Dans le cadre de cette thèse, une nouvelle méthode est présentée afin d’étudier la formation des dépôts dans la chambre de combustion des moteurs essences. En effet, le processus de formation des dépôts n’est pas bien compris et il n’y a pas ou peu d’expériences permettant d’étudier in situ. L’objectif de la thèse est donc premièrement de proposer une méthodologie afin de comprendre le processus de formation des dépôts, et deuxièmement de la mettre en application afin d’étudier l’impact de différents facteurs sur la formation des dépôts. Cette méthodologie est basée sur la séparation de deux chemins de formations de dépôt : le chemin de formation par un film liquide et le chemin de formation par les suies. Une première étude est menée avec des expériences sont réalisées avec des appareils pour générer des dépôts de référence pour chacun des chemins de formation de dépôt. Ces dépôts sont analysés par microscopie électronique et spectroscopie infrarouge et Raman afin de déterminer les propriétés physiques et chimiques des dépôts de référence. A partir de cette caractérisation, les propriétés identifiées pour les dépôts de références sont retrouvées dans les dépôts formés sur des pistons dans une chambre de combustion d’un moteur essence. La deuxième étude porte sur des essais in situ avec l’utilisation d’une caméra rapide afin de de comprendre les mécanismes de formation des dépôts. De même, elle est basée sur la séparation des chemins de formation des dépôts. L’étude des mécanismes du chemin de formation du film liquide montre que la formation des dépôts est liée à la durée de vie du film liquide sur la surface du piston : en s’évaporant lentement, le film liquide réside longtemps sur la surface et le dépôt peut se former. Pour l’étude des mécanismes du chemin de suie, deux mécanismes de transport sont responsables du dépôt de suies sur la surface : la thermophorèse et la turbulence. La dernière étude de la thèse porte sur l’impact de la condition de la surface sur la formation des dépôts. Les conditions étudiées sont la température de la surface, la rugosité et les matériaux transparents. Seule la température de la surface a un impact signifiant sur la quantité de dépôt. Le faible impact des matériaux transparents sur la formation des dépôts pourra rendre possible dans de futures études l’utilisation de diagnostics optiques pour étudier in situ la formation des dépôts.

In dieser Arbeit wird eine neue Methode zur Untersuchung der Bildung von Ablagerungen in der Brennkammer von Benzinmotoren vorgestellt. Der Prozess der Ablagerungsbildung ist bisher nicht gut verstanden und es gibt nur wenige oder gar keine Experimente, mit denen man die Bildung von Ablagerungen in situ studieren kann. Das Ziel der Dissertation ist daher erstens, eine Methodik vor-zuschlagen, um den Prozess der Bildung von Ablagerungen zu verstehen, und zweitens, sie anzu-wenden, um die Auswirkungen verschiedener Faktoren auf die Bildung von Ablagerungen zu unter-suchen. Diese Methodik basiert auf der Trennung von zwei Ablagerungsbildungspfaden: Dem Flüssigfilmbildungspfad und dem Rußbildungspfad. In einer ersten Studie wurden Geräten zur Erzeugung von Referenzablagerungen für jeden der Ablagerungswege durchgeführt. Diese Ablagerungen werden durch Elektronenmikroskopie sowie Infrarot-und Raman-Spektroskopie analysiert, um die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Referenzablagerungen zu bestimmen. Basierend auf dieser Charakterisierung werden die für die Referenzablagerungen identifizierten Eigenschaften in Ablagerungen zugeordnet, die sich auf Kolben in der Brennkammer eines Benzinmotors gebildet haben. Eine zweite Studie fokussiert auf In-situ-Versuche mit Hilfe einer Hochgeschwindigkeitskamera, um die Mechanismen der Ablagerungsbildung durch Beobachtung im laufenden Motor zu verstehen. In ähnlicher Weise basiert es auf der Trennung der Ablagerungswege. Die Untersuchung der Mechanismen des Weges der Flüssigkeitsfilmbildung zeigt, dass die Ablagerungsbildung mit der Lebensdauer des Flüssigkeitsfilms auf der Kolbenoberfläche zusammenhängt: Durch langsames Verdamp-fen bleibt der Flüssigkeitsfilm lange Zeit auf der Oberfläche und die Ablagerung kann sich bilden. Für die Untersuchung der Mechanismen des Rußpfades sind zwei Transportmechanismen für die Ablagerung von Ruß auf der Oberfläche verantwortlich: Thermophorese und Turbulenz. Der letzte Aspekt der Arbeit befasst sich mit dem Einfluss der Oberflächenbeschaffenheit auf die Bildung von Ablagerungen. Die untersuchten Bedingungen sind Oberflächentemperatur, Rauigkeit und transparente Materialien. Nur die Oberflächentemperatur hat einen signifikanten Einfluss auf die Menge der Ablagerung. Der geringe Einfluss transparenter Materialien auf die Ablagerungsbil-dung könnte es in zukünftigen Studien ermöglichen, die Ablagerungsbildung in situ mithilfe opti-scher Diagnostik zu untersuchen.