Thermal Plasmas For Hazardous Waste Treatment - Proceedings Of The International School Of Plasma Physics "Piero Caldirola" PDF Download

Author: E Sindoni
Publisher: World Scientific
ISBN: 9814520942
Category :
Languages : en
Pages : 232

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Technologies for hazardous waste destruction (including nuclear, hospital and chemical waste) based on thermal plasma processes: state of the art and perspectives. Economic and environmental aspects. Overview of plasma generating devices, diagnostics and modelling. Evaluations of co-products generations, heat and metal recovery, slag vitrification and industrial feasibility.

Author: Olivier Betoule
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Languages : fr
Pages : 165

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DEPUIS PLUS DE TRENTE ANS, LES TRAVAUX LE PLUS SOUVENT EMPIRIQUES MENES DANS LE DOMAINE DE LA PROJECTION PAR PLASMA D'ARC SOUFFLE ONT PERMIS D'AMELIORER LA QUALITE DES DEPOTS. FAUTE DE MOYENS D'ANALYSES SOPHISTIQUES, LES INVESTIGATIONS ETAIENT ALORS RESTREINTES A L'OBSERVATION DE L'INFLUENCE DES PARAMETRES MACROSCOPIQUES. CE TRAVAIL SE PROPOSE D'EFFECTUER L'ETUDE DES PARAMETRES MICROSCOPIQUES PUIS LA CORRELATION ENTRE CES RESULTATS: LA VITESSE ET LA TEMPERATURE DE L'ECOULEMENT PLASMA ET DES PARTICULES, LES PROPRIETES DU DEPOT (ICI L'ALUMINE) ET DU SUBSTRAT. LA PREMIERE PARTIE DE CE MEMOIRE PRESENTE L'ETAT ACTUEL DES CONNAISSANCES DANS LE DOMAINE DE LA PROJECTION PLASMA DE CERAMIQUES EN GENERAL ET D'ALUMINE EN PARTICULIER. LA SECONDE ETAPE DE CE MEMOIRE EST RELATIVE AUX DIVERSES TECHNIQUES DE MESURES ET DISPOSITIFS EXPERIMENTAUX MIS EN UVRE POUR CETTE ETUDE. LE DIAGNOSTIC S'ETEND DU BILAN ELECTRO-THERMIQUE POUR LA TORCHE JUSQU'A L'ANEMOMETRIE LASER ET LA PYROMETRIE RAPIDE POUR LA METROLOGIE DES PARTICULES EN VOL, EN PASSANT PAR LA SPECTROMETRIE D'EMISSION, LA MESURE DE LA VITESSE DE PROPAGATION DES FLUCTUATIONS DE L'ARC ET LA CALORIMETRIE POUR LA CARACTERISATION DE L'ECOULEMENT PLASMA. DURETE, TRACTION SONT LES TESTS EMPLOYES POUR LE DEPOT, LE RENDEMENT PONDERAL ETANT REPRESENTATIF DE L'ENSEMBLE DES PARAMETRES DE PROJECTION. LA DERNIERE PARTIE DE CE MEMOIRE EST CONSACREE A LA DISCUSSION DES RESULTATS OBTENUS DANS DIFFERENTES CONDITIONS DE FONCTIONNEMENT, AVEC DIVERSES CONFIGURATIONS DE TORCHE. LE DIAMETRE D'ANODE, L'INTENSITE DU COURANT, LE DEBIT DE GAZ PORTEUR DE POUDRE, LA DISTANCE TORCHE-CIBLE, LA TEMPERATURE DE SURFACE DU SUBSTRAT SONT LES PRINCIPAUX PARAMETRES D'ETUDE

Author: Michel Vardelle
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Languages : fr
Pages : 214

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DESCRIPTION DE L'ENSEMBLE DE PROJECTION (TORCHE A PLASMA, DISTRIBUTEUR DE POUDRE, SYSTEME DE REFROIDISSEMENT DE LA CIBLE, POUDRES UTILISEES) ET DES DISPOSITIFS DE MESURE SUR LES PARTICULES. DETERMINATION DES CHAMPS DE TEMPERATURE ET VITESSE DU JET DE PLASMA ET ETUDE EXPERIMENTALE DE L'EVOLUTION CINETIQUE ET THERMIQUE DES PARTICULES DANS LE FLUIDE. COMPARAISON DES VALEURS MESUREES AUX VALEURS OBTENUES PAR UN CALCUL DU TRANSFERT DE QUANTITE DE MOUVEMENT ET DE CHALEUR PLASMA-PARTICULES. CARACTERISTIQUES DES DEPOTS REALISES (STRUCTURES CRISTALLIQUES ET MICROSTRUCTURES). CORRELATION DES PROPRIETES DES REVETEMENTS REALISES AUX CONDITIONS OPERATOIRES DE PROJECTION

