Etude d`une Décharge Electrique pour Ecrans à Plasma

République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Université des Sciences et de la Technologie d’Oran
Mohamed Boudiaf
Faculté des Sciences
Département de Physique
Thèse en Vue de l’Obtention du Diplôme de
Doctorat Es Sciences
Spécialité : Physique
Option : Physique des Matériaux et des Plasmas
Présentée Par
BENSTAALI Wafà
Epouse : ALI LAHMAR
Intitulée :
Soutenue le 23/10/2011, devant le jury composé de :
Président : Noureddine ZEKRI Professeur USTO MB
Rapporteur : Ahmed BELASRI Professeur USTO MB
Examinateur : Jean Pierre BOEUF Directeur de recherche CNRS LAPLACE Univ.Toulouse
Examinateur : Mokhtar INAL Professeur Univ.Tlemcen
Examinateur : Bachir LIANI Professeur Univ.Tlemcen
Examinateur : Khelifa YANALLAH Maître de Conférence.A Univ.Tiaret
Etude d’une Décharge Electrique
pour Ecrans à Plasma

Dédicace
Comment parler de moi, de mon travail sans parler de vous,
Mes parents je vous dois tant. Vous avez construit l’univers dans
lequel je vis, Il y a tant de chaleur dans la bonté de vos cœurs, Vous
êtes une étoile dans ma vie. C’est grâce à vous que ma vie ne connaît
pas de grands remous. C’est pour cette raison que je débute en vous
remerciant.
Mes beaux parents, J’ai reçu de vous tant d’amour et de bonheur,
Dans vos yeux, j’ai toujours pu lire de la tendresse, Pour moi votre
sourire est un énorme présent.
Mes frères et sœurs, neveux et nièces, l'amour dans la famille quelle
belle richesse, c'est un trésor à partager sans cesse. Chaque jour devrait
comprendre de la tendresse, des paroles douces qui coulent sans cesse
Yousra, quoi de plus troublant que ton regard mon enfant qui semble
s'interroger sur un monde étranger tu verras, elle est belle la vie pleine
de joies et d'envies même si parfois des coups durs arriveront dans le
futur, je serais là pour te protéger te comprendre et t'écouter. Tu es ma
fille, ma princesse, mon cœur déborde de tendresse depuis que je t'ai
donné la vie je suis heureuse jours et nuits tu es ma raison d'exister
pour toujours et à jamais
Mohamed, Si un jour J’accomplis des choses Je sais que c’est sur toi
qu’il faudra que je pose les lauriers qui me seront décernés. Parque
c’est grâce a toi que je les aurai mérités. Il n’y a aucun mot qui suffit
pour te dire Merci…
A tout ce que j’ai de plus cher, ma famille
A la mémoire de ma grand-mère, mon rayon de soleil

Remerciements
Je remercie le bon Dieu de m’avoir donné le courage, la patience et la bonté de
pouvoir terminer cette thèse.
Je remercie mon mari, mes parents (× 2) et ma famille pour leur affection et leur
soutien tout au long de mes années d’études.
Cette étude a été effectuée au sein du laboratoire Physique des Plasmas,
matériaux conducteurs et leurs applications. (L.P.P.M.C.A). J’exprime ma profonde
gratitude à Monsieur A. Belasri, Professeur à l’Université d’U.S.T.O, et directeur du
Laboratoire pour m’avoir accueillie dans son Laboratoire, m’a initié à la recherche puis
guidé dans mes travaux avec une disponibilité et une ferveur de chaque instant.
Le modèle particulaire développé au cours de mon travail de thèse a été le fruit
d’une collaboration étroite avec le laboratoire Plasma et Conversion d’Energie
(LAPLACE, ex CPAT) de Toulouse, sous la direction de Mr Jean Pierre Bœuf,
Directeur de Recherche au CNRS, LAPLACE. Je tiens donc à lui exprimer toute ma
reconnaissance pour sa grande disponibilité au cours de mes séjours à Toulouse, ses
conseils ainsi que ses compétences.
Je remercie très chaleureusement Monsieur N. Zekri qui m’a fait l’honneur de
présider le jury de cette thèse.
Je remercie également Mr Mokhtar Inal, Mr Bachir Liani et Mr Khelifa Yanallah
pour avoir bien voulu examiner mon manuscrit et siéger à mon jury de thèse.
Je tiens à remercier Mr Jean Pierre Bœuf d’avoir accepter d’être membre du
jury de cette thèse et de se déplacer pour assister à ma soutenance.
Je profite également pour remercier Mr Gerjean Hagelaar qui m’a fait profiter de
ses connaissances en matière de modélisation, m’a guidé et m’a soutenu lors de mes
début dans le monde de programme PIC-MCC.
Mes remerciements vont également à Leanne Pitchford, pour sa gentillesse, et de
m’avoir bien accueillit jusqu’à me faire sentir que j’étais vraiment chez moi.
Je tiens à remercier toute personne ayant contribué à ma formation tout au long
de mes années d’études. Un remerciement particulier à Mr A.H. Amara, Mme Z.
Boukhedmi et Mr A. Khelil pour leurs compétences mais aussi pour avoir été une
inépuisable source d’inspiration

