Modélisation numérique du régime luminescent d'une décharge contrôlée par barrière diélectrique et établie à pression atmosphérique

par Rami Ben Gadri

Thèse de doctorat en Génie électrique

Sous la direction de Christian Mayoux.

Soutenue en 1997

à Toulouse 3 .

mots clés

• Décharges luminescentes
• Gaz ionisés
• Fonctions harmoniques
• Diélectriques
• Diélectriques -- Modèles mathématiques

Résumé

Le travail presente concerne la modelisation numerique d'un nouveau regime de decharge luminescente etablie a la pression atmospherique. La decharge est obtenue, dans l'helium sous excitation basse frequence (quelques khz), entre deux electrodes planes, paralleles et isolees par un dielectrique. Cette modelisation, dite fluide, est effectuee dans le cadre de l'approximation du champ electrique local et est monodimensionnelle et auto-coherente. Les densites des differentes particules (chargees ou excitees) prises en compte sont alors decrites par l'equation de convection-diffusion. Les parametres de transport (vitesse de derive, coefficient de diffusion) et les coefficients d'ionisation et d'excitation sont fonctions du champ electrique local calcule par resolution de l'equation de poisson. La resolution de ces deux dernieres equations a ete couplee a celle des equations du circuit electrique d'alimentation de la decharge. En outre, la paroi dielectrique etant fondamentale quant au fonctionnement de ce type de decharge, sa presence a egalement ete prise en compte dans la modelisation. Apres une etape de validation du modele ainsi developpe, une mise en evidence de l'existence, a la pression atmospherique, d'un regime luminescent identique a celui habituellement obtenu a basse pression a ete effectuee. L'etude de la variation spatio-temporelle du champ electrique et des densites de particules obtenue par le modele a permis d'ameliorer la comprehension des phenomenes physiques gouvernant le fonctionnement de la decharge de son amorcage a son extinction. Dans une seconde etape, une analyse des caracteristiques electriques de la decharge en fonctions de differents parametres (frequence d'excitation, tension maximale appliquee, distance inter electrodes et capacite des dielectriques solides) est effectuee. Les resultats obtenus sont compares a ceux issus de l'experience

Titre traduit

Numerical modelling of an atmospheric pressure and dielectric barrier controlled glow discharge

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