modelisation d`une decharge luminescente entretenue par un terme

REPUBLIQUE ALGERIE
NNE DEMOCRATIQUE
ET POPULAIRE
MINISTERE DE L’ENSEI
GNEMENT SUPERIEUR ET
DE RECHERCHE SCIENTI
FIQUE
UNIVERSITE DES SCIEN
CES ET DE T
ECHNOLOGIE D’ORAN
MOHAMED BOUDIAF
FACULTE DE GENIE ELE
CTRIQUE
DEPARTEMENT D’ELECTR
OTECHNIQUE
Thès
e en vue de
l’Obtention du
Diplôme de
DOCTORAT
EN SCIENCES
Spécialité Electrotechnique
Option Matériaux Isolants
Présentée par
GUENDOUZ DJILLALIA
Sujet de
D
octorat
MODELISATION
D’UNE DECHARGE LUMIN
ESCENTE
ENTRETENUE PAR UN TE
RME SOURCE CONSTANT
Soutenue
l
e
…
11/04/
201
2
, devant le jury composé de
:
M. SEBBANI
PROFESSEUR
UNIVERSITE D'ORAN
PRESIDENT
A. HAMID
MAITRE DE CONFERENCE
S
USTO
-
MB
ENCADREUR
S. FLAZI
PROFESSEUR
USTO
-
MB
EXAMINATEUR
D. MAHI
PROFESSEUR
UNIVERSITE DE LAGHOU
AT°
EXAMINATEUR
A. SETTAOUTI
PROFESSEUR
USTO
-
MB
EXAMINATEUR
A. TILMATINE
PROFESSEUR
UDL SIDI BELABBES
EXAMINATEUR
A.W. BELARBI
MAITRE DE CONF
ERENCES
USTO
-
MB
EXAMINATEUR

Remerciements
La route était longue et pénible
,
jonchées d’obstacles et de déceptions, mais la fin de ce
voyage
a
mis fin à
tous ces détails qui me gên
aient
et qui me chagrinaient.
Mais
en fait
,
tous
ces instants
malheureux n’étaient
ils pas
nécessa
ire
s
pour
mieux ressentir
et
apprécier le bonheur de l’accomplissement
de notre tache.
Je
remercie
Dieu qui
à permis l’aboutissement
de ce travail.
Les travaux présentés dans ce mémoire de thèse ont été réalisés au laboratoire
de
‘
’
Modélisation des déc
harges électriques des systèmes experts’’
au
D
épartement
d’
E
lectrotechnique
.
Les premières avancées dans ces travaux ont été réalisé
e
s avec mon
directeur de thèse
Monsieur
A
. Hamid
Maître de C
onférence
s
au Département
d’Electrotechnique, Faculté de Génie E
lectrique
de
l’Un
iversité des Sciences
et de
la
Technologie d’Oran. J
e tiens à le remercier pour la confiance qu’il m’
a t
émoignée, en me
laissant une grande liberté tant dans le choix des orientations à donner à mes recherches,
que
dans l’organisation de c
elles
-
ci. Par cette liberté, mais aussi par
sa qualité
scientifique,
sa
simplicité et
sa
bonne humeur, il
a
grandement contribué au
développement de ces
travaux de recherche
.
J’espère vivement que nous mènerons
d’autres collaborations dans l’avenir.
J’adr
esse m
es sentiments les plus respectueux
et mes remerciements les plus vifs à
tous les
membres du jury qui ont bien voulu e
xaminer mon travail
:
Monsieur M.
Sebbani
P
rofesseur à l’U
niversité d’Oran
,
Monsieur D. Mahi Professeur à l’
U
niversi
té de
Laghouat
,
A. Tilmatine P
rofesseur à l’U
niversité de
Sidi
Bel Abbes, Mo
nsieur S. Flazi,
Professeur à
l’USTO, Monsieur A. Settaouti Professeur à l’USTO et Monsieur A. W.
Belarbi Maitre de
C
onférence
s
à
USTO.
Je souhaite
également
remercier
l’incontournable spécialist
e des décharges
luminescentes d
e
notre laboratoire
, Monsieur
A. Hennad
, Professeur
au Département
d’Electrotechnique
, pour
son
ai
de tout
au long de ce travail. I
l a su me faire profiter, par
son sens d'analyse et avec
beaucoup d’enthousiasme et de professi
onnalisme
, de ses
remarques objectives et précises
Il a apporté précisions, réflexions et autres avancées
importantes
. Je le remercie et je lui manifeste ici ma profonde gratitude
.

