DIAGNOSTICS D'UN PLASMA PULSE D'AZOTE POUR L'ETUDE DE SA REACTIVITE. COMPARAISON DES RESULTATS EXPERIMENTAUX AVEC UN MODELE NUMERIQUE PDF Download
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CE TRAVAIL EST CONSACRE A L'ETUDE DE LA REACTIVITE D'UN PLASMA PULSE D'AZOTE UTILISE POUR LA NITRURATION DES ACIERS. L'INTERPRETATION DES MECANISMES SE PRODUISANT DANS LE PLASMA LUI-MEME, ET PLUS SPECIALEMENT PENDANT LA PHASE DE POST-DECHARGE, NECESSITE UN DIAGNOSTIC FINEMENT RESOLU DANS LE TEMPS. POUR LES SONDES ELECTROSTATIQUES, UN DISPOSITIF AUTOMATIQUE PERFORMANT A ETE REALISE ET PERMET LA DETERMINATION EXPERIMENTALE DE LA FONCTION DE DISTRIBUTION EN ENERGIE DES ELECTRONS ET LE SUIVI DE SON EVOLUTION SUR UN PULSE PLASMA. LA SPECTROSCOPIE OPTIQUE D'EMISSION CONSISTE EN L'OBSERVATION DES BANDES LES PLUS INTENSES DE L'AZOTE ET DES RAIES D'ATOMES DU FER PULVERISES PAR LA CATHODE ET EXCITES DANS LE PLASMA. UNE ETUDE SPATIALE ET TEMPORELLE DE LA STRUCTURE AXIALE EST COMPAREE AUX RESULTATS ISSUS D'UNE MODELISATION DE L'ETABLISSEMENT DE LA DECHARGE. ENFIN, APRES LA MISE EN EVIDENCE DE L'INFLUENCE DU CHAUFFAGE DU GAZ NEUTRE SUR LES PARAMETRES DE LA DECHARGE, DES CONDITIONS FAVORABLES POUR UN TRAITEMENT DE SURFACE PAR UN PLASMA D'AZOTE SONT DEGAGEES
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CE TRAVAIL EST CONSACRE A L'ETUDE DE LA REACTIVITE D'UN PLASMA PULSE D'AZOTE UTILISE POUR LA NITRURATION DES ACIERS. L'INTERPRETATION DES MECANISMES SE PRODUISANT DANS LE PLASMA LUI-MEME, ET PLUS SPECIALEMENT PENDANT LA PHASE DE POST-DECHARGE, NECESSITE UN DIAGNOSTIC FINEMENT RESOLU DANS LE TEMPS. POUR LES SONDES ELECTROSTATIQUES, UN DISPOSITIF AUTOMATIQUE PERFORMANT A ETE REALISE ET PERMET LA DETERMINATION EXPERIMENTALE DE LA FONCTION DE DISTRIBUTION EN ENERGIE DES ELECTRONS ET LE SUIVI DE SON EVOLUTION SUR UN PULSE PLASMA. LA SPECTROSCOPIE OPTIQUE D'EMISSION CONSISTE EN L'OBSERVATION DES BANDES LES PLUS INTENSES DE L'AZOTE ET DES RAIES D'ATOMES DU FER PULVERISES PAR LA CATHODE ET EXCITES DANS LE PLASMA. UNE ETUDE SPATIALE ET TEMPORELLE DE LA STRUCTURE AXIALE EST COMPAREE AUX RESULTATS ISSUS D'UNE MODELISATION DE L'ETABLISSEMENT DE LA DECHARGE. ENFIN, APRES LA MISE EN EVIDENCE DE L'INFLUENCE DU CHAUFFAGE DU GAZ NEUTRE SUR LES PARAMETRES DE LA DECHARGE, DES CONDITIONS FAVORABLES POUR UN TRAITEMENT DE SURFACE PAR UN PLASMA D'AZOTE SONT DEGAGEES
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CE TRAVAIL PRESENTE L'ETUDE DES DIAGNOSTICS ET DE LA MODELISATION D'UNE CELLULE DE PANNEAU A PLASMA (PAP) ALTERNATIF COULEUR. IL A ETE EFFECTUE EN ETROITE COLLABORATION AVEC LA SOCIETE THOMSON TUBES ELECTRONIQUES, EN VUE DE L'AMELIORATION DES PERFORMANCES DU PAP. DEUX ETUDES COMPLEMENTAIRES SONT A LA BASE DE CE MEMOIRE. LA PREMIERE EXPERIMENTALE, CONSISTE DANS LES ETUDES ELECTRIQUES