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Etude Dun Micro Jet De Plasma A Pression Atmospherique
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Book Synopsis Etude d'un micro-jet de plasma à pression atmosphérique by : Claire Douat
Download or read book Etude d'un micro-jet de plasma à pression atmosphérique written by Claire Douat and published by . This book was released on 2014 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ces dernières années un nouveau type de décharges hors équilibre thermodynamique, aptes à générer des micro jets de plasma se propageant en atmosphère libre, a suscité beaucoup d'intérêt dans la communauté scientifique. Ces micro jets, produits dans des structures type décharge à barrière diélectrique, ont des propriétés particulièrement intéressantes, tant sur le plan de la physique des plasmas que sur celui des applications, en particulier pour des applications biomédicales ou de traitement de surface.Dans ce travail de thèse il est démontré que ces jets de plasma correspondent à la propagation à grande vitesse d'un front d'ionisation sans déplacement de matière. Une caractérisation des propriétés des jets (vitesse et distance de propagation) a été effectuée en fonction de la tension appliquée, du débit, de la composition du gaz, et de la géométrie de la décharge. La distribution spatio-temporelle des espèces réactives produites par le jet a été mesurée, et en particulier celle de l'état métastable He (23S) mesuré par absorption laser. Des densités comprises entre 1.1012 et 5.1013 cm-3 ont été obtenues pour l'état He (23S). Sa distribution est annulaire à la sortie de la structure de la décharge et se referme le long du jet. La densité maximale est obtenue à une distance correspondant à la moitié de la zone où les atomes métastables sont présents, ce qui est en contradiction avec les modèles actuels. De plus, afin de mieux comprendre la physique des jets de plasma, nous avons fait interagir deux jets placés l'un en face de l'autre. L'étude de la contre propagation de deux jets révèle qu'il existe une distance minimale d'approche laissant entre eux une zone exempte de plasma. Après l'extinction des deux plasmas, une seconde décharge s'amorce exactement dans cette zone. Une étude détaillée couplant diagnostics électrique, imagerie ultra-rapide et spectroscopie d'émission nous a permis de montrer que cette décharge secondaire est due à une inversion de polarité conduisant à la création transitoire d'un piège à électrons.Dans le but d'aborder l'étude des applications des jets de plasma au domaine biologique, nous avons également étudié la dégradation de l'ADN plasmidique par un jet de plasma. Nous avons mis en évidence que ce type de plasma induit majoritairement des cassures simples et doubles brins, alors que très peu d'oxydations de base ou de sites abasiques sont observés, ceci même avec l'ajout de quelques pourcents d'oxygène dans le gaz.
Book Synopsis Etude spectroscopique d'un plasma micro-onde à la pression atmosphérique et son application à la synthèse de nanostructures by : Amaury Kilicaslan
Download or read book Etude spectroscopique d'un plasma micro-onde à la pression atmosphérique et son application à la synthèse de nanostructures written by Amaury Kilicaslan and published by . This book was released on 2014 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'objectif de ce mémoire de maîtrise est de caractériser la distribution axiale des plasmas tubulaires à la pression atmosphérique créés et entretenus par une onde électromagnétique de surface ainsi que d'explorer le potentiel de ces sources pour la synthèse de matériaux et de nanomatériaux. Un précédent travail de thèse, qui avait pour objectif de déterminer les mécanismes à l'origine de la contraction radiale du plasma créé dans des gaz rares, a mis en lumière un phénomène jusque-là inconnu dans les plasmas d'onde de surface (POS). En effet, la distribution axiale varie différemment selon la puissance incidente ce qui constitue une différence majeure par rapport aux plasmas à pression réduite. Dans ce contexte, nous avons réalisé une étude paramétrique des POS à la pression atmosphérique dans l'Ar. À partir de nos mesures de densité électronique, de température d'excitation et de densité d'atomes d'Ar dans un niveau métastable (Ar 3P2), résolues axialement, nous avons conclu que le comportement axial de l'intensité lumineuse avec la puissance n'est pas lié à un changement de la cinétique de la décharge (qui est dépendante de la température des électrons et de la densité d'atomes d'Ar métastables), mais plutôt à une distribution anormale de dissipation de puissance dans le plasma (reliée à la densité d'électrons). Plus précisément, nos résultats suggèrent que ce dépôt anormal de puissance provient d'une réflexion de l'onde dans le fort gradient de densité de charges en fin de colonne, un effet plus marqué pour de faibles longueurs de colonnes à plasma. Ensuite, nous avons effectué une étude spectroscopique du plasma en présence de précurseurs organiques, en particulier le HMDSO pour la synthèse de matériaux organosiliciés et l'IPT pour la synthèse de matériaux organotitaniques. Les POS à la PA sont caractérisés par des densités de charges très élevées (>10^13 cm^-3), permettant ainsi d'atteindre des degrés de dissociation des précurseurs nettement plus élevés que ceux d'autres plasmas froids à la pression atmosphérique comme les décharges à barrière diélectrique. Dans de tels cas, les matériaux synthétisés prennent la forme de nanopoudres organiques de taille inférieure à 100 nm. En présence de faibles quantités d'oxygène dans le plasma, nous obtenons plutôt des nanopoudres à base d'oxyde de silicium (HMDSO) ou à base de titanate de silicium (IPT), avec très peu de carbone.
