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

L’actionneur plasma
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e. Régime d’arc
Ce dernier régime, appelé aussi régime disruptif, est caractérisé par un courant de décharge
conséquent. De ce fait toute l’énergie passe par un canal préférentiel dans l’espace inter-électrode. Il
s’en suit des effets thermiques importants, aussi bien dans le gaz que sur les électrodes. Les arcs
électriques peuvent être naturels, comme la foudre, ou générés de façon industrielle pour la soudure à
l’arc par exemple.
1.2.3. Décharges électriques à pression atmosphérique
Les décharges électriques sont généralement établies à basse pression (tube néon par exemple) car
elles sont faciles à obtenir et sont stables. Au contraire, les décharges à pression atmosphérique sont
plus difficile à maîtriser. Cependant, celles-ci possèdent tout de même de nombreuses applications
(soudure à arc, torche à plasma…). Parmi les différentes décharges à pression atmosphérique, nous
allons en détailler deux plus amplement : la décharge couronne et la décharge à barrière diélectrique.
a. Décharge couronne volumique
Les décharges couronnes (ou décharges à effet corona) apparaissent généralement à pression
atmosphérique et sont faiblement lumineuses. Elles sont caractérisées par la présence d'une zone de
champ intense proche d'une ou des deux électrodes où les charges sont créées et d'une zone de
dérive où les charges se déplacent. De façon générale, le système est composé d’une électrode active
de faible rayon de courbure (par exemple une pointe ou un fil de petit diamètre) et d’une électrode
passive, ou collectrice (une plaque). On obtient alors une décharge couronne volumique (Figure 1.3).
La dissymétrie des électrodes a pour principale conséquence la création d’un champ électrique
inhomogène dans l’intervalle gazeux.
Figure 1.3. Configurations géométriques propices à la formation d’une décharge couronne.
Une décharge corona peut être positive ou négative selon la polarité à laquelle l'électrode de faible
rayon de courbure est portée. La Figure 1.4 représente une caractéristique typique de décharge
couronne (positive ou négative). Cette courbe met en évidence les différents régimes de la décharge
lorsque la différence de potentiel entre les électrodes augmente (Parissi [6]) :
_ Régime I : collecte de charges issues de la radioactivité naturelle ou du rayonnement cosmique.
_ Régime II : ce régime de décharge est non-autonome. Il diffère du régime I par le fait que le
champ imposé est assez puissant pour déclencher des avalanches électroniques. Mais la décharge a
besoin d’une source externe pour s’entretenir.