ET EMISSIVES DE LA DECHARGE LUMINESCENTE DANS LES PANNEAUX A PLASMA COULEUR DE TYPE SANDWICH. PARALLELEMENT, NOUS AVONS DEVELOPPE EN SECONDE ETUDE, UN MODELE NUMERIQUE AFIN DE DECRIRE LE FONCTIONNEMENT D'UNE CELLULE DE PANNEAU A PLASMA. L'ETUDE EXPERIMENTALE A PORTE SUR L'ANALYSE SPECTROSCOPIQUE DANS L'ULTRAVIOLET LOINTAIN (VUV) DES DECHARGES DES MELANGES BINAIRES NEON-XENON ET NEON-KRYPTON ET TERNAIRES NEON-KRYPTON-XENON. EN APPLIQUANT DES SIGNAUX ELECTRIQUES ALTERNATIFS APPROPRIES A SES BORNES, UNE DECHARGE ELECTRIQUE S'AMORCE PENDANT UN TEMPS RELATIVEMENT COURT. CETTE DECHARGE ELECTRIQUE ENTRAINE LA FORMATION D'UN PLASMA QUI EMET DE LA LUMIERE ULTRAVIOLETTE. NOUS AVONS EGALEMENT CALCULE LA PUISSANCE ELECTRIQUE CONSOMMEE PAR LE PANNEAU LORS DE LA DECHARGE. SA CONNAISSANCE EST ABSOLUMENT NECESSAIRE POUR EVALUER SON RENDEMENT. POUR DECRIRE LE FONCTIONNEMENT D'UNE CELLULE DE PAP, NOUS AVONS DEVELOPPE UN MODELE NUMERIQUE HYBRIDE AUTO-COHERENT : FLUIDE MONTE-CARLO POUR AVOIR ACCES AU COMPORTEMENT HORS EQUILIBRE DE LA DECHARGE. ON OBTIENT EGALEMENT, POUR DES CONDITIONS INITIALES QUELCONQUES, LES MARGES DE FONCTIONNEMENT, LES VARIATIONS SPATIO-TEMPORELLE DES PARTICULES CHARGEES ET DES ESPECES EXCITEES. LE MODELE DONNE AUSSI LE BILAN ENERGETIQUE ET LE RENDEMENT VUV DE LA DECHARGE. CES DEUX ETUDES, EXPERIMENTALE ET NUMERIQUE, ONT AUSSI POUR OBJECTIF DE CONTROLER DES PARAMETRES TEL QUE LA PRESSION TOTALE ET LA COMPOSITION DE MELANGE DE GAZ RARE AINSI QUE L'INFLUENCE DES PARAMETRES DE TRANSPORT (EMISSION SECONDAIRE, COEFFICIENT D'IONISATION, MOBILITE DES IONS, ... ETC.) SUR LES CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES, EMISSIVES ET ENERGETIQUES DE LA DECHARGE. LES EXPERIENCES EFFECTUEES ET L'UTILISATION DU MODELE ONT PERMIS DE RECHERCHER LES CONDITIONS OPTIMALES DE FONCTIONNEMENT DU PAP. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX SONT EN BON ACCORD AVEC CEUX OBTENUS PAR LE MODELE NUMERIQUE
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CETTE THESE A POUR BUT DE MODELISER LES JETS DE PLASMA D'AZOTE, REALISES AU LABORATOIRE D'AEROTHERMIQUE. CES JETS SONT A HAUTE ENTHALPIE ET A BASSE PRESSION POUR SIMULER ET ANALYSER LES PHENOMENES PLASMAGENES APPARAISSANT LORS DE LA RENTREE ATMOSPHERIQUE DES ENGINS SPATIAUX. DANS CES CONDITIONS, LE JET DE PLASMA CONSTITUE UN MILIEU CONTINU EN ECOULEMENT LAMINAIRE, QUE L'ON PEUT MODELISER PAR LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES. LA COMPLEXITE DE CES EQUATIONS A NECESSITE LES ETUDES SUIVANTES. ETUDE DE TRANSFERT ENERGETIQUE DANS LE GENERATEUR DE PLASMA A ARC PAR L'UTILISATION DE L'EQUATION DE BILAN D'ENERGIE GLOBALE AFIN DE DETERMINER LE TAUX DE DISSOCIATION DE L'AZOTE, PARAMETRE IMPORTANT POUR LE CHOIX DES CONDITIONS AUX LIMITES ET INITIALES. ANALYSE DE LA CINETIQUE CHIMIQUE D'UN PLASMA