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Theses Year : 2008

Décharge à Barrière Diélectrique de Surface: Physique et procédé

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Abstract

The thesis focuses on the development of a dielectric barrier discharge surface for air pollution control. This is a topic quite relevant. Indeed the application of regulations on air quality requires new technologies. Among them, the cold plasma decontamination is a candidate could not be more promising. In this context, it is necessary to know how to approach the problem from different aspects: The first course is to understand the basic physics of this type of plasma. This requires an experimental approach adapted to the scale of the phenomenon. These discharges consist of small filaments (a few hundred micrometers in diameter, a few centimeters long) spreading very quickly, with a very short lifetime (a few tens of nanoseconds). These characteristics make it difficult objects to study. The results showed the phenomena of miniaturized plasma filaments. This behavior is entirely explained by the original memory effect of the dielectric surface, which can hold loads over very long times (several minutes). These charges can then be photodésorbées and trigger the departure of several streamers in a short time (40 ns). The organization and the spread of the filaments were studied by ICCD imaging with a temporal resolution refined nanosecond. The second aspect is to identify the qualities of the system which can be exploited in terms of process: chemical efficiency, energy cost, the device geometry. The identification of these points has a patent on the system. Subsequently, a market research work has been done through mentoring of students ISTIA (Institut des Sciences et Techniques de l'Ingénieur d'Angers) for their internship M2.
La thèse porte sur le développement d'une décharge à barrière diélectrique de surface pour la dépollution de l'air. Il s'agit d'une thématique tout à fait d'actualité. En effet l'application des réglementations sur la qualité de l'air nécessite de nouvelles technologies. Parmi elles, la dépollution par plasma froid est un candidat on ne peut plus prometteur. Dans un tel contexte, il est nécessaire de savoir approcher le problème sous différents aspects: Le premier est bien sûr de comprendre la physique fondamentale de ce type de plasma. Cela requiert une démarche expérimentale adaptée aux échelles du phénomène. Ces décharges sont constituées de filaments de petites dimensions (quelques centaines de micromètres de diamètre, quelques centimètres de long) se propageant extrêmement vite, avec une durée de vie très courte (quelques dizaines de nanosecondes). Ces caractéristiques en font des objets difficiles à étudier. Les résultats ont montré des phénomènes d'autodéclenchement des filaments de plasma. Ce comportement tout à fait original est expliqué par l'effet mémoire de la surface diélectrique, qui peut retenir les charges sur des temps très longs (plusieurs minutes). Ces charges peuvent alors être photodésorbées et déclencher le départ de plusieurs streamers en un temps très court (40 ns). L'organisation et la propagation des filaments ont été étudiées par imagerie iCCD avec une résolution temporelle raffinée à la nanoseconde. Le deuxième aspect est d'identifier les qualités du système qui peuvent être exploitées du point de vue procédé: efficacité chimique, coût énergétique, géométrie du dispositif. L'identification de ces points a permis de déposer un brevet sur le système. Par la suite, un travail d'étude de marché a été réalisé grâce à l'encadrement d'étudiants de l'ISTIA (Institut des Sciences et Techniques de l'Ingénieur d'Angers) pour leur stage de M2.
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Dates and versions

pastel-00004783 , version 1 (18-02-2009)

Identifiers

  • HAL Id : pastel-00004783 , version 1

Cite

Katia Allegraud. Décharge à Barrière Diélectrique de Surface: Physique et procédé. Physique [physics]. Ecole Polytechnique X, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨pastel-00004783⟩
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