Rayonnement thermique des plasmas d'air et d'argon : modélisation des propriétés radiatives et étude expérimentale

par Christine Deron

Thèse de doctorat en Énergétique

Sous la direction de Anouar Soufiani.


  • Résumé

    La constitution de bases de données spectroscopiques recensant l'ensemble des processus radiatifs d'un plasma d'air à l'équilibre thermodynamique local (ETL) a requis la détermination des concentrations et des fonctions de partition des espèces majoritaires dans un plasma d'air à l'ETL entre 300K et 25000K. Les bases de données sont utilisées pour développer des modèles de transferts radiatifs de type émission nette, coefficient moyen d'absorption pondéré par des facteurs d'échappement, somme pondérée de gaz gris à espèces fictives. Ces modèles sont testés sur une géométrie simple pour différents profils de température. Par ailleurs, pour valider à terme les bases de données, un dispositif expérimental (ARC MAECKER) est mis en place. Des techniques de dépouillement sont développées pour caractériser le plasma en émission. Des mesures de températures et de densité électronique sont réalisées sur des plasmas d'argon et argon-hydrogène. Les spectres d'émission de ces plasmas sont modélisés entre 300 et 1000 nm, à l'ETL, entre 1000 et 15000 K. Une comparaison montre un bon accord entre spectres expérimentaux et simulés.

  • Titre traduit

    Air and argon plasmas radiation : radiative property modelling and experimental study


  • Résumé

    An exhaustive spectroscopical database which takes into account all the radiative processes in an air plasma between 300 and 25000K was previously built ; it required calculation of internal partition function and concentrations of the main species contributing to radiative processes at thermal local equilibrium (TLE) in an air plasma which are presented here. The previously database is then used to develop some radiative transfer models such as net emission coefficient approach, averaged absorption coefficient mixed with escape factors model, mxiture absorption distribution function of fictitious gases, from 300 to 25000 K. These models are tested on an elementary geometry with different temperature profiles. Besides, to validate the database, an experimental set-up has been built (MAECKER ARC). Some post-processing techniques are developped to caracterize the plasma produced in emission. Measurements are made on argon and argon-hydrogen plasmas. Theoritical spectra between 300 and 1000 nm are simulated at TLE; the comparison between these spectra and the experimental ones leads to very good agreements.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (259 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 132 réf.

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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH 62513
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