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Tmenova, Tetiana. Étude expérimentale de la décharge électrique pulsée dans l'eau

Tmenova, Tetiana (2019). Étude expérimentale de la décharge électrique pulsée dans l'eau.

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Résumé en francais

Bien que le procède de dispersion par arc électrique soit connu depuis un certain temps, le plasma formé durant ce procédé est encore peu étudié et compris. La complexité des phénomènes se produisant durant les décharges immergées génèrent de nouveaux obstacles à la caractérisation de tels plasmas, du fait de la faible taille et de la durée souvent très courte, les difficultés liées à l'environnement de la décharge, leur nature stochastique et la faible reproductibilité. Le principal objectif de cette thèse est l'étude du plasma se formant lors de la synthèse de colloïdes métalliques par un générateur de dispersion par étincelle électrique. Le premier résultat concluant de ce travail a été de démontrer la faisabilité de la spectroscopie optique d'émission pour le diagnostic de telles décharges. Les efforts réalisés pour le développement d'une approche expérimentale ont permis d'atteindre les objectifs de recherche. Les résultats obtenus au cours de ce travail permettent de tirer des conclusions intéressantes sur les propriétés physiques des plasmas de décharge électrique pulsée dans la configuration étudiée. La décharge est créée à partir d'un court-circuit et d'un amorçage par pont fondu. L'allumage de l'arc est caractérisé par la formation d'une bulle causée par une onde de choc de pression. L'imagerie rapide a permis de distinguer deux phases dans la durée de vie de la décharge : d'abord un plasma dans l'eau, puis un plasma à l'intérieur d'une bulle de gaz formée par la suite. Du point de vue de la condensation de la matière vaporisée, on peut s'attendre à ce que ces deux phases conduisent à des conditions de trempe différentes, et en conséquence des conditions de synthèse différentes. Dans le cas d'une décharge générée entre des électrodes en molybdène, une émission de lumière décroissant lentement après la fin de la décharge se produit, ce qui peut être attribué à l'éjection de particules métalliques érodées. La dissipation de l'énergie aux électrodes s'est avérée être différente pour le cuivre et le molybdène : du fait d'une conductivité thermique plus faible pour le molybdène, une part plus faible de l'énergie transférée aux électrodes conduit à une part plus importante de l'énergie fournie à la colonne d'arc. Les mesure par spectroscopie optique d'émission ont permis d'établir que la densité (~ 10 17 cm-3) et la température modérée (0.6 - 0.95 eV) du plasma correspondent à une pression supérieure à 1 bar. Il présente donc quelques effets non-idéaux, tels que l'élargissement et la forme asymétrique de la raie Ha et l'absence de la raie Hß. En général, les paramètres du plasma se sont avérés être relativement insensibles à la plupart des paramètres de la décharge, tels que le courant de décharge ou le type d'eau, les principales différences étant liées aux matériaux des électrodes utilisées.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Cressault, Yann
Veklich, Anatoly
Ecole doctorale:Génie électrique, électronique, télécommunications (GEET)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire PLAsma et Conversion d'Energie (LAPLACE), UMR 5213
Mots-clés libres :Décharge électrique - Plasma immergé - Spectroscopie d'émission
Sujets :Sciences de l'ingénieur
Déposé le :13 Mar 2020 15:14