Littérature scientifique sur le sujet « Propriétés plasma »

Depuis le début des années 2000, des avancées technologiques majeures ont permis l'émergence de plasmas froids à pression atmosphérique ayant de faibles valeurs de courant et des températures proches de la température ambiante. Dans cet article, nous exposons dans un premier temps les principales sources de plasma froid utilisées avec succès dans les applications biomédicales, en insistant notamment sur les propriétés physico-chimiques recherchées. Dans un second temps, nous proposons un état de l'art des dernières avancées médicales (en particulier en cancérologie et en dermatologie), ainsi qu'en agriculture.

Résumé L’élimination d’une solution aqueuse de Noir Eriochrome T (NET), composé organique largement utilisé en industrie textile, a été effectuée par plasma glidarc. Ce procédé d’oxydation avancée (POA) met en jeu les espèces gazeuses actives créées dans la décharge, principalement les radicaux OH°, son dimère H2O2 et le peroxynitrite ONOO- (dérivé de l’oxyde nitrique). Ces espèces induisent des propriétés fortement oxydantes qui sont largement employées pour la destruction de déchets organiques. Outre les espèces oxydantes, certains composés issus du radical NO°(HONO et ONOOH) et présents en solution confèrent également au plasma des propriétés acidifiantes qui accélèrent ainsi les réactions d’oxydation. L’étude spectrophotométrique d’une solution de NET (15 µM) exposée à la décharge électrique a permis de révéler qu’aux premiers instants du traitement (t < 3 min), il se forme un composé intermédiaire qui absorbe à λ = 752 nm; la cinétique de décoloration observée présente une loi de variation d’ordre global égal à un avec une constante de vitesse k = 2,11 min‑1. Après 45 min de traitement, un taux de décoloration de 85,1 % est obtenu. Au bout du même temps, le composé présent initialement en solution à 15 µM se minéralise à 57,3 % avec une constante de vitesse k1 = 0,0188 min‑1. L’obtention d’un abattement de 67 % de la demande chimique en oxygène (DCO) avec une constante de vitesse k2 = 0,0253 min‑1 permet de confirmer que le composé se dégrade bien sous l’effet de la décharge. Par ailleurs, bien que la cinétique de disparition d’une solution plus concentrée (150 µM) soit plus lente (k3 = 0,0178 min‑1), le composé se décolore à 82,0 % et un taux de dégradation de 86,6 % est obtenu après une durée d’exposition de 50 min. Les analyses qualitatives effectuées juste après arrêt de la décharge ont également révélé la présence en solution des ions minéraux issus de la dégradation de la molécule.

LASERIX est une plateforme de l’IJClab sur le campus de l’Université Paris Saclay. Le laser est une chaîne CPA de niveau 50 TW à 10 Hz. Des thématiques de recherche en rapport avec la physique des deux infinis sont menées en parallèle avec une vocation affirmée d’ouverture à la formation. Nous présentons un panorama sur les sources XUV de lumière structurée, l’accélération laser plasma et des études prospectives sur l’étude des propriétés du vide soumis à un champ électromagnétique ultra-intense.

We deposit thin films of a-Si:H by RF diode spray on substrate with temperatures varying from 200 to 500 °C. Knowing that this deposition method is violent when compared with the plasma-assisted deposition method, we have used low RF power to limit the energy of the Ar ions bombarding the surface of the growing film. Characterization of the films by UV–visible absorption spectroscopy suggests that the influence of the substrate temperature can be classified into three different regimes: (i) low temperature, Ts < 300 °C: the films show a strong disorder, the hydrogen is bound only in the polyhydric configuration; (ii) intermediate temperature, 300 °C < Ts < 400 °C: film growth is rapid, the films present a lower defect density; this may be the best regime to make good quality a-Si:H films using the spraying method; (iii) high temperature, Ts > 400 °C: the films are more organized, but less hydrogenated. The substrate temperature influences the film properties by modifying the growing mechanism through a control of the reactions taking place at the plasma–substrate interface, where the hydrogen dynamics play a fundamental role.[Journal translation]

