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THÈSE : Etude d’une décharge à barrière diélectrique établie dans un mélange gaz rare halogène

décharge à barrière diélectrique établie dans un mélange gaz rare halogène
Le, Thanh Doanh
Sous la direction du :  Zissis, Georges
Bhosle, Sounil
Ecole doctorale: Génie électrique, électronique, télécommunications (GEET)
laboratoire/Unité de recherche : Laboratoire PLAsma et Conversion d'Energie (LAPLACE), UMR 5213
Mots-clés libres : Ultraviolet (UV) - Décharge à barrière diélectrique (DBD) - Xénon - Chlore - Excimères et exciplexes des gaz rares - Halogènes - Tension sinusoïdale et impulsionnelle - Courant impulsionnel - Spectre d'émission - Continuum - Spectroscopie et imagerie résolue en temps - Durée de vie et vieillissement
Sujets : Electricite, électronique, automatique

TABLE DES MATIÈRES


INTRODUCTION 

CHAPITRE 1  Généralités sur les décharges à barrières diélectriques et sur la formation des excimères et des exciplexes 

1.1 La structure des décharges à barrière diélectrique 

1.2 Principe de fonctionnement d’une décharge à barrière diélectrique 

1.2.1 La décharge continue basse pression
1.2.2 Particularités des décharges hors équilibre à pressions élevées
1.2.2.1 Les avalanches
1.2.2.2 Décharges par avalanches successives
1.2.2.3 Propagation d’une onde d’ionisation 

1.3 Les différents régimes des décharges dans les DBDs 

1.3.1 Décharge filamentaire
1.3.2 Décharge luminescente ou diffuse  

1.4 La formation des excimères et des exciplexes 

1.4.1 Excimères
1.4.2 Exciplexes  

1.5 Applications des DBDs  

1.5.1 Domaine biomédical: Traitement de la peau
1.5.2 Domaine de l’environnement
1.5.2.1 Désinfection des eaux
1.5.2.2 Recyclage des gaz à effet de serre à l’aide d’une DBD
1.5.3 Domaine de l’éclairage
1.5.4 Domaine industriel : Traitement de surface et dépôt des matériaux
Bibliographie  

CHAPITRE 2  Modélisation physique d’une excilampe à DBD dans un mélange de xénon et de chlore 

2.1 L’équation de Boltzmann 

2.2 Les moments de l’équation de Boltzmann 

2.3 Simplification des moments de l’équation de Boltzmann 

2.3.1 Modèle de dérive diffusion
2.3.2 Approximation du champ local 

2.4 Interaction plasma/surface-Conditions aux limites 

2.4.1 Interaction plasma/surface
2.4.2 Conditions aux limites
2.4.2.1 Les électrons
2.4.2.2 Les ions positifs
2.4.2.3 Les ions négatifs
2.4.2.4 Les particules neutres
2.4.2.5 Conditions aux limites imposées par le circuit d’alimentation  

2.5 Espèces considérées - Coefficients de transports associées  

2.5.1 Espèces considérées et réactions entre espèces
2.5.2 Coefficients de transport
2.5.3 Méthodes numériques
2.5.3.1 La méthode des éléments finis
2.5.3.2 Stabilisation numérique du modèle 

2.6 Résultats du modèle DBD-Xe/Cl2 et discussions  

2.6.1 Géométrie du modèle
2.6.2 Evolution de la tension et du courant de décharge dans le volume
2.6.3 Evolution temporelle de la densité de charge à la surface des diélectriques
2.6.4 Evolution temporelle et spatiale du plasma de décharge
Conclusion
Bibliographie 

CHAPITRE 3  Estimation de l’influence du mode d’alimentation sur le rayonnement UV d’une exilampe

3.1 Exploitation du modèle 

3.2 Régime sinuisoïdal  

3.2.1 Influence de la pression totale du mélange
3.2.2 Influence du taux de chlore dans le mélange gazeux
3.2.3 Influence de la fréquence de l’alimentation 

3.3 Régime de source de tension impulsionnelle 

3.3.1 Influence du rapport cyclique
3.3.2 Influence de la pression totale
3.3.3 Influence de fréquence de l’alimentation 

3.4 Régime de source de courant impulsionnel 

3.4.1 Influence de la pression totale
3.4.2 Influence du taux de chlore
Conclusion
Bibliographie
CHAPITRE 4  Dispositifs expérimentaux mis en oeuvre 

4.1 Système de production des excilampes 

4.2 L’excilampe xénon/chlore 

4.3 Alimentations pour l’excilampe xénon/chlore 

4.3.1 Alimentation sinusoïdale
4.3.2 Alimentation en tension impulsionnelle
4.3.3 Alimentation en courant impulsionnel  

4.4 Les dispositifs de diagnostic  

4.4.1 Caméra PI-MAX ICCD
4.4.1.1 Description de la caméra PI-MAX
4.4.1.2 Caractéristiques typiques de la caméra PI-MAX
4.4.1.3 Caractéristique de l’intensificateur de la caméra
4.4.1.4 Les modes d’opération principaux de la caméra
4.4.1.5 Domaine d’application de la caméra PI-MAX ICCD
4.4.2 Générateur du temps de programmation (PTG)
4.4.2.1 Caractéristiques du PTG
4.4.2.2 Gestion de synchronisation de l’acquisition
4.4.3 Monochromateur Jobin Yvon H25
4.4.4 Spectromètre HR4000 et filtre optique
4.4.5 Radiomètre P9710
4.4.6 Le filtre et la lentille UV
Conclusion
Bibliographie 

CHAPITRE 5  Etude expérimentale de la décharge dans une excilampe xénon/chlore 

5.1 Rayonnement émis par l’excilampe xénon/chlore 

5.1.1 Influence de la fréquence d’alimentation
5.1.2 Influence de la pression totale du mélange 

5.2 Etude des spectres émis par l’excilampe xénon/chlore sous différents typesd’alimentation 

5.2.1 Schéma du système expérimental de mesure des spectres
5.2.2 Résultats avec l’alimentation en tension
5.2.3 Résultats avec l’alimentation en courant 

5.3 Etude spectroscopique résolue en temps de la bande 308nm 

5.3.1 Schéma de principe expérimental
5.3.2 Résultats obtenus avec l’alimentation en courant
5.3.3 Résultats obtenus avec l’alimentation en tension 

5.4 L’imagerie résolue en temps de la décharge de l’excilampe xénon/chlore 

5.4.1 Résultats obtenus avec l’alimentation en courant
5.4.2 Résultats obtenus avec l’alimentation en tension 

5.5 Etude du vieillissement de l’excilampe xénon/chlor 

5.5.1 Evolution de l’émission pendant le fonctionnement prolongé
5.5.2 Facteurs probables du vieillissement de l’excilampe et leur identification
5.5.2.1 Résultats obtenus par spectroscopie résolue en temps
5.5.2.2 Résultats obtenus par acquisition des spectres d’émission
5.5.3 L’influence de la pression partielle du chlore
Conclusion
Bibliographie
CONCLUSION GENERALE
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXE I
ANNEXE II 



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Ditulis oleh: younes younes - mercredi 31 octobre 2012

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