D'AZOTE COMPOSE DE CINQ ESPECES (DEUX ESPECES NEUTRES N#2 ET N, DEUX IONS N#2#+ ET N#+, ET ELECTRON). IL A ETE MONTRE, QUELLES QUE SOIENT LES CONDITIONS INITIALES LA PREDOMINANCE DE N#2 SUR N, DE N#2#+ SUR N#+, DES ESPECES NEUTRES SUR LES ESPECES CHARGEES AINSI QUE LA FAIBLE INFLUENCE DES ESPECES CHARGEES SUR LA CHIMIE DES ESPECES NEUTRES. ETUDE DES COEFFICIENTS DE TRANSPORT (VISCOSITE, CONDUCTIVITE, DIFFUSION) A PARTIR DE PLUSIEURS MODELES. LES RESULTATS OBTENUS PAR LE MODELE DE BONNEFOI ONT ETE ADAPTES AUX FORMULES DE BLOTTNER (VISCOSITE), D'EUCKEN (CONDUCTIVITE), DE LEE (DIFFUSION) AVEC LA FORMULE DE WILKE (MELANGE N#2-N), POUR ETRE ENSUITE INTRODUITS DANS LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES. ANALYSE D'UN MODELE THERMODYNAMIQUE POUR UN GAZ A PLUSIEURS ESPECES (N#2 ET N) EN DESEQUILIBRE THERMIQUE (TEMPERATURES DE TRANSLATION ET DE VIBRATION). PRESENTATION D'UN MODELE NUMERIQUE CONSTRUIT A PARTIR DE LA METHODE DE VOLUME FINI AVEC SCHEMA IMPLICITE SUR LES TERMES SOURCE ET SUR LES TERMES DE FLUX NON-VISQUEUX (DECOMPOSITION DE YOON), SCHEMA EXPLICITE SUR LES TERMES DE FLUX NON-VISQUEUX DU RESIDU (DECOMPOSITION DE STEGER-WARMING). LES RESULTATS DES ETUDES PREALABLES SONT UTILISES DANS LE CODE NUMERIQUE INCA POUR EFFECTUER LA MODELISATION DES JETS SUPERSONIQUES DE PLASMA D'AZOTE. LES RESULTATS OBTENUS SONT SATISFAISANTS, EN ACCORD AVEC LES MESURES EXPERIMENTALES EN CE QUI CONCERNE LA PRESSION ET LA TEMPERATURE DE TRANSLATION, MAIS PAS AVEC LE PROFIL DE LA TEMPERATURE DE VIBRATION, CE QUI A NECESSITE D'ELABORER UN CODE DE RESOLUTION DE L'EQUATION DE CONSERVATION DE L'ENERGIE VIBRATIONNELLE PAR LA METHODE DE VOLUME FINI AVEC SCHEMA EXPLICITE ET DECOMPOSITION DE FLUX DE STEGER-WARMING. LES PROFILS DE TEMPERATURE DE VIBRATION OBTENUS PAR CE DERNIER CODE SONT COMPARES AVEC LES RESULTATS EXPERIMENTAUX
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Le présent travail se propose de déterminer les écarts à l'équilibre thermodynamique provoqués par l'existence, au sein d'un plasma d'azote, d'un faisceau d'électrons d'énergie très supérieure à l'énergie thermique. Cette étude a été suggérée par l'examen de résultats expérimentaux obtenus par spectrométrie de masse sur un plasma de décharge réflex. Ces mêmes résultats justifiaient également l'utilisation du modèle coronal pour le calcul des densités des diverses espèces. L'étude est composée de trois parties. La première est constituée par l'analyse détaillée de l'état maxwellien. Après avoir décrit les processus inélastiques existant dans l'azote ionisé à basse pression, on définit et on justifie le modèle utilisé. Les équations de bilan qu'il permet d'obtenir sont résolues pour diverses valeurs de la température électronique d'un plasma maxwellien. Dans la deuxième partie, ce modèle est légèrement