Étude des écarts à l'équilibre thermique dans les plasmas d'arc

Étude des écarts à l'équilibre thermique dans les plasmas d'arc PDF Author: Zo Alain Ranarijaona
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Languages : fr
Pages : 134

Book Description
Dans cette thèse, nous apportons une contribution à l'étude de la dépendance entre des variables aléatoires à queues lourdes, et en particulier symétriques a-stables, en introduisant un nouveau coefficient de dépendance : le coefficient de covariation symétrique signé. Nous utilisons ce coefficient ainsi que le paramètre d'association généralisé introduit par Paulauskas (1976), dans le contexte des séries chronologiques, à des fins d'identification des processus MA et AR stables. Dans le premier chapitre, nous donnons une vue d'ensemble des lois a-stables. Nous rappelons les concepts fondamentaux, quelques unes des représentations des variables aléatoires associées, tant dans le cas univarié que multivarié. La mesure spectrale porte toute l'information sur la structure de dépendance d'un vecteur aléatoire a-stable. Sa forme est donnée pour deux sous-familles de lois : les vecteurs aléatoires sous-gaussiens et les combinaisons linéaires de variables aléatoires indépendantes. La covariation et la codifférence sont présentées. Nous introduisons le coefficient de covariation symétrique signé dans le deuxième chapitre. Ce coefficient possède la plupart des propriétés du coefficient de corrélation de Pearson. Dans le cas des vecteurs aléatoires sous-gaussiens, il coïncide avec le coefficient d'association généralisé. La consistance des estimateurs proposés pour ces deux quantités est démontrée. Les résultats d'une étude sur les comportements asymptotiques des estimateurs sont présentés. Dans le troisième chapitre, nous introduisons les notions d'autocovariation symétrique signée et d'auto-association généralisée pour des processus linéaires stationnaires. Nous utilisons ces coefficients pour l'identification de l'ordre d'un processus MA stable. Nous proposons une statistique jouant le rôle d'un coefficient d'autocorrélation partielle. Nous comparons cette statistique avec les statistiques quadratiques asymptotiquement invariantes fondées sur les rangs et utilisées par Garel et Hallin (1999) pour l'identification des AR stables. Une étude des résultats obtenus est réalisée à partir de simulations.

Etude expérimentale des propriétés d'un plasma d'arc au voisinage de la cathode

Etude expérimentale des propriétés d'un plasma d'arc au voisinage de la cathode PDF Author: Pascal Gudzy
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Languages : fr
Pages : 129

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L'UTILISATION INDUSTRIELLE DES ARCS ELECTRIQUES EST SOUVENT LIMITEE PAR L'EROSION DES ELECTRODES ; EN PARTICULIER, DANS LA REGION CATHODIQUE D'UN ARC CARACTERISEE PAR DE FAIBLES DIMENSIONS (DE L'ORDRE DU MILLIMETRE) ET DE TRES GRANDES DENSITES DE COURANT. LA DETERMINATION DES TEMPERATURES ET DES DENSITES ELECTRONIQUES AU VOISINAGE DE LA CATHODE PRESENTE UN TRES GRAND INTERET POUR TESTER LA VALIDITE DES MODELES DANS UNE REGION PARTICULIEREMENT DIFFICILE A MODELISER. LES TRAVAUX DEVELOPPES DANS CETTE THESE PORTENT SUR LE DIAGNOSTIC DU PLASMA D'UN ARC TRANSFERE D'ARGON AU VOISINAGE DE LA CATHODE. CES ETUDES ONT PERMIS D'OBSERVER DES ANOMALIES QUI, JUSQU'A PRESENT N'ONT PAS RECU D'EXPLICATIONS SATISFAISANTES, COMME NOTAMMENT LA DIMINUTION DE L'EMISSIVITE DES RAIES D'ARGON NEUTRE LE LONG D'UNE ISOTHERME AU FUR ET A MESURE QUE L'ON SE RAPPROCHE DE LA POINTE DE LA CATHODE, OU BIEN L'UTILISATION DE DIFFERENTES METHODES POUR LA DETERMINATION DE LA DENSITE ELECTRONIQUE QUI PRESENTE UN ECART IMPORTANT PAR RAPPORT A LA VALEUR DONNEE A L'EQUILIBRE THERMODYNAMIQUE LOCAL. PLUSIEURS METHODES D'ANALYSE DU RAYONNEMENT ONT ETE EMPLOYEES EN REGIME STATIONNAIRE, AVEC NOTAMMENT L'UTILISATION DE PLUSIEURS INTENSITES DE COURANT. L'ETUDE DES MECANISMES A L'EXTINCTION NOUS A PERMIS D'EN DEDUIRE QUE, PARMI LES TROIS MECANISMES PRINCIPAUX QUI INFLUENCENT LES PROPRIETES DU PLASMA AU VOISINAGE DE LA CATHODE (ECART A L'EQUILIBRE THERMIQUE, DEPRESSION, ECART A L'EQUILIBRE STATISTIQUE), SEUL L'ECART A L'EQUILIBRE STATISTIQUE JOUE LE ROLE LE PLUS IMPORTANT, MAIS IL SEMBLE QUE LES DEUX AUTRES EFFETS SE MANIFESTENT ET PEUVENT CONTRIBUER EGALEMENT AUX PHENOMENES OBSERVES

