Dissertations / Theses: 'Décharge sur barrière diélectrique'

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Jolibois, Jérôme. "Etude et développement d'un actionneur plasma à décharge à barrière diélectrique : application au contrôle d'écoulement sur profil d'aile." Poitiers, 2008. http://theses.edel.univ-poitiers.fr/theses/2008/Jolibois-Jerome/2008-Jolibois-Jerome-These.pdf.

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Abstract:

La Décharge à Barrière Diélectrique (DBD) employée ici consiste en une décharge électrique établie dans l’air à pression atmosphérique à la surface d’un isolant. Cette décharge ionise l’air ambiant environnant, et les espèces chargées générées soumises à la force de Coulomb induisent, par transfert de quantité de mouvement, un écoulement appelé vent électrique. Récemment, la capacité de ce type de dispositif à contrôler un écoulement subsonique autour de profils aérodynamiques a été mise en évidence. La DBD employée dans ce sens est appelée actionneur plasma. Ces actionneurs peuvent modifier les écoulements de couche limite en proche paroi par l’intermédiaire du vent électrique. Le but de la thèse est d’améliorer les performances aérodynamiques d’une aile, soit en augmentant sa portance, soit en réduisant sa traînée ou bien encore en retardant le décrochage du profil. Le travail réalisé se divise en deux grandes parties. La première partie a consisté à développer puis optimiser une décharge à barrière diélectrique afin de mieux comprendre son fonctionnement. Pour cela, une étude paramétrique a été effectuée, en faisant varier les grandeurs électriques, physiques et géométriques. Des mesures électriques et mécaniques ont été réalisées, puis des grandeurs électromécaniques comme le rendement par exemple ont été estimées et comparées. Ces différentes études ont permis de définir un ensemble de paramètres permettant d’obtenir une DBD optimum en termes de génération de vent électrique et de fiabilité. La seconde partie a consisté à intégrer l’actionneur plasma optimisé sur un profil symétrique NACA 0015, et de tester son efficacité dans un écoulement d’air allant jusqu’à 40 m/s. Pour cela, des mesures Particle Image Velocimetry (PIV) de l’écoulement autour du profil et des pesées aérodynamiques ont été réalisées sans, puis avec contrôle. L’influence de différents paramètres (fréquence et intensité de l’excitation, mode en fonctionnement) a été étudiée. Il a été mis en évidence une modification de l’écoulement sous les effets du contrôle qui favorise soit le processus de recollement de la couche limite ou soit le décollement. L’efficacité des actions continue et instationnaire de l’actionneur a été comparée. Modulée par une fréquence adimensionnelle F+, le mode instationnaire présente des résultats équivalent voire supérieur au mode continu tout en réduisant la consommation spécifique de la DBD
The Dilectric Barrier Discharge (DBD) employed here consists of a surface electrical discharge established in air at atmospheric pressure on a dielectric wall. This discharge ionizes the ambient air and the produced species charged submitted to Coulomb forces induce by a momentum transfer a flow called electric wind. Recently, the ability of this device to control subsonic airflow around of aerodynamic profils has been demonstrated. The DBD used here is called plasma actuator. These actuators are able to modify the boundary layer close to the wall by the electric wind. The goal of this thesis is to improve the aerodynamic performances of an airfoil, either by increasing its lift or by reducing its drag, either by delaying the stall of the profile. The present work divides in two parts. The first part has consisted in developping and optimizing a dielectric barrier discharge in order to understand its operating. For that, a parametric study has been conducted by varying the electrical, physical and geometrical parameters. Electrical and mechanical measurements have been realised. Then the electromechanical parameters such as efficiency have been determined and compared. These different studies allowed to define a system of parameters allowing to obtain an optimum DBD in terms of electric wind generation and fiability. The second part has consisted in integrating the optimised plasma actuator on a NACA 0015 profile and in testing its effectiveness to control an airflow up to 40 m/s. For that, Particle Image Velocimetry (PIV) measurements and force balance measurements have been realized without, and then with control. The influence of different parameters (frequency and intensity of excitation, operation mode) has been investigated. It was highlighted an airflow modification under the effects of control which favors the reattachemnt or the detachment. The effectiveness of the steady and unsteady actuations of the actuator has been compared. Modulated by a dimensionless frequency F+, the unsteady mode presents equivalent results and even greater than the steady actuation while reducing the consumption of the DBD

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Dupré, Sandrine. "Étude sur le traitement, par décharges à barrière diélectrique , d'effluents gazeux chargés en NO : identification des mécanismes réactionnels et élaboration d'un procédé innovant." Paris 6, 2002. http://www.theses.fr/2002PA066115.

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Maurau, Rémy. "Etude de l'influence du régime d'une décharge à barrière diélectrique dans un mélange HMDSO/N², sur les propriétés d'un procédé de dépôt." Paris 6, 2009. https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00006139.

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Abstract:

Nous avons étudié un procédé de dépôt par décharge à barrière diélectrique à la pression atmosphérique, pour l’obtention de films organosiliciés contenant des fonctions amine. Nous avons étudié l’effet du régime dans lequel opère la décharge sur la production de certaines espèces, telles que CN et CN2. En couplant ces résultats à l’analyse des films réalisés, nous avons pu mettre en évidence le fait que dans un régime filamentaire, le précurseur est fragmenté de manière plus importante. En particulier, les liaisons Si-CH3 sont détruites. Cependant, la quantité d’azote introduite dans le film, qui dépend pour beaucoup de celle de carbone, est plus importante dans le cas d’une décharge de Townsend, et le taux de fonctions amines est plus important. Le taux d’azote dépend également de la nature du substrat. La quantité d’azote introduite dans les films est en effet supérieure dans le cas d’un dépôt sur verre. Aucune explication n’a cependant été apportée à ce phénomène. Des cratères son également apparu dans les films obtenus sur cuivre en régime filamentaire.

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Maurau, Remy. "Etude de l'influence du régime d'une décharge à barrière diélectrique dans un mélange HMDSO/N2, sur les propriétés d'un procédé de dépôt." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2009. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00006139.

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Abstract:

Nous avons étudié un procédé de dépôt par décharge à barrière diélectrique à la pression atmosphérique, pour l'obtention de films organosiliciés contenant des fonctions amine. Nous avons étudié l'effet du régime dans lequel opère la décharge sur la production de certaines espèces, telles que CN et CN2. En couplant ces résultats à l'analyse des films réalisés, nous avons pu mettre en évidence le fait que dans un régime filamentaire, le précurseur est fragmenté de manière plus importante. En particulier, les liaisons Si-CH3 sont détruites. Cependant, la quantité d'azote introduite dans le film, qui dépend pour beaucoup de celle de carbone, est plus importante dans le cas d'une décharge de Townsend, et le taux de fonctions amines est plus important. Le taux d'azote dépend également de la nature du substrat. La quantité d'azote introduite dans les films est en effet supérieure dans le cas d'un dépôt sur verre. Aucune explication n'a cependant été apportée à ce phénomène. Des cratères son également apparu dans les films obtenus sur cuivre en régime filamentaire.

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Rohani, Vandad. "Etude de la synthèse chimique de films minces d'oxydes de silicium sur surfaces métalliques assistée par décharge à barrière diélectrique à pression atmosphérique." Paris 11, 2009. http://www.theses.fr/2009PA112013.

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Abstract:

Dans les pays industrialisés, on estime aujourd’hui que les coûts de la corrosion représentent environ 4% du PNB. Ce chiffre colossal souligne à quel point le combat contre ce phénomène est important. Tous les matériaux sont sujets à la corrosion mais les métaux, par leur instabilité thermodynamique au contact des éléments atmosphériques, constituent une classe particulièrement sensible à cette dégradation. Une solution efficace à la mise en protection du métal est le revêtement de surface par un matériau plus stable tel que la silice. Parmi les techniques chimiques de revêtement par voie sèche (CVD) exploitées aujourd’hui, la CVD assistée par plasma se fait de plus en plus courante. Son avantage réside dans le fait qu’elle est une technique dite froide qui s’affranchit du chauffage du substrat (T<250°C), particulièrement adaptée au traitement des produits thermosensibles. Ici, nous nous intéressons à la CVD assistée par Décharge à Barrière Diélectrique (DBD) en configuration simple barrière afin d’élaborer à partir d’un mélange gazeux comportant un précurseur chimique d’HMDSO, des films minces d’oxydes de silicium sur des surfaces métalliques larges (>50 cm2) pour des applications métallurgiques. Une particularité de ce procédé est de fonctionner à la pression atmosphérique, condition adéquate pour le traitement de grandes surfaces sur des lignes au défilé. L’enjeu de cette étude est double : Premièrement, montrer la faisabilité de ce procédé de dépôt sur substrats d’acier. Deuxièmement, à travers l’étude de la qualité des films synthétisés à partir de trois gaz porteurs (He,Ar,N2), trouver une piste d’explication à l’inhomogénéité des revêtements obtenus par cette voie
It is estimated that corrosion costs represent about 4% of GNP in developed countries. This high figure highlights the importance of the struggle against this phenomenon. While affecting all materials, corrosion is especially damaging to metals, which suffer from high thermodynamical instability in the atmosphere. A relevant alternative to metals protection is to coat metallic surfaces with a more stable material, e. G. Silicon oxides. Plasma assisted Chemical Vapour Deposition (CVD) techniques have been increasingly spreading among chemical techniques. Particularly adapted to the treatment of thermosensitive products, they allow keeping the substrate’s temperature at low levels (T<250°C). In this document, we consider simple Dielectric Barrier Discharge (DBD) assisted CVD to elaborate silicon oxides thin films on large metallic surfaces (>50 cm2) for metallurgical applications, from a gas mixture which includes HMDSO (hexamethyldisiloxane). Remarkably, this process operates under atmospheric pressure, a condition suited for high speed on-line treatment of large surfaces. The first aim of this study is to show the feasibility of such coating process on steel substrates. In a second part, we examine the quality of synthesized thin films from three carrier gas (He,Ar,N2) to find a possible explanation for the inhomogeneity of coatings obtained by this means

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Bazinette, Rémy. "Effet de la forme d'excitation électrique sur une décharge contrôlée par barrière diélectrique (dbd) à la pression atmosphérique et application au dépôt de couche mince." Thesis, Pau, 2016. http://www.theses.fr/2016PAUU3009/document.

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Abstract:

Les décharges contrôlées par barrière diélectrique (DBD) homogènes à pression atmosphérique sont une alternative pour réaliser des couches minces sur de grandes surfaces, en continu, sans système de pompage. La physique de ces décharges tout comme les propriétés des couches minces obtenues sont bien établies en excitation sinusoïdale basse fréquence (< 200 kHz) et radiofréquence (13,56 MHz). L’objet de cette thèse est d’étendre le domaine de fonctionnement de ces décharges dans un mélange Penning Ar/NH3. Pour ce faire, un dispositif original a été mis au point permettant de faire varier la fréquence d'excitation en tension sinusoïdale entre 50 kHz à 18 MHz. La DBD nanopulsée répétitive a également été étudiée. L’objectif est d’identifier de nouveaux modes de fonctionnement de la DBD homogène et d’en maximiser la puissance pour augmenter la vitesse de dépôt de couche mince tout en maintenant une qualité compatible avec les applications. Dans un mélange Ar-NH3, le régime de fonctionnement de la décharge transit de luminescent (GDBD) à Townsend (TDBD) vers 250 kHz puis à RF-DBD à partir de 3 MHz. Les mesures électriques et optiques qui ont été réalisées montrent que la puissance moyenne des décharges homogènes augmente d'un facteur 30 entre les régimes GDBD et RF-DBD (jusqu'à 35 W/cm3) tandis que la tension d'amorçage est réduite d'un facteur 6. Ces observations couplées aux spectres d’émission des décharges indiquent que la densité d’électrons augmente de plusieurs ordres de grandeur alors que leur énergie décroit. Ces résultats s’expliquent par un changement de mécanisme d'ionisation avec un rôle dominant de l'émission d'électron secondaire à la cathode en basse fréquence (GDBD et TDBD) tandis que l'ionisation en volume domine en RF-DBD. Les deux transitions entre les régimes GDBD-TDBD et TDBD-RF-DBD sont étudiées. La première est liée au temps de transit des ions de l'anode vers la cathode qui devient plus long que la demi-période. En conséquence, la chute cathodique ne se forme pas. La deuxième transition est liée au piégeage des ions puis des électrons qui dépend de la tension appliquée, de la valeur de l'espace interélectrode et de la fréquence. Ces régimes de décharges sont comparés au régime nanopulsé répétitif (NPR-DBD). Les conditions conduisant à une décharge homogène ont été trouvées. La puissance maximale en régime homogène est de 17 W/cm3 ce qui est 17 fois plus élevé que pour un régime sinusoïdal à même fréquence. Elle est obtenue pour une fréquence de répétition de 30 kHz avec un pulse de tension de 10 ns. Les dépôts de nitrure de silicium et d’oxyde de silicium obtenus à partir de SiH4 avec des GDBD, RF-DBD et NPR-DBD ont été étudiés. Dans tous les cas, la vitesse de dépôt est définie par la puissance de la décharge. L'augmentation de la puissance de la décharge avec la fréquence permet d'augmenter la vitesse de dépôt de 30 à 90 nm/min. Néanmoins avec l'utilisation de silane à température ambiante, des nanoparticules se forment en RF lorsque la puissance de la décharge est forte. La modulation d'amplitude empêche la formation des poudres. Pour ce faire l'énergie injectée pendant le Ton doit être inférieure à 100 µJ. Comme les précurseurs ne sont plus consommés par la formation de poudres, ils sont disponibles pour la croissance de la couche ce qui double la vitesse de dépôt par rapport au continu pour la même puissance moyenne. L'augmentation de la vitesse de dépôt sans poudre avec la puissance moyenne nécessite une augmentation de la fréquence de modulation (> 1 kHz) ce qui implique un Ton de plus en plus court pour limiter l'énergie injectée.Ce travail a mis en évidence un nouveau régime de décharge, la TDBD, en Ar-NH3. Il a permis de comparer les GDBD, TDBD, RF-DBD et NRP-DBD dans la même configuration de décharge. Pour la première fois des dépôts de couches minces ont été faits par RF-DBD et il a été montré que la modulation du plasma peut augmenter significativement la vitesse de dépôt
The homogeneous discharge controlled by dielectric barrier at atmospheric pressure and their applications are a promising field of activity because of their advantages in contrast with the low pressure processes, especially for the on line treatment of large surface without pumping system. The physics of these discharges as the thin film properties obtained are well established with low frequency sinusoidal (<200 kHz) and radiofrequency excitation (13.56MHz). This is what is explored in this thesis aimed to find and explore new modes of homogeneous DBD and maximizing the power to optimize the deposition rate while maintaining quality thin layers. To achieve this goal, an original device has been developed varying the excitation frequency from 100 kHz to 18 MHz. The frequency increase on this range have many consequences. In an Ar-NH3 mixture, the discharge regime becomes successively a glow (GDBD) then Townsend (TDBD) around 250 kHz then RF-DBD from 3 MHz. The electrical and optical measurements that have been done show that the average power of the homogeneous discharges increases by a factor of 30 between GDBD regime and RF-DBD regime (up to 35 W/cm3) while the breakdown voltage is reduced by a factor 6. These observations coupled to the discharge emission spectra indicate that the electron density increases by several orders of magnitude while their energy decreases. These results are due to a change of the ionization mechanism with a dominant role of the secondary electron emission at the cathode in low frequency regime (GDBD and TDBD) while the volume ionization is dominate in RF-DBD. Both transitions between GDBD-TDBD regimes and TDBD-RF-DBD are studied. The first is related to the ion transit from the anode to the cathode which becomes longer than the half-period. In consequence, the cathode fall is not formed. The second transition is related to ions and electrons trapping which depends on the applied voltage, the value of the inter-electrode space and frequency.These discharges regime are compared to Nanopulsed repetitively discharge (NPR-DBD). The conditions leading to a homogeneous discharge are found. In homogeneous regime the maximum of the discharge power is 17 W/cm3 which is 17 times higher than for a low sinusoidal voltage for the same frequency. It is obtained for a repetition frequency of 30 kHz with a 10 ns voltage pulse. Hydrogenated silica and silicon nitride thin film obtained from SiH4 with GDBD, RF-DBD and NPR-DBD were studied. In all cases, the deposition rate is defined by the discharge power. The increase of the discharge power with the frequency increases the deposition rate from 30 nm/min to 90 nm/min. However with the use of silane at room temperature, nanoparticles are formed in RF regime when the discharge power is high. The amplitude modulation allows to prevent the formation of powders. AS far as the energy injected during Ton is less than 100 μJ. As the precursors are not consumed by the formation of powders, they are available for the growth of the layer thereby doubling the deposition rate compared to the continuous process for the same average power. Increasing the growth rate without powders with the average power requires an increase in the modulation frequency (> 1 kHz) i.e. a short Ton to limit the injected energy. Thus this work has highlighted a new discharge regime, the TDBD in Ar-NH3 and compared the GDBD, TDBD, RF-DBD and NRP-DBD discharge in the same configuration. For the first time, RF-DBD coating have been made and it has been shown that modulation of plasma, although it decreases the discharge power, can significantly increase the deposition rate

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Gélinas, Alex. "Utilisation de la modélisation par projection sur les structures latentes pour prédire les nouvelles caractéristiques de la surface de fluoropolymères traités par décharge à barrière diélectrique." Master's thesis, Université Laval, 2021. http://hdl.handle.net/20.500.11794/68769.

