Etude et caracterisation d'une decharge electrique glissante dans l'air a pression atmospherique

par Frédéric Richard

Thèse de doctorat en Physique - Chimie

Sous la direction de Joseph Chapelle.

Soutenue en 1995

à Orléans .


  • Résumé

    Les arcs glissants qui se deplacent dans un ecoulement de gaz entre deux electrodes profilees en forme de tuyere permettent d'obtenir a la pression atmospherique et aux pressions plus elevees des plasmas hors equilibre caracterises a la fois par de fortes densites electroniques (superieures a 10#1#4 cm#-#3) et des champs electriques eleves de l'ordre de 10#4 v/m. Ces dispositifs sont interessants et prometteurs pour de nombreuses applications industrielles dans le domaine de la plasma chimie (destruction des composes organiques volatils (cov), desulfuration des gaz et reduction de h#2s, valorisation du methane, transformation du protoxyde d'azote n#2o en no#x). Ce travail porte sur l'etude d'une telle decharge alimentee a partir d'une source electrique continue, dans l'air a pression atmospherique. Plusieurs methodes de diagnostics ont ete utilisees (photographie rapide avec une camera dtc intensifiee, capteurs optoelectroniques, mesures electriques, spectrometrie moleculaire). Les resultats obtenus ont montre que le comportement de ces decharges peut etre decrit a l'aide de modeles relativement simples et ont permis de mettre en evidence les differents parametres importants qui caracterisent le fonctionnement du dispositif (debit de gaz, tension, intensite du courant, distance minimale des electrodes). L'arc glissant peut etre decrit comme un fin cordon de plasma (diametre 1 mm) a haute temperature (6000 k), entoure d'une gaine plasmagene a plus basse temperature (3000 k) hors equilibre et contenant de nombreuses especes moleculaires excitees. Celui-ci se deplace et s'allonge sous l'effet des forces d'entrainement exercees par le flux de gaz. Une difference de vitesse importante entre le gaz et l'arc glissant produit un refroidissement efficace et deplace le regime de fonctionnement depuis le regime d'arc vers un regime de decharge luminescente. La tension aux bornes de l'arc augmente proportionnellement a son allongement et la tension maximale atteinte, correspond a la tension de claquage au col des electrodes (tension de paschen) qui provoque l'amorcage d'un nouvel arc. Cette etude constitue un progres significatif dans la connaissance des phenomenes physiques associes a l'arc glissant. Cependant, le dernier chapitre de ce travail qui est consacre a l'etude de la formation de no#x dans l'arc, revele l'ampleur du travail restant a accomplir pour maitriser parfaitement les phenomenes physico-chimiques intervenant dans ce type de decharge

  • Titre traduit

    Study and characterisation of a gliding electric discharge in air at atmospheric pressure


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  • Détails : 173 P.
  • Annexes : 75 REF.

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