Author :Thomas Gaudy (auteur d'une thèse de doctorat en Sciences pour l'ingénieur).) Publisher : ISBN 13 : Total Pages :198 pages Book Rating :4.:/5 (115 download)
Book Synopsis Etude d'un jet plasma à la pression atmosphérique pour le dépôt d'oxyde de silicium by : Thomas Gaudy (auteur d'une thèse de doctorat en Sciences pour l'ingénieur).)
Download or read book Etude d'un jet plasma à la pression atmosphérique pour le dépôt d'oxyde de silicium written by Thomas Gaudy (auteur d'une thèse de doctorat en Sciences pour l'ingénieur).) and published by . This book was released on 2012 with total page 198 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'objectif de la thèse est d'étudier le fonctionnement d'un double jet plasma d'hélium à pression atmosphérique, et de l'optimiser pour le dépôt de films d'oxyde de silicium denses inorganiques à partir d'un précurseur liquide organosilicié. La décharge est réalisée entre 2 pointes et un plan isolé par un diélectrique sur lequel se trouve le substrat. Entre pointes et plan, les jets sont confinés dans un tube de 1,8cm de diamètre séparé de la surface par un espace millimétrique. Plusieurs régimes de décharge sont observés et caractérisés par des mesures de courant et de tension, de l'imagerie rapide, de la spectroscopie optique d'émission. La simulation numérique de l'écoulement a permis d'expliquer les résultats expérimentaux. La décharge diffuse remplissant le tube de confinement a été corrélé à un écoulement turbulent, la décharge localisée à un écoulement laminaire, induisant un gainage de l'hélium par l'air qui remonte dans le tube de confinement, limitant la zone de développement de la décharge, et faisant apparaître un "plasma bullet" en pointe positive. La configuration permet d'obtenir un régime d'écoulement turbulent pour de faibles flux (
Book Synopsis Les micro-jets de plasma à pression atmosphérique et température ambiante by : Marc Foletto
Download or read book Les micro-jets de plasma à pression atmosphérique et température ambiante written by Marc Foletto and published by . This book was released on 2015 with total page 183 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les micro-jets de plasma, se propageant dans un flux d'hélium entouré d'air libre, à pression atmosphérique et à température ambiante, ont attiré l'attention des chercheurs depuis une dizaine d'années. Ces micro-jets sont créés dans une décharge à barrière diélectrique alimentée par des impulsions de tension. Ils se propagent dans le flux d'hélium à l'extérieur de la DBD sous la forme d'une onde d'ionisation. Le plasma est confiné spatialement là où l'hélium est dominant, car l'ionisation de l'air nécessite un champ électrique plus important que celui présent dans le front d'ionisation. Leurs applications biomédicales sont prometteuses car ils permettent de produire des espèces réactives à quelques centimètres de distance de la DBD sans augmenter la température du gaz. Dans cette thèse, l'objectif a été de développer une meilleure compréhension de l'influence des conditions expérimentales et de la géométrie de la DBD sur les propriétés des jets de plasma. À ces fins, l'écoulement d'hélium a été étudié expérimentalement et numériquement, et des simulations sur la génération et la propagation du micro-jet de plasma ont été réalisées.
Book Synopsis Caractérisation expérimentale et optimisation d'une source plasma à pression atmosphérique couplée à un spectromètre de masse à temps de vol by : Laura Chauvet
Download or read book Caractérisation expérimentale et optimisation d'une source plasma à pression atmosphérique couplée à un spectromètre de masse à temps de vol written by Laura Chauvet and published by . This book was released on 2016 with total page 183 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Depuis le début des années 2000, de nouvelles sources plasma à pression atmosphérique ont été développées. Ces dernière permettent la propagation d'un jet de plasma froid (plasma hors équilibre thermodynamique) à l'air. Du fait de leurs intéressantes propriétés (en terme d'espèces réactives, de basse température et de leurs facultés à s'étendre dans l'air), ils sont étudiés dans une large gamme d'applications parmi lesquelles la médecine, la décontamination, la synthèse de nanoparticules ou encore la chimie analytique. Certains jets sont générés par des sources basées sur des configurations de décharges à barrières diélectriques (DBD), c'est le cas de cette étude. Ce travail propose la caractérisation expérimentale d'un jet de plasma ayant comme objectif d'être couplé à un spectromètre de masse à temps de vol (TOF-MS) dans le cadre d'une application à la chimie analytique dans les conditions ambiantes. La source se compose d'un diélectrique, dans lequel le gaz de décharge est injecté, entouré par deux électrodes alimentées par un signal de tension alternatif carré. Les diagnostics utilisés lors de la caractérisation de la décharge sont principalement optiques. Il s'agit de spectroscopie d'émission optique ainsi que d'imagerie réalisée avec une caméra ICCD, dans un premier temps employée sans filtre puis avec des filtres passe-bandes. Le spectromètre de masse a également été utilisé comme outil de diagnostic afin d'identifier les ions créés par l'interaction du plasma dans l'air. Le jet a été étudié pour différentes conditions de tensions appliquées et de débits de gaz, et ce pour deux gaz de décharge, le néon et l'hélium. Les mécanismes de propagation du jet dans l'air ont été étudiés indépendamment pour les deux alternances de la tension, mettant en évidence la propagation de streamers, respectivement positif et négatif, ainsi que la présence d'un canal ionisé persistant d'un streamer à l'autre. Les distributions spatio-temporelles des émissions des principales espèces radiatives ont été étudiées lors de la propagation de chacun des streamers permettant d'observer et d'identifier plusieurs mécanismes intervenant dans le peuplement des états supérieurs de ces espèces. Ces résultats ont révélé que les mécanismes mis en jeu diffèrent pour certaines espèces en fonction de l'alternance de la tension. Il est également apparu que les mécanismes intervenant dans les décharges initiées avec le néon ou l'hélium étaient globalement semblables mais différaient tout de même légèrement du fait de la différence d'énergie entre les états métastables du néon et de l'hélium. Afin d'évaluer les capacités d'ionisation de la source dans le cadre de son application à la chimie analytique dans les conditions ambiantes, les ions créés par le plasma dans l'air ont été détectés et identifiés à l'aide du TOF-MS puis différents échantillons volatils ont été testés. Les résultats ont mis en évidence que le jet initié avec le néon est aussi efficace que celui initié avec l'hélium pour ioniser ces échantillons. Une étude semi-quantitative d'un des échantillons volatils a également été réalisée.