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Abstract:

Ce mémoire présente les démarches qui ont menées à l’obtention d’un modèle statistique pouvant prédire les propriétés d’une surface de fluoropolymère traitée en défilant entre les électrodes d’un système de décharge à barrière diélectrique (DBD) en caractérisant le procédé plasma utilisé. Le réacteur plasma utilisé ainsi que les différents moyens de caractérisation du procédé et de la surface y sont présentés. De plus, plusieurs voies de modélisation utilisant l’algorithme de régression par projection sur les structures latentes (PLS) sont présentées. Afin de modéliser le procédé, une étude de répétabilité en temps de celui-ci a été effectuée. Cette étude avait pour but de montrer que malgré l’apparition d’une couche de dépôt non désirée à la surface de l’électrode découverte du montage DBD, la caractérisation de la surface traitée restait inchangée. Par la suite, la modélisation par PLS est présentée. Avec celle-ci, il est possible d’identifier les facteurs du procédé ayant le plus d’impacts sur la modification de surface. Ces facteurs sont la nature du film de fluoropolymère utilisé comme substrat, la vitesse de défilement de ce film de polymère entre les électrodes de la DBD, le rapport cyclique du signal électrique servant à entretenir la décharge plasma, et le temps de résidence du gaz porteur et du précurseur dans la décharge. Connaissant ces facteurs principaux, des études de cas particuliers sont présentés. Avec ces derniers, il est montré que le modèle devient de moins en moins efficace plus le dépôt est important. Des effets non-linéaires observés sur différentes propriétés de la surface traitée sont aussi observés.
This master thesis contains the steps that lead to a statistical model able to predict the properties of a treated fluoropolymer surface circulating between the electrodes of a dielectric barrier discharge (DBD) system by characterization of the plasma process. The reactor used as well as different characterization apparatus of the plasma process and surface treatment are described. Moreover, different means of modelization using the projection to latent structure (PLS) algorithm are shown. To be able to model the plasma process, a preliminary study of the process repeatability in time has been made. Results of the study show that despite the apparition of an unwanted layer of deposition on the uncovered electrode during the plasma process, the surface treatment physicochemistry does not change. Subsequently, the plasma process modelization by PLS is shown. Using this technique, it is possible to identify and quantify the importance of the input factors in the model. The important factors that are highlighted are the nature of the fluoropolymer film, the line speed of the polymer film between the electrodes, the duty cycle of the electrical signal used to maintain the plasma discharge, and the carrier and precursor gas residence time in the discharge. Knowing these factors, specific case studies were made to assess the proficiency of the model to do predictions. It was observed that the model becomes less precise when the surface shows bigger change. Non-linear effects were also seen of different surface treatment properties.

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Valt, Alexandre. "Étude de deux procédés de polymérisation d’un précurseur gazeux dans un plasma radiofréquence basse pression et liquide déposé sur un substrat activé par décharge à barrière diélectrique à pression atmosphérique : application aux propriétés antifouling." Paris 6, 2008. https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00004961.

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Abstract:

Ce travail démontre la faisabilité de deux procédés de polymérisation d’un précurseur gazeux dans un plasma radiofréquence basse pression et liquide déposé sur un substrat activé par décharge à barrière diélectrique à pression atmosphérique pour l’obtention de couches minces de polymère. L’étude porte sur la fonctionnalisation de substrats organiques par des fonctions éther, connues pour leurs propriétés d’anti-adhésion vis-à-vis des microorganismes biologiques. Le procédé « voie sèche » par plasma radiofréquence basse pression induit la fragmentation du précurseur gazeux de façon contrôlée. Les dépôts formés sont homogènes, adhérant au substrat, stables au lavage et à la stérilisation par autoclave et possèdent un taux de rétention de la fonction C-O compris entre 60 et 86% suivant le monomère utilisé. Le procédé « voie humide » permet d’activer, par Décharge à Barrière Diélectrique à pression atmosphérique, des substrats de polystyrène et de polyéthylène à densité surfacique d’énergie contrôlée. Le précurseur est ensuite déposé en post-décharge sur le substrat prétraité, sous forme d’un nébulisât de gouttelettes microniques chargées par Pulvérisation ElectroHydroDynamique en mode cône-jet pour former un film liquide à flux de matière contrôlé. Cette étude a permis de confirmer que la polymérisation est initiée par les radicaux générés en surface du substrat formant des dépôts de quelques µm d’épaisseur

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Pouliquen, Sylvain. "Etude d’une nouvelle décharge à barrière diélectrique homogène en mélange Ar/NH3/SiH4 à la pression atmosphérique pour le dépôt en continu de SiNx:H sur cellule photovoltaïque silicium." Perpignan, 2010. http://www.theses.fr/2010PERP1025.

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Abstract:

L’objectif de ce travail est de développer une nouvelle source plasma, fonctionnant à la pression atmosphérique, pour réaliser des dépôts de couches minces sur des cellules photovoltaïques silicium. Pour définir son régime, comprendre sa physique et cerner ses conditions d’obtention, cette nouvelle décharge, obtenue dans un mélange SiH4/NH3/Ar, est caractérisée électriquement et optiquement. La densité des métastables de l’argon est également mesurée par spectroscopie d’absorption optique. Les résultats, par mesures de courant et tension corrélées aux photographies rapides, montrent que la décharge s’amorce par un claquage de Townsend et, qu’au maximum de courant, la décharge transite en régime sub-luminescent entravée par la distance inter-électrode. L’obtention d’une décharge homogène pour réaliser des dépôts homogènes nécessite par ailleurs l’introduction d’une résistance en série avec la décharge pour faire diminuer rapidement la tension appliquée sur le gaz dès que le courant devient trop important. Les effets du wafer de silicium, de la température sont étudiés, comparés et discutés séparément puis ensemble. Le mélange de gaz a été choisi pour réaliser une couche mince de nitrure de silicium hydrogéné (SiNx:H) antireflet et passivante sur cellule silicium cristallin. Les propriétés chimiques, structurales et optiques de ces dépôts sont déterminées et corrélées aux paramètres du procédé. Le rapport des gaz précurseurs, NH3/SiH4, permet de choisir l’indice de réfraction de la couche antireflet entre 1,8 et 2,2, indice caractérisé par le rapport N-H/Si-H. L’étude de la croissance de la couche a été réalisée par des mesures d’ellipsométrie spectroscopique en fonction du temps de dépôt. Les résultats ont montré que le nitrure croissait premièrement par îlots puis que la couche tendait à se densifier en fonction du temps
The goal of this study is to develop a new plasma source, operating at atmospheric pressure, to carry out deposition of thin layer on silicon solar cell. To know its regime, to understand its physics and to define its operating conditions, this new discharge has been characterised by electrical and optical measurements. As it is done in Ar/NH3/SiH4 mixture, argon metastables density has been measured by optical absorption spectroscopy. Current and voltage measurements correlated with fast photographies, show that discharge is ignited with by Townsend breakdown. During the current increases, the discharge pass through to sub-luminescent regime. Its development is limited by the gap. To obtain a homogeneous discharge to carry out homogeneous deposition, the insertion of a resistance to quickly decrease the gas voltage is necessary. Influences of conductive silicon substrate and temperature are discussed separately and together. The gas mixture has been choosen in order to deposit a thin layer of antireflective and passivating hydrogenated silicon nitride on crystalline silicon solar cell. The chemical, structural and optical properties of deposited layers have been determined and correlated with the process parameters. The gas precursor ratio, NH3/SiH4, enable to chose the refractive index of the antireflective layer between 1,8 and 2,2. This value is correlated to N-H/Si-H ratio determined from infrared absorption spectra. The growth of the layer has been studied by ellipsometric spectroscopic measurements according to the deposition time. Results shown that firstly the layer growths by islands, then the layer densification increases to reach a maximum value around 60 nm

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Debien, Antoine. "Étude électromécanique et optimisation d'actionneurs plasmas à décharge à barrièrediélectrique – Application au contrôle de décollement sur un profil d'aile de type NACA0015." Thesis, Poitiers, 2013. http://www.theses.fr/2013POIT2253/document.

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Abstract:

Cette thèse est effectuée dans le cadre du projet Européen "PlasmAero" dont le but est de développer et d'étudier des actionneurs plasmas, et de démontrer leur capacité à contrôler des écoulements aérodynamiques. L'actionneur plasma à Décharge à Barrière Diélectrique (DBD) de surface est un moyen innovant pour contrôler un écoulement en utilisant le vent électrique induit par la force électrohydrodynamique (EHD) générée au sein du gaz ionisé. Une première partie est dédiée à l'étude des actionneurs plasmas. L'influence de la géométrie de l'électrode active d'une DBD est précisée par des mesures électriques, optiques et mécaniques. Les régimes de la décharge de surface peuvent être totalement modifiés, tout commel'évolution de la force EHD en fonction du temps, calculée ici par bilan intégral. Une géométrie optimisée permet de supprimer le régime de décharge streamer et d'augmenter l'efficacité de l'actionneur de 0,65 à 0,97 mN/W. De plus, des configurations à multi-électrodes (sliding discharge et multi-DBD) sont étudiées et développées. Une multi-DBD à potentiels alternés a permis d'obtenir un vent électrique record de 10,5 m/s.L'étude du contrôle d'un écoulement décollé à mi-corde ou en bord de fuite sur l'extrados d'un profil NACA 0015 fait l'objet de la seconde partie de la thèse. Une DBD standard à deux électrodes, une multi-DBD à six électrodes et une DBD de type "nanoseconde" sont utilisées pour agir sur une séparation à des nombres de Reynolds atteignant 1,3μ106, avec une transition naturelle ou déclenchée. Les résultats démontrent que le contrôle permet de repousser efficacement la séparation, améliorant ainsi les performances aérodynamiques du profil
This work is conducted in the framework of the European PlasmAero project that aims to demonstrate how plasma actuators can be used to control aircraft aerodynamic. Surface Dielectric Barrier Discharge (DBD) is an innovative solution to control a flow with the electric wind induced by the electrohydrodynamic (EHD) force produced by a surface discharge. A first part is dedicated to plasma actuators study. The exposed electrode shape of a DBD actuator is investigated by electrical, optical and mechanical characterization. Discharges properties and EHD force evolution is fully dependent of exposed electrode shape. With an optimized active electrode shape, streamer discharge is cancelled while actuator effectiveness is increased from 0.65 to 0.97 mN/W. Flow field induced by multiple electrode design is also investigated. An innovative multi-DBD design is proposed. Inhibition of mutual interaction between successive DBD actuators and exposed electrode shape optimization conduct to an electric wind velocity of 10.5 m/s. In a second part, the control of boundary layer separation on a NACA 0015 airfoil is investigated. An ac DBD, a multi-DBD and a nanosecond DBD are used to manipulate separation at a Reynolds number Re = 1.3μ106, with tripped and natural boundary layer. Results show that actuators can effectively remove the separation existing without actuation

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Zadeh, Massiel. "Étude d’une pompe active EHD basée sur la mise en œuvre de décharges de surface pour le traitement des effluents gazeux d’origine industrielle." Thesis, Paris, ENMP, 2014. http://www.theses.fr/2014ENMP0059/document.

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Abstract:

Les Composés Organiques Volatils (COV), émis dans l'atmosphère sous différentes formes par les activités industrielles, sont considérés comme des polluants principaux de l'air. Pour le traitement des forts débits de gaz faiblement concentrés en COV, caractéristiques des principales sources de COV industriels, il n'existe que très peu de procédés adaptés et efficaces d'où le plasma non thermique. Sa faible consommation d'énergie et sa grande compacité font du traitement par plasma non-thermique un candidat prometteur. Ma thèse consiste à élaborer et étudier un dispositif de traitement des COV basé sur l'utilisation de décharges à barrière diélectrique de surface, décharges ayant la caractéristique de produire un vent électrique dirigé. Pour ce faire, nous avons conçu et optimisé une pompe plasma chimiquement active, composée d'un assemblage de cellules à surfaces actives, capable d'aspirer et de traiter simultanément de l'air pollué en COV. Il a fallu d'abord travailler sur l'optimisation paramétrique : électrique, géométrique et matériaux, d'une surface active élémentaire. Puis concevoir un canal actif constitué de deux surfaces actives optimales placées en vis-à-vis, pour finalement aboutir à la construction d'une pompe plasma prototype ayant un débit de pompage de 10 Nm3/h. Cette pompe originale par sa capacité de traitement chimique, constitue le prototype d'étude physique et chimique de cette thèse. Elle a permis d'effectuer des essais d'élimination de 5 COV différents injectés dans l'air : acétone, méthyl-éthyle cétone, butyraldéhyde, méthyl-valérate, méthyl-butyrate et d'en évaluer les taux d'abattement respectifs, mais aussi, d'identifier à l'aide de la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse, les principaux sous-produits de la dégradation
The Volatile Organic Compounds (VOC) emitted in the atmosphere by various forms is considered as principal atmospheric pollutant. In order to treat a high flow of gaz with a low concentration, few efficient methods exist like the non-thermal plasma. Its low power consumption and compactness make the non-thermal plasma treatment a promising candidate. My thesis deals with the development and study of a VOC treatment device based on the surface dielectric barrier discharges which have the characteristic of producing an oriented electric wind. To do this, we have designed and optimized a chemically active plasma pump, composed of an assembly of active surfaces, capable of drawing and treating simultaneously the air polluted in VOC. At first, we had to work on the optimization of the following parameters: electrical, geometric and material of an elementary active surface. And then conceive an active channel consisting of two optimal active surfaces disposed in a mirror effect, eventually leading to the construction of a prototype plasma pump having a flow rate approximately equal to 10 Nm3/h. This original pump by its capacity of chemical treatment consists on the physical and chemical prototype of the thesis. It allowed testing the conversion of 5 different VOCs injected into air which are: ketone, methyl ethyl ketone, butyraldehyde, methyl penatanoate, methyl butyrate and evaluate the respective abatement rates, but also identifying the main by-products of degradation, using the gas chromatography coupled to the mass spectrometry

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Chen, Chih-Min. "Contribution to the study of atmospheric pressure non-thermal plasma for the treatment of biological substrates." Thesis, université Paris-Saclay, 2022. http://www.theses.fr/2022UPAST048.

