Modélisation et étude d'une décharge filamentaire à basse intensité et haute-pression dans l'argon

Model and study of filament discharges with weak intensity and high pressure in argon

• Auteur / Autrice : Edouard Savignon
• Direction : Michel Pennaneac'h, Stéphane Pellerin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des plasmas
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Orléans

Mots clés

Mots clés contrôlés

Interactions ion-molécule

Argon

Décharges électriques dans les gaz

Plasmas (gaz ionisés)

Résumé

Les décharges filamentaires obtenues dans l’Argon et les gaz rares, à faible intensité et haute pression sont caractérisées par un petit diamètre, un champ électrique élevé et une grande différence de température entre les électrons et les atomes. Pour étudier ces décharges encore mal connues, intermédiaires entre l’arc électrique et la décharge luminescente, nous avons élaboré un modèle capable, à partir de la connaissance d’un petit nombre de paramètres qui conditionnent le fonctionnement de la décharge de déterminer les principales grandeurs physiques (températures des électrons et des atomes, densités des électrons et des ions atomiques et moléculaires, densités des états excités) caractérisant le plasma ; ce modèle a été construit à partir des équations de conservation des particules chargées, des atomes excités et de l’énergie des électrons en prenant en compte l’ensemble des niveaux 4s et 4p de l’argon dont les sections efficaces d’excitation et d’ionisation par chocs électroniques sont bien connues. Le principal processus de disparition des électrons est la recombinaison dissociative des ions moléculaires A2+ dont la formation par une réaction à trois corps est favorisée par la basse température et la haute pression du milieu ; les atomes excités A* sur un niveau 4p facilement ionisable, provenant de la recombinaison des ions A2+ permettent d’obtenir des densités électroniques importantes à des températures électroniques et atomiques relativement basses ; on a également pris en comte l’absorption partielle par le plasma des raies rouges de l’Argon issues des niveaux 4p. L’étude de ces décharges présente de l’intérêt sur le plan tant fondamental qu’appliqué.