modifié pour calculer l'état d'ionisation d'un plasma d'azote ionisé par un faisceau d'électrons rapides ; la situation est celle d'une décharge réflex, et les prévisions du modèle sont comparées aux résultats d'une expérience de spectrométrie de masse. Nous vérifions qu'une théorie de plasma froid permet de rendre compte de ces résultats à condition d'inclure dans le modèle les effets dûs à la diffusion des particules chargées à travers le champ magnétique et à la présence de parois. Enfin, dans la troisième partie, on effectue le calcul de la fonction de distribution des électrons thermalisés. A cet effet, après avoir recensé les processus d'excitation qui contribuent aux échanges d'énergie avec les électrons, on résout l'équation de Boltzmann avec terme de collisions inélastiques. Cette résolution est effectuée par une méthode purement numérique. On analyse quelques conséquences des résultats du calcul au sujet de l'état d'excitation et de l'état d'ionisation du plasma. Enfin, on discute la validité de la méthode, ainsi que ses possibilités d'extension et d'application.
Author: Ahmed Belasri Publisher: Springer Nature ISBN: 9811554447 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 659
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This book highlights peer reviewed articles from the 1st International Conference on Renewable Energy and Energy Conversion, ICREEC 2019, held at Oran in Algeria. It presents recent advances, brings together researchers and professionals in the area and presents a platform to exchange ideas and establish opportunities for a sustainable future. Topics covered in this proceedings, but not limited to, are photovoltaic systems, bioenergy, laser and plasma technology, fluid and flow for energy, software for energy and impact of energy on the environment.
Author: Marcel Henri Michel Carrere Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 161
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LES DECHARGES A CONFINEMENT MAGNETIQUE MULTIPOLAIRE EXCITEES PAR DES FILAMENTS EMISSIFS SONT LARGEMENT UTILISEES POUR DES ETUDES FONDAMENTALES DANS LES PLASMAS. LE BUT DE CETTE THESE EST DE COMPRENDRE LEUR FONCTIONNEMENT ET NOTAMMENT COMMENT L'ENERGIE EST DISTRIBUEE ENTRE LES ELECTRONS EN L'ABSENCE DE COLLISIONS. APRES LA DESCRIPTION D'UN MODELE SIMPLE DE BILAN ENTRE CREATION ET PERTES DANS LE PLASMA ET LE RAPPEL DE QUELQUES INSTABILITES, NOUS PRESENTONS UNE ANALYSE DETAILLEE DE L'INTERACTION FILAMENT-PLASMA ET UNE ETUDE DE LA CORRELATION TURBULENCE-TEMPERATURE. L'EQUILIBRE THERMIQUE DU FILAMENT EST FORTEMENT COUPLE A L'EMISSION DES ELECTRONS: IL EXISTE UN PROFIL DE TEMPERATURE LE LONG DU FILAMENT ET L'EMISSION D'ELECTRONS DU FILAMENT VERS LE PLASMA PRESENTE DEUX ETATS STABLES. LA TRANSITION DU COURANT DE DECHARGE ENTRE CES DEUX