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Abstract:

L'objectif de ces travaux était d'étudier l'interaction entre des plasmas froids à pression atmosphérique et des milieux biologiques en vue d'application de ce type de technologie au secteur biomédical.Dans un premier temps, des sources plasma ont été conçues, réalisées et caractérisées. Il s'agissait de réacteurs mettant en œuvre des décharges sur barrière diélectrique dans différents gaz en flux (air synthétique, argon, avec ou sans apport de vapeur d'eau). L'utilisation de l'argon a permis de sélectionner des conditions dans lesquelles le plasma demeurait confiné dans la zone inter-électrodes (humidité relative supérieure à 95% à température ambiante) ou au contraire se propageait soit en atmosphère libre, soit guidé dans un tube isolant dans lequel circulait le gaz (argon sec). Dans ce dernier cas, le phénomène de propagation a été examiné par des mesures électriques résolues dans le temps et les résultats ont été discutés à l'aide des travaux antérieurs disponibles dans la littérature. Le choix de l'air comme gaz plasmagène a également été considéré en raison des contraintes d'application ne permettant pas systématiquement l'utilisation d'un autre gaz.Deux études spécifiques ont été conduites, l'une susceptible de trouver des applications dans le domaine de la « plasma médecine », l'autre dans le domaine de la lutte contre les épidémies virales.Dans ce dernier cas, les travaux ont porté sur l'inactivation de virus bactériens, ou bactériophages, infectant Escherichia coli. Il s'agissait du phage T4, phage à ADN double brin, et du phage MS2, phage à ARN simple brin. Les suspensions de phages ont été diluées dans différentes solutions tampons et déposées sur un substrat de papier hydrosoluble pour être exposées aux différents traitements par plasma froid. L'utilisation originale de ce substrat a permis de résoudre le problème difficile de la récupération des particules de phage après traitement. Ce substrat correspond également à une situation d'application défavorable à ce type de traitement (surface complexe avec diffusion en volume de la suspension, au contraire d'une surface lisse non-adsorbante telle qu'une lamelle de verre), conduisant à obtenir des résultats plus réalistes et transposables à une application réelle. L'inactivation des phages a été quantifiée par comptage de plages de lyse sur culture de E. coli. Ainsi, des taux d'inactivation compris entre 0,66 log/min et 2 log/min ont été mesurés suivant le type de phage, la nature de la solution tampon et le type de traitement. L'influence de la température imposée au substrat a également été examinée.Dans le cadre de l'application en plasma médecine, des cellules d'adénocarcinome humain (cancer du poumon) provenant de cinq patients ont été traitées in-vitro à l'aide du réacteur à barrière diélectrique dans deux conditions de fonctionnement déterminées par la composition du gaz d'alimentation : jet de plasma avec de l'argon sec et source d'espèces oxydantes avec de l'argon saturé en vapeur d'eau à température ambiante. A l'issue d'une exposition de 5 minutes au traitement par décharge d'argon humide, 65% des cellules étaient dans un état apoptotique/nécrotique. Pour le traitement par plasma d'argon sec, les tests globaux de prolifération et d'apoptose n'ont pas montré une grande efficacité. Toutefois, le jet de plasma d'argon sec a présenté un effet rapide et localisé sur les cellules cancéreuses, induisant une inhibition de la capacité des cellules à proliférer et à migrer. Ces deux conditions de fonctionnement sont d'intérêt pour l'application clinique, permettant d'avoir un seul dispositif plasma capable de délivrer un traitement très localisé des cellules (jet plasma) ou de transférer des espèces oxydantes sur une plus grande surface conduisant à des mécanismes d'apoptose (décharge d'argon humide)
The objective of this work was to study the interaction between non-thermal plasmas at atmospheric pressure and biological media in perspective of the application of this type of technology to the biomedical sector.In a first step, plasma sources were designed, realized, and characterized. These reactors implement dielectric barrier discharges in various gases in flow (synthetic air, argon, with or without water vapor admixture). The use of argon allowed the selection of conditions in which the plasma remained confined in the inter-electrode zone (relative humidity higher than 95% at room temperature) or on the contrary propagated either in free atmosphere or guided in an insulating tube in which the gas was flowing (dry argon). In the latter case, the propagation phenomenon was examined by time-resolved electrical measurements and the results were discussed with the help of previous works available in the literature. The choice of air as reactor feed-gas was also considered because of the application constraints that do not systematically allow the use of another gas.Two specific studies were conducted, one likely to find applications in the field of "plasma medicine", the other in the field of control of viral epidemics.In the latter case, the work focused on the inactivation of bacterial viruses, bacteriophages, infecting Escherichia coli. These were phage T4, a double-stranded DNA phage, and phage MS2, a single-stranded RNA phage. The phage suspensions were diluted in different buffer solutions and deposited on a water-soluble paper substrate to be exposed to different non-thermal plasma treatments. The original use of this substrate solved the difficult problem of phage particle recovery after treatment. This substrate also corresponds to an unfavorable application situation for this type of treatment (complex surface with volume diffusion of the suspension, as opposed to a smooth non-adsorbent surface such as a glass slide), leading to more realistic results that can be transposed to a real application. Phage inactivation was quantified by counting lysis plaques on E. coli culture. Thus, inactivation rates ranging from 0.66 log/min to 2 log/min were measured depending on the type of phage, the nature of the buffer solution and the type of treatment. The influence of the temperature imposed on the substrate was also examined.For the plasma medicine application, human adenocarcinoma cells (lung cancer) from five patients were treated in-vitro using the dielectric barrier reactor under two operating conditions determined by the composition of the feed-gas: plasma jet with dry argon and reactive oxidizing species (ROS) source with argon saturated with water vapor at room temperature. After a 5-minute exposure to the humid argon discharge treatment, 65% of the cells were in an apoptotic/necrotic state. For the dry argon plasma treatment, the overall proliferation and apoptosis assays did not show much efficacy. However, the dry argon plasma jet exhibited a rapid and localized effect on the cancer cells, inducing inhibition of the cells' ability to proliferate and migrate. These two operating conditions are of interest for clinical application, allowing to have a single plasma device able to deliver a very localized treatment of cells (plasma jet) or to transfer ROS on a larger surface leading to apoptosis mechanisms (humid argon discharge)

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Allegraud, Katia. "Décharge à Barrière Diélectrique de Surface: Physique et procédé." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00004783.

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Abstract:

La thèse porte sur le développement d'une décharge à barrière diélectrique de surface pour la dépollution de l'air. Il s'agit d'une thématique tout à fait d'actualité. En effet l'application des réglementations sur la qualité de l'air nécessite de nouvelles technologies. Parmi elles, la dépollution par plasma froid est un candidat on ne peut plus prometteur. Dans un tel contexte, il est nécessaire de savoir approcher le problème sous différents aspects: Le premier est bien sûr de comprendre la physique fondamentale de ce type de plasma. Cela requiert une démarche expérimentale adaptée aux échelles du phénomène. Ces décharges sont constituées de filaments de petites dimensions (quelques centaines de micromètres de diamètre, quelques centimètres de long) se propageant extrêmement vite, avec une durée de vie très courte (quelques dizaines de nanosecondes). Ces caractéristiques en font des objets difficiles à étudier. Les résultats ont montré des phénomènes d'autodéclenchement des filaments de plasma. Ce comportement tout à fait original est expliqué par l'effet mémoire de la surface diélectrique, qui peut retenir les charges sur des temps très longs (plusieurs minutes). Ces charges peuvent alors être photodésorbées et déclencher le départ de plusieurs streamers en un temps très court (40 ns). L'organisation et la propagation des filaments ont été étudiées par imagerie iCCD avec une résolution temporelle raffinée à la nanoseconde. Le deuxième aspect est d'identifier les qualités du système qui peuvent être exploitées du point de vue procédé: efficacité chimique, coût énergétique, géométrie du dispositif. L'identification de ces points a permis de déposer un brevet sur le système. Par la suite, un travail d'étude de marché a été réalisé grâce à l'encadrement d'étudiants de l'ISTIA (Institut des Sciences et Techniques de l'Ingénieur d'Angers) pour leur stage de M2.

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Bonnin, Xavier. "Alimentation électrique des dispositifs de décharge à barrière diélectrique." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2014. http://oatao.univ-toulouse.fr/13645/1/bonnin.pdf.

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Abstract:

Les dispositifs DBD se répandent dans un grand nombre d’applications industrielles. Utilisés depuis plus de 150 ans pour la production d’ozone afin de décontaminer l’eau à grande échelle, ils ont depuis la fin du XXème siècle investi les domaines du traitement de surface polymère, du dépôt de couche mince sur substrat et de l’émission lumineuse pour la décontamination ainsi que la médecine. Ces dispositifs sont mis en oeuvre avec un générateur électrique dont les caractéristiques impactent fortement la qualité de la décharge. Ce travail s’inscrit en partie dans le cadre du développement d’une application de traitement de surface à pression atmosphérique. Il aborde la problématique de l’augmentation de la vitesse de dépôt de couche mince au travers des paramètres de l’alimentation électrique. Plus précisément, ce travail s’intéresse aux apports d’une alimentation en courant rectangulaire et aborde également les problématiques liées à la conception et à la fabrication de ce convertisseur. En particulier, une grande attention est portée sur l’étude du transformateur élévateur, car au travers de ses éléments parasites capacitifs, ce dernier peut limiter le transfert de puissance entre la source électrique et le dispositif DBD. Un deuxième aspect de cette étude consiste à entrevoir l’intérêt que revêtent deux convertisseurs statiques dédiés à l’alimentation de dispositifs DBD. Le premier consiste en une alimentation résonante en régime de conduction discontinue dont la particularité est de posséder trois degrés de liberté (fréquence, tension d’entrée et largeur d’impulsion), ce qui lui confère un intérêt exploratoire. Le second convertisseur consiste en une alimentation résonante haute tension et haute fréquence permettant l’éviction du transformateur élévateur, et mettant en oeuvre des interrupteurs au nitrure de gallium (GaN) afin d’atteindre une fréquence de fonctionnement supérieure au mega-Hertz avec un faible niveau de pertes.

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Heim, Nicolas. "Phénomène d'auto-organisation dans une décharge à barrière diélectrique." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30363/document.

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Abstract:

Une décharge à barrière diélectrique (DBD) provenant d'un claquage de type Townsend et entretenue dans un régime luminescent peut aboutir à une décharge d'apparence homogène ou filamentaire. Grâce à une importante variété de structures filamentaires observables et à leurs similarités avec les structures observées dans d'autres domaines, les DBD sont d'un grand intérêt en dynamique des systèmes non linéaires. Numériques ou expérimentaux, les moyens d'études de systèmes complexes se doivent d'être en premier lieu fiables et simples. Une grande partie du temps de cette thèse a consisté à mettre en place un dispositif expérimental permettant d'obtenir des résultats reproductibles et à élaborer un code numérique de décharge à zéro dimension permettant des calculs rapides tout en conservant la physique essentielle des décharges. Un code fluide à deux dimensions préexistant a aussi été utilisé. Ces trois outils, par leurs complémentarités et leurs versatilités propres, ont offert des possibilités d'investigations plus poussées qu'auparavant. La question principale posée au début de la thèse concerne l'origine de l'instabilité d'une décharge menant à une structuration spatiale. Pour y répondre, une des études visa à regarder l'influence de l'ajout d'une impureté sur les paramètres expérimentaux observables grâce à la combinaison de résultats expérimentaux et numériques. Les décharges ont été réalisées dans les gaz rares tels que l'hélium, le néon et l'argon et l'impureté ajoutée est de l'azote. L'un des principaux résultats montre que dans le néon, l'effet Penning joue un rôle central dans la structuration. D'autres travaux menés en parallèle ont entre autres visé à identifier les facteurs responsables de la taille des filaments ou à aborder la spatialisation d'une décharge à partir de modèles 0D couplés
Dielectric Barrier Discharge (DBD) starting from Townsend breakdown and used in glow discharge regime can lead to homogenous discharge or patterned discharge. Due to a large variety of observed structures and their similarity with other domains, DBD are of great scientific interest in non-linear dynamics systems. Numerical calculations or experimental studies of complex systems need to be simple and reliable. A great part of this thesis work was to improve an experimental device to obtain reproducible results and to develop a zero dimension numerical model performing faster calculations retaining the essential discharges physic. A two dimensions preexisting model was also used. These three tools, by their complementarity and their versatilities, allowed us to go further in understanding discharge mechanisms. In the beginning of this work, one of the main questions was: "What is responsible for instability in a dielectric barrier discharge leading to spatial structure?". To answer, one of the studies consisted to add an impurity in a discharge and to look the consequences combining numerical and experimental devices. Discharges were performed in rare gas such as helium, neon and argon and nitrogen was used as an impurity. One of the main results shows that Penning effect plays a central role in discharges structuring. Other studies consisted of identifying the factors responsible for the size of the filaments or to approach the spatialization of a discharge from coupled 0D models

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Savin, de Larclause Isabelle. "Dépôt organosilicie par plasma froid basse pression et pression atmosphérique sur substrats microstructurés." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/870/.

