Caractérisation physique et chimique de décharges hors équilibre : application au traitement des NOx

Physical and chemical characterization of non equilibrium discharges : application to NOx conversion

• Auteur / Autrice : Olivier Martinie
• Direction : Jean-Marie Cormier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des gaz et des plasmas
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Orléans

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plasmas (gaz ionisés)

Plasmas hors d'équilibre

Oxydes d'azote

Résumé

Depuis le début de l'ère industrielle, la quantité d'oxydes d'azote (NOx) rejetée dans l'atmosphère n'a cessé d'augmenter. Or, les NOx sont un réel danger pour l'environnement et pour la santé humaine. C'est pour cela que des méthodes de traitement des fumées industrielles ont été développées. Ainsi, des techniques basées sur les plasmas hors équilibres sont apparues depuis le début des années 80. Il a été montré que ces technologies plasmas sont très efficaces pour traiter des faibles concentrations de polluants dans les flux d'air. Nous présentons dans ce travail des résultats concernant la caractérisation physique et chimique de réacteurs plasmas hors équilibre, fonctionnant dans l'air à pression atmosphérique. Nous avons étudié un réacteur à décharge glissante (Glidarc). Nous présentons une étude spectroscopique de la décharge. Ces expériences nous ont permis de mesurer la température du gaz et celle des électrons. Nous avons mis en évidence le phénomène de rétro claquage et nous avons étudié son influence sur la conversion chimique des polluants. Les résultats ont été obtenus pour des alimentations sinusoi͏̈dales, avec des fréquences de 50 Hz et de 66. 6 kHz. Enfin, nous avons développé un modèle numérique à deux températures de la décharge. Nous avons également étudié le comportement d'un réacteur de type ''décharge à barrière électrique''. Ce réacteur a été alimenté successivement par un générateur haute tension sinusoi͏̈dale 50 Hz et par une alimentation impulsionnelle très haute tension. Nous avons mis en oeuvre trois méthodes différentes pour mesurer l'énergie injectée dans le gaz. Nous avons également développé un modèle numérique ''1. 5D'' des microdécharges. Enfin, nous avons testé les deux réacteurs pour la conversion des NOx dans un milieu de type air sec. Nous avons également étudié l'influence de l'ajout d'une faible quantité d'hydrocarbures dans le milieu réactionnel. Nous présentons un bilan chimique complet des réactions.