Caractérisation du propulseur PEGASES : diagnostics du filtre magnétique et du faisceau : optimisation de la géométrie
Auteur / Autrice : | Denis Renaud |
Direction : | Stéphane Mazouffre |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Physique |
Date : | Soutenance le 20/05/2016 |
Etablissement(s) : | Orléans |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Institut de combustion aérothermique réactivité et environnement (Orléans, Loiret ; 2007-...) |
Jury : | Président / Présidente : Laïfa El Hadi Boufendi |
Examinateurs / Examinatrices : Laurent Garrigues, Gilles Cartry, Ane Aanesland, Alain Simonin, Marcel Berger | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Garrigues, Gilles Cartry |
Mots clés
Résumé
Le propulseur de PEGASES est un moteur ionique qui diffère des autres technologies. La particularité de ce propulseur est l’utilisation d’un gaz électronégatif, à savoir le SF₆. Un champ magnétique est utilisé pour piéger les électrons et augmenter la production des ions négatifs. Le plasma résiduel à faible densité d’électrons, dit plasma ion-ion, permet l’extraction et l’accélération des ions positifs et négatifs. Les ions recombinent par paire dans le faisceau et garantissent la neutralité dans le faisceau. L’extraction d’une quantité équivalente d’ions positifs et négatifs permet ainsi d’éviter l’emploi d’un neutraliseur. Afin d’étudier les propriétés du faisceau ionique, une sonde EXB est utilisée pour diagnostiquer les vitesses et les proportions des molécules formées puis accélérées. La sonde n’étant pas parfaite, une calibration permet de déterminer avec précision les différentes espèces présentes dans le plasma. La présence d’ions positifs et négatifs ont pu être démontré via des mesures par sonde EXB. La technique de photo-détachement par laser est employée afin d’étudier les ions de charge négative. Cette méthode permet d’obtenir la proportion d’ions négatifs par rapport aux électrons. L’électronégativité dans ce type de décharge est très importante. La technique a montré l’importance du filtre magnétique. Cependant, la configuration de celui-ci n’est pas optimale puisqu’une structure est créée par la dérive électronique. Un nouveau propulseur à géométrie circulaire a été conçu, construit et testé. Cette nouvelle architecture utilise une dérive électronique fermée circulaire grâce à des aimants permanents. Les expériences ont validé le concept et montre l’importance d’une géométrie en anneau.