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En vue de l'obtention du
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Délivré par L’Université Toulouse III-Paul Sabatier
Discipline ou spécialité : Génie Electrique
Présentée et soutenue par Thanh Doanh LE
Le 31 Janvier 2011
Titre : Etude d’une décharge à barrière diélectrique
établie dans un mélange gaz rare halogène
JURY
MM.
Jean - Marie BARONNET : Examinateur
Jean - Marc BAUCHIRE : Rapporteur
Sounil BHOSLE : Co-directeur de thèse
Franck CLEMENT : Rapporteur
Hubert PIQUET : Président
Georges ZISSIS : Directeur de thèse
Ecole doctorale : Génie Electrique, Electronique, Télécommunications:
du système au nanosystème
Unité de recherche : Laboratoire Plasma et Conversion d’Energie (UMR 5213)
Directeur de Thèse : Georges ZISSIS
Co-directeur de Thèse : Sounil BHOSLE

REMERCIEMENTS
Je tiens à remercier dans un premier temps, l’ensemble du personnel du laboratoire LAPLACE,
les membres du Groupe « Lumière et Matière » de l’Université de Toulouse 3- Paul Sabatier pour
leur accueil sympathique ainsi que leur coopération professionnelle et conviviale tout au long de
ma thèse.
Je remercie particulièrement Messieurs Christian LAURENT et Maurice FADEL, Directeur et
Directeur adjoint du laboratoire Laplace, Monsieur Michel AUBES, Responsable du groupe
« Lumière et Matière » pour leur accueil au sein d’une très bonne équipe de recherche
Je remercie sincèrement Monsieur Georges ZISSIS, mon directeur de thèse pour m’avoir fait
l’honneur d’accepter de diriger cette thèse ; pour son accueil, la confiance et la gentillesse qu’il
m’a accordé dès mon arrivée au laboratoire ; pour les renseignements et son soutien permanent
qui m’ont permis d’arriver au bout de ce travail; sans oublier sa participation dévouée au
cheminement de ce manuscrit.
Je remercie profondément Monsieur Sounil BHOSLE, mon co-directeur de thèse pour conseils
et les encouragements qu’il a pu me prodiguer au cours de ma thèse avec beaucoup de patience et
de pédagogie. Malgré ses années absentes au laboratoire, il a toujours été disponible pour
d’intenses et rationnelles discussions. Tout au long de ces trois années, il a su orienter mes
recherches aux bons moments en me faisant découvrir les résultats intéressants à travers de son
regard scientifique et ses expériences précieuses dans ce domaine.
Le Laboratoire LAPLACE m’a permis de réaliser des mesures robustes et fiables dans les très
bonnes conditions. Un grand merci à mes collègues David BUSO, Laurent CANALE, Marc
TERNISIEN, Gérald LERDU, Julien HUNEL... pour leurs conseils et leur aide indispensable
lors de la réalisation de ma thèse ; pour le temps qu’ils ont consacré à relire attentivement ce
manuscrit et à écouter avec beaucoup de patience mes répétitions.
J’ai eu également le plaisir de collaborer avec les amis au laboratoire d’ENSEEIHT. Je pense
forcément à Mohamat DJIBRILLAH et Rafael DIEZ pour avoir consacré plusieurs jours de
leur temps à me donner un coup de main dans la réalisation des mesures expérimentales.

Je tiens à remercier dans un second temps tout spécialement aux personnes suivantes, pour leurs
conseils précieux et l’expérience enrichissante qu’elles m’ont fait perfectionner de ma thèse:
Je présente toute ma reconnaissance à Monsieur Hubert Piquet pour m’avoir accordé de réaliser
des mesures expérimentales nécessaires au laboratoire d’ENSEEIHT dans le cadre de coopération
d’action traversable OSDP entre les deux groupes « G-ENESYS » et « Lumière et Matière » ; et
notamment pour m'avoir fait l'honneur de présider le jury de cette thèse.
Mes vifs remerciements à Messieurs Jean-Marc BAUCHIRE et Franck CLEMENT, les
rapporteurs de la thèse pour la rapidité avec laquelle ils ont lu mon manuscrit et l’intérêt qu’ils
ont porté à mon travail; sachant poser des questions nécessaires grâce aux quelles je pourrai
accomplir parfaitement mon manuscrit.
Je remercie également Monsieur Jean-Marie BARONNET pour avoir accepté d’être
examinateur et de participer au Jury de défense de cette thèse.
Je tiens à remercier dans un dernier temps tout profondément aux personnes qui m’ont fait partie
de ma vie : ma famille et mes amis, ceux qui ne sont pas là aujourd’hui pour partager ce moment
avec moi. Recevez ce mémoire en guise de remerciement et témoignage de mon amour.
Tôi xin cảm ơn Bố LÊ Chí Thà : Ngay khi ngài chủ tịch đọc quyết quyết định trao Titre de
docteur cho tôi và thông báo là đề tài được để cử tham gia Prix de Thèse thì tôi thực sự là vui
sướng vì cái ngày quan trọng này tôi đã chờ đợi nó hơn 5 năm qua. Ở thời điểm vô cùng đặc biệt
này tôi nhớ đến ngay người cha của mình. Thât là tiếc rằng cha tôi không thề đợi để thấy tôi trở
thành tiến sĩ và nhìn tấm bằng của tôi. Tôi muốn dành tặng món quà này cho cha mình. Tôi tin ở
thế giới bên kia bố sẽ luôn tự hào về tôi. Dù không còn được găp và nhìn bố nữa nhưng hình ảnh
về Bố- người chiến sĩ cụ Hồ sẽ luôn mãi mãi trong trái tim tôi.
Tôi xin cảm ơn Mẹ BÙI Thị Hồng : Người đã chịu những năm tháng đẻ đau để sinh thành ra tôi
cũng như anh chị em tôi. Bên cạnh với thiên chức người phụ nữ Việt Nam- Công Dung– Ngôn
Hạnh mẹ đã cả đời hi sinh vất vả, chịu khổ, làm lụng quần quật suốt ngày để nuôi nấng chúng tôi
đến ngày hôm nay. Công ơn của mẹ là trời bể, không có gì có thể bù đắp hết được những năm
tháng đã qua. Trong thời điểm này thì Tấm bằng tiến sĩ của tôi chính là món quà đấu tiên thật ý