Étude de la cinétique chimique et des propriétés de transport d'un plasma d'arc SF6-C2F4 en déséquilibre thermique

Étude de la cinétique chimique et des propriétés de transport d'un plasma d'arc SF6-C2F4 en déséquilibre thermique PDF Author: Gabriel Vanhulle
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Languages : fr
Pages : 168

Book Description
La modélisation d'un disjoncteur haute tension par un modèle MHD nécessite des banques de données de propriétés du plasma afin de simuler le comportement de l'arc électrique. L'hypothèse d'équilibre thermodynamique local est souvent utilisée afin de calculer ces propriétés. Cependant les conditions d'équilibre ne sont pas remplies près des parois ou des électrodes, ou lors du passage par zéro du courant. Les écarts à l'équilibre (thermique notamment) modifient alors considérablement la chimie et les propriétés du plasma. L'étude de ces propriétés dans ces conditions nécessite alors de supposer que le plasma est à deux températures (2T). Le calcul des propriétés du plasma à 2T fait l'objet de cette thèse. La première partie de cette thèse présente le contexte industriel à l'origine de cette étude. Les hypothèses de base qui sous-tendent l'hypothèse 2T sont ensuite rappelées. Dans cette partie une attention spéciale est portée aux températures caractéristiques de peuplement des modes d'énergies internes. Deux jeux d'hypothèses portant sur ces températures sont utilisés dans ces travaux, et le choix de ces hypothèses est discuté. La deuxième partie de ce travail est consacrée au calcul de composition d'un plasma de SF6-C2F4 à 2T. Ce calcul sera fait avec deux méthodes différentes : la première repose sur la loi d'action de masse étendue à 2T, et la seconde sur un calcul collisionnel-radiatif. Des exemples de composition obtenus avec ces deux méthodes sont présentés. Les hypothèses portant sur les températures de peuplement des niveaux d'énergies internes sont discutées au vu de ces résultats. Le troisième chapitre de cet ouvrage aborde le calcul des propriétés thermodynamiques à 2T du plasma. Les formulations théoriques de chacune de ces propriétés sont d'abord rappelés, et les résultats issus de ces expressions sont ensuite présentés et discutés, pour les deux méthodes de calcul de la composition. Le quatrième chapitre est dédié au calcul des coefficients de transports d'un plasma de SF6-C2F4 à 2T. Cette partie s'appuie sur une étude bibliographique des méthodes de calcul déjà existantes et des données indispensables à l'obtention de ces propriétés (intégrales de collision). Pour chaque propriété (viscosité, conductivité électrique et conductivité thermique) les différentes méthodes de calcul recensées dans la littérature sont comparées. Le choix de la technique de calcul la plus appropriée est réalisé par confrontation de résultats à l'ETL. Une attention toute particulière est portée au calcul de la partie réactive de la conductivité thermique, et une formulation adaptée aux besoins de ce travail est proposée. Les résultats issus de ces expressions sont présentés et discutés suivant la même logique quand dans le chapitre précédent.

ETUDE DES ECARTS A L'EQUILIBRE RADIATIF ET THERMIQUE DANS LES PLASMAS AIR ET AIR-SODIUM. APPLICATION AU DIAGNOSTIC SPECTROSCOPIQUE

ETUDE DES ECARTS A L'EQUILIBRE RADIATIF ET THERMIQUE DANS LES PLASMAS AIR ET AIR-SODIUM. APPLICATION AU DIAGNOSTIC SPECTROSCOPIQUE PDF Author: Philippe Teulet
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Languages : fr
Pages : 215