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Abstract:

Ces travaux de thèse sont partie intégrante d'un projet centré sur l'optique ophtalmique, né de la volonté de la société Essilor de préparer un saut technologique, tant dans l'appréhension de la fonction optique des verres ophtalmiques que dans leur mode de production. L'idée novatrice du projet repose sur l'introduction de fonctions actives dans le verre, grâce à la discrétisation de ce dernier. Pour se faire, Essilor s'est tournée vers les technologies de la microélectronique et notamment les technologies plasma. La thématique abordée ici est le dépôt d'un film mince par plasma sur un substrat microstructuré. Afin de posséder une qualité, en terme de propriété finale, homogène sur l'ensemble de la microstructure, ce film doit être conforme, c'est-à-dire d'épaisseur, de composition et de structure égale sur l'ensemble du substrat. La problématique de cette thèse est donc la compréhension des mécanismes régissant cette propriété, la conformité, au travers de la comparaison de deux procédés, un réacteur plasma micro-onde ECR basse pression et une décharge de Townsend à la pression atmosphérique. L'incidence des paramètres opératoires (puissance, polarisation du substrat, température, mélange gazeux) sur la conformité a été étudiée. Ceci a permis de vérifier l'importance de l'effet d'ombrage à basse pression et de mettre en évidence le rôle majeur des ions. A pression atmosphérique, bien que le libre parcours moyen soit petit par rapport à la taille des microstructures, le dépôt se concentre essentiellement sur les régions supérieures de la microstructure. Afin de comprendre ce phénomène, des simulations de transports de matière et de champ électrique ont été mises en place. Il est apparu que la diffusion était susceptible d'expliquer ceci et que ces effets étaient accentués par la répartition du champ électrique à la surface de la microstructure. La prépondérance de l'un de ces phénomènes (la diffusion ou les effets de champ) semble varier selon les conditions, et en particulier selon le mélange gazeux
This PhD works is part of an industrial project on ophthalmic optic, developed by the company Essilor. The aim is to prepare a technological step in the apprehension of the optical function of the glass and in their production. The innovative idea is based on the introduction of some actives functions in the glass, thanks to its discretisation. To do so, Essilor turns toward the microlectronic technologies, and especially the plasma technologies. The thematic treated here is the deposition of a thin film by plasma on a microstructurated substrate. In order to obtain a quality of the film homogeneous on the whole microstructure, the coating must be conformal, i. E. It must have a thickness, composition and structure constant on all the microstructure parts. Thus, the issue of this PhD is the understanding of the mechanisms which control this property, through the use of two different processes, a microwave ECR low pressure plasma and an Atmospheric Pressure Townsend discharge. The effect of process parameters (power, substrate polarisation, temperature, gas mixture) on the conformity was studied. This allowed checking the significance of the shadow effect at low pressure and to bring out the main role of the ions. At atmospheric pressure, although mean free pass is lower compared to the microstructure size, the coating is mainly concentrated on the superior regions of the microstructure. In order to understand this phenomena, reactive mass transfer simulation and electrical field simulation was done. The diffusion seems to be responsible, and these effects are accentuated by the repartition of the electrical field at the surface. The predominance of one of these phenomena (diffusion or field effect) changes in function of the process conditions

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Diop, Mame Andallah. "Alimentation sans transformateur pour dispositif de décharge à barrière diélectrique (DBD)." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30092/document.

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Abstract:

Cette thèse porte sur le développement d'une structure d'alimentation sans transformateur pour des décharges à barrière diélectrique (DBD). Une DBD est une charge permettant d'obtenir des plasmas froids à la pression atmosphérique. Ce dispositif est fortement capacitif et son alimentation doit délivrer plusieurs kilovolts pour allumer et entretenir la décharge. Cette haute tension est classiquement obtenue à l'aide d'un transformateur élévateur. Dans une première partie, nous montrons que les éléments parasites du transformateur impactent fortement le transfert d'énergie vers la décharge. C'est pourquoi dans une seconde partie, nous proposons une nouvelle topologie d'alimentation sans transformateur élévateur. Les caractéristiques fondamentales et le dimensionnement de notre alimentation sont obtenus par une analyse théorique. Dans cette topologie, les interrupteurs sont directement connectés à la DBD ; ils doivent donc supporter des tensions de plusieurs kilovolts. Il y a encore quelques années, il n'existait pas de semi-conducteur capable de supporter ce niveau de tension, à moins d'utiliser des interrupteurs fonctionnant à très basse fréquence. De récents progrès sur les matériaux semi-conducteurs ont permis d'élaborer des transistors et des diodes à base de carbure de silicium (SiC) capables de supporter des tensions allant jusqu'à 10 kV. Ce niveau de tension est tout à fait compatible avec la topologie d'alimentation proposée ici.Nous consacrerons la troisième partie du manuscrit à la mise en œuvre de notre convertisseur. Ce dernier, conçu à base de semi-conducteurs SiC, est fonctionnel et permet d'allumer une décharge. Cependant le fonctionnement initialement prévu est fortement affecté par la présence des capacités parasites notamment celles des interrupteurs. Nous détaillerons le rôle de chacune d'entre elles. Nous proposerons enfin des solutions permettant d'améliorer le transfert de puissance : mise en série de semi-conducteurs basses tensions, utilisation sur DBD de forte puissance
This thesis focuses on the development of a dielectric barrier discharge (DBD) transformerless power supply. A DBD can produce cold plasma at atmospheric pressure. This device is a capacitive load, which must be supplied by a high voltage alternative source. This high voltage is classically obtained by amplifying a low level voltage with a step up transformer. In the first part, we show that the parasitic elements of the transformer limit the power transfer to the DBD load. This is why, in a second part, we propose a new topology without step-up transformer. A theoretical study of the converter allows to size our power supply and to deduce the fundamental characteristics of the latter. In our topology, the power switches are directly connected to the high voltage. A few years ago, it was inconceivable to connect directly a transistor to a high level of voltage (5kV), unless using very low frequency switches. Recent progress on semiconductor devices led to the development of transistors and diodes based on silicon carbide (SiC), which are able to hold up to 10kV. This voltage level is compatible with our topology.In the third part, we focus on the realization of our transformerless power supply and its operation. Our power supply based on 10 kV SiC semiconductors can ignite the discharge; however the parasitic capacitance and particularly those of the switches affect the power transfer. The role of each one of them is analyzed in detail.In the last part we propose solutions to improve the power delivered by this supply: series connection of lower voltage switches, supplying a high power DBD

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Dubus, Nicolas. "Contribution à l'étude thermique d'un réacteur à décharge à barrière diélectrique." Poitiers, 2009. http://theses.univ-poitiers.fr/theses/2009/Dubus-Nicolas/2009-Dubus-Nicolas-These.pdf.

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Abstract:

Cette thèse a pour objet l'étude thermique d'un réacteur à Décharge à Barrière Diélectrique (DBD) de laboratoire. Une étude expérimentale a d'abord été réalisée afin de mesurer les températures en différents points du réacteur à l'aide de fibres optiques. Ces mesures ont été effectuées en régime transitoire et en régime stationnaire. Afin d'examiner l'influence des pertes thermiques, nous avons en outre considéré des réacteurs non isolés et des réacteurs isolés thermiquement. L'influence de la nature et de la forme des tensions appliquées a également été considérée. C'est ainsi que des expériences ont été menées avec une tension sinusoïdale et avec une alimentation pulsée qui permet une meilleure dynamique de dépôt de puissance. D'une manière générale, l'élévation de la température dans le réacteur est toujours de l'ordre de quelques dizaines de degrés. Cependant, un phénomène intéressant qui semble ne pas avoir été reporté par ailleurs a été mis en évidence. En effet un phénomène d'emballement thermique se produit dans certaines situations conduisant à une élévation de la température de plus de 150°C et ouvrant ainsi de nouvelles perspectives telles que l'association plasma/catalyse, puisque l'on atteint ici des niveaux de température suffisants pour enclencher le phénomène de catalyse. Différents modèles conductifs numériques et analytiques ont par ailleurs été développés. Les modèles analytiques simplifiés, qui ont été proposés, ont été validés et peuvent servir à mieux dimensionner les réacteurs à décharge à barrière diélectrique
This thesis aims to study the thermal behaviour of a laboratory Dielectric Barrier Discharge (DBD) reactor. An experimental study was first realized to measure temperatures at different points of the reactor by using optic fibres. These measurements were performed in transient and steady states. To examine the influence of heat losses , not insulated and insulated reactors were considered. The influence of the nature and the form of the applied voltage was else considered. Experiments were conducted with a sinusoidal voltage and a pulsed power supply

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Ionascut, Nedelcescu Anca Marina. "Caractérisation d'une décharge à barrière diélectrique à pression atmosphérique et son afterglow." Thèse, Université de Sherbrooke, 2008. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1908.

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Abstract:

This study presents a detailed optical characterization of a throughflow Atmospheric Pressure Dielectric Barrier Discharge and its afterglow, using emission spectroscopy. The electrical properties such as the power fed into discharge, the energy consumption during one cycle, the dielectric and total capacitance are determined using Lissajous figures. The values of the determined capacities and those theoretically calculated are in agreement. The afterglow length and the effect of the air entrainment at different operating conditions are studied using photographic technique. The non-equilibrium feature of the plasma in the discharge gap and in the afterglow is studied by the analysis of the rotational, vibrational and electronic excitation temperature, using Boltzmann plots. In helium flow, under the same operating conditions, the values determined are: T[indice inférieur r] = 533 « 15 K, T[indice inférieur v] = 2500 « 500 K, T[indice inférieur e] = 2800 « 570 K - in the gap-space, and T[indice inférieur r] = 466 « 10K, T[indice inférieur v] = 2100 « 430K, T[indice inférieur e] = 2600 « 530 K - in the afterglow. In helium flow, spectral line-shape analysis of the He (587.5 nm) and H[bêta] transitions is used to determine the contributions of the Doppler, Stark and Van der Waals effects. An innovative approach to determine the gas temperature T[indice inférieur g], defined as the mean kinetic energy of the gas particles, is given by establishing two parametric equations, one for each transition. These are applied to study the Tîndice inférieur g] variation with the applied voltage, and to determine the accuracy of the use of rotational temperatures as an approximation for T[indice inférieur g]. A linear increase of the gas temperature from 310 K to 460 K with the increase of the applied voltage from 5.8 kV to 10.8 kV is found for both studied lines. The slope of the rotational temperature variation with the applied voltage shows a 35% overestimation of the gas temperature as compared to that obtained from the line shape analysis. On the other hand, no significant variation of the gas temperature with the flow rate could be detected. The upper limit for the electron density at the highest voltage applied is established to be 4 x 10[indice supérieur 12] cm[indice supérieur -3], from the Stark broadening of H[bêta]. Finally, a detailed identification of the active species and their excitation mechanisms, in He and its gas mixtures such as: He-Ar, He-N[indice inférieur 2], He-H[indice inférieur 2]O, He-CH[indice inférieur 4], and He-O[indice inférieur 2], is presented by analyzing the emission spectra in the wavelength interval 300 nm to 900 nm.

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Lagmich, Youssef. "Diagnostic et modélisation d'une décharge à barrière diélectrique pour le contrôle d'écoulement." Toulouse 3, 2007. http://www.theses.fr/2007TOU30285.

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Abstract:

"Les plasmas atmosphériques de surface peuvent agir sur la couche limite d'un écoulement. Plus types d'actionneurs plasma sont actuellement étudiés. Les objectifs dans le domaine aérodynamique peuvent être le contrôle de transition laminaire-turbulent, la diminution de traînée, l'augmentation de la portance la réduction du bruit et de la consommation. L'avantage des actionneurs plasma est leur simplicité, et la possibilité de commutation rapide. Dans cette thèse nous nous sommes intéressés aux actionneurs plasma constitués par des décharges à barrière diélectrique (DBD) de surface. L'objectif a été, à l'aide de modèle auto-cohérents de décharges, et d'expérimentation dans des conditions simples et contrôlées, de comprendre le fonctionnement de ces décharges, et l'origine de la force électrohydrodynamique (EHD) qu'elles génèrent. Nous avons mis en évidence le fait que cette force EHD est de même nature que celle associée au " vent ionique " dans les décharges couronnes. Les résultats montrent que la force EHD est due à la formation d'un nuage d'ions au-dessus de la surface du diélectrique, et qui dérive dans le champ électrique appliqué. Les claquages se produisant au-dessus du diélectrique contribuent peu à la force EHD. Les ions positifs et les ions négatifs contribuent à la force EHD : les ions positifs pendant la phase positive du cycle (anode au-dessus du diélectrique), et les ions négatifs pendant la phase négative (cathode au-dessus du diélectrique). La force EHD moyenne générée dans une DBD de surface par unité de longueur d'électrode est de l'ordre de 50 mN/m avec efficacité de l'ordre de 0. 2 mN/W. Les expériences mises en œuvre dans cette thèse confirment l'interprétation des modèles. D'autre part les résultats des simulations donnent des tendances en excellent accord avec les mesures expérimentales disponibles. "
Surface plasmas can modify the boundary layer of a flow along an airfoil. Several types of plasma actuators are being studied in different laboratories. In aerodynamic applications, these plasma actuators could be used to increase performance and reduce energy consumption, by controlling the transition between laminar and turbulent regimes, reducing drag, controlling lift and reducing noise. The advantages of plasma actuators are their simplicity and the possibility to electrically control the actuator, without moving mechanical pieces. In this work, we have focused on plasma actuators based on surface dielectric barrier discharge (DBDs). The goal was to develop self-consistent discharge models and simple experiments under controlled conditions to understand in detail the physics of the surface DBDs and of the electrohydrodynamic (EHD) force generated in these discharges. We have shown that the EHD force in surface DBDs is of the same nature as the force associated with the "ion wind" in corona discharge. Results show that the EHD force is due to the development of ion clouds generated above the dielectric surface and drifting in the large electric field. The contribution of the current peaks associated with periodic breakdown above the surface to the EHD force is negligible. Both positive and negative ions contribute to the force: positive ions during the positive part of the cycle (when the electrode above the dielectric surface is the anode), negative ions during the negative part of the cycle (cathode above the dielectric surface). The average EHD force per unit length in a surface DBD is on the order of 50 mN/m, with an efficiency of about 0. 2 mN/W. Experiments developed in this work confirm the physical description of the surface DBD provided by the model. The trends predicted by the simulation results are in excellent agreement with available experimental results

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Le, Thanh Doanh. "Étude d'une décharge à barrière diélectrique établie dans un mélange de gaz rare halogène." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1172/.

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Abstract:

Actuellement, les Ultraviolets (UV) trouvent de nos jours de nombreuses applications dans l'industrie (séchage des encres, traitements de surfaces, lithographie pour les semi-conducteurs etc…) et ils sont généralement produits par des décharges dans des vapeurs de mercure. De nouvelles sources sont cependant en plein développement : il s'agit de sources basées sur l'émission de molécules excitées par une décharge à barrière diélectrique. Plus efficaces que les sources à mercure, elles permettent une émission très localisée dans le spectre, centrée autour d'une longueur d'onde dépendant du gaz (ou du mélange de gaz) dans lequel se produit la décharge. Pour atteindre nos objectifs, nous avons tout d'abord développé une modèle physique destinée à une DBD excilampe pour un mélange entre xénon et chlore. Ce modèle repose sur la résolution du système d'équation formé principalement par les équations de continuité des espèces considérées, et l'équation de Poisson. La résolution de ce modèle nous permet de décrire la distribution spatiale et temporelle de toutes les espèces considérées dans le volume de décharge. Par la suite, grâce au modèle développé, nous avons réalisé une étude de l'influence de trois modes d'alimentations différentes (source de tension sinusoïdale et impulsionnelle, source de courant impulsionnel) sur la production d'UV par l'excilampe xénon/chlore. Ces résultats obtenus ont été confrontés avec des résultats expérimentaux issus de la littérature scientifique. Enfin, grâce à une plateforme d'étude de ces décharges développées au Laplace (système de pompage du gaz ou du mélange de gaz, bans de fabrication de lampes, outils de diagnostic et alimentations électriques), nous avons effectué, grâce à des techniques d'imagerie rapide sur la décharge étudiée, des mesures spectrales résolues en temps. Ces mesures nous ont permis d'évaluer la performance de différents modes d'alimentation à la fois sur l'efficacité de production UV de la décharge et également sur la durée de vie. Sur les bases des résultats obtenus dans cette partie, nous pouvons choisir une meilleure alimentation pour une excilampe xénon/chlore
This work concerns the study of a dielectric barrier discharge established in a mixture rare-halogen gas (xenon and chlorine). At present, Ultraviolet sources (UV) find nowadays numerous applications in the industry (drying of ink, surface treatments, lithographs for semiconductors etc. ) and they are generally produced by discharges in the vapour of mercury. New sources are however in full development: it is a question of sources based on the excited emissions by dielectric barrier discharge. More effective than sources with mercury, they allow an emission that is very located in the spectre, centred on a wavelength depending on the gas (or the gas mixture) in which occurs the discharge. To reach our objectives, we developed first of all one physical model intended for a DBD excilamp for a mixture of xenon and chlorine. This model bases on the resolution of the equation system formed mainly by the equations of continuity of the considered species, and the equation of Poisson. The resolution of this model allows us to describe the spatial and temporal distribution of all the species considered in the volume of discharge. Afterward, thanks to the developed model, we realized a study of the influence of three different modes of power supplies (sinusoidal and pulsed voltage waveform, pulsed current waveform) on the production of UV by the excilamp xenon / chlorine. These obtained results were confronted with experimental results coming from the scientific literature. Finally, thanks to a platform of study of these discharges developed in Laplace (system of pumping of the gas or the gas mixture, bench of manufacturing of lamps, tools of diagnosis and power supplies), we have studied several experimental measures such as spectre of emission, time resolved spectroscopy and imaging of the discharge of excilamp xenon/chlorine. These measures allowed us to estimate the performance of various modes of supplies at the same time the efficiency of UV production of the discharge and also on the lifetime. On the bases of the results obtained in our experimental measures, we can choose a better power supply for an excilamp xenon / chlorine

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Martinez, Ruiz Erick Osvaldo. "Oxydation partielle du méthane dans un milli-réacteur plasma de type décharge à barrière diélectrique." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066736.