Book Synopsis Caractérisations d'un jet de plasma froid d'hélium à pression atmosphérique by : Julien Cosimi
Download or read book Caractérisations d'un jet de plasma froid d'hélium à pression atmosphérique written by Julien Cosimi and published by . This book was released on 2020 with total page 245 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les jets de plasma froid à la pression atmosphérique connaissent un réel engouement dans de nombreux domaines du biomédical depuis la dernière décennie. Dans les différentes applications de ces jets, le plasma généré est amené à interagir avec de nombreux types de surfaces. Les jets de plasma ont une influence sur les surfaces traitées, mais il est maintenant connu que les surfaces traitées influencent également le plasma en fonction de leurs caractéristiques. Le travail mené dans cette thèse a donc pour but de caractériser un jet de plasma froid d'hélium à la pression atmosphérique en contact avec trois types de surfaces (diélectrique, métallique et eau ultrapure) au moyen de différents diagnostics électriques et optiques afin de comprendre l'influence de la nature des surfaces sur les propriétés physiques du plasma et les espèces chimiques générées. La première partie de cette thèse s'intéresse à l'étude de l'influence des surfaces sur le jet de plasma. Différents paramètres sont étudiés, tels que la nature de la surface exposée, le débit de gaz, la distance entre la sortie du dispositif et la surface exposée ou encore la composition du gaz plasmagène. Pour ce faire, nous avons utilisé dans un premier temps l'imagerie Schlieren afin de suivre le flux d'hélium en sortie du dispositif en présence ou non de la décharge. La spectroscopie d'émission a été utilisée pour déterminer les espèces émissives générées par le plasma. L'imagerie rapide nous a permis de suivre la génération et la propagation de la décharge et la distribution de certaines espèces excitées dans le jet avec l'aide de filtres interférentiels passe-bandes. Une cible diélectrique entraîne un étalement de l'onde d'ionisation sur sa surface et une cible conductrice entraîne la formation d'un canal de conduction. L'évolution de la densité d'espèces excitées (OH*, N2*, He* et O*) augmente avec la permittivité relative de la surface traitée. Le rôle joué par les espèces actives générées par les jets de plasma est fondamental dans la cinétique et la chimie des mécanismes liés aux procédés plasma. La seconde étape de la thèse porte donc sur l'évaluation spatiale et temporelle des densités du radical hydroxyle OH, une espèce jouant un rôle majeur dans de nombreux mécanismes. La cartographie spatiale et l'évolution temporelle des densités absolues et relatives de OH ont été obtenues au moyen de diagnostics lasers LIF et PLIF. La densité de OH générée augmente avec la permittivité relative de la surface traitée. On constate que les radicaux OH restent présents dans le canal d'hélium entre deux décharges consécutives (plusieurs dizaines de microsecondes). Enfin, nous nous sommes intéressés à la production d'espèces réactives à longue durée de vie dans l'eau ultrapure traitée par plasma. L'influence de différents paramètres sur la concentration d'espèces dans l'eau traitée a été étudiée dans le but d'optimiser la production de ces espèces. Dans nos conditions expérimentales, la mise à la masse de l'eau ultrapure lors du traitement permet l'augmentation de la concentration de H2O2. Par ailleurs, la mise à la masse induit une diminution la concentration de NO2-.
Book Synopsis Etude et optimisation d'une décharge "Plasma Gun" à pression atmosphérique, pour des applications biomédicales by : Vanessa Sarron
Download or read book Etude et optimisation d'une décharge "Plasma Gun" à pression atmosphérique, pour des applications biomédicales written by Vanessa Sarron and published by . This book was released on 2013 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'utilisation de plasmas, qu'ils soient thermiques ou basse pression, dans le domaine biomédical remonte aux années 1970. Au cours de ces dernières années, les développements concernant des jets de plasma froid à pression atmosphérique, ont permis un élargissement des domaines d'applications biomédicales des plasmas. Au sein du GREMI, un type de jet de plasma a été développé : le Plasma Gun. Le plasma généré par le Plasma Gun se propage sur de longues distances à l'intérieur de capillaires. L'optimisation des traitements visés nécessite une étude approfondie des décharges créées par le Plasma Gun. La caractérisation du Plasma Gun a mis en évidence la génération de Pulsed Atmospheric pressure Plasma Streams ou PAPS, ces derniers se propageant du réacteur jusque dans l'air ambiant où ils génèrent une plume plasma. Ces PAPS présentent deux modes de propagation, au cours desquels une connexion entre le front d'ionisation et le réacteur est présente en permanence. Ces deux modes nommés respectivement Wall-hugging et Homogène, diffèrent principalement par la morphologie et la vitesse de propagation des PAPS qui leur sont associés. Chacun de ces modes présentent donc des caractéristiques qui leur sont propres mais certaines propriétés de propagation leur sont communes, telles que la possibilité de division ou de réunion de PAPS, ainsi que du transfert de PAPS à travers une barrière diélectrique ou via un capillaire métallique creux. L'étude de la plume plasma, propagation des PAPS dans l'air ambiant, a souligné l'importance de la longueur des capillaires sur la longueur du jet plasma. De plus, la génération du plasma a une très forte influence sur l'écoulement du gaz et la structuration du jet lors de son expansion dans l'air.
