Caractérisation expérimentale et modélisation des décharges entretenues par des champs HF (RF et micro-ondes), conception de nouveaux types de décharges HF et applications des décharges HF à certaines études ou procédés

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Notre travail de recherche vise la compréhension des mécanismes de fonctionnement des plasmas et leurs utilisations. Les plasmas sont des gaz (comme l'azote, l'argon) qui ont été ionisés, c'est-à-dire que des champs électriques suffisamment intense ont enlevé des électrons aux atomes initialement neutres, de sorte que ce milieu comprend alors des électrons libres et des ions: c'est le cas d'un tube fluorescent, utilisé dans le cadre de l'éclairage, et de certains écrans de télévision (plasma "froid") mais aussi du soleil (plasma "chaud"). Une première caractéristique de notre travail repose sur notre méthode très particulière pour produire l'ionisation du gaz, ce que nous appelons la décharge, en recourant à des champs électriques micro-ondes ce qui permet d'éviter la présence d'électrodes internes à la décharge. Par exemple, dans les tubes fluorescents, la présence d'une électrode à chaque extrémité du tube est une source de contamination du gaz qui mène à sa fin de vie. Notre étude porte sur les propriétés fondamentales des décharges obtenues par des micro-ondes, sur de nouvelles méthodes pour appliquer le champ électrique micro-ondes à l'enceinte (choisie pour être transparente aux champs micro-ondes, comme les assiettes utilisées dans un four micro-ondes) contenant le gaz initialement neutre et y créer de telles décharges, et aussi sur leur utilisation dans des applications comme la stérilisation et la décontamination de dispositifs médicaux (DM) en réalisant l'inactivation de divers microorganismes (spores bactériennes, prions pathogènes, bactéries, virus, etc.). Cette nouvelle méthode permettrait de remplacer avantageusement les techniques conventionnelles de stérilisation dans ce sens que c'est une méthode à basse température (40-45 oC), qui n'endommage donc pas les DM faits de polymères (plastiques), et n'utilise pas de gaz toxiques et à effet de serre. Nous participons aussi, dans le cadre du grand projet international ITER, au diagnostic par spectroscopie optique des propriétés du plasma (par analyse de la lumière émise par la décharge, qui indique quels sont les atomes et molécules présents) engendré dans les réacteurs-plasma (appelés Tokamak) pour tenter de reproduire les conditions d'une fusion thermonucléaire permettant la génération d'électricité. A terme lorsqu'ils seront mis en service, de tels réacteurs nucléaires fonctionnant par fusion d'atomes légers (comme l'hydrogène) plutôt que par fission d'atomes lourds (comme l'uranium) seront plus sécuritaires tout en produisant beaucoup moins de déchets radioactifs dont le retraitement est très coûteux.