Book Description
DES MODELES COLLISIONNELS-RADIATIFS (CR) SONT UTILISES POUR ETUDIER LE COMPORTEMENT DE PLASMAS QUASI-THERMIQUES, HOMOGENES ET STATIONNAIRES DE MELANGES D'AZOTE, D'OXYGENE, D'ARGON ET DE SODIUM AUX PRESSIONS DE 1 ET 0,1 ATMOSPHERES, POUR DES TEMPERATURES COMPRISES ENTRE 1500 K ET 15000 K. DANS LA PREMIERE PARTIE, UNE METHODE DE CALCUL DES SECTIONS EFFICACES ET DES TAUX DE REACTION DES PROCESSUS COLLISIONNELS INELASTIQUES ELECTRON-LOURD (EXCITATION, IONISATION ET DISSOCIATION) ENTRE ETATS ELECTRONIQUES MOLECULAIRES EXCITES EST PRESENTEE. LES TAUX DES COLLISIONS INELASTIQUES ENTRE PARTICULES LOURDES DISPONIBLES DANS LA LITTERATURE SONT EGALEMENT COMPILES. LA COMPOSITION DES DIFFERENTS MELANGES AZOTE-OXYGENE-ARGON-SODIUM EST COMPAREE A CELLE D'UN PLASMA EN EQUILIBRE THERMODYNAMIQUE LOCAL (ETL). L'INFLUENCE DU RAYONNEMENT ET LE CAS DE MILIEUX DITHERMES (TEMPERATURE DES ELECTRONS DIFFERENTE DE CELLE DES PARTICULES LOURDES) SONT ANALYSES. LES SYSTEMES RADIATIFS MOLECULAIRES ADAPTES AU DIAGNOSTIC DES PLASMAS QUASI THERMIQUES D'AIR SONT MIS EN EVIDENCE. LA SIGNIFICATION DES TEMPERATURES D'EXCITATION OBTENUES PAR EMISSION OPTIQUE EST PRECISEE SELON LE DOMAINE DE TEMPERATURE. DES ECARTS A L'ETL IMPORTANTS SONT NOTES SUR LES DENSITES DES ETATS ATOMIQUES EXCITES. LA TROISIEME ETAPE DE CE TRAVAIL EST CONSACREE A DIFFERENTES APPLICATIONS : _ DETERMINATION DU PROFIL RADIAL DE LA TEMPERATURE D'EXCITATION D'UNE DECHARGE RADIO-FREQUENCE FONCTIONNANT DANS L'AIR AMBIANT A PARTIR DES MESURES D'EMISSIVITES DES BANDES OH(AX) (0,0) ET NO(AX) (0,1). _ COUPLAGE DU MODELE CR DE PLASMA D'AZOTE AVEC UN CODE AEROTHERMODYNAMIQUE DEDIE A L'ETUDE DES PLASMAS GENERES PAR ONDE DE CHOC LORS DES PHASES DE RENTREE ATMOSPHERIQUE D'ENGINS SPATIAUX. LE DIAGNOSTIC DE CE TYPE DE PLASMA EN COMPLET DESEQUILIBRE THERMOCHIMIQUE EST REALISE A PARTIR DE LA SIMULATION DES SPECTRES MOLECULAIRES DES SYSTEMES N#2#+ (PREMIER NEGATIF) ET N#2 (SECOND POSITIF).

Contribution à l'étude des propriétés des plasmas à deux températures

Contribution à l'étude des propriétés des plasmas à deux températures PDF Author: Hugues Hingana
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Languages : fr
Pages : 166

Book Description
Dans le domaine des plasmas thermiques, de nombreux procédés industriels sont caractérisés en supposant l'équilibre thermique. Cependant ces conditions d'équilibre ne sont pas remplies près des bords des plasmas crées par des arcs électriques ou des jets de plasmas. Les écarts à l'équilibre modifient alors considérablement la cinétique chimique du milieu et peuvent affecter le procédé étudié. La compréhension, l'analyse et la prédiction de ces procédés demandent alors une modélisation physique du plasma à deux températures (2T). Cette modélisation s'appuie sur le calcul préalable des propriétés du plasma 2T, calcul qui fait l'objet de cette thèse. La première partie de ce travail est consacrée au calcul de la composition d'un plasma à 2T. Il existe dans la littérature plusieurs théories permettant de calculer les densités des espèces pour un plasma hors équilibre mais l'originalité de ce travail se trouve dans l'établissement d'une loi " pseudo cinétique " régissant le peuplement des espèces. La seconde partie concerne le calcul des propriétés thermodynamiques. Elle s'appuie sur une étude bibliographique des méthodes de calcul déjà existantes et des données indispensables à l'obtention de telles propriétés. Un effort particulier est fait pour séparer les contributions des électrons et celles des particules lourdes dans les échanges d'énergie. La dernière partie de cette thèse est dédiée aux calculs des coefficients de transport. Nous évoquons les grandes lignes de calculs des propriétés intermédiaires avant de présenter les différentes théories existantes dans la littérature. Tous les résultats ont été validés par confrontation du calcul à l'ETL avec la littérature.