Book Synopsis Etude radiative d'un plasma d'argon à la pression atmosphérique produit par des micro-ondes en régime pulsé by : Raphaël Maris
Download or read book Etude radiative d'un plasma d'argon à la pression atmosphérique produit par des micro-ondes en régime pulsé written by Raphaël Maris and published by . This book was released on 2021 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le présent mémoire de maîtrise a pour but de jeter les bases sur la physique des plasmas micro-ondes en régime pulsé dans l'argon à la pression atmosphérique. Pour cela, nous avons utilisé une photodiode nous permettant d'acquérir l'émission globale du plasma pour différentes positions du tube où celui-ci détient trois types d'évolutions. La partie croissante, où nous avons observé un retard d'allumage du plasma qui augmente en s'éloignant de l'excitateur. Nous l'avons estimé en dérivant l'émission du plasma afin d'en obtenir ensuite une vitesse de front d'ionisation. Cette méthode de dérivée nous a permis également de constater que l'émission plasma détient un comportement exponentiel en croissance d'émission où nous avons pu en extraire des coefficients homogènes à des fréquences pour chacune des positions. Nous en avons ensuite interprété sous l'appui d'une mise en équation de l'émission plasma que la partie croissante est fortement sensible en début d'ignition, au chauffage des électrons Te(t) et à la multiplication électronique ne(t) puis tardivement au chauffage du gaz Tg(t). Ensuite, la partie stationnaire, pour laquelle nous avons remarqué que la densité électronique ne(z) est fortement dépendante de l'émission intégrée le long du tube. En parallèle, nous avons eu recours à la spectroscopie d'émission optique afin d'en déterminer Tg(z) où nous avons constaté que celui-ci est sensible au rapport cyclique. Enfin, la partie décroissante, où nous avons constaté un pic d'émission plasma au moment de l'extinction du plasma où nous avons supposé qu'il fût associé à la recombinaison radiative des dimères de l'argon Ar2+ avec les électrons. De même que pour la phase d'allumage, la dérivée et la mise en équation de l'émission plasma, nous a permis d'interpréter qu'après l'extinction du plasma, nous avons en première partie Te(t) et ne(t) qui contribuent fortement pour ensuite se terminer sur une décroissance exponentielle lente que nous avons associée à Tg(t).
Book Synopsis ETUDE DE PLASMAS PRODUITS PAR LASER A PRESSION ATMOSPHERIQUE EN VUE DE L'ANALYSE ELEMENTAIRE by : Nadine André (docteur en physique)
Download or read book ETUDE DE PLASMAS PRODUITS PAR LASER A PRESSION ATMOSPHERIQUE EN VUE DE L'ANALYSE ELEMENTAIRE written by Nadine André (docteur en physique) and published by . This book was released on 1995 with total page 184 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: DANS LE CADRE DES ETUDES MENEES SUR L'APPLICATION DE LA SPECTROSCOPIE D'EMISSION SUR PLASMA PRODUIT PAR LASER (SEO-PPL) A L'ANALYSE ELEMENTAIRE DES SOLIDES, L'OBJECTIF QUE NOUS NOUS SOMMES FIXE, CONSISTE A ELABORER UNE METHODE DE QUANTIFICATION DES SIGNAUX OPTIQUES PERMETTANT DE S'AFFRANCHIR DE L'UTILISATION D'UN ETALON INTERNE. LA REALISATION DE CET OBJECTIF NECESSITE D'UNE PART, DE RECHERCHER LES PARAMETRES QUI FIXENT L'INTENSITE DES RAIES D'EMISSION ET D'AUTRE PART, DE TROUVER DES MOYENS DE DIAGNOSTIC DU PLASMA PERMETTANT LA PRISE EN COMPTE D'EVENTUELLES VARIATIONS DE CES PARAMETRES AU COURS DES MESURES. NOTRE PARTIE EXPERIMENTALE A DEBUTE PAR LE DEVELOPPEMENT D'UNE INSTRUMENTATION PERMETTANT DE CONTROLER LES PARAMETRES EXPERIMENTAUX (SURFACE D'INTERACTION ET PUISSANCE DU FAISCEAU LASER) ET DE DEFINIR UNE PROCEDURE DE MESURE. LE BON NIVEAU DE REPETABILITE DES SIGNAUX OPTIQUES MESURES SANS REFERENCE INTERNE A MONTRE QUE LE PLASMA EST