Thèse soutenue

Modélisation 3D des conditions de déclenchement de décharges électrostatiques dans les composants spatiaux RF

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Auteur / Autrice : Quentin Peysson
Direction : Pierre Sarrailh
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Ingénierie des Plasmas
Date : Soutenance le 24/11/2023
Etablissement(s) : Toulouse, ISAE
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Génie électrique, électronique et télécommunications
Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Équipe d'accueil doctoral Optronique, laser, imagerie physique, environnement Spatial (Toulouse, Haute-Garonne)
Laboratoire : Office national d'études et recherches aérospatiales. Département Physique, Instrumentation, Environnement, Espace (DPHY) (Toulouse, Haute-Garonne)
Jury : Président / Présidente : Laurent Garrigues
Examinateurs / Examinatrices : Pierre Sarrailh, Éric Rius, Yves Elskens, Nicolas Fil, Giovanni Rumolo, Jessica Benedicto, Mohamed Belhaj
Rapporteurs / Rapporteuses : Éric Rius, Yves Elskens

Résumé

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L'objectif de cette thèse a été de développer un outil de simulation de l'effet multipactor dans des géométries 3D incluant les effets de charge d'espace en volume et la charge électrique des diélectriques.Un code 1D a tout d'abord été développé. Dans un premier temps, il nous a permis d'étudier l'impact des paramètres numériques sur la dynamique de la cascade électronique.Une fois les aspects numériques maîtrisés, nous nous sommes intéressé à la physique du phénomène en y incluant les effets de charge d'espace en volume et les propriétés du nuage d'électron une fois l'état stationnaire atteint.Nous avons ensuite étudié l'influence du diélectrique en nous focalisant tout particulièrement sur l'impact du potentiel initial de la surface diélectrique sur la cascade électronique.Le diélectrique pouvant se charger à cause de l'effet multipactor, un modèle simplifié de déclenchement de décharges par émission de champs depuis une pointe a été développé et a permis d'évaluer en partie le risque de déclenchement de décharge électrostatique en présence d'une onde HF.Tout cela a permis le développement d'un module de simulation 3D dans le logiciel SPIS qui reprend une partie de la physique implémentée dans le code 1D. Ce module de SPIS a été exploité sur des géométries 3D simples mais nos derniers travaux montrent que ce module devra être encore amélioré notamment pour prendre en compte le déclenchement de décharges.