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Abstract:

Le gaz méthane est connu comme le gaz à effet de serre le plus ravageur. Les réserves mondiales actuelles de gaz naturel, qui contient principalement du méthane, sont sous-utilisées en raison des coûts de transport élevés. Subséquemment, un intérêt important est démontré dans la conversion du méthane en carburants liquides transportables et en produits chimiques d'importance pour l'industrie pétrochimique. L'une des principales solutions à ce problème est l'oxydation partielle du méthane (POM acronyme en anglais), cette réaction nécessite des pressions et des températures très élevées.L'oxydation partielle du méthane dans un milieu milli-plasma est une voie possible pour convertir le méthane en hydrocarbures supérieurs avec plus de valeur à conditions de température ambiante et pression atmosphérique. Dans ce contexte, un milli-réacteur plasma de type décharge à barrière diélectrique a été conçu pour l'oxydation partielle du méthane. Un mélange d'O2 / CH4 / Ar a été utilisé, à une haute tension CA (10,8 kV, 3 kHz) pour générer la décharge du plasma. Dans les conditions expérimentales, un environnement hautement réactif à température ambiante et pression atmosphérique a été généré, ce qui a conduit à une conversion du méthane jusqu'à 30 %. Les principaux produits de la réaction ont été identifiés comme le méthanol, l'éthane, l'éthane, le propane, l'hydrogène, le CO et le CO2. L'influence de l'énergie d'entrée spécifique (J / molmethanein), la composition du gaz, le débit sur la sélectivité au méthanol et la conversion du méthane ont été étudiés. Comsol Multiphysics 5.1 a été utilisé comme outil de simulation pour effectuer une première étude pour comprendre le mécanisme de la réaction impliquée dans la POM pour la production de méthanol. Deux modèles principaux ont été discutés, les modèles à l'échelle sinusoïdale et multi-temps. Ce travail définit les bases de la compréhension du POM pour la production de méthanol. Cette étude génère de nouvelles alternatives dans l'utilisation des technologies de miniaturisation afin de transformer efficacement le méthane en méthanol
Methane gas is known to be the most destructive greenhouse gas. The current world reserves of natural gas, which contains mainly methane, are underutilized due to high transportation costs. Thus, considerable interest is presently shown in conversion of methane to transportable liquid fuels and chemicals of importance to the petrochemical industry. One of the main solution for this problem is the partial oxidation of methane, actually this reaction requires a very high pressures and temperatures.The partial oxidation of methane (POM) in a milli-plasma environment is one possible route for converting methane to more valuable higher hydrocarbons at room temperature and atmospheric pressure.In that context, a Dielectric Barrier Discharge (DBD) transparent plasma-millireactor was designed for methane partial oxidation. A mixture of O2/CH4/Ar was processed into the reactor. AC high voltage (10.8 kV, 3 kHz) was applied to generate the plasma discharge. Under our experimental conditions, a highly reactive environment at room temperature and atmospheric pressure was generated, leading to methane conversion as high as 30 percent. The main products of the reaction were identified as methanol, ethane, ethane, propane, hydrogen, CO and CO2. The influence of the specific input energy (J/molmethanein), the gas composition and flow rate on the methanol selectivity and methane conversion were studied.Comsol Multiphysics 5.1 was used as a simulation tool to perform a first study to understand the mechanism of the reaction involved in POM for the production of methanol. Two main models were discussed, the sinusoidal and multi-time scale models. This work defines the bases for the understanding of the POM for the production of methanol. This study generates new alternatives in the use of miniaturization technologies in order to efficiently convert methane to methanol

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Potin, Joël. "Modélisation numérique d'une décharge filamentaire contrôlée par barrière diélectrique dans l'azote à la pression atmosphérique." Toulouse 3, 2001. http://www.theses.fr/2001TOU30178.

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Dramane, Boni. "Précipitation électrostatique de particules submicroniques par décharge à barrière diélectrique : étude électrique, granulométrique et aérodynamique." Poitiers, 2009. http://theses.edel.univ-poitiers.fr/theses/2009/Dramane-Boni/2009-Dramane-Boni-These.pdf.

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Abstract:

Nous avons, dans le cadre de ce travail, développé la Décharge à Barrière Diélectrique (DBD) dans deux électrofiltres de géométries différentes. L'un des électrofiltres est de configuration Fil -Cylindre et l'autre de configuration Plan-Plan. Le premier volet de l'analyse de la précipitation électrostatique a consisté à déterminer l'efficacité de collecte des électrofiltres. Les résultats obtenus ont montré que l'utilisation de la DBD pour la précipitation donnait non seulement de très bons résultats en configuration Fil-Cylindre, mais également en configuration Plan-Plan (plus de 99% d'efficacité). Le second volet de notre étude a été consacré à la caractérisation des phénomènes EHD à l'intérieur des électrofiltres DBD à l'aide de moyens métrologiques optiques. Les résultats ont montré que le vent électrique a une influence minime sur la précipitation. En dehors du processus de génération du vent électrique dû à la différence de rayon de courbure entre les électrodes, il semblerait que les streamers soient impliqués dans le phénomène de précipitation. D'un point de vue organisationnel, ce travail s'articule autour de quatre chapitres. Dans le premier chapitre, nous présentons la précipitation électrostatique comme un outil de dépollution de l'air. Le deuxième chapitre est consacré à la caractérisation électrique des électrofiltres. Le troisième chapitre aborde l'analyse des performances granulométrique des électrofiltres. Enfin, le quatrième chapitre traite l'aspect EHD des phénomènes opérant à l'intérieur des électrofiltres
In this work, we developed a Dielectric Barrier Discharge (DBD) in two opposite configurations of ESP. One of them is based on Wire-to-Cylinder configuration; the second is on Plate-to-Plate configuration. The first step of our analysis of the electrostatic precipitation was the evaluation of ESP collection efficiency. The results have shown that, using the DBD, we can effectively precipitate in Wire-to-Cylinder configuration as well as in Plate-to-Plate configuration (more than 99% of efficiency). The second step of the study was devoted to the characterization of the EHD flow phenomenon inside the investigated ESP, using Particle Image Velocimetry technique. The obtained results have established that the electric wind has a minimal effect on electrostatic precipitation. Outside the usual process of electric wind generation, the streamers seemed to be implicated in the precipitation process. This work is articulated around four chapters. In the first one, electrostatic precipitation is investigated as a pollution control device. The second underlines the electrical characterization of the ESP. In the third, the study of ESP performance in terms of precipitation is examined. Finally, the fourth is devoted to the characterization of the EHD flow phenomenon inside the investigated ESP

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Merche, Delphine. "Synthèse et caractérisation de couches de polystyrène et de polystyrène sulfoné obtenues par polymérisation-plasma à pression (sub)-atmosphérique." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2011. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/209871.

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Abstract:

Lors de ce travail, de fins films de polystyrène ont été déposés dans la post-décharge d’une torche plasma atmosphérique commerciale, mais aussi dans la décharge d’une DBD (Décharge à Barrière Diélectrique), conçue et développée par nos soins au laboratoire. Une DBD est un procédé permettant d’obtenir des plasmas froids à pression atmosphérique.

Nos résultats ont montré que la DBD permettait d’obtenir des films de polystyrène de meilleure qualité (degré d’oxydation moindre…) qu’avec la torche commerciale en raison de l’atmosphère contrôlée de l’enceinte DBD. Les films sont déposés en présence d’un gaz porteur (Ar ou He dans la DBD). Nous avons pu mettre en évidence l’influence de la nature de ce gaz porteur sur la structure des films (degré de branchement, et de réticulation des films et de préservation des cycles aromatiques de la molécule de départ).

Les dépôts de polystyrène sulfoné ont été synthétisés dans la DBD en une seule étape, par « copolymérisation » de deux précurseurs (styrène et acide trifluorométhane sulfonique) injectés simultanément dans la décharge. Ces membranes pourraient servir d’électrolyte dans les piles à combustibles miniaturisées de type PEMFC (« Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell »), utilisant de l’hydrogène ou du méthanol et ce pour des applications portables.

L’acide trifluorométhane sulfonique permet le greffage de groupements sulfoniques échangeurs d’ions (nécessaires pour la conductivité de la membrane) sur le squelette de polystyrène.

La complémentarité des différentes techniques spectroscopiques utilisées -Spectroscopie des Photoélectrons X (XPS), Infra-Rouge à Transformée de Fourier (FTIR), Spectroscopie des Ions Secondaires (SIMS) statique et dynamique- ont montré que les groupements acides sulfoniques (bien préservés dans la décharge à pression sub-atmosphérique) étaient bien greffés dans la matrice de polystyrène, et ce sur toute l’épaisseur de la membrane. L’influence des paramètres (température de l’acide, tension appliquée entre les électrodes, nature du gaz porteur…) sur la quantité de groupements ionisables greffés, sur la vitesse de dépôt et aussi sur la morphologie des films a été étudiée respectivement par XPS et par microscopie.

En plus des dépôts sur substrats usuels (Si, acier…) utilisés pour les caractérisations chimiques, nous avons synthétisé les films directement sur des électrodes de carbone enrichies en platine.

Nous avons déposé le catalyseur à partir d’une solution colloïdale de platine nébulisée dans la post-décharge d’une torche plasma atmosphérique sur des couches de carbones poreuse et sur du carbone vitreux (utilisé comme modèle pour le profilage par SIMS dynamique) dans différentes configurations et ce pour différents paramètres afin de constituer des électrodes servant de substrat pour l’adhésion de la membrane-plasma pour des perspectives d’assemblage membrane-électrodes pour PAC. /

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Doctorat en Sciences
info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Djibrillah, Mahamat Abakar. "Éléments de conception d'un générateur électrique pour l'alimentation d'un dispositif à décharge à barrière diélectrique (DBD)." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00609813.

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Abstract:

Ce travail traite de la conception de générateur alimentant une lampe DBD destinée à la production de rayonnement UV. Cette alimentation doit permettre un contrôle efficace du rayonnement, grâce aux degrés de liberté apportés par le contrôle du générateur (fréquence, amplitude du courant injecté dans la lampe). Le modèle électrique de la lampe est utilisé pour prédire l'impact des caractéristiques du générateur sur le rayonnement UV produit. Une synthèse des interrupteurs de puissance du convertisseur statique permettant le contrôle du courant injecté est proposée et des solutions d'implémentation sont étudiées. Une démarche de conception en vue de l'optimisation du transformateur haute tension est proposée, notamment en ce qui concerne la valeur de ses éléments parasites. L'ensemble de ces travaux est étayé par des réalisations expérimentales.

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Djibrillah, Mahamat Abakar. "Éléments de conception d’un générateur électrique pour l’alimentation d’un dispositif à décharge à barrière diélectrique (DBD)." Thesis, Toulouse, INPT, 2011. http://www.theses.fr/2011INPT0028/document.

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Abstract:

Ce travail traite de la conception de générateur alimentant une lampe DBD destinée à la production de rayonnement UV. Cette alimentation doit permettre un contrôle efficace du rayonnement, grâce aux degrés de liberté apportés par le contrôle du générateur (fréquence, amplitude du courant injecté dans la lampe). Le modèle électrique de la lampe est utilisé pour prédire l’impact des caractéristiques du générateur sur le rayonnement UV produit. Une synthèse des interrupteurs de puissance du convertisseur statique permettant le contrôle du courant injecté est proposée et des solutions d’implémentation sont étudiées. Une démarche de conception en vue de l’optimisation du transformateur haute tension est proposée, notamment en ce qui concerne la valeur de ses éléments parasites. L’ensemble de ces travaux est étayé par des réalisations expérimentales
This work presents the concept of a generator supplying a DBD lamp for UV radiation production purpose. This supply permits effective control of radiation based on degree-of-freedom provided by generator control system (lamp current frequency and ampli-tude). Lamp electrical model is used to predict the impact of power source characteristics on the produced UV radiation. A synthesis of the switching devices of power converter for current lamp control is pro-posed and the implemented solutions are studied. A design procedure for high voltage transformer optimization is proposed in particular concerning parasitic elements. The entire work is supported by experimentations

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Ben, Gadri Rami. "Modélisation numérique du régime luminescent d'une décharge contrôlée par barrière diélectrique et établie à pression atmosphérique." Toulouse 3, 1997. http://www.theses.fr/1997TOU30057.

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Abstract:

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

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Teixeira, David. "Etude numérique de l'interaction d'une flamme de diffusion méthane - air avec une décharge à barrière diélectrique." Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066230.

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Abstract:

De nombreuses études expérimentales réalisées sur des cas académiques ont montré qu'un plasma froid permet d'augmenter le domaine de stabilité d'une flamme à des richesses et/ou des vitesses pour lesquelles elle n'existerait pas naturellement. Toutefois, il est encore nécessaire d'améliorer la compréhension des phénomènes de couplage entre le plasma et la combustion afin d'optimiser l'utilisation de ces plasmas pour l’assistance de la combustion dans les superstatoréacteurs ou dans les moteurs à mélange pauvre par exemple. Ce travail de thèse est donc consacré à l'étude de l'interaction d'une flamme de diffusion de méthane dans l'air avec une décharge dite à “barrière diélectrique“. Nous avons retenu pour cela une approche essentiellement numérique ; à savoir la simulation d’une expérience spécifique en cours d’exploitation à l’ONERA. Après avoir développé et implémenté une modélisation du plasma dans le code de Modélisation Aérothermique des Jets Instationnaires avec Combustion (MAJIC) que nous avons amélioré, plusieurs simulations ont été réalisées afin d’identifier les principaux effets induits par le plasma permettant de stabiliser la combustion.

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Cesses, Yannick. "Modélisation bidimentionnelle d'une décharge à barrière diélectrique : mise en évidence de l'importance des phénomènes aux électrodes." Toulouse 3, 2004. http://www.theses.fr/2004TOU30036.

