Introduction générale
Le travail de recherche du présent mémoire a été effectué au Laboratoire Matériaux et
Fluides situé au Département de Génie Physique, Faculté de Physique, Université des
Sciences et de la Technologie d’Oran dans le cadre de la post graduation Option Modélisation
des Systèmes Physiques.
Les décharges électriques apparaissent dans beaucoup de phénomènes naturels (foudre) et
dans de nombreuses applications industrielles. On peut citer le traitement des effluents gazeux
issus des centrales thermiques, échappement des voitures, la production d’ozone, (traitement
de l’eau ou des pâtes à papier).Pour ces applications est né le besoin d’une caractérisation
physico-chimique du plasma engendré et cela ne peut être fait sans une description accrue des
phénomènes conduisant à la décharge.
Notre travail porte sur la modélisation bidimensionnelle d’une décharge dans l’azote à
pression atmosphérique initiée entre deux électrodes plates, parallèles, métalliques et l’étude
des effets des conditions aux limites sur la propagation du streamer positif dans l’azote.
Le passage de la décharge dans le gaz à haute pression produit un plasma non thermique
défini par une température électronique supérieure à celle des ions.
La distribution de l’énergie permet un traitement chimique plus efficace par rapport aux
décharges thermiques ou les ions et les électrons ont la même énergie.
L’énergie dans le cas de ces décharges sert principalement à chauffer les électrons et non pas
le gaz dans son ensemble. Les électrons énergétiques provoquent ensuite des collisions
inélastiques produisant des espèces radicalaires et des réactifs qui permettent d’induire des
réactions chimiques.
L’hypothèse du streamer a été introduite par Raether, Meek et Loeb. Dans leur modèle, on
explique l’avancée de la décharge par celle d’un front d’ionisation qui se propage au sein de
l’espace inter électrodes. Une fois la décharge initialisée, on remarque que sa propagation est
assurée sans l’aide d’aucun agent extérieur.
Ce phénomène d’auto entretien ainsi que les considérations sur la propagation du streamer
aussi bien positif que négatif sont traités dans le chapitre I où on va faire un rappel de la
physique de la décharge et des applications industrielles où interviennent ce type de
décharges.