Caractérisation et étude électrique de décharges pointe-plan à barrière diélectrique, dans l'air à pression atmosphérique, en vue d'en maîtriser la réactivité chimique
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
This thesis regards the chemical reactivity control of the dielectric barrier discharges (DBD) under alternative voltage. Numerous parameters control this reactivity: electrical, physical, geometrical and hydrodynamic parameters. The present work deals with the electrical characterization of these discharges. In that way we developed a numerical treatment to get numerous characteristics of the discharge current. The non-impulsive current (called pseudocontinuous current) is studied. We demonstrate that, in the negative voltage alternation, the discharge behaves as a negative glow discharge identified under negative DC corona. Moreover we show that this glow discharge extends in the whole gas gap but without any spark breakdown thanks to the dielectric barrier. This barrier allows higher glow currents than in DC corona without breakdown. The present work also studies the impulsive current behavior for discharges with and without gas gap. We thus show that the pulsed discharges may have different electrical characteristics and different development mode. Some look like streamers and others look rather like aborted arcs. These differences are important with a view to transposing the models developed without dielectric barrier to DBD. Finally, we notice that when changing electrical and geometrical parameters it modifies pulses electrical characteristics but sometimes with few changes regarding the chemical reactivity.
Abstract FR:
Cette thèse s'inscrit dans la problématique du contrôle de la réactivité chimique des décharges à barrières diélectriques (DBD) sous tension alternative. De nombreux paramètres permettent de contrôler cette réactivité : électriques, physiques, géométriques et hydrodynamiques. Le présent travail se consacre à la caractérisation électrique de ces décharges afin d'en maîtriser le fonctionnement. A cet effet nous avons d'abord mis au point une procédure d'analyse électrique afin d'obtenir de nombreuses caractéristiques du courant de décharge. Nous pouvons ainsi mesurer les composantes impulsionnelle et non-impulsionnelle du courant. L'étude du courant non-impulsionnel (composante pseudo-continue du courant) fait l'objet d'un chapitre. Nous montrons que dans l'alternance négative de la tension le régime de décharge est de type "glow" négatif avec un phénomène similaire à celui observé sous tension continue sans barrière diélectrique. De plus nous montrons que ce "glow" se propage dans tout l'espace interélectrode comme sous tension continue mais sans passage à l'arc. La barrière diélectrique permet des intensités de courant liées à ce "glow" beaucoup plus importantes sans qu'il y ait passage à l'arc. Le présent travail a aussi été consacré à une étude plus systématique du courant impulsionnel pour des décharges avec intervalle gazeux et sans intervalle gazeux (dites décharges de surface). Nous avons ainsi pu montrer que les décharges ne sont pas toutes de même nature, tant du point de vue de leurs caractéristiques électriques que de leur développement. Si certaines sont des streamers, d'autres ressemblent plus à un arc entravé ou avorté, ce qui peut être important dans le cadre de la transposition des modèles développés sans barrière vers les systèmes DBD. Enfin nous avons constaté que la modification des paramètres électriques ou géométriques peut parfois modifier les caractéristiques des impulsions sans engendrer des changements significatifs de la réactivité chimique.