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Abstract:

Les décharges électriques contrôlées par barrière diélectrique jouent un rôle de plus en plus important sur le plan industriel. Généralement utilisées à la pression atmosphérique, leurs domaines d'applications s'étendent de la production d'ozone, aux traitements de surface polymère en passant par les sources incohérentes de rayonnement UV. A la pression atmosphérique, ces décharges sont généralement de type filamentaire. Mais, sous certaines conditions particulières d'alimentation, il est possible d'obtenir une décharge homogène, similaire à une décharge luminescente à basse pression. L'objectif de ce travail est, par le biais d'une modélisation bidimensionnelle de la décharge filamentaire, d'améliorer la connaissance des mécanismes de création et de propagation pour proposer une voie d'établissement du régime luminescent. Ce modèle fluide, basé sur un ensemble d'équations hydrodynamiques, prend en compte non seulement l'influence des particules chargées, mais aussi celle des particules lourdes (états radiatifs, métastables, ). Ces espèces excitées n'étaient jusqu'ici pas inclus dans les modèles de décharge filamentaire alors qu'elles jouent un rôle capital dans la propagation d'une décharge luminescente. L'étude systématique de la distribution spatio-temporelle de toutes les espèces prises en compte lors des différentes phases de propagation, a permis de mettre en évidence l'importante concentration d'espèces métastables non seulement dans le gaz, mais aussi au voisinage de la surface des diélectriques. L'émission secondaire d'électrons engendrée par impact de ces niveaux métastables sur la surface, bien que peu importante, semble être le mécanisme prépondérant pour l'établissement d'une décharge luminescente. En effet, il permet une ionisation à faible champ électrique nécessaire à l'établissement de ce régime.

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Diez, Medina Rafael. "Alimentation de puissance d'une lampe exciplexe à décharge à barrière diélectrique, en vue du contrôle du rayonnement." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00555079.

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Abstract:

Ce travail présente une approche raisonnée pour alimenter en énergie électrique une lampe exciplexe à décharge à barrière diélectrique, en vue du contrôle du rayonnement UV produit. Un modèle électrique de la lampe a été développé et identifié, permettant d'étudier les interactions alimentation-lampe. Ce modèle est également utilisé pour effectuer la synthèse des structures candidates du convertisseur ; celles-ci, procèdent à un contrôle direct du courant dans la lampe. Une étude expérimentale a été menée afin de valider l'approche théorique. Les degrés de liberté apportés par le réglage des convertisseurs sont exploités, pour analyser la corrélation entre le courant du gaz et le rayonnement UV.

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Laurent, Morgane. "Utilisation d'une décharge à barrière diélectrique pour développer une matrice polymère plasma dégradable pour des applications vasculaires." Thesis, Université Laval, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30189/document.

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Abstract:

Chaque année, environ 1,5 million de patients requièrent un remplacement vasculaire en réponse à une athérosclérose avancée, causant le rétrécissement interne des vaisseaux sanguins. Malheureusement, encore aujourd'hui les matériaux synthétiques utilisés pour remplacer les artères de petits diamètres (inférieurs à 6 mm) restent associés à un haut taux d'échecs, démontrant ainsi un manque de biocompatibilité certain. L'une des principales complications observées est l'hyperplasie néointimale artérielle caractérisée par l'obstruction du vaisseau sanguin due à la prolifération tridimensionnelle de cellules sur la paroi interne de la prothèse. Différentes stratégies visant à limiter cette réaction naturelle sont aujourd'hui envisagées, notamment l'utilisation d'un système à libération contrôlée de médicament intégré localement aux prothèses vasculaires. En parallèle, l'essor des technologies plasma a permis de montrer qu'il était possible de revêtir la surface de matériel biomédical pour améliorer son interaction avec un environnement biologique. La stratégie consiste à utiliser l'énergie et la réactivité d'un plasma pour polymériser un précurseur gazeux. En sélectionnant la structure moléculaire du précurseur et les conditions expérimentales du plasma appropriées, il est possible de déposer un polymère plasma à la surface du matériel sélectionné pour lui conférer des propriétés sur mesure. C'est dans ce contexte que cette thèse a consisté à synthétiser, à l'aide d'un plasma, une matrice polymère plasma biodégradable pour revêtir la paroi interne d'une prothèse vasculaire, dans le but d'y incorporer un médicament choisi de façon à limiter l'hyperplasie néointimale. Ce projet a permis d'une part de réaliser une preuve de concept en déposant un revêtement polymère plasma dégradable par décharge à barrière diélectrique en configuration planaire. En utilisant le lactate d'éthyle en tant que précurseur et après de nombreuses analyses, des conditions de dépôt optimales ont pu être élues pour leur potentiel dans le cadre d'applications vasculaires. D'autre part, grâce à une caractérisation approfondie de la décharge, une corrélation étroite entre la physico-chimie du plasma et les dépôts dégradables obtenus a pu être établie. Afin d'élargir les possibilités de vitesse de dégradation, l'influence d'une alimentation impulsionnelle sur la décharge et sur le dépôt a de plus été étudiée. Si la manière d'apporter l'énergie a eu une forte influence sur la décharge, aucune influence majeure n'a été notée sur la chimie et la morphologie des dépôts faits à partir de lactate d'éthyle. Enfin, la construction d'un réacteur plasma tubulaire permettant de déposer la matrice développée à l'intérieur de prothèses artérielles a permis de s'étendre aux conditions réelles de dépôt. Dans l'ensemble, ce projet de recherche a mis en évidence le potentiel des procédés plasma pour le développement de matrices polymères plasma dégradables, notamment dans le cadre de systèmes à libération contrôlée et locale de médicaments pour des applications en chirurgie vasculaire. D'un point de vue de la physique des plasmas, ce travail a de plus souligné l'importance de l'étude de la décharge dans de véritables conditions de dépôt de couches minces
Every year, about 1.5 million patients need a vascular replacement due to advanced arteriosclerosis, which causes the internal narrowing of blood vessels. Unfortunately, even today the synthetic materials used to replace small diameter arteries (below 6 mm) remain associated with low patency rate, which demonstrates an evident lack of biocompatibility. One of the main observed complications is arterial neointimal hyperplasia, which is characterized by the blood vessel obstruction due to the tridimensional proliferation of cells on the graft internal wall. Different strategies aiming at limiting this body reaction are currently considered, in particular the use of a drug delivery system locally integrated to the vascular grafts. Concurrently, the rise of plasma technologies enabled to demonstrate the possibility to coat the surface of biomedical devices to improve their interaction with a biological environment. The strategy consists in using the plasma energy and reactivity to polymerize a gaseous precursor. By selecting the appropriate precursor molecular structure and plasma experimental conditions, one can build up a plasma polymer with tailored properties. It is in this context that this thesis consisted in synthesizing, using plasma, a biodegradable polymeric plasma polymer matrix to coat the internal wall of a vascular graft, with the goal to incorporate a drug chosen to limit neointimal hyperplasia. On one hand, this project acted as proof of concept by developing a degradable plasma polymer coating using a planar dielectric barrier discharge. After extensive studies using ethyl lactate as precursor, optimal chemical vapor deposition conditions were elected for their potential in terms of vascular applications. On the other hand, thanks to an extended discharge characterization, a strong correlation was established between the plasma physico-chemistry and the properties of the degradable coatings synthesized. In addition, to broaden possibilities in terms of degradation rate, the influence of a squared pulse power supply on the discharge and the coating was studied. If changing the way to bring the energy had a strong influence on the discharge, no major influence was noticed on the ethyl lactate-based coatings' chemistry and morphology. Finally, a tubular plasma reactor was build up to empower the internal wall of vascular prosthesis to be coated, which enabled to extend this project to the deposition conditions of its final application. Overall, this research project highlighted the potential of plasma processes for the development of degradable plasma polymer matrices, particularly for local drug delivery systems for vascular applications. On a physics perspective, this work emphasized the importance of studying the discharge under actual thin layer deposition conditions

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Gasthauer, Estelle. "Etude des composés organiques volatils issus des bitumes et procédé d' élimination par décharge à barrière diélectrique." Paris 6, 2005. http://www.theses.fr/2005PA066592.

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Bernecker, Benoît. "Formation de structures et phénomènes d'auto-organisation dans les décharges à barrière diélectrique." Toulouse 3, 2010. http://thesesups.ups-tlse.fr/1062/.

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Abstract:

Le plasma d'une décharge à barrière diélectrique (DBD) opérant dans un régime transitoire de décharge luminescente à haute pression présente dans la plupart des conditions une structure filamentaire. Cette structure filamentaire est souvent d'aspect chaotique, mais dans certaines conditions les filaments forment des motifs auto-organisés qui sont typiques des systèmes de réaction-diffusion. Le but de cette thèse est d'analyser les mécanismes de formation des motifs dans les DBD sur la base des simulations numériques et des expériences. Des expériences ont été réalisées pour deux configurations différentes d'électrode. Dans la première configuration, on peut observer les motifs en 2D au travers des électrodes transparentes. Dans la deuxième configuration, les électrodes sont linéaires ce qui permet d'observer des motifs en 1D. L'évolution spatiotemporelle de la décharge filamentaire a été analysée avec une caméra ICCD. Des modèles de décharge simples basés sur des mécanismes fondamentaux, c. -à-d. Transport de dérive-diffusion couplé à l'équation de Poisson, émission secondaire par impact d'ion et ionisation en volume, peuvent reproduire, au moins qualitativement, un certain nombre d'observations expérimentales (structure hexagonale, nid d'abeilles). Une nouvelle structure, prédite par le modèle, a été observée dans les expériences, nous appelons cette structure : la structure quinconce. Les résultats du modèle montrent l'importance de la localisation de la densité d'ion résiduelle dans l'espace à la fin d'une demi-période. Ce mécanisme joue un rôle important dans les aspects dynamiques comme la fusion, la division ou le déplacement des filaments
The plasma of dielectric barrier discharges (DBDs) operating in a transient glow discharge regime at high pressure exhibits under most conditions a filamentary structure. This filamentary structure is often chaotic in appearance, but under specific conditions the filaments form self-organized patterns that are typical of reaction-diffusion systems. The purpose of this thesis is to analyse the mechanisms of pattern formation in DBDs on the basis of numerical simulations and experiments. Experiments have been performed for two different electrode configurations of DBDs. In the first configuration, 2D patterns can be observed through the transparent electrodes. In the second configuration, the electrodes are linear and 1D patterns can be observed. The space and time evolution of the filamentary discharges was analysed with an ICCD camera in both configurations. Simple discharge models based on fundamental mechanisms, i. E. Drift-diffusion transport coupled with Poisson's equation, secondary emission by ion impact and volume ionization can reproduce, at least qualitatively, a number of experimental observations (e. G hexagonal structure, honeycomb structure). An unexpected structure was predicted by the model and observed in experiments, we call this structure the quincunx structure. In this filamentary structure, the filaments of two successive half-cycles are not aligned but are shifted by half a spatial period. The model results show the importance of the localization of the remaining ion density in the gap at the end of a half-cycle. This mechanism plays an important role in some aspects of dynamical behaviour like merging, division or motion of filaments

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Petit-Etienne, Camille. "Dépôt d'oxyde de silicium par procédé plasma hors équilibre à basse pression et à pression atmosphérique sur de l'acier : application aux propriétés anticorrosion." Phd thesis, Paris 6, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00367151.

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Abstract:

L'objectif de ce travail a été la mise au point de deux procédés de traitement de surface par voie plasma destinés à l'amélioration des propriétés de résistance à la corrosion d'un acier (HLE S235). Des films d'oxyde de silicium (SiOxCy) ont été déposés sur des substrats d'acier par PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) à basse pression et à pression atmosphérique. L'héxaméthyldisiloxane (HMDSO), qui est un organosilicié, a été utilisé comme précurseur. Ces films affichent de très prometteuses propriétés anticorrosion et d'adhésion. Les performances de perméabilité aux gaz et aux liquides des couches déposées par plasma (PECVD) sont très fortement liées à leur composition chimique (présence de carbone, absence de silanol) et à leur structure (épaisseur, densité, volume libre etc...). Celles-ci dépendent des conditions du procédé de polymérisation, c'est à dire des paramètres du plasma tels que la pression, la puissance, le débit d'oxygène, le débit de monomère, le temps de traitement? Les analyses concernant la morphologie du dépôt ainsi que sa composition ont été nécessaires afin de caractériser les dépôts. Nous avons pu obtenir des couches épaisses, continues, lisses, peu poreuses, contenant du carbone. L'efficacité des procédés de dépôts de films d'oxyde de silicium a été validée par l'étude des propriétés de protection contre la corrosion des films par voltampérométrie et par impédancemétrie en milieu NaCl 0,5 M aéré. Pour des conditions optimales de traitement, aussi bien à basse pression qu'à pression atmosphérique, les propriétés anticorrosion ont été nettement améliorées et persistent pour des temps d'immersion importants (Rp stabilisée après 25 h). Un pré-traitement à l'oxygène à basse pression a permis d'augmenter l'adhérence des couches au substrat et donc la protection contre la corrosion pour les dépôts réalisés à basse pression et à pression atmosphérique. Les résistances de polarisation ainsi obtenues ont atteint une valeur de 191 kOhm.cm² et 550 kOhm.cm², respectivement (acier non traité : 1,2 kOhm.cm²).

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Michel, Eric. "Etude des potentialités d'une décharge à barrière diélectrique dans l'oxygène et l'hydrogène pour le traitement de surfaces métalliques." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2004. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/211085.

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Bellanger, Marc. "Etude comparative des traitements laser excimère et plasma à décharge barrière diélectrique pour l'amélioration de l'adhésion PBT / Cuivre." Paris 6, 2006. http://www.theses.fr/2006PA066145.

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Abstract:

La thèse a pour étude les effets d’une irradiation laser excimère à 248 nm dans l’air sous le seuil d’ablation d’un film de Poly Butylène Téréphtalate (PBT). Différentes techniques d’analyses de surface permettent de caractériser les modifications de surface provoquée par ce procédé et les conséquences sur les propriétés d’adhérence d’un dépôt d’une fine couche métallique de cuivre par évaporation thermique. Ces effets sont comparés à ceux d’un traitement plasma à décharge barrière diélectrique (DBD) dans l’air à la pression atmosphérique. Cette étude montre que le greffage de fonctions polaires oxygénées et/ou azotés selon les procédés utilisés permettent de renforcer l’adhésion chimique entre le cuivre et le PBT ce qui améliore considérablement les propriétés d’adhérence.

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Petit, Marc. "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." Paris 11, 2002. http://www.theses.fr/2002PA112150.

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Abstract:

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
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

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Audier, Pierre. "Etude d'une décharge à barrière diélectrique surfacique. Application au contrôle d'écoulement autour d'un profil d'aile de type NACA 0012." Phd thesis, Université d'Orléans, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00843633.