Author: Fabien Piallat
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Languages : fr
Pages : 0

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L'intégration du métal dans les nœuds technologiques sub-20 nm requiert une conformité supérieure à celle permise par la PVD. Les techniques de CVD, plus spécifiquement la MOCVD et l'ALD, ont été identifiées comme les meilleures solutions pour le dépôt de métal. Pour une application de métal de grille, les alliages carbo-nitrurés de titane et tantale sont considérés comme les plus prometteurs. Dans ce travail une revue détaillée des mécanismes de dépôt par MOCVD et ALD, ainsi que sur l'influence du plasma sur les matériaux déposés est réalisée. Dans un premier temps, les fenêtres de procédés possibles pour un ajustement des propriétés des métaux sont inspectées attentivement. L'accent est mis sur l'impact du plasma sur le métal et sur les mécanismes réactionnels inhérents grâce à une caractérisation poussée du plasma. Par la suite, l'intégration de ces métaux est étudiée avec une analyse précise des interactions se déroulant aux interfaces. La corrélation entre les propriétés physico-chimiques et le comportement électrique des empilements métal/diélectrique à forte permittivité est soutenue par une analyse XPS. Finalement, le dopage aluminium de dépôts de TiN et TaN MOCVD est étudié pour l'obtention de grilles n-mos et p-mos. Par comparaison des propriétés et comportements du dopage aluminium de métaux déposés par PVD et MOCVD, des mécanismes de diffusion sont proposés afin d'expliquer le rôle de l'aluminium sur les variations observées.

Author: Serafina Baschetti
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Languages : en
Pages : 0

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Le fonctionnement à l'équilibre du réacteur à fusion de prochaine génération, ITER, nécessitera le développement d'outils numériques fiables permettant d'estimer les paramètres d'ingénierie clés à un coût de calcul raisonnable. Les codes de transport répondent à cette exigence car ils reposent sur des équations fluides bidimensionnelles qui sont moyennées sur les fluctuations temporelles, de la même manière que les modèles « Reynolds Averaged Navier-Stokes » couramment utilisés dans la communauté des fluides neutres. De plus, les codes de transport peuvent rassembler la plupart des ingrédients physiques régissant le comportement du plasma de bord, ainsi que une topologie magnétique réaliste et la géométrie du mur. Cependant, leur prévisibilité est limitée par une description inadéquate des flux turbulents perpendiculaires aux lignes de champ magnétique, qui influent fortement e confinement du plasma sur de longues périodes. En effet les flux perpendiculaires, supposés diffusifs, sont grossièrement déterminés par des coefficients de diffusion homogènes ou "ad-hoc", ou par des procédures à boucle de rétroaction appliquées "a-posteriori" à des données expérimentales. Motivés par ces questions, nous présentons dans ce travail un nouveau modèle pour estimer de manière cohérente la distribution des flux perpendiculaires dans les codes de transport, lorsque les plasmas en régime permanent sont concernés. La stratégie consiste à introduire des outils numériques efficaces largement utilisés dans la communauté de la turbulence neutre en physique des plasmas. Deux concepts clés sont inspirants dans la communauté des fluides neutres. Le premier est "l'hypothèse de Boussinesq". Elle consiste à linéariser le tenseur de contraintes de Reynolds dansl'équation de Navier-Stokes moyennée dans le temps via une relation de diffusion dans laquelle le terme de proportionnalité est appelé « eddy viscosity ». Le deuxième concept est le modèle "k-epsilon", dans lequel les équations de transport pour l'énergie turbulente cinétique moyenne et le taux d'échange d'énergie entre les structures turbulentes sont conçues de manière semi-empirique. A l'équilibre, k et epsilon permettent une estimation auto-cohérente de l'« eddy viscosity », intégrant ainsi l'impact de la turbulence sur les flux moyennés à l'état d'équilibre. Ces concepts ne peuvent pas être appliqués directement pour enrichir la modélisation des flux perpendiculaires dans les plasmas en raison de différentes propriétés de turbulence. Par conséquent, nous suggérons une adaptation du modèle k-epsilon pour les flux neutres à des plasmas à confinement magnétique, où deux équations de transport pour l'énergie cinétique turbulente et son taux de dissipation sont dérivées algébriquement, y compris la physique de l'instabilité d'interchange linéaire, responsable de la distribution "ballonnée" du transport perpendiculaire dans le bord du plasma. Différentes approches sont décrites pour fermer les paramètres libres : premièrement, une procédure de boucle de rétroaction pour optimiser les résultats numériques comparés avec un test expérimental. Ensuite, on assume une loi d'échelle de référence pour la largeur du profil de flux de chaleur dans la SOL, déterminée empiriquement à partir des mesures expérimentales du flux de chaleur sur le divertor externe dans diverses machines. Le nouveau modèle est intégré au package de transport SolEdge2D-EIRENE, développé en collaboration entre le CEA et le laboratoire M2P2 de l'Université d'Aix-Marseille. Les résultats numériques à l'état d'équilibre sont discutés et on démontre qu'ils se comparent favorablement aux données expérimentales soit à l'outer midplane que au divertor externe. De plus, on montre que les distributions de diffusivité présentent des asymétries poloïdales cohérentes avec la distribution "ballonnée" du transport perpendiculaire observée dans les mêmes conditions dans les codes de premier principe et les expériences.