ETATS PRESENTE PARFOIS UN SAUT ET UN HYSTERESIS LORSQU'ON VARIE CONTINUMENT UN PARAMETRE DE CONTROLE DE LA DECHARGE. NOUS ATTRIBUONS CE SAUT A UN ECRASEMENT DE LA GAINE EMISSIVE. EN L'ABSENCE DE CHAMP MAGNETIQUE, LA LARGEUR DE L'HYSTERESIS EST PRINCIPALEMENT REGIE PAR LES PROFILS DE TEMPERATURE ET DE POTENTIEL LE LONG DU FILAMENT. LE CHAMP MAGNETIQUE LOCAL A LA GAINE INTRODUIT UNE BRISURE DE SYMETRIE SUPPLEMENTAIRE DANS LA DYNAMIQUE DES PORTEURS DE CHARGE. EN L'ABSENCE DE CHAMP MAGNETIQUE MULTIPOLAIRE NOUS AVONS TROUVE UNE CORRELATION TURBULENCE-TEMPERATURE. AVEC LE CHAMP MAGNETIQUE MULTIPOLAIRE, POUR DES PRESSIONS SUPERIEURES A 10##4 MB, NOUS OBSERVONS LA PRESSION ELECTRONIQUE EST CONSTANTE. EN DESSOUS DE CETTE PRESSION, LE COMPORTEMENT DU PLASMA EST PLUS COMPLEXE. L'ENSEMBLE DE CES RESULTATS EXPERIMENTAUX OUVRE DES PERSPECTIVES POUR L'ETUDE THEORIQUE ET LA MODELISATION NUMERIQUE DE CES DECHARGES
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La réflectométrie est une méthode de mesure du profil de densité électronique fréquemment utilisée dans les plasmas de fusion : l'onde hyperfréquence réfléchie par une couche de coupure subit un déphasage dépendant du profil de densité. Les fluctuations de densité présentes dans le plasma peuvent perturber la détermination du profil. Il est donc important de comprendre le rôle de ces fluctuations (déplacement de la couche de coupure et rétrodiffusion résonante de Bragg) et de calculer le déphasage qu'elles provoquent. Dans ce travail, le cas de fluctuations cohérentes est abordé à l'aide de modèles analytiques et numériques à une et deux dimensions, basés sur la résolution de l'équation d'Helmholtz. Après un rappel des bases de la réflectométrie et de la propagation des ondes dans un plasma, une première partie présente le modèle numérique à une dimension utilisable pour des fluctuations radiales. L'influence des caractéristiques spectrales des perturbations est mise en évidence, et les expressions analytiques des déphasages sont obtenues dans le cadre de l'approximation de Born. Elles sont en excellent accord avec les résultats numériques. Pour les perturbations de grande amplitude, le modèle analytique développé permet de calculer le déphasage dans le régime non linéaire de la rétrodiffusion de Bragg. Ce modèle prédit l'apparition de sauts de phase, en bon accord avec les résultats numériques. Dans une deuxième partie, on développe la méthode numérique 2D nécessaire pour l'étude de fluctuations azimutales. Elle permet la modélisation du cornet émettant l'onde incidente. La comparaison des résultats numériques avec des théories approchées montre un accord qualitatif. L'application de cette étude aux plasmas de tokamak confirme que le déphasage dû aux fluctuations voisines de la couche de coupure est prédominant.
