etude des caracteristiques d`une decharge luminescente a

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE RECHERCHE SCIENTIFIQUE
UNIVERSITE DE SCIENCE ET DE LA TECHNOLOGIE D’ORAN
MOHAMED BOUDIAF
FACULTE DE GENIE ELECTRIQUE
DEPA RTEMENT D’ELECTROTECHNIQUE
Thèse en vue de l’Obtention du Diplôme de
MAGISTER
Spécialité Electrotechnique
Option Ingénierie des Plasma et des Décharges
Présentée par
BENHADDA Yamina
Sujet de Magister
ETUDE DES CARACTERISTIQUES D’UNE DECHARGE
LUMINESCENTE A PRESSION ATMOSTHERIQUE
Soutenue en ….……/………./2010, devant le jury composé de :
S. FLAZI
PROFESSEUR
(USTO-MB)
PRESIDENT
A. W. BELARBI
MAITRE DE CONFERENCES
(USTO-MB)
ENCADREUR
A. A. SETTAOUTTI
PROFESSEUR
(USTO-MB)
EXAMINATEUR
B. A. HAMID
MAITRE DE CONFERENCES
(USTO-MB)
EXAMINATEUR

TABLE DES MATIERES
INTRODUCTION……………………………………………………………………...
1
CHAPITRE I: APERÇU SUR LES DECHARGES CONTROLEES PAR
BARRIERE DIELECTRIQUE……………………….……………
5
I-1 DECHARGES ELECTRIQUES……………………………...……….…………
6
I-2 CARACTERISTIQUE TENSION-COURANT……………………..…..………
7
I-2-1 ZONE DE NON AUTONOMIE (AB)…………………….………………………….….…
8
I-2-2 DECHARGE DE TOWNSEND (BC)…………………………………………………….....
9
I-2-3 DECHARGE LUMINESCENTE (CDEFG)…………………………………………..….…
9
I-2-4 ARC ELECTRIQUE (G ARC)………………………………………………..…..……
10

Table des matières
II
I-3 DECHARGES LUMINESCENTES…………….………………….……………
10
I-4 DECHARGES CONTROLEES PAR BARRIERE DIELECTRIQUE……….…
12
I-4-1 DECHARGE FILAMENTAIRE PAR BARRIERE DIELECTRIQUE (FDBD)…………...
14
I-4-2 DECHARGE LUMINESCENTE PAR BARRIERE DIELECTRIQUE (DLBD)…………
17
I-5 DECHARGES A BARRIERES DIELECTRIQUES DANS LES
APPLICATIONS INDUSTRIELLES…………………………...………………
18
I.5.1 LAMPES À EXCIMERES……………………………………………………………….….
19
I.5.2 ECRANS À PLASMA………………………………………… ………………..…………...
19
I.5.3 GENERATION INDUSTRIELLE D’OZONE……………………..………………………
19
I.5.4 CONTROLE DE POLLUTION…………………………………………………………….
20
I.5.5 LASER CO2 A DECHARGE SILENCIEUSE………………………………………………
20
I.5.6 CATALYSEUR……………………………………………………………………………...
20
I.5.7 TRAITEMENT DE SURFACE…………………………….……………….………………
20
I.5.7.1 COMPARAISON DES DEUX MODES AU NIVEAU DE L’EFFICA CITE DES
MODIFICATIONS DE SURFACES…………………………………………………
21
I.I I.5.7.2 INTERACTIONS PLASMA-SURFACE ET MODIFICATIONS DE SURFACE DE
POLYM ERE………… ……………… ……………… ……………… ………………...
21
I.5.7.3 CARACTERISTIQUES DES INTERACTIONS PLASMA-SURFACE POUR LES
DBD A PRESSION ATMOSPHERIQUE……………………………………………
23
I.5.7.4 FONCTIONNEMENT DE SURFACE DE POLYMERE PAR PLASMA …………...
23
I-6 CONCLUSION…………………………………………………….…………...
24
CHAPITRE II: DESCRIPTION DU MODELE NUMERIQUE
MONODIMENSIONNEL……………………………...……….......
25
II-1 LE MELANGE HELIUM IMPURETES ………………...………………….…
26
II-2 DESCRIPTION DU MODELE MATHEMATIQUE UTILISE……………....
27
II-2-1 FORMALISME MACROSCOPIQUE………………………………………………...……
28
II-2-2 APPROXIMATION DU CHAMP ELECTRIQUE LOCAL………………………….……
30
II-2-3 EQUATIONS EFFECTIVEMENT UTILISEES…………………………………..…….…
31
II-2-4 TRANSPORT DES PARTICULES……………………………………………………...…
31
II-2-4-1TRANSPORT DES PARTICULES CHARGEES…………………………..…………
32
II-2-4-2 EQUATION DE POISSON…………………………………………………….……...
32
II-2-4-3 TRANSPORT DES PARTICULES EXCITEES…………………………………...…
33
II-2-4-4 CALCULS DES CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES…………………..………
33
II-3 REACTIONS ET TERMES SOURCES…………………………………….....
35

Table des matières
III
II-3-1 BILAN DE REACTION……………………………………………………………...……
35
II-3-2 TERMES SOURCES DES EQUATIONS DE TRANSPORT……………………………
37
II-3-2-1 TERMES SOURCES DES PARTICULES CHARGEES……………………………
37
II-3-2-2 TERMES SOURCES DES PARTICULES EXCITEE…………………………..……
37
II-4 CONCLUSION………………………………………………………………….
38
CHAPITRE III: DISCRETISATION DES EQUATIONS DE TRANSPORT……..
39
III-1 METHODE NUMERIQUE ADOPTE…………………………………………
40
III-2 FORMALISME MATHEMATIQUE DE LA METHODE……………………
40
III-3 DISCRETISATION DE L’EQUATION DE TRANSPORT……...………...…
42
III-3-1 METHODE NUMERIQUE DES DIFFERENCES FINIES "IMPLICITES" ………..……
42
III-3-2 SCHEMA NUMERIQUE DES DIFFERENCES FINIS "IMPLICITES" AVEC FLUX
EXPONENTIEL…………………………………………………………………………...
44
III-4 CONCLUSION…………………………………………………………….…..
48
CHAPITRE IV: RESULTATS DU MODELE…………………………………..…...
49
IV-1 DONNEES DU MODELE…………………………………………………….
50
IV-2 CONDITIONS AUX LIMITES………………………………………………
51
IV-3 RESULTATS ET DISCUTIONS………………………………………..……
52
IV-3-1 COURANT DE DECHARGE……………………………………………………..……..
52
IV-3-2 TENSION GAZ ET TENSION M EMOIRE…………… …………… ……… ……………
53
IV-3-3 TENSION APPLIQUEE……………………………………………...…………………...
55
IV-3-4 DISTRIBUTION DU CHAMP ELECTRIQUE ET DES DENSITES DES
PARTICULES …………………………………………………………………………..
55
IV-4 CONCLUSION………………………………………………………………...
66