MAITRISE DANS DES CONDITIONS EXPERIMENTALES CONTROLEES. LA SECONDE PARTIE EXPERIMENTALE A EU POUR OBJET LA MISE EN UVRE DES DIAGNOSTICS PLASMA PERMETTANT DE SUIVRE LA VARIATION DES PARAMETRES CLEFS DU PROCEDE D'ABLATION PAR LASER (VAPORISATION, ATOMISATION ET EXCITATION). NOUS AVONS MONTRE QUE LE SIGNAL ACOUSTIQUE, GENERE LORS DE L'EXPANSION DU PLASMA DANS LE MILIEU AMBIANT, EST CORRELE A LA QUANTITE DE MATIERE ATOMISEE. D'APRES NOTRE MODELE, CELA SIGNIFIE QUE LE SIGNAL ACOUSTIQUE ET LA TEMPERATURE D'EXCITATION RENDENT COMPTE DE L'ENSEMBLE DES PROCESSUS D'ABLATION. POUR VALIDER CETTE HYPOTHESE, NOUS AVONS COMPARE LES PENTES DE DROITES D'ETALONNAGE ETABLIES SUR PLUSIEURS MATERIAUX DE NATURE PHYSICO-CHIMIQUE DIFFERENTE. LES RESULTATS OBTENUS SUR LES ECHANTILLONS ETUDIES (ALLIAGES D'ALUMINIUM, DE NICKEL, ACIERS, VERRES) ONT MONTRE QU'IL N'EXISTE PAS D'EFFETS DE MATRICES POUR CES MATERIAUX ET QUE LES QUANTITES DE MATIERE ATOMISEE ET LA TEMPERATURE D'EXCITATION SONT IDENTIQUES. PAR CONTRE, NOUS AVONS OBSERVE DES EFFETS DE MATRICE ENTRE DEUX ALLIAGES D'ALUMINIUM (AL-CU ET AL-ZN) ET DE ZINC, QUI ONT PU ETRE CORRIGES PAR NOTRE METHODE DE NORMALISATION
Book Synopsis Etude aerothermochimique d'un jet de plasma s'écoulant à l'air libre ... by : Philippe Boulanger
Download or read book Etude aerothermochimique d'un jet de plasma s'écoulant à l'air libre ... written by Philippe Boulanger and published by . This book was released on with total page 216 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Modélisation et simulation numérique de l'écoulement d'un plasma atmosphérique pour l'étude de l'activité électrique des plasmas sur avion by : Jérôme Métral
Download or read book Modélisation et simulation numérique de l'écoulement d'un plasma atmosphérique pour l'étude de l'activité électrique des plasmas sur avion written by Jérôme Métral and published by . This book was released on 2002 with total page 204 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Un gaz ionisé (ou plasma) présente la propriété d'absorber ou de réfléchir les ondes électromagnétiques radar, si son taux d'ionisation est suffisant. Cette propriété suscite un intérêt particulier pour des applications dans le domaine de l'aéronautique. L'objectif de cette thèse est de pouvoir prédire les caractéristiques (électriques et énergétique) d'un plasma d'air faiblement ionisé dans un écoulement à pression atmosphérique. La description du plasma repose sur un modèle à deux températures, inspiré des modèles hors- équilibre thermique. L'écoulement du plasma est alors décrit par un système d'équations de l'hydrodynamique à deux températures couplé à un modèle collisionnel (description des échanges énergétiques) et à la cinétique chimique (réactions chimiques). Nous avons mis en œuvre un algorithme pour simuler le plasma en écoulement axisymétrique. Il s'agit d'un schéma numérique bidimensionnel de type Lagrange + Projection dont la phase de projection est un schéma d'ordre 2, adapté au transport multi- espèces. Cet algorithme nous permet de simuler des expérimentations sur l'écoulement d'un plasma atmosphérique pour valider les paramètres du modèle. Dans une deuxième partie, nous étudions la méthode des couches absorbantes parfaitement adaptées (PML) qui constitue une condition de bord pour la simulation en milieu ouvert. Son efficacité étant reconnue pour les problèmes de propagation d'onde électromagnétique, nous nous penchons sur un moyen d'adapter cette méthode de l'aéroacoustique (équations d'Euler linéarisées). Pour cela nous présentons deux approches : une méthode simple visant à éviter les oscillations numériques, et une approche plus générale où nous définissons une nouvelle formulation de couches absorbantes qui mène à des problèmes bien posés.
