MODELISATION DE LA STRUCTURE AXIALE DE LA DECHARGE LUMINESCENTE A LA PRESSION ATMOSPHERIQUE

Abstract

L’objectif primordial que nous avons ciblé dans ce mémoire consiste à modéliser en 1D une décharge luminescente contrôlée par barrières diélectriques (DBD) à la pression atmosphérique dans un gaz électropositif (Hélium), dans l’espace gazeux avec une configuration géométrique plane parallèle isolées par un diélectrique sous une tension alternative. Pour cela, et après application de certaines hypothèses simplificatrices, nous avons développé un modèle de simulation de type fluide auto-cohérent, en langage FORTRAN, pour décrire la distribution spatiotemporelle des différentes particules (électrons, ions et des métastables), du champ électrique, du potentiel et des densités électronique, ionique et des métastables dans l’espace gazeux. Les paramètres de transport (vitesse de dérive, coefficient de diffusion) et les coefficients d’ionisation et d’excitation sont fonction du champ électrique local. Tout en axant sur les deux premiers moments de l’équation de Boltzmann couplés à l'équation de Poisson pour constituer un système d'équations non linéaires qui ne peut être résolu analytiquement. Nous avons donc procédé à sa résolution en utilisant la méthode de différences finies avec un schéma implicite. Comme la DLBD dépend de la paroi diélectrique donc sa présence a été également prise en compte dans le modèle numérique. Les résultats obtenus dans cette étude à la pression atmosphérique confirment l’existence du régime luminescent similaire à celui obtenu à basse pression. L’évolution spatiotemporelle des grandeurs (potentiel du gaz, champ électrique et des densités des différentes particules), nous a aidée de mieux comprendre les comportements des phénomènes physiques responsables au fonctionnement de la décharge. L’effet de certains paramètres tels que (tension appliquée, fréquence d’excitation, surface des électrodes, coefficient d’émission secondaire, et taux d’impureté) ont été aussi simulés afin d’identifier les conditions favorables à l’aboutissement du régime luminescent de la décharge.