Nous étudions quelques propriétés d'équilibre de la version classique du plasma à une composante (PUC), en trois et deux dimensions (potentiels 1/r et - lnr respectivement). Ce modèle simple reproduit bien certaines propriétés essentielles (effets d'écran) communes aux systèmes Coulombiens à plusieurs composants en phase plasma. Par ailleurs, le PUC décrit avec une bonne approximation quelques systèmes réels, astrophysiques ou terrestres. L'intérêt conceptuel et pratique du PUC a motivé de nombreux travaux approches rigoureuses, méthodes de simulation numérique, développements de théories approchées. Notre travail s'inscrit dans ce contexte et en reprend certains aspects (méthodes de simulation exclues). Nous considérons à la fois le système homogène (phase fluide) et le système inhomogène (problèmes d'interface). Nos approches rigoureuses comprennent une preuve non-perturbative de la décroissance rapide des corrélations en régime monotone, une étude générale des fluctuations du potentiel et du champ électriques en deux dimensions, et des calculs analytiques dans des régimes asymptotiques (paroi diélectrique en couplage faible) ou dans des cas particuliers (modèle bidimensionnel pour une valeur spéciale de la température). En ce qui concerne les théories approchées, nous proposons un schéma d'approximations successives pour le calcul de la distribution du champ électrique, sur la base d'un nouveau développement systématique. Par ailleurs, nous nous intéressons aux méthodes fonctionnelles appliquées aux calculs des profils de densité dans les interfaces; en particulier nous construisons un nouveau développement fonctionnel bien adapté aux parois impénétrables. Pour ces deux types de problème (microchamp et interfaces) nous mettons en œuvre une série de tests significatifs des théories approchées, en prenant avantage des résultats exacts (analytiques et Monte-Carlo). L'axe commun de tout ce travail est une formulation à partir des premiers principes pour les problèmes abordés. Ceci permet une meilleure compréhension de certains mécanismes essentiels, ainsi qu'une interprétation claire des performances des théories approchées (avec possibilité d'inclure des corrections)
We study some equilibrium properties of the classical one component plasma (OCP), in three and two dimensions (1/r and- lnr potentials respectively). This simple model does have the essential properties (screening effects) of multicomponent Coulomb systems in the plasma phase. Furthermore the OCP describes with a good accuracy some real systems, in Astrophysics or on the Earth. Because of its basic and practical interest, there has been numerous works on the OCP: rigorous approaches, numerical simulations, approximated theories. Our work presents some of the aspects mentioned before (numerical simulations excluded). We consider both the homogeneous system (fluid phase) and the inhomogeneous system (interfaces). Our rigorous approaches contain a non-perturbative proof of the fast decay of the correlations in the monotonic regime, a general study of the potential and field fluctuations dimensions in two dimensions, an analytic computations in asymptotic regimes (dielectric wall in the weak-coupling limit)or in particular cases (two-dimensional model at a special value of the temperature). With respect to approximated theories, we propose a scheme of successive approximations for computing the micro field distribution on the basis of a new systematic expansion. Furthermore we study density functional theories applied to the computation of interface density profiles; in particular we derive a new density functional expansion well appropriate for hard walls. For both problems (microfield and interfaces), we make unambiguous tests of the approximated theories by taking advantage of the exact results (analytic and Monte Carlo). The common axis of this work is a formulation starting from the first principles for the problems considered. This allows a better under­ standing of some fundamental mechanisms as well as a clear interpretation of the successes or failures of the approximated theories (with the possibility of including corrections)