Author: Gérard Belmont
Publisher: ISTE Group
ISBN: 1784054615
Category : Plasma (Ionized gases)
Languages : fr
Pages : 240

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Les plasmas sont peu présents dans notre environnement immédiat et leurs propriétés sont parfois ignorées des physiciens. Il s’agit pourtant de phénomènes universels qu’on rencontre depuis les décharges électriques jusqu’aux jets galactiques. L’objectif de cet ouvrage est d’offrir une introduction aux phénomènes variés qui constituent la physique des plasmas avec comme seul prérequis d’avoir une connaissance de la physique de base. Il présente en parallèle les fondements de la théorie des plasmas et un certain nombre d’applications aux plasmas de laboratoire ou aux plasmas naturels. Un accent particulier est mis sur l’existence des plasmas sans collision, dans lesquels le comportement collectif du milieu est dû seulement au champ électromagnétique moyen qui régit les trajectoires des particules. Ceci permet de porter un regard neuf sur des notions déjà abordées dans d’autres disciplines, mais aussi de comprendre les liens qui existent entre les théories fluides,

Author: Nadège Branland
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Languages : fr
Pages : 201

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L'objectif de ce travail de thèse est, à partir de la caractérisation des particules à l'impact (vitesse et température), d'essayer de comprendre l'influence des paramètres de projection plasma sur la microstructure des dépôts de dioxyde de titane et l'influence de cette dernière sur leur résistivité électrique, pour des conditions de substrat fixés. La stratégie expérimentale a consisté à utiliser deux procédés de projection plasma (plasma d'arc et plasma inductif) ce qui a permis d'obtenir une gamme étendue de vitesses et températures des particules conduisant à des dépôts avec des microstructures spécifiques. Malgré la stoechiométrie de la poudre de départ, tous les dépôts obtenus sont sous-stoechiométriques, la perte d'oxygène étant favorisée par l'augmentation de la température des particules à l'impact. En isolant l'influence de la stoechiométrie, il a été montré que la résistivité électrique des dépôts est surtout due à la diminution du nombre de mauvais contacts interlamellaires.

Author: Francis Monerie-Moulin
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Category :
Languages : fr
Pages : 200

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LE BUT DE CETTE ETUDE EST D'ETUDIER LES FLUX THERMIQUES IMPOSES A UN SUBSTRAT EN COURS DE PROJECTION PLASMA. ELLE COMPREND UNE PRESENTATION SOMMAIRE DES DIFFERENTS DISPOSITIFS DE MESURE DISPONIBLE AU LABORATOIRE. LE CHAPITRE 2 EST CONSACRE A L'ETUDE DU FLUX THERMIQUE TRANSMIS PAR LE JET DE PLASMA A UNE CIBLE PLANE, REFROIDIE ET PERPENDICULAIRE AU JET. DES LOIS D'EVOLUTIONS EN FONCTION DE DIFFERENTS PARAMETRES DE PROJECTION ONT ETE TRACEES, DES MESURES DE FLUX AYANT ETE FAITES POUR PLUS DE 130 CONDITIONS EXPERIMENTALES DIFFERENTES. LE CHAPITRE 3 TRAITE DU FLUX TRANSMIS AU SUBSTRAT PAR LES PARTICULES PROJETEES. LE CALCUL DE CE DERNIER FLUX SE FAIT EN SUIVANT L'EVOLUTION DE PARAMETRES CARACTERISTIQUES (POSITION, TEMPERATURE, ETAT DE FUSION...) TOUT AU LONG DE LA TRAJECTOIRE DES PARTICULES INJECTEES. LE CHAPITRE 4 EST CONSACRE AU DEVELOPPEMENT D'UN MODELE SIMPLIFIE PERMETTANT DE SUIVRE L'EVOLUTION DE TEMPERATURE DE L'ENSEMBLE DEPOT SUBSTRAT EN COURS DE PROJECTION. ENFIN LE CHAPITRE 5 EST CONSACRE A L'OPTIMISATION DES PARAMETRES DE PROJECTION AFIN D'OBTENIR DES REVETEMENTS D'ALUMINE DURS ET ADHERENTS SUR DES SUBSTRATS EN FONTE, EN ALLIAGE DE TITANE OU EN ALUMINE FRITTES