Etude théorique et expérimentale des écarts à l'équilibre thermodynamique local dans un plasma d'azote sous pression réduite

Etude théorique et expérimentale des écarts à l'équilibre thermodynamique local dans un plasma d'azote sous pression réduite PDF Author: Alain Catherinot
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Languages : fr
Pages : 198

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Étude des écarts à l'équilibre thermodynamique local complet dans un arc d'argon à la pression atmosphérique

Étude des écarts à l'équilibre thermodynamique local complet dans un arc d'argon à la pression atmosphérique PDF Author: Anne Marie Gomes
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Languages : fr
Pages : 217

Book Description
MESURE DES VALEURS LOCALES DE LA DENSITE DES ELECTRONS ET DES PREMIERS NIVEAUX EXCITES. L'ECRITURE D'EQUATIONS DU BILAN POUR LA DENSITE DES NIVEAUX EXCITES ET LA DENSITE ELECTRONIQUE PERMET DE CALCULER LES DENSITES DE CES NIVEAUX EN FONCTION DES PARAMETRES DE DENSITE ET DE TEMPERATURE DES ELECTRONS N::(E), T::(E) ET DE DENSITE ET DE TEMPERATURE DES ATOMES NEUTRES N, TG. CES EQUATIONS PRENNENT EN COMPTE LES PHENOMENES RADIATIFS, LES MECANISMES COLLISIONNELS FAISANT INTERVENIR LES ELECTRONS ET LES ATOMES, ET LA DIFFUSION DES PARTICULES CHARGEES. LA COMPARAISON ENTRE LES DENSITES CALCULEES ET MESUREES PERMET DE DETERMINER, EN DEHORS DE TOUTE HYPOTHESE SUR L'EXISTENCE DE E.T.L.C., LES PARAMETRES LOCAUX TE, N, ET TG DE LA DECHARGE

Etudes expérimentales d'écarts à l'équilibre dans les jets de plasma..

Etudes expérimentales d'écarts à l'équilibre dans les jets de plasma.. PDF Author: Armand Limare
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Languages : fr
Pages : 208

Book Description


ETUDE EXPERIMENTALE D'UN PLASMA D'ARC DANS LES MELANGES HEXAFLUORURE DE SOUFRE-AZOTE (SF

ETUDE EXPERIMENTALE D'UN PLASMA D'ARC DANS LES MELANGES HEXAFLUORURE DE SOUFRE-AZOTE (SF PDF Author: Joachim Rouauld
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Languages : fr
Pages : 144

Book Description
MESURE DE LA DENSITE ELECTRONIQUE PAR DEUX METHODES DIFFERENTES: ETUDE DU PROFIL DE LA RAIE D'AZOTE A LAMBDA =493,5 NM ELARGIE PAR EFFET STARK, ET ANALYSE DU TRIPLET LAMBDA =469,5 NM DU SOUFRE NEUTRE. LES MESURES DES INTENSITES ABSOLUES DES RAIES DE S, S+ ET N ONT PERMIS DE DETERMINER LA TEMPERATURE, LES DENSITES LOCALES DES DIVERS CONSTITUANTS DU PLASMA ET CERTAINS ECARTS A L'EQUILIBRE A PARTIR D'UN PROGRAMME QUI A ETE MIS AU POINT. MODELISATION DU PLASMA A PARTIR DE LA RESOLUTION DE L'EQUATION DU BILAN D'ENERGIE POUR L'INTERPRETATION DES RESULTATS

Étude de la cinétique chimique et des propriétés radiatives d'un plasma d'arc dédié à la synthèse de nanoparticules de carbone

Étude de la cinétique chimique et des propriétés radiatives d'un plasma d'arc dédié à la synthèse de nanoparticules de carbone PDF Author: Ali Hleli
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Languages : fr
Pages : 98

Book Description
Le procédé de synthèse par arc électrique ou plasma quasi-thermique est l'un des plus usités pour la production de nanomatériaux. L'étude des phénomènes physico-chimiques sous-jacents peut être réalisée au moyen de modèles collisionnels-radiatifs, pour décrire plus finement la composition chimique en s'appuyant sur les lois de conservation du nombre de particules dans le plasma, et accéder ensuite aux propriétés thermiques. Ces modèles fournissent une description réaliste de la chimie induite par les arcs et permettent de prendre en compte les éventuels écarts à l'équilibre thermodynamique local. C'est dans ce contexte que se situe ce travail, relatif au développement des outils numériques multi-températures pour, prédire la composition chimique du mélange Ar-He-N2 en présence de carbone, nickel et yttrium provenant de l'ablation des électrodes, employé expérimentalement pour la synthèse de nanoparticules de carbone, et élaborer une base de données spectroscopiques permettant de décrire les phénomènes radiatifs dans des mélanges composés de l'azote et du carbone, notamment la détermination des spectres en émission des deux systèmes C2 Swan et CN Violet fréquemment observés et utiles pour la caractérisation et le diagnostic des arcs : détermination des températures de rotation et de vibration.