Thèse soutenue

Calcul des coefficients de transport dans des plasmas hors de l'équilibre
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Auteur / Autrice : Ali Mahfouf
Direction : Pascal André
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique des Plasmas
Date : Soutenance le 18/07/2016
Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences fondamentales (Clermont-Ferrand)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Arc électrique et plasmas thermiques (Clermont-Ferrand) - Laboratoire arc électrique et plasmas thermiques / LAEPT
Jury : Président / Présidente : Ziad Ajaltouni
Examinateurs / Examinatrices : Pascal André, Sébastien Lalléchère, Géraldine Faure, Vincent Rat, Yann Cressault
Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Teulet, Khaled Hassouni

Résumé

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Les propriétés de transport à haute température dans les gaz et/ou dans les plasmas ont une importance capitale dans différents domaines, à savoir dans le domaine de technologie de coupure à arc, plasmas de coupure, de soudure ou de gravure. La connaissance des coefficients de transport est nécessaire pour toute modélisation faisant intervenir les équations hydrodynamiques. Dans le cadre de la théorie cinétique des gaz dilués, une solution approchée de l’équation intégro-différentielle de Boltzmann régissant les fonctions de distribution a été proposée par Chapman-Enskog. Les coefficients de transport sont calculés classiquement par la méthode de Chapman-Enskog via les intégrales de collision. Dans le cadre de notre étude nous avons développé, dans un premier temps, un code numérique permettant l’obtention de ces intégrales de collision en tenant compte des singularités qui peuvent apparaître dans le calcul des sections efficaces relatives aux interactions entre les particules constituant les gaz et/ou les plasmas. Dans un second temps nous avons étudié l’influence du choix des paramètres des potentiels d’interaction sur les coefficients de transport. Par la suite, nous avons utilisé le code numérique ainsi développé pour évaluer les coefficients de transport du plasma d’hélium en étudiant l’influence du choix de la méthode de calcul de composition chimique sur ces coefficients. Enfin, un modèle simplifié d’une interaction entre une onde électromagnétique et un plasma d’hélium a été proposé comme une application directe des coefficients de transport.