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NOUS AVONS DEVELOPPE UN DIAGNOSTIC DE FLUORESCENCE INDUITE PAR LASER POUR ETUDIER UN PLASMA D'ARGON CREE PAR UNE DECHARGE THERMOELECTRONIQUE DANS UNE ENCEINTE A CHAMP MAGNETIQUE MULTIPOLAIRE. CE DIAGNOSTIC, BASE SUR L'EFFET DOPPLER, PERMET UNE MESURE PRECISE DE LA FONCTION DE DISTRIBUTION EN VITESSE DES IONS (FDVI) DANS UN PLASMA DE BASSE DENSITE (10#8-10#9 CM##3). UN PROGRAMME INFORMATIQUE PERMET D'AJUSTER LES PARAMETRES D'UN MODELE ANALYTIQUE AUX COURBES EXPERIMENTALES. NOUS AVONS CONSTATE QUE LES FDVI DANS LE CORPS DU PLASMA SONT GAUSSIENNES. POUR UNE PRESSION DE NEUTRES DE 6 10##4 TORR, LA LARGEUR A MI-HAUTEUR NOUS DONNE LA TEMPERATURE IONIQUE DE L'ORDRE DE 0.05 EV, CE QUI EST INFERIEUR A LA TEMPERATURE MESUREE DANS DES CONDITIONS SEMBLABLES PAR DES ANALYSEURS D'ENERGIE. LA VITESSE MOYENNE DES IONS PEUT ETRE RELIEE AU GRADIENT DE POTENTIEL QUI LES ACCELERE VERS LES PAROIS. NOUS AVONS ETUDIE LES CONDITIONS AUX LIMITES DU PLASMA, FORMEES PAR LE CHAMP MAGNETIQUE OU LE VOISINAGE DE LA GAINE ELECTROSTATIQUE DEVANT UNE PLAQUE METALLIQUE. EN EFFECTUANT DES MESURES DANS UNE ARCHE DU CHAMP MAGNETIQUE MULTIPOLAIRE, NOUS MONTRONS SON INFLUENCE SUR LES TRAJECTOIRES DES IONS, SOUMIS A LA FORCE DE LORENTZ. ILS SONT EN PARTICULIER DEVIES ET FORTEMENT ACCELERES DANS LA DIRECTION PARALLELE AUX AIMANTS. LES FONCTIONS DE DISTRIBUTION S'ELARGISSENT DE FACON ANISOTROPE. EN L'ABSENCE DE CHAMP MAGNETIQUE, LES FONCTIONS DE DISTRIBUTION ENREGISTREES PRES D'UNE PLAQUE AU POTENTIEL FLOTTANT OU BIEN A LA MASSE NE SONT PAS GAUSSIENNES: LEUR PROFIL RESSEMBLE A CELUI CALCULE THEORIQUEMENT PAR EMMERT ET AL. NOUS AVONS DONC UTILISE CE MODELE POUR AJUSTER NOS RESULTATS EXPERIMENTAUX. L'ACCORD EST CEPENDANT QUALITATIF, LA TEMPERATURE IONIQUE DANS LE CAS DU MODELE EST FIXEE DES LA CREATION DES IONS ALORS QUE NOUS OBSERVONS EXPERIMENTALEMENT UN ELARGISSEMENT DES DISTRIBUTIONS A L'APPROCHE DE LA PLAQUE
Author: International Atomic Energy Agency Publisher: International Atomic Energy Agency ISBN: 9789201063205 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 72
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This publication results from a technical meeting on phenomenology and technologies relevant to in-vessel melt retention (IVMR) and ex-vessel corium cooling (EVCC). The purpose of the publication is to capture the state of knowledge, at the time of that meeting, related to phenomenology and technologies as well as the challenges and pending issues relevant to IVMR and EVCC for water cooled reactors by summarizing the information provided by the meeting participants in a form useful to practitioners in Member States.
Author: ROBERT.. HUGON
Author: ROBERT.. HUGON
Author: Abdelhamid Hirech
Author: Ok-Ho Chang
Author: Gérard Leclert
Author: Ahmed Belasri
Author: Marcel Henri Michel Carrere
Author: Catherine Fanack
Author: Laurence Chérigier
Author: International Atomic Energy Agency
Author: Gábor Földiák