Abstract FR:

L'etude du transfert radiatif dans les plasmas thermiques depend fortement de la nature du gaz dans lequel il est etabli et son role depend essentiellement du type d'application. Ainsi dans le cas des melanges gaz - vapeurs metalliques, le rayonnement est un facteur tres important dans le bilan energetique de l'arc, ce qui est le cas des arcs industriels de forte puissance, en particulier ceux lies a la metallurgie, tels les arcs transferes ou les fours a arcs. De meme le comportement des arcs a fort courant est gouverne en grande partie par le rayonnement ; c'est le cas des arcs de disjoncteurs a sf 6. Dans cette etude, nous nous sommes donc proposes de calculer le transfert radiatif, dans les melanges d'argon-fer a pression atmospherique, et dans le sf 6 a haute pression. En general, le calcul se fait a partir de la resolution de l'equation du transfert radiatif. Cette equation est difficile a resoudre, a cause de la complexite de la repartition spectrale du rayonnement et de l'existence des gradients de temperature, de pression et de concentration. Dans une premiere etape, on a considere le milieu en equilibre thermodynamique local et deux methodes approchees du calcul de transfert radiatif ont ete developpees : - la methode du coefficient d'emission nette en milieu homogene et isotherme qui permet de calculer avec une assez bonne precision, la puissance rayonnee par les regions chaudes du plasma et donc d'en deduire la temperature dans ces regions. - la methode du coefficient moyen d'absorption ou approximation du corps gris : elle est fondee sur le decoupage du spectre en quelques bandes spectrale, le coefficient d'absorption total par bande etant constant, pour une temperature donnee. Cette methode consiste a etablir une banque de donnees directement utilisable dans des modeles d'arcs afin d'etudier l'emission et l'absorption des plasmas thermiques. Les resultats montrent une forte absorption du rayonnement dans le gaz froid, lorsque l'arc est etabli dans un gaz moleculaire. L'absorption est aussi tres importante dans l'u. V et peut atteindre 90% du rayonnement emis par les regions chaudes. La deuxieme etape consiste a traiter le transfert radiatif en tenant compte a la fois de la structure reelle du spectre et des gradients de temperature ou de densites de particules, ceci dans le but de modeliser le milieu avec plus de precision. La methode proposee est appelee methode des caracteristiques partielles, elle permet egalement de determiner le champ de la temperature dans toutes les regions de l'arc ; c'est une methode plus precise mais son utilisation dans les modeles est plus complexe. Les comparaisons des trois methodes pour les gaz etudies et pour differents profils de temperature, montrent un bon accord dans les regions les plus chaudes et un accord raisonnable dans les zones tiedes et froides.