Les plasmas de type MIG-MAG n'étaient pas, jusqu'à présent, examinés en détail et exploités en laboratoire. En raison des applications techniques de ce type d'arc électrique, la plupart des expériences et des calculs théoriques se limitaient à l'étude des processus provenant des régions des électrodes. Des l'année 1948, au cours de laquelle les premiers brevets ont été déposés pour des arcs sous argon, les procédés de soudage MIG-MAG ont été exploités avec succès comme une des plus populaires méthodes d'assemblage de métaux. Et pourtant, malgré plus de cinquante ans d'histoire et de développement de cette méthode, la plupart des phénomènes fondamentaux qui y prennent naissance, n'ont pas trouvé d'explications. En 1953 Lubawski et Nowosilow ont présenté, pour la première fois, un arc avec une électrode fusible fonctionnant sous protection de dioxyde de carbone. On peut admettre, que à partir de ce moment, on a cherché à savoir de quelle manière le type du gaz appliqué influait sur le transfert du métal dans l'arc. En particulier, il s'agissait de déterminer comment des différences de propriétés physiques du plasma pouvaient intervenir sur les procédés intervenants dans la région de l'électrode supérieure, et pourquoi dans les mélanges gazeux riches en dioxyde de carbone on ne pouvait pas obtenir un régime de fonctionnement d'arc de type pulvérisation axiale ? Malheureusement, toutes les tentatives pour répondre à ces questions, par exemple un postulat selon lequel une modification de la distribution du courant dans l'extrémité d'électrode provoquerait une constriction de l'arc et une inversion de la force de Lorentz [83], restent toujours et uniquement seulement des hypothèses. Les travaux présentés dans cette thèse avaient pour but de comprendre l'influence du gaz utilisé sur le transfert du métal dans l'arc, et plus spécifiquement pourquoi une augmentation de la proportion de dioxyde de carbone dans le mélange gazeux provoquait un changement de son régime de fonctionnement. Les mesures réalisées ont toutes été financées par Air Liquide Welding, dans le but d'améliorer le procédé. Un motif supplémentaire de mener des recherches sur l'arc MIG-MAG, est la quasi-absence de données expérimentales concernant les distributions de température et de densité électronique dans ce type de plasma. Les données disponibles dans la littérature sont généralement le fruit de simulation numériques sans réelle validation expérimentale. Ainsi, par exemple, les valeurs de température présentées par Haidar semblent trop élevées pour un plasma dominé par les vapeurs métalliques. Le caractère particulier de l'arc de soudage, dont le spectre d'émission consiste en de nombreuses raies spectrales fortement élargies par effet Stark, a également permis de mesurer, parfois pour la première fois, les paramètres Stark des raies d'éléments métalliques. Une telle possibilité est très intéressante, car pour déterminer les élargissement et déplacement Stark de raies métalliques, il est nécessaire d'introduire les vapeurs de ce métal dans la région de décharge. En général, dans le cas des plasmas utilisés en laboratoire, cela n'est pas simple et induit de gros problèmes de demixing difficiles à résoudre, comme le montre la relativement faible quantité de données expérimentales disponibles jusqu'à présent. Ce sont pourtant des données essentielles pour la connaissance des milieux plasmagènes, notamment ceux étudiés en astrophysique.

Les propriétés radiatives sont d'une importance cruciale lors de l'étude des plasmas astrophysiques et de fusion, particulièrement dans des conditions hors équilibre thermodynamique local (hors-ETL). C'est pourquoi nous avons développé un modèle collisionnel-radiatif, capable de calculer les propriétés radiatives en toutes conditions de température et de densité. Nous avons intégré à ce modèle de nouveaux facteurs de Gaunt développés par nous-mêmes. Ces facteurs permettent d'obtenir des sections efficaces des processus atomiques plus précis que les formules classiques et semi-empiriques, nécessaires au calcul des populations atomiques. Ils ont été obtenus en utilisant des méthodes sophistiquées, telles que les méthodes distorted-wave et generelized-line-strength, à l'aide du code FAC. Dans le but de valider nos résultats, nous les avons comparés dans un premier temps, aux calculs de Hill et Rose d'un plasma composé d'un mélange de carbone et de 5% de silicium, dans des conditions ETL et hors-ETL. Les résultats sont très satisfaisants, aussi bien à l'ETL qu'hors-ETL. Nous avons aussi comparé nos résultats à la transmission mesurée par Xiong et al. d'un plasma de silicium à Te = 72 eV et Ne = 1.3 x 10²¹ cm⁻³. Là encore, nous obtenons un bon accord. Cependant, on constate la présence de quelques écarts au niveau du décalage spectral de certaines raies, ainsi que l'absence de certaines transitions. Cette absence peut s'expliquer par certaines configurations électroniques manquantes dans le calcul de structure atomique. Nous nous sommes aussi intéressés à l'absorption d'un mélange de carbone et de 5% de germanium avec un nombre restreint de configurations électroniques. Nous avons exploré l'effet d'interaction de configurations ainsi que l'effet d'un champ radiatif. Nous avons également déduit des lois permettant de calculer rapidement les lois de Planck et de Rosseland. Ces lois concernent pour le moment le carbone, le silicium et le germanium, pour Te entre 250 et 350 eV et Ne entre 2 et 8 x 10²³ cm⁻³
The radiative properties are of utmost importance when studying astrophysical and ICF plasmas, particularly in non local thermodynamic equilibrium conditions. This is the reason why we have developed a collisional-radiative model that enables us to calculate the radiative properties of plasmas under any temperature and density conditions. We developed and implemented new Gaunt factors to the CR model. These factors greatly improve the precision when calculating the cross sections of the microscopic processes. These cross sections are required to calculate the populations of the atomic levels. We obtained these new factors by using the distorted-wave and generalized line strength methods of the Flexible Atomic Code (FAC).In order to validate our new-developed CR model, we compared our results to those of Hill and Rose, of a plasma composed of carbon and 5% silicon, in LTE and NLTE conditions. We obtained satisfactory results in both conditions. We also compared our results to the experimental transmission measured by Xiong et al., of a pure silicon plasma, with Te = 72 eV et Ne = 1.3 x 10²¹ cm⁻³. Again, we obtained results that are in good agreement with the measured spectrum. However, we noticed some discrepancies in the line shift of some lines, and some missing transitions. This can be explained by the absence of certain electronic configurations in the calculation of the atomic structure with the Cowan atomic code.We also explored the absorption of a plasma composed of carbon and 5% germanium with a restricted number of electronic configurations. We investigated the effect of configuration interaction and the effect of the radiative field. We also developed new laws that predict the Planck and Rosseland mean opacities very quickly. For the time being, these laws work for carbon, silicon and germanium, with Te between 250 and 350 eV, and Ne between entre 2 et 8x10²³ cm⁻³