Book Synopsis Modélisations multi-physiques avec validations expérimentales des jets de plasmas froids d'hélium à la pression atmosphérique by : Neil Jomaa
Download or read book Modélisations multi-physiques avec validations expérimentales des jets de plasmas froids d'hélium à la pression atmosphérique written by Neil Jomaa and published by . This book was released on 2014 with total page 254 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le développement de sources de plasmas froids stables et bien adaptées aux applications biomédicales est en plein essor notamment pour répondre à des exigences strictes comme une quasi-température ambiante, la production d'espèces actives contrôlées, etc. Les jets de plasmas froids à la pression atmosphérique générés par décharges à barrière diélectrique (DBD) dans l'hélium peuvent répondre à ces exigences. Ils constituent l'objectif de notre étude numérique qui est corrélée aux mesures pour la validation de notre modélisation hydro-électrodynamique. Le dispositif modélisé mis en place dans le groupe est constitué par un tube de quartz de petit diamètre traversé par l'hélium et enveloppé par deux électrodes d'aluminium alimentées par une tension pulsée mono-polaire. L'imagerie rapide a montré que le jet de plasma apparaissant continue est en fait la succession rapide de "balles de plasma" constituant les fronts de l'onde d'ionisation se propageant dans le mélange He-air à l'extérieur du tube, une hypothèse d'onde d'ionisation guidée dont la confirmation constitue l'un des objectifs de ce travail. L'étude menée en 2Drz est basée sur la méthode des éléments finis pour la discrétisation en utilisant le logiciel COMSOL. Trois modèles couplés ont été mis en place pour les études hydrodynamique, électrostatique et électrodynamique. La modélisation hydrodynamique nous a fourni, pour différents rayons du tube et vitesses d'écoulement, la distribution 2Drz de la fraction molaire d'hélium qui se dilue progressivement dans l'air ambiant. Ce mélange gazeux constitue le milieu dans lequel se propage l'onde d'ionisation dont le front d'onde initial au voisinage de la sortie du tube est le champ électrique géométrique. Ce champ a constitué l'objectif de la simulation électrostatique qui nous a permis de quantifier l'influence de chacun des paramètres du dispositif sur la valeur maximale de ce front d'onde initial. Le fruit de cette étude est une configuration optimale validée expérimentalement pour soit optimiser la longueur du jet facilitant la manipulation du jet, soit minimiser la tension appliquée pour réduire le cout énergétique dans le cas d'une longueur fixée du jet. La simulation hydro- électrodynamique du jet est basée sur le système couplé formé par les équations de Poisson, de transport des particules, de conservation de l'énergie électronique, du transport convecto-diffusif et de Navier Stokes. Les données de base nécessaires en entrée comme les coefficients de transport et de réaction ont été déterminés par résolution de l'équation de Boltzmann multi-termes en fonction de la dilution progressive de l'He dans l'air. Chaque cas de simulation de notre modèle multi-physiques, consommateur de temps de calcul (3 jours sur un processeur Xeon), fournit beaucoup d'informations précieuses pour l'optimisation du jet. On peut citer la confirmation de la nature "streamer guidé", l'analyse 2Drz fine à l'aide des cinétiques réactionnelles des différentes phases du jet (développement, propagation à l'intérieur puis à l'extérieur du tube et post-décharge), la détermination du profil de sa vitesse instantanée et de sa longueur, l'identification des mécanismes conduisant à sa forme annulaire observée expérimentalement, l'étude spatio-temporelle de l'énergie électronique moyenne, du champ électrique local générant la seconde onde d'ionisation, du courant électronique et des densités des espèces chargées et neutres comme l'hélium métastable jouant un rôle majeur et l'oxygène atomique pour son importance dans le biomédical. Les bonnes cohérences entre nos résultats et les mesures sont autant d'éléments de validation de notre modèle hydro-électrodynamique. On a mené aussi une étude paramétrique systématique pour quantifier l'effet de la tension et du rayon interne sur les caractéristiques du jet de plasma. On a finalement apporté dans une annexe notre contribution sur la physique de l'interaction entre notre jet et les micro-organismes.
Book Synopsis Caractérisation d'un jet de plasma d'argon laminaire by : Emilie Langlois-Bertrand
Download or read book Caractérisation d'un jet de plasma d'argon laminaire written by Emilie Langlois-Bertrand and published by . This book was released on 2011 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les jets de plasma sont largement utilisés dans l'industrie, dans les laboratoires pour des applications allant du traitement des déchets, à la découpe de pièces métalliques jusqu'aux dépôts de couches de protection. Dans la majorité de ces applications, les jets de plasma sont utilisés en régime turbulent. Ce régime est caractérisé par de fortes fluctuations panache, peu attractives dans le domaine du traitement des matériaux, car elles réduisent la répétabilité et le contrôle des processus. Des jets de plasma aux caractéristiques beaucoup plus stables peuvent être produits en réduisant le débit de gaz plasmagène. Ces jets de plasma sont appelés jets de plasma laminaire. Peu d'études ont été menées sur ce type de jet limitant le développement de ces torches. L'objectif du travail présenté dans ce mémoire est de réaliser l'étude d'un jet de plasma d'argon en régime laminaire à pression atmosphérique. Le diagnostic du jet a été réalisé par spectroscopie optique d'émission à partir de l'enregistrement des spectres atomique et moléculaire d'éléments présents dans le jet. Par ailleurs, ces résultats ont permis de montrer que le jet de plasma pompait l'air extérieur dans lequel fonctionnait la torche. En outre, les champs de vitesses du jet de plasma ont été mesurés par un tube de Pitot. Les distributions de températures et de vitesses déterminées expérimentalement ont été comparés aux résultats d'un modèle numérique. Pour finir, nous avons développé une méthode de mesure de la température du jet de plasma à partir des spectres d'émission des molécules de MgO et de CN produits respectivement à partir de la combustion de magnésium injecté dans le plasma et de la combustion de l'air. Ces molécules sont d'un grand intérêt dans les processus industriels mais aussi dans le domaine de l'aérospatial.