Je remercie
Monsieur
P. Cambronne
Professeur des
U
niversités et D
irecteur
de
R
echerche
au
laboratoire Laplace
de l’
U
niversité Paul Sabatier de Toulouse
,
q
ui a
contribué à mon bon séjour
dans le
L
aboratoire et m’a permis de mener à bien m
es
stage
s
.
Je remercie également
Monsieur S. Panschesney chercheur
au C.N.R.S
au laboratoire
Laplace
qui
a été
un interlocuteur privilégié
.
Il
m'a fait part de ses critiques constructives
et intéressantes. Il a su me faire profiter, par son grand sens d'analyse et avec modestie, de
s
on
expérience dans le domaine des
P
lasmas
.
Evidemment, cette thè
se n’aurait vu le jour sans le soutien moral
indéfectible
et
permanent de ma famille et plus précisément
celui de
ma mère, qui par son amour et ses
encouragements constants,
m’a aidé
à aller de l’avant
. Je leu
r suis infiniment
reconnaissante.
J’adresse é
galement mes remerciements
aux enseignants
de mon institut (Institut de
Maintenance et
de Sécurité industrielle) de l’U
niversité d’Oran,
pour
leur aide
à
palier
entre
mon travail de thèse
et mes enseignements à l’I
nstitut et
leur soutie
n amical. Je
citerai
dans le désordre Messieurs A. Benayad, M. Tahraoui, A. Meghdir, A. Hamida
,
D.
Nekrouf, A.
Lalaoui et M. Talhi
.
La présence au quotidien de ma famille, de mes amis et des étudiants que j’ai
encadré
s
m’a permis de me remettre en cause en permanence et f
inalement de partager
plus que de simples savoirs.

Dédicaces
C’est dans des moments de joie mélangés
à
une certaine mélancolie que l’on
nourrit une tendre
pens
é
e à
ceux qui ont compté dans notre vie
.
A ma mère
A
mon défunt père
A mes défunts beaux frères
A mes
sœurs et frères
(
Fatima,
B
aya,
Houria, Tewfik, et Hamid
)
A m
es neveux et niè
ces et à mon beau frère Noured
dîne
A tous mes amis
A ceux qui me sont chers

DJILLALIA GUENDOUZ
NUMERICAL
MODELING
OF GLOW DISCHARGE
MA
IN
TENED BY CONSTANT IO
NIZATION
SOURCE TERM
.
ABSTRACT
Our work consists to determine the electric properties, for the stationary state, of glow discharge
maintained by a constant source term
of electron
-
ion pairs
production in continuous
mode
. The
numerical models presented in this work are
second order fluid models, they are
based on the first
t
hree
moment’s
resolution of Boltzmann
equations coupled
self
-
co
nsistently
with the Poisson's
equat
ion.
The transport equations are continuity
, drift
-
derive and energy
equation,
The transport
equations are discretized using the finite difference method based on the exponential flux scheme
and
Poisson's equation
using the centered finite difference meth
od. The equation system obtained is
solved with the
iterative relaxation method combined with
Thomas algorithm
used for tridiagonal
matrices resolution. Considering the complexity of our numeric codes 1D and 2D, a validation is
made by using a comparative
study
of the resultant electric proprieties of our 1D codes
with those
reported in the liter
a
ture
for glow discharge maintained by electrons secondary emission at the
cathode or those of first order fluid model results. A study of
model order effect on the
behavior of
the discharge, and parametric study of the tension applied and the gas pressure effect on electronic
energy
is carried out in this thesis.
KEYWORDS
Glow discharge
.
Boltzmann
equation
.
Poisson
equation
.
Charged
particle
d
ensity
Constant s
ource
term
.
Second order fluid model
N
ormal
mode
.
Algorithme of Thomas
Finite difference method
FFT (Fast Fourier Transform).