Les problématiques liées aux surfaces et interfaces prennent de plus en plus d’importance dans de nombreux secteurs, aussi bien académiques qu’industriels. Dans de nombreuses applications, il n’est parfois pas nécessaire de conférer la réactivité désirée à la totalité du volume du matériau : une surface aux propriétés bien contrôlées peut suffire.Lieu de discontinuité des propriétés d’un matériau, la surface possède un comportement qui lui est propre, généralement apporté par une étape de fonctionnalisation. Dans ce contexte, ce travail de thèse vise à élaborer des surfaces polymères aux propriétés thermoréversibles, de comprendre les mécanismes réactionnels mis en jeu aux interfaces et de proposer de nouvelles surfaces aux pouvoirs adhésifs réversibles.Il existe de nombreuses techniques permettant de modifier la surface des matériaux. La littérature est abondante et variée, on y trouve notamment des techniques visant à introduire des groupements fonctionnels à la surface d’un substrat. Parmi elles, la polymérisation plasma est une technique de dépôt chimique en phase vapeur, sans solvant, permettant le dépôt de films minces de polymères aux propriétés physico-chimiques contrôlées sur une grande variété de matériaux. Le plasma, état très excité de la matière, est généré grâce à un champ électromagnétique. C’est cette technique de fonctionnalisation qui a été choisie dans ce travail de thèse dans le but de déposer un film mince de polymère possédant des propriétés thermoréversibles sur divers substrats.Les propriétés de thermoréversibilité sont apportées grâce à la présence de groupements furanes, capables de réagir avec un diénophile par une réaction de Diels-Alder (DA). Cette réaction, dite « click », entre un diène et un diénophile a été décrite pour la première fois en 1928 par Otto Diels et Kurt Alder, et fut à l’origine de l’obtention de leur Prix Nobel en 1950. Dans la littérature, les études sur la réaction de DA sont majoritairement réalisées en solution voire sur des matériaux massifs. Cette chimie a été beaucoup moins étudiée sur/dans des films minces, où la notion de confinement prend toute son importance. C’est dans ce contexte que se posent ces travaux de thèse.Dans un premier temps, une étude expérimentale approfondie sur la réactivité de DA (étude cinétique et thermodynamique) a été réalisée. Des polymères plasma ayant des propriétés physico-chimiques variées ont été synthétisés et un couple diène/diénophile modèle, le furane présent dans le polymère plasma et l’anhydride maléique en solution, a été choisi. La compréhension de la réactivité interfaciale de DA sur des polymères plasma constitue la première grande partie de cette thèse. Diverses méthodes de caractérisation des propriétés du film mince fonctionnel (spectroscopie infrarouge, spectrométrie photo-électronique X, mesures d’angle de contact, mesures par microbalance à cristal de quartz avec dissipation, microscopie à force atomique et ellipsométrie) ont été utilisées pour confirmer dans un premier temps la faisabilité du procédé de fonctionnalisation basé sur la polymérisation plasma puis de quantifier la réactivité interfaciale de DA. Dans une seconde partie, la méthodologie développée a été élargie à la compréhension de la réactivité interfaciale de DA et rétro-DA mettant en jeu un autre couple diène/diénophile, à savoir le furane (toujours greffé sur le polymère plasma) et le maléimide (en solution). Enfin, le greffage du maléimide sur un substrat a permis de s’interroger sur la faisabilité d’une adhésion covalente réversible, à l’échelle moléculaire mais aussi macroscopique, entre deux substrats solides fonctionnalisés, l’un avec des groupements furanes, l’autre avec des groupements maléimides. [...]
Should we adapt to materials or can we modify materials to obtain what we want and what we need? Since the beginning of humanity, natural materials (stone, wood, etc.) have allowed civilizations to develop. Thanks to the increase of knowledge in the field of materials and to the development of more and more sophisticated fabrication processes, civilizations have also allowed the development of materials such as metal alloys, ceramics and, more recently, synthetic polymers. Since the second-half of the 20th century, researchers and engineers have found interest in responsive materials and particularly responsive polymers, able to adapt to their surrounding environment such as the mostly studied poly(N-isopropylacrylamine). The number of studies to design new smart materials keeps increasing because they play an important role in the development of advanced technologies. Today, we can find smart materials in all areas of activity.According to the targeted application, different stimuli are considered and can be classified amongchemical or physical stimuli.Recently, chemical stimuli have been studied for various applications, such as the elaboration of pH-stimuli responsive materials to control drug delivery and separation processes. The presence of specific molecules, for instance containing polar groups or able to form hydrogen bonds, can also modify the properties of materials and may be used to induce self-healing processes. Biomolecules may also provide chemical signals for the selective conjugation of proteins or sugars. Besides, physical stimuli have also gained interest because they can be remotely applied. Indeed, electro- or magneto-active polymers respond to an applied electric or magnetic field by changing their size or shape for instance. They are used to elaborate sensors, robotic muscles, to store data and in nanomagnetic materials for various biomedical applications. Photo-sensitive polymers can change their physicochemical properties in response to light irradiation at a given wavelength and intensity. The photoresponsive polymers are broadly used in nano- or bio-technology, such as for bio-patterning and photo-triggered drug delivery. Another highly-studied physical stimulus consists in the variation of the environmental temperature. This method is used for drug delivery, in liquid chromatography to vary the power of separation without changing the column and/or the solvent composition or to elaborate self-healing materials (composites) thanks to weak (H-bonds) or covalent interactions forinstance.In the former examples, the whole composition of the system is usually specifically formulated to react to environmental conditions, although many phenomena locally occur at the surface of the material. This strategy is thus economically non-viable because only few percents of the material volume are exploited for their smart properties. Consequently, industrial renewal can be stimulated by the fabrication of stimuli-responsive coatings that could cover any material, preserving the characteristics of the bulk material and limiting the cost of these additional smart properties. [...]

