Plasmas froids haute pression

L’objectif de ce module est de présenter les concepts propres aux plasmas hors-équilibre et les mécanismes de charge d’espace induits à pression atmosphérique par champ électrique intense.
Spécificité des plasmas froids à haute pression
Exemples et applications – Grandeurs caractéristiques (longueur de Debye, libre parcours moyen, fréquence de collision, temps de relaxation…) – Configurations de champs et exemples – Ionisation localisée – Instabilités électriques et thermalisation – Réactivité
Mécanismes de charges d’espace (en géométrie planaire)
Limites du modèle classique de Townsend basse pression et des lois de similitudes en pression – Critère de Meek et Raether – Propagation d’ondes d’ionisation – Streamers positif / négatif – Secondary streamer – Transition à l’arc
Décharge couronne et mécanisme de streamer (en géométrie pointe/plan)
Décharge couronne (burst, glow, trichel, streamer) – Décharge continue – Caractéristique courant-tension – Diagnostics électriques – Mécanisme de streamer et modélisation – Etude du modèle fluide pour un streamer dans l’air – Détermination des termes sources chimiques et des paramètres de transport – Les processus radiatifs dans les décharges : photoionisation et effet photoélectrique – Conditions initiales et conditions aux limites, calcul du courant – Résultats sur la simulation d’une décharge pointe-plan dans l’air – Exemple de comparaison expérience/simulation pour une décharge nanoseconde répétitive pulsée entre deux pointes – Autres types d’excitation (impulsionnel et alternatif) : surtension, branchement
Comportements extrêmes
Temps courts et fréquences élevées (décharges nanosecondes, décharges RF) – Tensions élevées (décharges diffuses, électrons runaway, validité de l’approximation de champ local…) – Hautes pressions (confinement thermique, propagation dans les liquides,…) – Grands ou petits intervalles (leader, foudre, sprite, décharges dans les capillaires et dans les milieux poreux…).