Author: Rodolphe Bolot
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Category :
Languages : fr
Pages : 165

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Cette étude s'inscrit dans le cadre de l'amélioration de la maîtrise du procédé de projection thermique à la torche à plasma d'arc soufflé. Le développement d'un code de calcul des propriétés thermodynamiques et des coefficients de transport des plasmas thermiques est réalisé dans un premier temps : les méthodes de calcul utilisées sont décrites et des résultats numériques sont présentés. Les données calculées sont utilisées dans un second temps pour permettre la détermination des champs de température et de vitesse dans les jets de plasma d'arc soufflé : l'influence de différents éléments tels que le modèle de turbulence ou la nature du gaz environnant sont mis en évidence.Le cas des jets de plasma impactants sur une surface plane est abordé dans un troisième temps : un modèle permettant la prédiction des échanges thermiques est suggéré et les flux thermiques calculés sont comparés à des résultats expérimentaux. La dernière partie est consacrée à l'étude de la projection de matériaux pulvérulents. Une approche Lagrangienne est utilisée pour simuler les interactions jet/particules. Un couplage avec l'équation de conduction de la chaleur au sein d'une particule isolée est notamment réalisé et les caractéristiques de particules en vol sont comparés à des mesures expérimentales obtenues avec un système optique. Le code de calcul PHOENICSTM est utilisé pour les calculs des écoulements de plasma.

Author: Said Fantassi
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 391

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LES PROPRIETES D'UN DEPOT REALISE PAR PROJECTION PLASMA DEPENDENT EN GRANDE PARTIE DE LA FACON DONT LES PARTICULES S'ECRASENT ET SE SOLIDIFIENT SUR LE SUBSTRAT A REVETIR. LES CINETIQUES D'ETALEMENT DU MATERIAU FONDU ET LA VITESSE DE TREMPE (100 K/US) DEPENDENT D'UNE PART DES PARAMETRES A L'IMPACT (VITESSE, TEMPERATURE, TAILLE) ET D'AUTRE PART DES PARAMETRES DU SUBSTRAT (NATURE, ETAT DE SURFACE, RUGOSITE, TEMPERATURE). ELLES CONDITIONNENT LA FORME ET L'EPAISSEUR DES LAMELLES OBTENUES ET LES POINTS DE CONTACT ENTRE LES LAMELLES ET LE SUBSTRAT ET ENTRE LES LAMELLES ELLES-MEMES. POUR AVOIR UNE MEILLEURE COMPREHENSION DES PHENOMENES CONTROLANT L'ECRASEMENT ET LE REFROIDISSEMENT DES PARTICULES SUR UN SUBSTRAT OU LES COUCHES PREALABLEMENT DEPOSEES, NOUS AVONS DEVELOPPE UN DISPOSITIF CONSTITUE DE DEUX PYROMETRES RAPIDES (TEMPS DE REPONSE 100 NS). LE PREMIER PYROMETRE EST FOCALISE A 2 MM EN AMONT DU SUBSTRAT ET LE SECOND SUR LE SUBSTRAT. CE DISPOSITIF DENOMME PASM: (PULSE ANALYSIS FOR SPLAT MONITORING) PERMET DE DETERMINER POUR UNE PARTICULE SA VITESSE, SA TEMPERATURE ET SA TAILLE AVANT IMPACT ET DE SUIVRE L'EVOLUTION DE SA TEMPERATURE PENDANT SON ETALEMENT ET SON REFROIDISSEMENT. NOUS PRESENTONS DES RESULTATS OBTENUS AVEC DES PARTICULES DE ZIRCONE DE GRANULOMETRIE 22+45 UM PROJETEES SUR DES SUBSTRATS EN ACIER OU EN VERRE. A PARTIR DE CES RESULTATS EXPERIMENTAUX, NOUS AVONS ETABLI UNE CORRELATION PERMETTANT DE PREDIRE LE DEGRE D'ETALEMENT DES GRAINS EN FONCTION DU NOMBRE DE REYNOLDS DEFINI A PARTIR DES PARAMETRES DES PARTICULES A L'IMPACT. CETTE CORRELATION EST VOISINE DE CELLE ETABLIE NUMERIQUEMENT PAR YOSHIDA ET AL.