Au cours de ce travail, nous avons elabore des revetements plasma de carbures et nitrures (nbc, tac, tic et tin) sur des substrats inox. La demarche utilisee est la suivante: 1) la realisation de ces revetements par projection plasma sous pression reduite, 2) la determination des proprietes physico-chimiques et microstructurales, 3) l'etude du comportement tribologique (frottement et usure). Dans l'ensemble, les revetements sont adherents mais ils possedent une porosite elevee (>10%), liee au caractere tres refractaire de ces materiaux. Pour nbc et tic, les revetements sont homogenes en composition (stchiometrie) et en morphologie. Pour tic et tin, la decarburation/denitruration ne peut etre totalement evitee. Elle se traduit par la presence de phases deficientes en carbone ou azote. Pour cette etude, nous avons utilise des tests tribologiques ne mettant en jeu que le frottement de glissement a sec, a l'aide d'un tribometre de type bille-plan. A l'exception de tin, l'usure des revetements est quasiment inexistante. On observe principalement deux mecanismes d'usure: une usure abrasive sur le frotteur (acier ou alumine) et une usure adhesive liee aux transferts de matiere du frotteur sur le revetement. Le frottement quant a lui atteint tres vite un regime stable pour des materiaux comme nbc et tic. On obtient avec un antagoniste alumine, de faibles coefficients de frottement (<0,2). Pour tac et tin, ce frottement est instable et il ne cesse de croitre jusqu'au grippage. La porosite, la cohesion entre les particules projetees et l'affinite chimique avec le materiau antagoniste, sont autant de facteurs intervenant dans le comportement tribologique des revetements