Book Synopsis CONTRIBUTION A LA CARACTERISATION EXPERIMENTALE D'UN JET DE TORCHE A PLASMA by : NITYALENDRA BIR.. SINGH
Download or read book CONTRIBUTION A LA CARACTERISATION EXPERIMENTALE D'UN JET DE TORCHE A PLASMA written by NITYALENDRA BIR.. SINGH and published by . This book was released on 1998 with total page 165 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LA PREMIERE PARTIE EST CONSACREE A UNE PRESENTATION DE LA TORCHE DONT L'ORIGINALITE EST DE POUVOIR FONCTIONNER SOIT AVEC UNE ANODE CONTINUE DE TYPE CLASSIQUE, SOIT AVEC UNE ANODE SEGMENTEE COMPRENANT PLUSIEURS MODULES ISOLES ELECTRIQUEMENT ET POUVANT ETRE CONNECTES INDEPENDAMMENT. LA DEUXIEME PARTIE DECRIT LE DISPOSITIF EXPERIMENTAL UTILISE POUR LES ANALYSES OPTIQUES DANS DES PLASMAS ET LES METHODES DE DIAGNOSTICS. DANS LA TROISIEME PARTIE L'INFLUENCE, A LA PRESSION ATMOSPHERIQUE, DE QUELQUES PARAMETRES SUR LES DISTRIBUTIONS AXIALES ET RADIALES DE LA TEMPERATURE DANS LE JET DE TORCHE A COURANT CONTINU EST PRESENTEE. LES TEMPERATURES MESUREES, A PARTIR DE RAIES DE L'ARGON NEUTRE, SONT CONFRONTEES A CELLES DONNEES PAR DES MODELES NUMERIQUES. L'ACCORD ENTRE MESURES ET CALCUL RELATIVEMENT SATISFAISANT SUR L'AXE DU JET NE L'EST PLUS EN CE QUI CONCERNE LES EVOLUTIONS RADIALES DE LA TEMPERATURE DANS LES ZONES PERIPHERIQUES. LA QUATRIEME PARTIE PRESENTE DES MESURES DE TEMPERATURE ET DE DENSITE ELECTRONIQUE POUR UN JET SOUS PRESSION REDUITE. LES ECARTS A L'EQUILIBRE THERMODYNAMIQUE LOCAL SONT MIS EN EVIDENCE, ET CE D'AUTANT PLUS FORTEMENT QUE LA PRESSION EST ABAISSEE. DANS LA CINQUIEME PARTIE, IL EST CLAIREMENT MIS EN EVIDENCE UNE FORTE AUGMENTATION DE TEMPERATURE LORSQUE L'ARC EST ALLONGE A L'AIDE DE LA TORCHE A ANODE SEGMENTEE ET EN FONCTION DU MODE DE CONNEXION A LA SOURCE ELECTRIQUE. CES MESURES SONT COMPLETEES PAR DES MESURES PERMETTANT D'ABOUTIR A LA TEMPERATURE DE ROTATION A PARTIR DES BANDES MOLECULAIRES DE CN, PRESENT A L'ETAT DE TRACES. UN IMPORTANT ECART ENTRE LA TEMPERATURE D'EXCITATION DE L'ARGON ET LA TEMPERATURE ROTATIONNELLE DE CN EST MIS EN EVIDENCE. LA DERNIERE PARTIE ABORDE LA PARTIE LA PLUS ORIGINALE DU TRAVAIL. IL EST EN EFFET CONSACRE AUX INSTABILITES DE L'ARC. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX SONT RELATIFS AUX FLUCTUATIONS DE L'INTENSITE LUMINEUSE EMISE PAR LE JET EN DIFFERENTS POINTS OU AUX FLUCTUATIONS DE LA TENSION D'ARC. LES MESURES SONT COMPLETEES PAR UNE ANALYSE SPECTRALE PAR TRANSFORMEE DE FOURIER RAPIDE ET MONTRENT L'EXISTENCE DE DEUX MODES D'INSTABILITE. LA PROPAGATION DE CES INSTABILITES EST MISE A PROFIT POUR EVALUER LA VITESSE DE L'ECOULEMENT PLASMA PAR UNE METHODE DE DEPHASAGE. PLUSIEURS CONDITIONS EXPERIMENTALES ONT ETE TESTEES. IL A NOTAMMENT, ETE MIS EN EVIDENCE UNE TRES FORTE AUGMENTATION DE LA VITESSE AXIALE DU PLASMA LORSQUE L'ARC EST ALLONGE PAR LES BIAIS DES DIFFERENTS MODES DE CONNEXION DE L'ANODE SEGMENTEE. CETTE METHODE ORIGINALE DE DETERMINATION DE LA VITESSE EST PROMETTEUSE ET OUVRE DES PERSPECTIVES AUSSI BIEN POUR UNE MEILLEURE CONNAISSANCE DES PROPRIETES DES ARCS QUE POUR UNE PLUS GRANDE MAITRISE DU FONCTIONNEMENT DES TORCHES.
