Modélisation des décharges couronnes négatives : Application à la précipitation électrostatique

Negative corona discharges modelling. Application to the electrostatic precipitation.

• Auteur / Autrice : Sylvain Gaychet
• Direction : Jean-Hugues Paillol
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Pau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Précipitation électrostatique

Modèles mathématiques

Effet couronne

Plasmas froids

Mots clés libres

Décharge couronne

Modélisation

Simulation numérique

Trichel

Spectroscopie

Electrofiltration

Résumé

La filtration électrostatique offre de nombreux avantages du point de vue du traitement des déchets nucléaires. En effet, elle permet de filtrer des particules d’une taille inférieure au micron, en n'engendrant ni déchets secondaires (absence de média filtrant), ni pertes de charge dans le circuit de traitement. Ce travail de thèse porte sur l'étude des décharges couronnes négatives dans l'air à pression atmosphérique intervenant dans un procédé d'électrofiltration développé par le CEA. L'objectif est de comprendre dans quelle mesure, et comment, les phénomènes extérieurs inhérents à l'électrofiltration, en particulier l'alimentation spécifique utilisée, la température et la présence des particules polluantes dans l'intervalle ou sous forme de dépôts sur les électrodes, modifient la décharge afin d'améliorer les procédés d'électrofiltration. Ce travail est basé sur une étude expérimentale fondamentale de la décharge négative ainsi que sur des simulations numériques de la décharge dans des conditions proches du fonctionnement de l'électrofiltre pilote du CEA.

Electrostatic precipitation presents many advantages from the nuclear wastes treatment's point of view. Indeed, this kind of process can capture submicronic particles without producing secondary wastes (no filter media) and without pressure looses in the exhaust circuit. The work presented in this thesis concerns the study of negative corona discharges in air at atmospheric pressure occurring in an electrostatic precipitator (ESP) developed by the CEA (Atomic Energy Committee). The aim of this study is to determine how the electrostatic precipitation dedicated phenomena, especially the specific high voltage generator, the gas temperature and the fact that particles are flowing through the gap then collapsing on the electrodes, modify the discharge to improve the efficiency of ESPs. This work is based on a fundamental experimental study of the negative corona discharge and on numerical simulations of this discharge under conditions close to those of the lab scale ESP developed by the CEA.