Le travail présenté dans ce mémoire de thèse est destiné à la compréhension d'un nouveau matériau initialement mis en œuvre au LPICM: le silicium polymorphe (pm-Si). Le développement de ce matériau est lié aux études de la formation de poudres dans les plasmas de silane. Les poudres sont des particules qui peuvent atteindre quelques microns de taille, mais les précurseurs sont en général des entités de taille nanométrique (nano-particules), qui peuvent être cristallines ou amorphes. Le silicium polymorphe est déposée dans des conditions proches à la formation de poudres, ce qui devrait entraîner l'incorporation dans la couche de ces précurseurs nano-métriques. Depuis 1998 toute une série d'expériences montrent que le pm-Si:H a une excellente qualité électrique par rapport au silicium amorphe hydrogéné standard. C'est ceci qui a suscité l'intérêt aux études sur la structure et les conditions d'élaboration. Ce travail a été abordée dès trois points de vue différents: le plasma, la croissance et la structure. Plusieurs techniques ont du être développés à cause des particularités associées à cette étude. D'un côté, la Cavité Laser Résonante a permis de mesurer des concentrations de nano-particules dans laphase gaz de l'ordre de 10 puissance 8 -10 puissance 9 cm-3 dans des conditions de pm-Si:H. Des études in situ par Ellipsométrie Spectroscopique (SE) ont montré que la croissance du pm-Si:H se fait de manière homogène. En même temps, il a été nécessaire de développer le modèle du Tétraèdre pour comprendre la relation entre la fonction diélectrique du matériau obtenue par SE et sa structure. Enfin, des mesures en Microscopie Electronique à Transmission et Haute Résolution indiquent la présence de nano-cristallites dans une matrice amorphe. Des analyses sur la matrice amorphe indiquent une amélioration de l'ordre du pm-Si:H, corrélé avec l'amélioration des propriétés électroniques.

La stabilité des modes magnéto-hydrodynamiques dans les plasmas de tokamaks est modifiée par la présence de particules rapides. Dans un tokamak tel qu'ITER ces particules rapides peuvent être soit les particules alpha créées par les réactions de fusion, soit les ions et électrons accélérés par les dispositifs de chauffage additionnel et de génération de courant. Les modes appelés fishbones électroniques correspondent à la déstabilisation du mode de kink interne due à la résonance avec le lent mouvement de précession toroidale des électrons rapides. Ces modes sont fréquemment observés dans les plasmas des tokamaks actuels en présence de chauffage par onde cyclotronique électronique (ECRH) ou de génération de courant par onde hybride basse (LHCD). La stabilité de ces modes est particulièrement sensible aux détails de la fonction de distribution électronique et du facteur de sécurité, ce qui fait des fishbones électroniques un excellent candidat pour tester la théorie linéaire des instabilités liées aux particules rapides. Dans le tokamak Tore Supra, des fishbones électroniques sont couramment observés lors de décharges où l'utilisation de l'onde hybride basse crée une importante queue de particules rapides dans la fonction de distribution électronique. Bien que ces modes soit clairement liés à la présence de particules rapides, la fréquence observée de ces modes est plus basse que celle prévue par la théorie. En effet, si on estime l'énergie des électrons résonants en faisant correspondre la fréquence du mode avec la fréquence de précession toroidale des électrons faiblement piégés, on obtient une valeur comparable à celle des électrons thermiques. L'objet principal de cette thèse est l'analyse linéaire de la stabilité des fishbones électroniques. La relation de dispersion de ces modes est dérivée et la forme obtenue prend en compte, dans la condition de résonance, la contribution du mouvement parallèle des particules passantes. Cette relation de dispersion est implémentée dans le code MIKE qui est ensuite testé avec succès en utilisant des fonctions de distributions analytiques. En le couplant au code Fokker-Planck relativiste LUKE et à la plate-forme de simulation intégrée CRONOS, MIKE peut estimer la stabilité des fishbones électroniques en utilisant les données reconstruites de l'expérience. En utilisant des fonctions de distributions et des équilibres analytiques dans le code MIKE nous montrons que les électrons faiblement piégés ou faiblement passants peuvent déstabiliser le mode de kink interne en résonant avec lui. Si l'on s'éloigne de la frontière entre électrons passants et piégés, les effets résonants s'affaiblissent. Cependant les électrons passants conservent une influence déstabilisante alors que les électrons piégées tendent à stabiliser le mode. D'autres simulations avec MIKE, utilisant cette fois des distributions complètes similaires à celles obtenues en présence de chauffage de type ECRH, montrent que l'interaction avec les électrons faiblement passants peut entraîner une déstabilisation du mode à une fréquence relativement basse ce qui pourrait permettre d'expliquer les observations sur le tokamak Tore Supra.

