Luminescence de l'argon et du xénon dans les décharges à barrières diélectriques mono-filamentaires : analyses électriques et cinétique

par Nofel Merbahi

Thèse de doctorat en Génie électrique

Sous la direction de Pierre Bidan.

Soutenue en 2004

à Toulouse 3 .

  • Titre traduit

    Luminescence of argon and xenon in mono-filamentary dielectric barrier discharges : electrical and kinetic analysis


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  • Résumé

    Les décharges à barrières diélectriques fonctionnant à pression atmosphérique sont de plus en plus utilisées dans l’industrie : génération d’ozone, traitement de surface, dépôt de matériaux, dépollution, rayonnement ultraviolet des lampes à excimères, etc… A cette pression, ces décharges sont filamentaires, mais elles peuvent être homogènes sous certaines conditions. Les raisons de la transition d’un type à l’autre demeurent mal connues, et contrairement aux décharges filamentaires, les décharges homogènes ont été largement étudiées. Afin de mieux appréhender le fonctionnement des décharges filamentaires dans les gaz rares, un nouveau dispositif expérimental a été conçu pour réaliser l'analyse temporelle, électrique et spectroscopique d'un mono-filament. Cette étude porte sur l’argon et le xénon purs. La caractérisation électrique, à partir d’un modèle électrique comportemental, à la fois dynamique et macroscopique, a permis de calculer, dans diverses conditions, le courant et la tension de la micro-décharge, l’énergie électrique injectée et sa tension d’amorçage. L’établissement de la décharge a été enregistré par imagerie rapide, dans le visible. Les clichés illustrent les phases successives de la décharge : avalanche électronique, streamer positif et développement de la couche cathodique. Pour les deux gaz, la durée radiative de l'excimère 1u(3P2) et sa constante de formation, par collisions à trois corps à partir de l'état métastable 3P2, ont été déterminées à partir de l'analyse de l'évolution temporelle du deuxième continuum. C'est la première fois que ces deux grandeurs sont déterminées simultanément dans de réelles conditions de fonctionnement d'une décharge à barrières diélectriques. Dans l'argon, l'état 3P1 ne semble pas participer à la formation de l'excimère 1u(3P2). Le premier continuum a été observé seulement dans le xénon et la constante de formation par collisions à trois corps de l'excimère 0+u(3P1) a été mesurée. Nos résultats sont en bon accord avec les déterminations antérieures, obtenues avec des moyens d’excitation différents. Dans nos conditions, une phase d'excitation initiale d'environ 100 ns est observée. Nous proposons pour chaque gaz et au-delà de la phase d'excitation, un schéma cinétique impliquant ces excimères, précurseurs du rayonnement ultraviolet lointain.

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Informations

  • Détails : 1 vol. ( 189 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f.. Bibliogr. f. 180-189

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : ‬2004TOU30261
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