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Abstract:

Dans un contexte de croissance du trafic aérien et dans le but de réduire la consommation de carburant ainsi que les émissions de polluants dans l'atmosphère, l'avion de demain se doit d'être plus respectueux de l'environnement. Dans un objectif d'optimisation de ses performances aérodynamiques,d'importantes activités de recherche sont menées dans le monde pour étudier de nouveaux dispositifs de contrôle actif des écoulements en temps réel. Depuis une dizaine d'années, l'utilisation de la décharge à barrière diélectrique surfacique comme actionneur plasma pour le contrôle d'écoulements suscite un intérêt grandissant. Ce type d'actionneur permet de créer un plasma non-thermique capable de générer un écoulement basse vitesse, appelé vent ionique, qui interagit avec l'écoulement naturel en proche paroi pour l'amener dans un état souhaité. Les études expérimentales présentées dans cette thèse portent, d'une part, sur la caractérisation de l'actionneur plasma sous atmosphère contrôlée pour étudier le rôle de l'azote et de l'oxygène sur le comportement de la décharge et d'autre part, sur l'évaluation des potentialités de cet actionneur à contrôler le décollement massif naissant au bord d'attaque d'un profil d'aile placé à forte incidence. Les résultats mettent en évidence l'importance du rôle joué par O2 dans l'amorçage des filaments de plasma et dans la production de vent ionique. Le taux de production d'ozone de l'actionneur plasma a été quantifié en fonction de la puissance électrique. Les essais en soufflerie, réalisés dans le cadre du projet européen PLASMAERO, montrent l'effet de la fréquence de pulsation du signal d'alimentation haute tension sur la réponse de l'écoulement décollé et des ses instabilités naturelles. Il est ainsi possible, pour le profil placé à des incidences au-delà de l'incidence de décrochage naturel, d'augmenter la portance du profil en supprimant le décollement ou en favorisant la formation de tourbillons portants à l'extrados du profil.

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Maechler, Louison. "Dépôts de films organosiliciés réalisés par décharge à barrière diélectrique homogène à la pression atmosphérique : application aux films multicouches." Toulouse 3, 2010. http://thesesups.ups-tlse.fr/1070/.

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Abstract:

L'objectif de ce travail est de mieux comprendre les procédés de dépôt de couches minces par plasma à la pression atmosphérique, à travers la synthèse de matériaux organiques et inorganiques et ce à partir de deux décharges : la décharge de Townsend à la pression atmosphérique (DTPA) dans l'azote, et la décharge luminescente à la pression atmosphérique (DLPA) dans l'hélium. Dans les deux cas, le précurseur de dépôt utilisé est l'hexamethyldisiloxane (HMDSO) et l'espèce oxydante, le protoxyde d'azote (N2O). La démarche employée consiste, dans un premier temps, à déterminer les propriétés chimiques et structurales des couches obtenues. Puis une discussion est proposée sur les mécanismes réactionnels en phase gaz susceptibles d'expliquer les films déposés. Pour finir, le potentiel applicatif des dépôts obtenus à pression atmosphérique est mis en avant à travers la réalisation de multicouches aux propriétés barrières aux gaz puis de multicouches rigides aux propriétés antibuées
The aim of this work is to better understand deposition processes of thin films using an atmospheric pressure cold plasma, through the synthesis of organic and inorganic materials. Two discharges are used: the Atmospheric Pressure Townsend Discharge (APTD) in nitrogen and the Atmospheric Pressure Glow Discharge (APTD) in helium. In both cases, the precursor used is hexamethyldisiloxane (HMDSO) and the oxidizing gas is nitrous oxide (N2O). The approach consists in firstly determining the chemical and structural properties of films obtained with or without oxidant gas. After this step, a discussion is proposed on the gas-phase reaction mechanisms that may explain the obtained deposits. Finally, this work highlights some possible applications of these deposits obtained at atmospheric pressure through the realization of gas barrier multilayers and of rigid multilayers with antifog properties

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Shokrollahi, Saeideh. "Traitements au plasma à décharge de barrière diélectrique pour l'amélioration des propriétés de l'acide polylactique pour les applications biomédicales." Master's thesis, Université Laval, 2021. http://hdl.handle.net/20.500.11794/69662.

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Abstract:

L'objectif de ce projet est d'étudier les effets de traitements plasma sur les caractéristiques de surface et les propriétés de dégradation in-vitro de l'acide poly (L-lactide) (PLA) pour des applications comme des stents cardiovasculaires biodégradables. Les films polymères sont traités par deux différents procédés plasma par décharge à barrière diélectrique. Les mélanges de gaz porteur et de gaz oxydants dans ces réacteurs sont argon + vapeur d'eau et azote + protoxyde d'azote. Les échantillons de PLA traités et non traités sont caractérisés par spectroscopie photoélectronique aux rayons X, microscopie à force atomique, énergie de surface et analyse d'angle de contact. De plus, le comportement au vieillissement des surfaces après chaque traitement est étudié. Des études de dégradation hydrolytique in-vitro sont menées par des mesures de perte de masse et de perte de poids moléculaire en fonction du temps d'incubation. Les résultats indiquent que la surface du PLA devient plus hydrophile pour tous les échantillons traités. Une hydrophilie accrue est associée à des modifications de la composition chimique des surfaces traitées. De plus, l'analyse de la morphologie de surface montre que le plasma argon + vapeur d'eau induit la formation de structures nodulaires à la surface. Toutes les surfaces traitées subissent une récupération hydrophobe dans une certaine mesure en raison du réarrangement des molécules polaires dans la masse. De plus, les études de dégradation in-vitro montrent que les traitements au plasma n'affectent pas les propriétés de dégradation hydrolytique du PLA.
The objective of this project is to study the effects of plasma treatment on the surface characteristics and the in-vitro degradation properties of polylactic acid (PLA) for different applications such as biodegradable cardiovascular stents. Polymer films are treated by two different dielectric barrier discharge plasma. The carrier and oxidative gas mixtures in these reactors are argon+water vapor and nitrogen+nitrous oxide. Both the treated and non-treated PLA samples are characterized by X-ray photoelectron spectroscopy, atomic force microscopy, surface energy, and contact angle analysis. Additionally, the aging behavior of the surfaces after each treatment is investigated. In-vitro hydrolytic degradation studies are conducted by measurements of mass loss and molecular weight loss as a function of the incubation time. The results indicate that the PLA surface becomes more hydrophilic in all the treated samples. Increased hydrophilicity is associated with modifications to the chemical composition of the treated surfaces. Also, analysis of the surface morphology shows that the argon and water vapor plasma induces the formation of some nodule-like structures on the surface. All the treated surfaces undergo hydrophobic recovery to some extent due to the rearrangement of the polar groups into the bulk. Moreover, in-vitro degradation studies show that plasma treatments do not affect the PLA hydrolytic degradation properties.

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Boucinha, Vincent. "Etude de l'écoulement induit par une décharge à barrière diélectrique surfacique : contribution au contrôle des écoulements subsoniques par actionneurs plasmas." Phd thesis, Université d'Orléans, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00501829.

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Abstract:

La réduction de la résistance à l'avancement par des techniques de contrôle active sera une nécessité d'importance croissante dans les années à venir pour le secteur des transports. Cette thèse fait partie d'une nouvelle voie de recherche consistant à utiliser des décharges plasmas à pression atmosphérique pour modifier les écoulements en vue d'améliorer les performances aérodynamiques (diminution de la traînée et augmentation de la portance). L'actionneur retenu est une décharge à barrière diélectrique surfacique avec un diélectrique composé d'une combinaison de deux matériaux polymères souples. L'écoulement induit par l'actionneur plasma, appelé vent ionique, est d'abord étudié expérimentalement dans l'air au repos en fonction du régime de la décharge. Une loi empirique liant la vitesse du vent ionique à la tension et à la fréquence de l'alimentation est proposée. De cette loi se dégagent une vitesse et une longueur caractéristiques utilisées pour prédire les principales propriétés du jet de paroi induit en aval de la décharge (lois d'échelle). L'efficacité de l'actionneur est ensuite testée en soufflerie subsonique pour trois configurations aérodynamiques de complexité croissante : couche limite laminaire non décollée (plaque plane), couche limite turbulente décollée (profil épais) et couche limite décollée 3D (corps de Ahmed, lunette inclinée à 25°). Des résultats significatifs tant sur le plan de la modification de la topologie de l'écoulement que de l'amélioration des efforts aérodynamiques sont obtenus pour des nombres de Reynolds jusqu'à 1,7.106 (35 m/s).

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Bouzidi, Mohamed Chérif. "" Étude d'une Décharge à Barrière Diélectrique (DBD) homogène dans l'azote à pression atmosphérique : Effet mémoire et Optimisation du transfert de Puissance"." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00925594.

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Abstract:

Ce travail s'inscrit dans le cadre du développement d'un procédé de traitement de surface par Décharge à Barrière Diélectrique (DBD) à pression atmosphérique. Une DBD est une source de plasma hors équilibre thermodynamique caractérisée par la présence d'au moins un diélectrique dans le passage du courant, permettant d'éviter la transition { l'arc. Le régime normal de fonctionnement d'une DBD est filamentaire : les répartitions spatiales et temporelles de l'énergie sont fortement inhomogènes, ce qui n'est pas compatible avec la réalisation d'un traitement de surface. Cependant, il est possible d'obtenir une décharge homogène (similaire { celles obtenues { basse pression) dans certaines conditions (excitation électrique, configuration d'électrodes, ...) mais uniquement { faible puissance. L'objectif de cette étude est d'une part d'améliorer le transfert de puissance dans la décharge et d'autre part de comprendre les mécanismes de transition du régime homogène au régime filamentaire. Dans le but d'améliorer le transfert de puissance, deux approches ont été explorées : l'influence du matériau diélectrique utilisé et le système d'alimentation, Nous avons, dans un premier temps, utilisé différents matériaux (alumine, titanate de baryum, ...) ayant des permittivités relatives allant de 6 à 380. Les résultats obtenus montrent que, dans la configuration utilisée, le paramètre important est la valeur globale de la capacité du diélectrique et non le type de matériau. Ainsi, une décharge homogène ne peut pas être obtenue avec des matériaux de forte permittivité relative qui, de fait, conduisent à des valeurs de capacité très élevées. Lorsque la capacité de la barrière diélectrique augmente, la charge dans le gaz est limitée et le domaine de fonctionnement en régime homogène est réduit. De plus, il apparaît que la modification de la valeur de la capacité du diélectrique ne permet pas d'accroître la puissance maximale pouvant être transférée { la décharge dans un régime homogène mais simplement d'optimiser un point de fonctionnement en termes de fréquence et d'amplitude de la tension appliquée. La seconde approche explorée consiste à utiliser une alimentation spécialement optimisée. A ce jour, l'alimentation généralement utilisée pour l'obtention de décharges homogènes fournie une tension sinusoïdale. Dans ce cas, la décharge est allumée pendant seulement une partie de la période. La solution pour améliorer le transfert de puissance consiste à imposer un courant constant durant la décharge et d'accroître sa durée d'allumage. Dans cette optique, une alimentation en courant carré a été développée et réalisée en collaboration avec X. Bonnin (équipe GENESYS du LAPLACE). Cette alimentation a permis d'accroître de manière très importante la puissance transférée { la décharge (maximum : 100 W/cm 3 ). Concernant la compréhension des mécanismes de transition du régime homogène au régime filamentaire, les études antérieures avaient montré qu'un effet mémoire, d'une décharge { la suivante, permet d'ensemencer le gaz en électrons germes et ainsi d'obtenir un claquage de type Townsend nécessaire { l'obtention d'une décharge homogène. L'hypothèse admise au début de cette thèse était que les états métastables { longue durée de vie N 2 (A 3  u + ) permettaient d'ensemencer le gaz en électrons germes par émission secondaire { la cathode. Cependant, ceci ne permet pas d'expliquer pourquoi l'ajout de quelques ppm de O 2 ou de N 2 O, qui détruisent très efficacement les N 2 (A 3  u + ), augmente la stabilité de la décharge. Des mesures de spectroscopie d'émission optique résolue spatialement et temporellement dans différents mélanges de gaz (N 2 , N 2 -O 2 , N 2 -NO) nous ont permis de montrer l'importance des N 2 (A 3  u + ) mais également de l'oxygène atomique O( 3 P) sur l'homogénéité de la décharge. Les métastables N 2 (A 3  u + ) peuvent être { l'origine de la création d'états excités de l'azote N( 2 P) qui par ionisation associative avec l'oxygène atomique O( 3 P) pourraient ensemencer le gaz en électrons. Cette hypothèse permet d'expliquer les comportements observés en azote mais également dans les différents mélanges de gaz étudiés.

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Brunet, Paul. "Procédé de dépôt de couches minces nanocomposites par décharge à barrière diélectrique : de l'aérosol d'une suspension colloïdale à la morphologie du dépôt." Thesis, Perpignan, 2017. http://www.theses.fr/2017PERP0018.

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Abstract:

Le développement de procédé évoluant à la pression atmosphérique représente un enjeu majeur dans le dépôt de couches minces nanocomposites. Parmi ces procédés, les Décharges à Barrières Diélectriques présentent l'avantage d'être un procédé vert sans effluent gazeux, pouvant facilement être intégrées dans une chaine de production industrielle. L'approche choisie pour la réalisation de couches minces nanocomposites repose sur l'injection sous forme d'aérosol d'une suspension colloïdale dans la DBD. Les nanoparticules semi-conductrices de TiO2 sont choisies et mise en suspension dans un alcool polymérisable tel que l'isopropanol. L’objectif de ce travail est de contrôler le transport des nanoparticules et la croissance de la matrice dans la DBD en vue de réaliser une couche mince nanocomposite.Différentes méthodes de formation de l'aérosol et de filtration sont évaluées, ainsi que différents gaz vecteur (Ar, N2). Dans tous les cas considérés, la décharge est filamentaire.L'estimation des valeurs des différentes forces s'exerçant sur une nanoparticule dans une DBD confortée par un modèle numérique à permis d'orienter les expérimentations. Il est ainsi possible, à partir des paramètres permettant de générer le plasma, d'influencer le dépôt des nanoparticules et la croissance de la matrice. Les dépôts obtenus sont analysés ex situ par microscopie électronique à balayage, spectroscopie infrarouge, Raman et à rayon X et in situ avec la diffusion laser.Dans le régime filamentaire considéré, nous montrons que le flux de gaz et la fréquence de la tension joue des rôles prépondérants sur le dépôt des couches minces nanocomposites. Cette étude a permis de mettre en évidence qu’une simple fréquence n’est pas suffisante pour déposer la couche mince nanocomposite. Cependant l’utilisation d’une double fréquence semble être la meilleure approche pour séparer le transport des nanoparticules de celui de la croissance de la matrice
Development of an atmospheric pressure process presents a major concern in the deposition of nanocomposites thin films. Among these processes, Dielectrics Barrier Discharges takes advantages to be green processes without gas effluent, which can be easily integrate in an industrial line production. The chosen approach for the nanocomposite thin film deposition is based on the injection of an aerosol of a colloidal suspension in the DBD. Semi-conductive TiO2 nanoparticles are chosen and put in suspension in a polymerizable alcohol as isopropanol. The objective of the present work is to control the transport of the nanoparticles as well as the matrix growth in the DBD in order to realize the nanocomposites thin film Different methods of the aerosol formation and filtration are evaluated, as well as the carrier gas (Ar, N2). In each case considered, the discharge works in filamentary. Estimating values of the different forces acting on the nanoparticles in a DBD comforted by a numerical model allowed to guide the experimentations. Thanks to the parameter which generated the plasma, it is possible to influence the nanoparticles deposition and the matrix growth. Depositions are ex situ analyzed by scanning electron microscopy, Infra-red, Raman, and X-ray spectroscopy and in situ by laser scattering. In the filamentary regime considered, we show that the gas flow rate and the frequency of the voltage play a dominant role on the deposition of nanocomposites thin films. This study allowed to highlight that a simple frequency is not enough to deposit the nanocomposite thin film. However, the use of a double frequencies seems to be the best way to separate the nanoparticles transport to the surface from that of the matrix growth

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Forte, Maxime. "Contrôle d'écoulement par actionneur plasma de type décharge à barrière diélectrique : application à l'amélioration de la pulvérisation dans les injecteurs de turboréacteurs." Poitiers, 2007. http://www.theses.fr/2007POIT2339.