J’exprime ma sympathie à tous mes amis (es) sans citer de nom, ils (elles) se
reconnaitront.
Mon dernier mot reviendra aux membres des deux laboratoires avec qui j’ai
passé d’agréables moments ;
LPPMCA, en particulier
À mes frères : Driss à qui je dis Baraka Allah Fik, Zoheir que je ne cesserai à
remercier pour sa gentillesse, son aide et sa disponibilité même lorsqu’il était au-delà de
la mère, Lakhdar à qui je souhaite un retour proche parmi nous, Tayeb à qui je dis merci
pour les livraisons Oran-Mosta-Oran, Sid Ahmed et Houcine Ait Kaci notre grand frère.
A mes sœurs, Fatiha mon héritière d’écran à plasma, Khadija le nouveau
membre de l’équipe permanente, Nadjet Oumm Malek, et Soumia avec qui j’ai toujours
le plaisir de discuter et de rire même aux pires moments.
LAPLACE, en particulier
Thierry que je remercie pour sa gentillesse, sa disponibilité et ses outils de
cuisine, Laurant, l’info rugby, Youcef qui m’a pris sous ses ails afin de m’adapter à
l’atmosphère Toulousaine, Abdel Ilah, pour ces nombreuses discussions et enfin,
Gerjean qui n’hésitait pas à prendre de son temps pour répondre à mes questions.
Que tous ceux qui j’ai cité, trouvent ici l’expression de mes sincères
remerciements.

Etude d’une décharge électrique pour écrans à plasma
Résumé
Les écrans à plasma (PAP) sont une des technologies les plus prometteuses dans
le domaine des écrans de visualisation et de la télévision haute résolution. Malgré leur
commercialisation depuis 1996, ces écrans nécessitent encore de nombreuses
améliorations notamment leur efficacité lumineuse qui suscite l’intérêt de nombreux
travaux de recherche expérimentale et théorique dans le but de rivaliser avec les écrans
à tubes cathodiques (CRT) et de l’emporter sur les écrans à cristaux liquides (LCD).
La première partie de ce présent travail représente, une modélisation
bidimensionnelle des propriétés électriques d’une cellule d’écran à plasma fonctionnant
dans un régime de colonne positive et une autre cellule à électrode auxiliaire. La
première géométrie induit une colonne positive plus longue qui sera le siège d’une
grande émission de photons U.V. Le modèle fluide bidimensionnel utilisé montre
l’évolution de la densité des particules chargées, l’énergie dissipée dans l’excitation du
xénon et la densité de courant. Le bilan énergétique indique une efficacité importante de
la cellule de colonne positive d’où l’intérêt d’utiliser ce régime mais nécessite une
tension élevée. Une méthode pour remédier à ce problème est d’ajouter une électrode
auxiliaire. Cette dernière permet une efficacité assez élevée avec des tensions peu
élevées
La deuxième partie de ce manuscrit est consacrée à l’étude d’une décharge à
barrières diélectriques plane dans les conditions de fonctionnement d’une cellule
d’écran à plasma. Le modèle nous permet de décrire la répartition de l’énergie dans les
différents processus de collision, en particulier l’excitation du xénon, ce phénomène
étant à la base de l’émission U.V dans les mélange Ne-Xe. Au cours de notre travail, il
nous a été possible de discuter les voies d’amélioration d’une cellule fonctionnant dans
ce type de régime en analysant l’effet des paramètres de la cellule et les conditions de
calcul, notamment le mélange et la pression du gaz, la distance séparant les électrodes,
l’émission secondaire des électrons de la couche d’oxyde de magnésium par impact des
ions, et la tension appliquée.
Mots clés : Plasma, Décharge à Barrières diélectriques, Modèle, PIC, fluide, efficacité,
excitation.