their maturity so that they can be integrated into industrial CFD codes. Different challenges are to be addressed in HESTIA project in a wide range of topics: - Improvement of the scientific understanding of hydrogen-air turbulent combustion: preferential diffusion of hydrogen, modification of turbulent burning velocity, thermoacoustics, NOx emissions, adaptation of optical diagnostics; - Assessment of innovative injection systems for H2 optimized combustion chamber: flashback risk, lean-blow out, stability, NOx emission minimisation, ignition; - Improvement of CFD tools and methodologies for numerical modelling of H2 combustion in both academic and industrial configurations. To this end, HESTIA gathers 17 universities and research centres as well as the 6 European aero-engine manufacturers to significantly prepare in a coherent and robust manner for the future development of environmentally friendly combustion chambers.