Ce document a pour theme l'etude de plasmas d'air ensemences de cuivre, crees par arc a haute pression. La mesure par actinometrie de la densite d'oxygene atomique dans l'etat fondamental a ete etendue au cas de milieux a pression intermediaire: elle a ete validee par spectroscopie optique d'emission jusqu'a 13 mbars pour un plasma genere par micro-ondes ; la valeur obtenue en plasma d'air cree par arc, pour une pression statique de 0,3 mbar, est comparable au resultat de composition fourni par une simulation monodimensionnelle de l'ecoulement. La caracterisation du plasma d'air haute pression en ecoulement interesse deux points de fonctionnements, de pressions statiques 0,6 et 28 bars. Un calcul previsionnel realise a l'equilibre thermodynamique a mis en evidence l'influence des ions cu+ sur la composition et les proprietes de transport du plasma. Des experimentations menees par spectroscopie optique (emission, absorption) montrent que la temperature d'excitation de cu est systematiquement superieure a la temperature de thermalisation des especes lourdes, qu'aux plus hautes pressions (28 bars) ses niveaux d'excitation sont surpeuples par rapport a une distribution de boltzmann et qu'il entretiendrait des echanges selectifs d'excitation avec n2, n et o. La caracterisation par spectroscopie optique d'emission de l'interaction du plasma en ecoulement a 28 bars avec un materiau graphite met en evidence la formation en couche limite de molecules de cuo, ce qui modifierait l'oxydation du graphite. Enfin, la presence de cu favoriserait l'ionisation de la couche limite, intensifiant les echanges thermiques avec le materiau et de fait sa degradation

De nombreux domaines, tels que le biomédical, la micro-fluidique ou l'optique quantique, sont demandeurs de nanoparticules présentant des propriétés optiques spécifiques. L'ablation laser en liquide, PLAL (Pulsed Laser Ablation induced in Liquid) est une méthode de synthèse permettant d'élaborer rapidement des nanoparticules dans une large gamme de matériaux, et donc de tester la conservation ou la modification des propriétés optiques originales identifiées dans certains matériaux lorsque l'on passe aux tailles nanométriques (scintillation, thermoluminescence, photo-stimulation, haut rendement de luminescence...). Dans ce travail de thèse la synthèse, la caractérisation optique et structurale de nanoparticules dopées a été développé. Différents types de matériaux ont été testés dont l'oxyde de gadolinium dopé, l'yttrium aluminium garnet (YAG), l'alumine etc. Cela a permis de montrer la faisabilité et la potentialité de cette technique d'élaboration sur différents matériaux. Par ailleurs un outil de diagnostic du plasma par spectroscopie optique résolue en temps a été mis en place afin de comprendre les processus des croissances des particules formées.

Suite à la pandémie de la Covid-19, un effort considérable est actuellement déployé, tant dans la recherche académique que dans le secteur industriel, pour élaborer des revêtements capables de protéger les surfaces contre les microorganismes et ainsi limiter leur temps de résidence, leur développement et par suite leur transmission. Dans le cadre d’une collaboration interdisciplinaire IRCER, E2Lim et Sanodev, ce travail s’intéresse à la fonctionnalisation d’une surface par le biais d’un revêtement biocide non toxique et photocatalytique capable d’inhiber la croissance des microorganismes. Dans ce but, les potentielles propriétés bactéricides vis-à-vis de Escherichia coli de différents revêtements élaborés par projection plasma (photocatalytiques et non photocatalytiques) ont été évaluées.