République Algérienne Démocratique et Populaire ﻲـــــــﻤـﻠﻌﻟا ﺚــــﺤﺒﻟا و ﻲــــﻟﺎــﻌﻟا ﻢــﯿـﻠـﻌﺘﻟا ةرازو

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ﻲـــــــﻤـﻠﻌﻟا ﺚــــﺤﺒﻟا و ﻲــــﻟﺎــﻌﻟا ﻢــﯿـﻠـﻌﺘﻟا ةرازو
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
UNIVERSITE D’ORAN DES SCIENCES ET DE LA TECHNOLOGIE (USTO-MB)
Faculté de Physique
Département de Physique énergétique
Spécialité : Physique Option : Physique des Plasmas et Laser
THESE
Présenté par :
Mr : Salim BAADJ
Pour l’obtention du diplôme de Doctorat LMD en Physique
Thème
Etude de la cinétique réactionnelle du mélange gazeux
Xe/Cl2, contribution à l’optimisation de l’efficacité
lumineuse des lampes à excimer
Soutenance le 23 /09 / 2014
devant la commission d’examen composée de :
Qualité Nom er Prénoms Grade Etb. d’Origine
Président Mr. Benabadji Nourddine Professeur USTMB.
Rapporteur Mr. Belasri Ahmed Professeur USTMB.
Examinateur Mr. Belaidi Abdelkader Professeur ENPO.
Examinateur Mr. Baba Hamed Tewfik MCA USTMB.
Examinateur Mr. Harrache Zaheir MCA USTMB.
Année universitaire : 2013/2014
LABORATOIRE
Physique des Plasmas,
Matériaux Conducteurs et leurs Applications

A mes parents
A toute ma famille
A toute mes proche..

Remerciement
Je remercie le bon Dieu de m’avoir donné le courage, la patience et la
bonté de pouvoir terminer cette thèse.
Je remercie mes parents 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
accueilli dans son Laboratoire, qui m’a permis de réaliser cette thèse
dans les meilleures conditions et qui m’a initié à la recherche puis
guidé dans mes travaux avec une disponibilité et une ferveur de
chaque instant. Je salue sa compétence, sa patience et ses judicieux
conseils.
Je tiens à exprimer mes sincères remerciements aux membres du jury
de cette thèse :
Monsieur Benabadji Nourddine qui a accepté de présider le jury de
cette thèse, je le remercie vivement ; Monsieurs, Belaidi Abdelkader,
Baba Hamed Tewfik, qui m'ont fait l'honneur d’examiner ce travail.
Un spécial remerciement à Mr Harrache Zaheir pour sa disponibilité,
de ses encouragements, de son soutien moral et logistique.
J'exprime aussi ma reconnaissance à toutes les personnes du
laboratoire, Je remercie de même mes camarades et mes amies
En fin, je remercie vivement mes proches qui m’ont soutenu pendant
cette période. Sans leurs encouragements et leur présence affective, je
n’aurai pu mener à bien ce modeste travail.

SOMMAIRE
SOMMAIRE
PAGE DE GARDE
DEDICACE
REMERCIEMENT
LISTE DES FIGURES
LISTE DES TABLEAUX
RESUME
SOMMAIRE
Introduction générale………………………………………………………………………1
Chapitre I : Généralités sur les décharges à barrières diélectrique et la
production des rayonnements UV
1.1.Historique des DBDs………………………………………………………………...5
1.2.Généralités sur les décharges à barrières diélectriques…………………………...…6
1.3.Différents régimes des DBDs ………………………………………….…………10
a) Décharge filamentaire…………………………………………..…………………………10
b) Décharge luminescent……………………………………………………………………..11
1.3.1. Régime d’ionisation ….………………………………..………………………..…….12
1.3.2. Régime de saturation….………………………………………………………………12
1.3.3. Régime de Townsen…………………………………………………………………...13
1.3.4. Claquage du gaz …………..…………………………………………………………..14
1.3.5. Régime de décharge luminescente normale….………………………………………..16
1.3.6. Régime de décharge luminescente anormale….…………………………………………
1.3.7. Arc non thermique….……………………………………………………………………
1.3.8. Arc thermique…………..………………………………….…………………….…….17
1.4.Applications des décharges à barrières diélectriques….………………….….…….17
1.4.1. La dépollution …………………………………………………………….……..18
1.4.2. Traitement de surface …………………………………………………………...19
1.4.3. Production d'oxygène ………………………………………….…………….…19
1.4.4. Les écrans a plasmas (PDP : Plasma Display Panels)….……………………..….21
1.4.5. Lampes à excimeres à base de décharge à barrières diélectriques ………..……22

SOMMAIRE
1.5.Applications des lampes à excimères………..…………………………………….24
1.6.Géométries courantes des lampes à excimeres « exilampes »…………………….27
1.7.Création d’excimère et exciplèxe…………………………………………………..29
1.8.Structure atomique et moléculaires du Xe et Cl2 ………………………………….31
1.8.1. La structure de la molécule XeCl ………………………………………………..31
1.8.2. Emission ultraviolette du xénon dans le plasma …………………………………32
1.8.3. Emission ultraviolette du XeCl dans le plasma ………………………………….34
1.9.Les avantages des lampes à éxcimeres..……………………………………………37
1.10. Conclusion.……………………………………………………………………39
Chapitre II : Modélisation d’une excilampe crée par une décharge à
barrières diélectriques
2.1.Introduction ……………………………………………………………………41
2.2.Description de quelques travaux et modèles…………………………………...41
2.3.L’équation de Boltzmann………………………………………………………45
2.3.1. Dérivation des équations fluides………..……………………….46
2.3.2. Vitesse de dérive …………….…………………………………..47
2.3.3. Coefficient de Townsend (α).……………………………………47
2.4.L’émission secondaire …………….………………………………...…………48
2.5.Model zéro dimensionnel ……….……………………………………………..48
2.5.1. Modèle de circuit équivalent……………………….…………….50
2.5.2. Le modèle cinétique……………………….……………………..52
2.5.3. Les espèces considérer
2.5.4. Formation des Photons et XeCl* ……………………………….61
Conclusion………………………………………………………………………..66
Chapitre III : Résultats du modèle de la lampe à excimer Xe/Cl2 crée par une
décharge à barrières diélectrique
3.1.Introduction ……………………………………………………………………...68
3.2. Caractéristiques électrique ………………………………………………….……..69
3.3.Chimie plasma du mélange gazeux xénon-chlore …………………………………71
3.4.Conclusion …………………………………………………………………………78