nghĩa để dành cho mẹ. Sau khi trở về con sẽ có nhiều thời gian hơn để chăm nom và phụng
dưỡng mẹ.
Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn tới phòng TCCB&ĐT Tập Đoàn Điện Lực Việt Nam, thầy
hiệu trưởng ĐÀM Xuân Hiệp và các phòng ban trường Đại học Điện lực cũng như Thầy Trần
Quốc Tuấn đã giúp đỡ tạo điều kiện để tôi có cơ hội sang Pháp học tập, nâng cao kiến thức
trong chuyên môn và thực hiện những hoài bão của mình. Xin chúc các thầy cô sức khoẻ, hạnh
phúc và nhiều thành công.
Và những người bạn luôn bên tôi : Bên cạnh gia đình, sự nỗ lực của bản thân thì thành quả của
ngày hôm nay cũng có sự đóng góp rất nhiều của các thành viên trong gia đình Điện Toulouse,
gia đình Điện Toàn Pháp cũng như tất cả các bạn bè tại phố núi Grenoble và la ville rose
Toulouse. Những lời động viên, tình cảm nồng hậu và sự giúp đỡ của các anh em đã cho tôi có
thêm nghị lực để vượt qua mọi khó khăn và đi đến thành quả của ngày hôm nay. Dù ở bất cứ
phương trời nào ở Đồng Bằng – Miền Núi – Thủ đô – Trong nước hay ngoài nước thì trong
trái tim tôi sẽ luôn có các bạn. I love you all.
Finalement, je n'oublierai pas le support de Mademoiselle Dinosaure CHAU Thi Phuong
Thanh, ma copine, pour les pressions, les encouragements continuels et les aides de correction de
mon manuscrit qu’elle était toujours de mon côté. Au profond de mon cœur, elle est la première
Mademoiselle Dinosaure qui est la plus belle du monde et j’espère que nous allons toujours
marcher sur le même chemin jusqu’à la fin de notre vie.

TABLE DES MATIERES
INTRODUCTION ............................................................................................................... 1
CHAPITRE 1....................................................................................................................... 3
Généralités sur les décharges à barrières diélectriques et sur la formation des excimères et des
exciplexes.............................................................................................................................. 3
1.1 La structure des décharges à barrière diélectrique..................................................... 4
1.2 Principe de fonctionnement d’une décharge à barrière diélectrique........................... 6
1.2.1 La décharge continue basse pression................................................................... 6
1.2.2 Particularités des décharges hors équilibre à pressions élevées.......................... 10
1.2.2.1 Les avalanches........................................................................................... 11
1.2.2.2 Décharges par avalanches successives........................................................ 13
1.2.2.3 Propagation d’une onde d’ionisation .......................................................... 14
1.3 Les différents régimes des décharges dans les DBDs.............................................. 17
1.3.1 Décharge filamentaire....................................................................................... 18
1.3.2 Décharge luminescente ou diffuse .................................................................... 19
1.4 La formation des excimères et des exciplexes......................................................... 21
1.4.1 Excimères......................................................................................................... 21
1.4.2 Exciplexes........................................................................................................ 22
1.5 Applications des DBDs.......................................................................................... 24
1.5.1 Domaine biomédical: Traitement de la peau ..................................................... 25
1.5.2 Domaine de l’environnement............................................................................ 28
1.5.2.1 Désinfection des eaux................................................................................. 28
1.5.2.2 Recyclage des gaz à effet de serre à l’aide d’une DBD............................... 30
1.5.3 Domaine de l’éclairage..................................................................................... 31
1.5.4 Domaine industriel : Traitement de surface et dépôt des matériaux................... 34
Bibliographie................................................................................................................... 36
CHAPITRE 2..................................................................................................................... 38
Modélisation physique d’une excilampe à DBD dans un mélange de xénon et de chlore...... 38