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

1. Revue bibliographique sur les décharges et les actionneurs plasmas
d’humidité. Ils ont ainsi pu mettre en évidence une augmentation de la vitesse induite par la DBD
quand la pression diminue, jusqu’à atteindre un maximum vers 0.6 atmosphère. Au-delà de cette
valeur de pression, le vent électrique tend à diminuer. Ce qui donne une évolution de type parabolique
du débit massique injecté par l’actionneur (Figure 1.19).
A contrario, l’accroissement du taux d’humidité semble n’avoir que peu d’incidence sur les profils
de vitesse induite par le plasma.
Figure 1.19. Évolution du débit massique injecté en fonction de la pression [50].
d. Études numériques sur la DBD
Afin de mieux comprendre les phénomènes qui régissent le couplage entre la décharge à barrière
diélectrique et le vent électrique induit, certaines équipes de recherche se sont lancées dans la
modélisation de cet actionneur plasma. Actuellement, il semble que les modèles les plus aboutis sont
ceux de Boeuf et al. ([24], [45], [52]-[54]) et de Likhanskii et al. ([55]-[56]). Ces deux auteurs ont
réussi à faire des simulations dans l’air tout en tenant compte des processus classiques d’ionisation,
d’attachement, de recombinaison (ion-ion et électron-ion) mais également des processus d’émission
secondaire (photo-ionisation, émission par impacts des ions sur la paroi diélectrique).
Les premières simulations de Boeuf et al. (2005, 2006) ne prenaient en compte que l’effet des ions
positifs sur le vent électrique. Celles-ci montrent que, lors l'alternance positive, la formation rapide de
charges d'espace initie la propagation de microdécharges le long du diélectrique. Ces microdécharges
induisent des pics de courant très importants en valeur, sont régulièrement espacés dans le temps
(Figure 1.20a). La décharge est alors composée d'un canal de plasma qui s'étend depuis l'électrode
active et d'une gaine d'ions positifs qui se propage (Figure 1.20b) en tête de ce canal. Comme la force
EHD ne peut exister que dans les zones unipolaires, la propagation de cette gaine ionique est
responsable de la mise en mouvement du fluide et donc de l'apparition du vent électrique.
Ces simulations montrent également que la force EHD totale (intégrée dans le temps et l’espace)
est due principalement au régime qui existe entre les microdécharges (que les auteurs nomment
corona-like) car ce régime dure beaucoup plus longtemps que les microdécharges. Ainsi, les premières
simulations montrent que la force EHD est plus importante pendant l’alternance positive que lors
l’alternance négative.
Récemment, Boeuf et al. ([53]-[54]) ont pu faire des simulations dans l’air, en tenant compte de
l’effet des ions négatifs. Lors de l’alternance positive, les résultats obtenus ne changent quasiment pas
avec la présence d’ions négatifs. Au contraire de l’alternance négative où les résultats sont
complètement différents, puisqu’ils indiquent que la force EHD résultante pendant cette alternance est
du même ordre de grandeur que celle induite pendant l’alternance positive, voire même plus grande.
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