Etude et développement d'un actionneur plasma à décharge à ...

1. Revue bibliographique sur les décharges et les actionneurs plasmas
−
− +
e + A → 2 e + A (1.4)
Les deux électrons ainsi libérés peuvent à leur tour ioniser des molécules environnantes en initiant
une réaction d’ionisation en chaîne que l’on nomme avalanche électronique. Il en résulte une
multiplication du nombre d’électrons mais celle-ci n’est pas suffisante pour que la décharge soit autoentretenue.
A ce stade, une source d’ionisation secondaire est nécessaire, on parle de régime de
Townsend non entretenu.
Figure 1.2. Caractérisation tension-courant d’une décharge électrique [5].
c. Régime auto-entretenu
Pour que la décharge soit auto-entretenue, il est nécessaire que tout électron quittant la zone
d’ionisation soit remplacé. Chaque électron doit créer suffisamment d’ions positifs, de photons et
d’espèces métastables pour qu’au moins l’un d’eux puisse produire un nouvel électron. La décharge
devient autonome et vérifie alors le critère de Townsend :
d
( e −1)
= 1
α
γ (1.5)
où α et γ sont les coefficients d’émission électronique primaire et secondaire de Townsend, d la
distance inter-électrodes.
d. Décharge sombre de Townsend et décharge luminescente
Dans la zone de potentiel constant (BC), les densités électroniques restent faibles et les
phénomènes de charge d'espace sont négligeables. La décharge est donc très faiblement lumineuse,
elle est appelée décharge sombre de Townsend. Si l'augmentation du courant se poursuit, une chute
de potentiel est alors observée pour atteindre un palier (EF). Le tube devient lumineux mais
l’illumination n'est pas homogène à cause des phénomènes de charge d'espace. Cette zone correspond
à une décharge nommée luminescente normale. Puis si l’intensité croit d’avantage, on entre dans la
région FG où toute la surface de la cathode est utilisée pour la décharge. Cette décharge dite
luminescente anormale est caractérisée par une augmentation rapide du potentiel.
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