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Abstract:

Récemment, certains motoristes ont mis en évidence la faible efficacité des dispositifs d’injection de carburant dans les phases de « bas régimes moteurs ». En effet, les injecteurs, dont le principe de fonctionnement repose sur la pulvérisation assistée par air, ne fonctionnent pas de manière optimale lorsque la vitesse d’écoulement dans la chambre de combustion est faible (<30 m/s). Afin d’améliorer l’atomisation du carburant dans ces phases critiques, notre étude vise à modifier l’aérodynamique autour des injecteurs par l’intermédiaire du vent ionique induit par un actionneur « plasma ». La première partie de ces travaux a consisté à développer puis optimiser un actionneur plasma de type Décharge à Barrière Diélectrique (DBD). Pour cela une étude paramétrique de mesure du vent induit par l’actionneur a été effectuée en faisant varier les différentes grandeurs électriques et géométriques qui déterminent les performances de celui-ci. Ces différentes études ont permis de générer des vents ionique jusqu’à 8 m/s à 0,5 mm de la paroi. La deuxième partie, plus appliquée, a consisté à équiper une maquette d’injecteur aux dimensions réelles avec un actionneur plasma optimisé, et de tester l’efficacité de celui-ci dans un écoulement d’air allant jusqu’à 30 m/s. Il en résulte que l’actionneur permet une modification significative de l’écoulement autour de l’injecteur et donc du cisaillement en paroi dans toute la gamme de vitesse étudiée. Des analyses spectrales ont également mis en évidence que l’actionneur peut générer des instabilités aérodynamiques dans le sillage de l’injecteur à une fréquence choisie par le signal d’alimentation
Recently, jet engine manufacturers have pointed out some difficulties in spraying fuel correctly inside combustion chambers for some critical regimes (such as starting or refiring). The principles used in current air-assisted injectors are no longer efficient when airflow velocities are low (<30 m/s). Plasma actuators have been thought to modify the airflow around the injectors in order to improve spraying as they can induce an airflow called “ionic wind” inside the boundary layer. The first part of this study was about the observation and the optimization of the DBD plasma actuator. A parametric study was performed in order to increase the velocity of the airflow induced by such actuators. The results from the velocity measurements (Pitot probe, LDV) show that an optimization of geometrical and electrical parameters enables the generation of ionic wind up to 8 m/s at 0. 5 mm from the wall. The second part of the study was more applicable to industrial usage. An injector model has been built and fitted with an optimized DBD actuator. PIV and LDV velocity measurements were performed to show the effect of the actuation on the airflow around the injector for upstream velocities in the range of 5 to 30 m/s. Additional spectral analyses performed with recent slotting technique have shown that the actuator is able to generate coherent structures in the wake of the injector, with an adjustable frequency

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Mfopara, Ange. "Etude du traitement par décharges électriques à pression atmosphérique de deux molécules modèles : le naphtalène et le méthane : application au traitement d'effluent automobile." Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066082.

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Abstract:

Face à une réglementation de plus en plus restrictive vis-à-vis des rejets polluants, les constructeurs automobiles recherchent des procédés de dépollution innovants. Le plasma froid, utilisé seul ou couplé aux systèmes de traitement existants, représente une alternative intéressante, notamment lors de la phase de démarrage à froid. C’est dans cette perspective que s’inscrit ce travail de thèse au cours duquel un réacteur à décharges à barrière diélectrique a été évalué à pression atmosphérique pour l’élimination en phase gazeuse de deux molécules contenues dans un échappement classique : le naphtalène et le méthane. La première partie de l’étude concerne l’oxydation avancée du naphtalène. Le réacteur plasma est efficace pour éliminer le naphtalène de la phase gazeuse à des densités d’énergie inférieures à 100 J/L, avec comme produits majoritaires gazeux CO2 et CO. Les bilans carbone incomplets traduisent la formation d’un dépôt aux parois susceptible d’être traité par la décharge elle-même. Sur la base des résultats expérimentaux, des chemins réactionnels sont proposés pour l'élimination du naphtalène par ce procédé à décharges électriques. La deuxième partie du travail est principalement consacrée à l’étude des cinétiques réactionnelles intervenant lors de la dégradation du méthane. Le taux d'élimination du méthane dans l'azote pur (50%) conduit principalement à la formation de HCN, disparaissant à l'introduction de vapeur d'eau pour former CO et CO2. Dans le cas du traitement en présence d’oxygène, l’adjonction de vapeur d’eau permet d’augmenter le ratio CO2/CO. Des mécanismes réactionnels sont proposés reposant sur des jeux de réactions compétitives.

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Collette, Stephanie. "Étude de la réactivité de l’eau dans la torche radiofréquencée et la décharge à barrière diélectrique à l’interface plasma atmosphérique - polyéthylène basse densité." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2017. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/256608.

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Abstract:

Dans la littérature, peu d’études traitent de l’utilisation de l’eau dans un plasma car elle a tendance à les déstabiliser. Pourtant, l’eau possède un haut potentiel de réactivité et est une voie plus verte pour générer des OH. Nous avons donc mené une étude de la réactivité de l’eau dans différents types de plasmas en utilisant plusieurs approches. Notre objectif est de mettre en évidence les différences entre, d’une part, un traitement dans la décharge grâce à l’utilisation d’une décharge à barrière diélectrique et, d’autre part, un traitement en post-décharge grâce à l’utilisation d’une torche radiofréquencée. Dans le premier cas, l’eau est injectée entre les électrodes tandis que dans le second, elle est envoyée dans la post-décharge. Dans les deux situations, nous utilisons l’argon comme gaz plasmagène et travaillons à pression atmosphérique. Ces deux types de plasma sont analysés au niveau de la phase gazeuse et sont utilisés pour modifier un polymère. L’étude de phase gazeuse est réalisée par spectroscopie d’émission optique pour déterminer les espèces émissives présentes dans le plasma, ainsi que par spectrométrie de masse pour la torche. Nous avons pu déterminer les réactions induisant la production et la consommation d’espèces telles que l’Ar, l’O, l’OH, l’H et le N2. Une étude électrique a également été menée sur les deux plasmas. Dans le cas de la torche, c’est une mesure indirecte qui est réalisée grâce à la mesure du courant d’ions dans la post-décharge. Dans le cas de la DBD, différentes analyses ont été effectuées. Premièrement, nous avons déterminé la puissance injectée grâce à l’utilisation des courbes de Lissajous. Ensuite, des mesures de tension et du courant ont été menées pour deux puissances différentes à 10 W et 80 W. Dans les deux cas, une diminution du courant a pu être observée. Nous suggérons que cette diminution soit liée à la consommation des métastables qui, pour la torche, entraine une diminution de production de Ar2+ (responsable du courant d’ions mesuré) et pour la DBD, empêche la production d’électrons. De plus, pour la DBD, cette diminution de courant n’est pas uniquement due à la consommation de métastables mais également à la capacité de l’eau à capter les électrons. Nous avons également observé l’évolution du nombre de filaments en fonction de la puissance et de la quantité d’eau injectée. C’est une augmentation du nombre de filaments qui a été observée et été reliée aux propriétés électriques du plasma.En parallèle, nous avons utilisé ces plasmas afin de modifier un polymère. Nous avons choisi le LDPE comme substrat car, n’étant composé que de carbone et d’hydrogène, il facilite le suivi du greffage de l’oxygène. Le LDPE traité par les différents plasmas, à savoir la torche RF, la DBD à 10 W et la DBD à 80 W a été caractérisé par différentes techniques d’analyse de la surface. Cela nous a permis d’observer, suite au traitement contenant de l’eau, l’évolution de la mouillabilité (WCA), de la composition chimique de la surface (XPS et ToF-SIMS), de la rugosité (AFM), du changement de masse du film ou encore de la réticulation (ToF-SIMS). De plus, une étude dans la profondeur du film a aussi été menée (XPS et ToF-SIMS) dans le but d’observer la diffusion de l’oxygène et du deutérium dans le substrat.Nous avons pu déterminer les espèces interagissant avec la surface du LDPE. En fonction du type de plasma, des mécanismes différents de greffage ont été envisagés. Dans tous les cas, un greffage d’oxygène a été observé et associé à la présence de radicaux OH. Pour ce qui est de la torche et de la DBD 80 W, un décapage a également pu être observé. Dans le cas de la torche, ce décapage est associé à l’effet combiné de l’oxygène atomique et des UV. Pour la DBD, en raison du grand courant mesuré et de la grande puissance injectée, nous supposons l’effet combiné des argons métastables et des électrons induisant un changement important de la rugosité. Grâce à l’équation de Wenzel, nous avons également corrélé les mesures XPS, WCA et AFM. Cependant, pour de longs temps de traitement par DBD à 80 W, l’augmentation de la rugosité est tellement importante que le modèle de Wenzel n’est plus d’application ;le modèle de Cassie-Baxter semble dans ce cas plus adéquat pour comprendre le comportement de la surface du LDPE.Cette thèse a donc permis de déterminer les espèces générées lorsque de l’eau est présente dans le plasma, mais également d’observer leurs effets sur la modification de la surface du LDPE.
Doctorat en Sciences
info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Martin, Laure Anita. "Dépollution d'effluents chargés en composés organiques volatils cycliques (toluène et bêta-pinène) par décharge couronne à barrière diélectrique : marquage isotopique et simulation du procédé." Paris 6, 2005. http://www.theses.fr/2005PA066223.

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Gouri, Rabah. "Optimisation électrique et géométrique d'un électrofiltre à barrière diélectrique en configuration fil-tube carré. Application aux particules submicroniques." Thesis, Poitiers, 2012. http://www.theses.fr/2012POIT2279/document.

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Abstract:

L'objectif de ce travail est l'étude de l'efficacité de collecte des particules submicroniques d'un électrofiltre deconfiguration fil-tube carré en utilisant une Décharge à Barrière Diélectrique (DBD). Les expériences sont faites avec desparticules de fumée d'encens ayant une taille moyenne d'environ 0,32 pm. La répartition en taille des particules à la sortie del'électrofiltre est mesurée grâce à un spectromètre d'aérosols à lumière blanche. L'efficacité de collecte est estimé pour diversestensions et fréquences appliquées (gammes : 4-30 kV, de 0,3 à 1000 Hz) à un débit d'air fixe.Le premier volet de l'analyse a consisté en une caractérisation électrique et granulomètrique de l'électrofiltre de configurationcarré dit de référence. Les résultats obtenus ont montré que le comportement électrique de l'électrofiltre de géométrie carré estsimilaire à celui de géométrie cylindrique. Aussi, l'utilisation de la DBD pour la précipitation donnait de très bons résultats enconfiguration fil-tube carré (plus de 99% d’efficacité). Le second volet de notre étude a été consacré à l'optimisation géométrique de l'électrofiltre de référence. Les résultats ont montré que le diamètre du fil, le nombre des faces collectrices ont une influence minime sur la précipitation. Tandis que, la section du tube et la largeur de la contre électrode et sa discrétisation ont une influence importante. L'analyse de l'effet de la présence d'une deuxième Barrière Diélectrique (BD) a montré qu'à la différence de la simple BD ou le mode de décharge est assez homogène, la décharge a un comportement filamentaire dans le cas de la double BD. Aussi, l'efficacité de collecte des particules pour les deux con
The objective of this work is the study of the collection efficiency of submicron particles with wire-to-square tubeElectroStatic Precipitator (ESP) using a Dielectric Barrier Discharge (DBD). The experiments are performed with incense smokeparticles having a mean size of about 0.32 μm. An aerosol spectrometer is employed for characterizing the size distribution ofthese particles at the outlet of the ESPs. The collection efficiency is estimated for various applied voltages and frequencies(ranges: 4–30 kV, 0.3–1000 Hz) at a fixed air flow rate.The first step of our study consisted of an electrical characterization of the reference precipitator and the evaluation of itscollection efficiency performances. The results have shown that electrical behavior of the wire-to-square tube configuration issimilar to the wire-to- cylinder configuration. Furthermore, it reveals that the square configuration charged with a DBD gives verygood results (more than 99% of efficiency). The second step of the study was devoted to the geometrical optimization of thesquare ESP. The obtained results have established that the wire diameter, the number of faces has a minimal effect on electrostatic precipitation. However, the tube section, the width of the ground electrode and its discretization have an important effect. Also, the analysis of the effect of the presence of a second Dielectric Barrier (DB) has shown that in the case of the single DB, the discharge mode is rather homogeneous. In contrast, the discharge has a filamentary behavior in the case of the double DB. Results show that the particle collection efficiency of both ESPs is higher at high applied voltages and within a certai

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Coursimault, Fabien. "Caractérisation de SiO par diagnostics spectroscopiques dans une décharge à barrière diélectrique à la pression atmosphérique dédiée aux traitements de surface de films polymères." Orléans, 2001. http://www.theses.fr/2001ORLE2067.

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Abstract:

Les polymères tiennent aujourd'hui une place importante dans notre vie quotidienne du fait de leur grand nombre de propriétés. Certaines d'entre elles, particulièrement les propriétés de surfaces peuvent être améliorées par différentes techniques notamment les traitements par décharges électriques dont les DBD font parties. Ces nouvelles techniques sont d'une mise en œuvre relativement simple mais les mécanismes physico-chimiques mis en jeu sont complexes. Cette étude se place dans le cadre d'une meilleure compréhension de ces mécanismes et a pour objectif la mise au point d'outils de diagnostics souples et adaptés à une étude industrielle. Ces travaux portent spécifiquement sur la molécule SiO dont le rôle est très important dans les mécanismes de traitement de surface. Une étude bibliographique sur les principales techniques de diagnostic existantes, nous a permis de retenir des diagnostics basés sur la spectroscopie d'absorption. Le manque de données spectroscopiques et l'interprétation des résultats nous a conduit à développer un modèle de spectres synthétiques. Le calcul intègre l'absorption mais aussi l'auto-absorption, ce qui permet une estimation de la densité de SiO pendant le phase de post-décharge mais aussi de décharge. La partie expérimentale de ce travail comprend l'installation d'un banc de mesure optique et surtout la conception et la réalisation de deux réacteurs DBD, l'un utilisé comme source lumineuse et l'autre simulant un réacteur de traitement de surface. L'un des problèmes a été de réduire les gênes occasionnées par la production des poudres, inévitable dans ce type de plasma. L'alimentation impulsionnelle des deux réacteurs permet une étude de l'évolution temporelle de la densité de SiO entre deux décharges. Cette étude temporelle a été réalisée pour des concentrations de réactif fixes dans un gaz porteur d'argon pour des raisons spectroscopiques. Les résultats montrent la faisabilité d'un tel système et permettent d'envisager des études complémentaires notamment le transfert sur le procédé industriel lui-même.

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Dissertations / Theses on the topic 'Décharge sur barrière diélectrique'

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