Caractérisation expérimentale et modélisation des plasmas à pression égale ou supérieure à l'atmosphère entretenus par des champs HF en vue de leur optimisation pour apllications

点击翻译按钮获取中文摘要

La recherche sur les plasmas (gaz ionisés) à la pression atmosphérique (PA) ou à des pressions supérieures est en grande croissance, encouragée par d'éventuelles applications industrielles, notamment dans les domaines suivants : traitement de surface; élimination de gaz à effet de serre ou nuisibles à l'environnement; purification de gaz rares; synthèse de gaz; lampes d'éclairage à haute pression ; analyse élémentaire; nanotubes... À l'heure actuelle, le plus grand nombre de ces applications se trouve dans le domaine de pressions très inférieures à la PA (< 1 kPa) du fait que le plasma y est plus homogène (à cause de la diffusion des particules) et pas aussi chaud qu'à la PA. En effet, avec l'augmentation de la pression au-delà de 1 kPa, le volume de plasma se réduit, n'occupant plus tout le volume de l'enceinte le contenant ou devenant filamentaire (plusieurs petits canaux de plasma, souvent en mouvement). Dans le même temps, la température du plasma T augmente, ce qui peut, dans certains cas, ne pas convenir aux matériaux traités. Par contre, un avantage anticipé des plasmas à la PA est de bénéficier d'une densité de plasma plus grande, donc d'un temps de procédé plus court. Pour contrer les inconvénients cités, nous abordons respectivement les deux voies suivantes : a) compréhension des phénomènes de contraction et de filamentation et développement de méthodes, décontraction et défilamentation, pour les supprimer sinon les réduire; b) développement de dispositifs produisant des plasmas entretenus par des champs micro-ondes, pas nécessairement de forme tubulaire, de plus grand volume, homogènes et de T faibles. Exemples de procédés particulièrement efficaces et uniques à la PA : reformage très efficace du méthane en H2, destruction de gaz nuisibles, désinfection microbiologique à la PA de surfaces ouvertes. Une caractérisation plus complète (diagnostics), une meilleure connaissance des mécanismes gouvernant les plasmas à la PA (p. ex. contraction /filamentation) et le développement d'un ensemble de sources de plasma de propriétés complémentaires (différentes valeurs de T disponibles) et plus homogènes devraient permettre d'étendre le domaine des applications des plasmas à la PA, notre objectif à long terme.