Etude de la stochasticité d'une torche à plasma d'arc soufflé

Study of the stochastic behaviour of an arc plasma torch

• Auteur / Autrice : Richard Pauvit
• Direction : Olivier Vallée
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Orléans

Mots clés

Mots clés contrôlés

Jets de plasma

Résumé

Une étude des différents régimes d'écoulements dans une torche à plasma d'arc soufflé est proposée. A l'aide d'outils récents d'analyse du signal (TFR, analyse en ondelettes, reconstruction de l'espace des phases), il a été possible d'établir que le régime d'écoulement dit turbulent ne remplissait pas les critères de la turbulence hydrodynamique. A partir de l'observation du comportement dynamique de l'arc, nous proposons une nouvelle dénomination des régimes d'écoulement : le régime laminaire à faible débit de gaz plasmagène et le régime de relaxation à plus fort débit. Ce dernier est caractérisé par la présence de fluctuations rapides dans les enregistrements de la tension d'arc dont la structure est typique des oscillations de relaxation. Les comportements statique et dynamique du plasmatron utilisé sont décrits par des lois d'échelle permettant la reconstruction des caractéristiques d'arc et de la fréquence caractéristique en fonction des variations des paramètres de contrôle. Une étude de la répartition angulaire de pression acoustique en sortie de torche a permis de mettre en évidence l'existence d'un phénomène de cône de silence dans l'axe du jet du plasmatron. La comparaison des ordres de grandeurs des différentes dimensions linéaires en présence a conduit à attribuer cette observation à la réfraction des ondes sonores sous l'action des gradients de la vitesse d'écoulement du jet de gaz.