Book Synopsis DIAGNOSTIC D'UN PLASMA A PRESSION ATMOSPHERIQUE CREE PAR ABLATION LASER by : MARIANNE.. COCHE
Download or read book DIAGNOSTIC D'UN PLASMA A PRESSION ATMOSPHERIQUE CREE PAR ABLATION LASER written by MARIANNE.. COCHE and published by . This book was released on 1985 with total page 144 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: RAPPEL DES DIFFERENTES TECHNIQUES D'ANALYSE UTILISANT UNE ABLATION LASER SOUS VIDE COUPLEE A UNE DETECTION OPTIQUE OU ELECTRIQUE. EXPOSEE DES DONNEES ESSENTIELLES DE L'INTERACTION LASER-MATIERE REGISSANT LA CREATION DU PLASMA ET LA DETERMINATION DE SES PARAMETRES. LE CHOIX D'UNE DETECTION ELECTRIQUE, PERFORMANTE DANS UN PLASMA CONTINU A PRESSION ATMOSPHERIQUE, PERMET D'ETUDIER PAR ANALOGIE LE PLASMA TRANSITOIRE CREE PAR LASER. RESULTATS EXPERIMENTAUX ET INTERPRETATION
Book Synopsis Plasmas micro-ondes d'argon à la pression atmosphérique by : Cédric Noel
Download or read book Plasmas micro-ondes d'argon à la pression atmosphérique written by Cédric Noel and published by . This book was released on 2009 with total page 190 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les travaux présentés dans ce mémoire concernent l'étude des plasmas d'argon créés dans une cavité résonnante micro-ondes fonctionnant à la pression atmosphérique et leur application au nettoyage de surface. Tout d'abord, une étude des enjeux du nettoyage de surfaces industrielles est présentée ainsi qu'un état de l'art des solutions existantes et leurs limitations, mettant en évidence l'intérêt des plasmas comme alternative, notamment ceux fonctionnant en cavité résonnante micro-ondes à pression atmosphérique dont les particularités sont présentées. Dans le cas de l'argon, ces décharges présentent la particularité de ne pas être homogènes mais constituées de un ou plusieurs filaments de faibles diamètres, dépendant des conditions expérimentales. L'étude de la filamentation de ces décharges est l'objet du second chapitre où il a été mis en évidence les corrélations, dans le cas d'un filament unique, entre ses dimensions, sa température et la puissance dissipée et qu'il existait un seuil de puissance au-delà duquel la filamentation apparaissait. Une modélisation électromagnétique simple a été réalisée permettant de décrire l'influence des paramètres principaux de la décharge sur la filamentation. Le troisième chapitre présente les résultats de la caractérisation d'un filament d'argon par absorption laser en plasma continu et pulsé. L'effet de l'addition d'oxygène y est également présenté. Le dernier chapitre concerne l'étude de l'application des post-décharges micro-ondes à la pression atmosphérique créées dans des mélanges argon-azote et argon-oxygène au nettoyage de surface. On y étudie notamment l'interaction de ces post-décharges avec des molécules organiques modèles (acide stéarique et 1-octadécène). L'analyse de surface avec des techniques d'analyse d'extrême surface par spectrométrie de masse (ToF-SIMS et FTMS) a permis d'améliorer notre compréhension des mécanismes de nettoyage.
Book Synopsis Etude du développement de la projection plasma sous très basse pression by : Pengjiang He
Download or read book Etude du développement de la projection plasma sous très basse pression written by Pengjiang He and published by . This book was released on 2014 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La technologie de projection plasma sous basse pression a attiré l'attention de nombreux chercheurs comme une nouvelle technique qui permet d'établir un pont entre la projection thermique conventionnelle et le dépôt physique en phase vapeur. Ainsi, cette technologie étend les limites de projection thermique classique et augmente également la vitesse de croissance des dépôts par rapport aux procédés PVD ou CVD classiques. Cette technique peut évaporer totalement ou partiellement les poudres injectées et mener à la réalisation de revêtements à microstructure colonnaire et/ou plus denses, difficiles à réaliser avec des procédés de projection thermique conventionnels. La projection plasma de suspension a été effectuée pour la première fois sous basse pression. L'injection axiale de suspension avec une torche tri-cathodes permet d'augmenter l'échange enthalpique entre le jet de plasma et les poudres après l'évaporation du solvant. La spectroscopie à l'émission optique (OES) a été utilisée pour estimer la température électronique et vérifier l'existence de phase vapeur d'YSZ dans le jet de plasma. Finalement, des revêtements plus denses furent réalisés (comparés à ceux préparés par projection plasma de suspension à pression atmosphérique présentant des particules fondues, agglomérées et de la condensation de vapeur. Des tests de nano-indentation instrumentée ont été effectués sur la surface polie des dépôts réalisés. Les résultats montrent des valeurs de 5,8 GPa pour la dureté et 114,5 GPa pour le module d'élasticité, augmentant de 61% et 31%, respectivement, en comparaison avec les valeurs obtenues par SPS sous atmosphère ambiante. Les essais de projection de poudre YSZ agglomérée ont été réalisés avec une torche F4-VB dans le but de synthétiser une phase vapeur d'YSZ. On observe que les dépôts peuvent se former derrière les échantillons en céramique, sans vis-à-vis du plasma, par condensation de vapeur. En face de cette torche, des revêtements composites ont été obtenus par un mélange de poudres fondues et condensation de vapeur, simultanément. Cependant la quantité de phase vapeur est très faible dans le jet de plasma. Pour comprimer ce jet sous basse pression et afin d'améliorer l'échange d'enthalpie entre le jet de plasma et les poudres injectées, une buse rallongée a été mise en place sur la torche F4-VB. Les revêtements présentent ainsi une microstructure plus dense. Ceci est attribué à la haute vitesse des particules fondues vers le substrat suite à l'utilisation de la buse modifiée. Ce type de revêtement montre une valeur maximale de microdureté Vickers de 1273 Hv100 g. Par ailleurs, la réalisation de dépôts de carbures a été effectuée. Les résultats montrent la possibilité de former des carbures par projection plasma sous basse pression. Les revêtements composites (TiC/Ti) sont déposés par projection plasma réactif sous basse pression en utilisant le méthane comme gaz porteur. La température électronique Te calculée est d'environ 6200 K selon les résultats d'OES, ce qui est supérieur à la température d'ébullition du Ti et de TiC. Le revêtement de Ti pur présente une microstructure dense alors que TiC/Ti présente une microstructure lamellaire. Cependant, la quantité de TiC dans les revêtements est d'environ 20 vol.%. La microdureté Vickers, effectuée sur surface polie, a tendance à diminuer de 846±152 à 773±86 Hv100 g avec l'augmentation de la distance de projection.
