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

2. Optimisation du vent induit par l’actionneur DBD
Après avoir donné, dans le premier chapitre, quelques définitions sur les termes de plasma, de
décharge électrique à pression atmosphérique et de vent électrique, nous proposons maintenant une
étude spécifique de l’actionneur à décharge à barrière diélectrique surfacique.
Le travail réalisé se divise en deux grandes sections réparties dans deux chapitres. La première
partie a consisté à développer puis optimiser une décharge à barrière diélectrique afin de mieux
comprendre son fonctionnement. Pour cela, une étude paramétrique a été effectuée, en faisant varier
les grandeurs électriques (tension et fréquence), physiques (par exemple la permittivité εr) et
géométriques. L’analyse des propriétés électriques et mécaniques induites par la décharge est
effectuée. Les résultats ainsi obtenus dans le chapitre deux servent de référence pour la suite de l’étude
sur la DBD de surface.
La seconde partie (chapitre 3) a permis le développement d’une configuration optimale de
décharge en termes de génération de vent électrique et de fiabilité, ainsi que la définition des
grandeurs d’entrées optimisées. Pour cela, l’influence de plusieurs paramètres, notamment l’épaisseur
du diélectrique et la forme d’onde appliquée, est examinée à la fois sur les propriétés électriques et
mécaniques. Puis des grandeurs électromécaniques, par exemple le rendement, ont été estimées et
comparées.
2.1. Présentation de l’étude
2.1.1. Objectifs
Les travaux effectués dans ce chapitre ont pour principal objectif la compréhension intrinsèque
de la Décharge à Barrière Diélectrique de surface mais aussi l’amélioration de ces performances
électromécaniques. En effet, un des buts premier d’un actionneur plasma est d’apporter de la quantité
de mouvement dans une couche limite. Afin de maximiser cet apport, il est important d’améliorer son
efficacité mécanique. Dans l’optique d’une intégration sur un profil, il est nécessaire de définir les
caractéristiques d’un actionneur plasma de type DBD ayant le rendement électromécanique le plus
conséquent possible.
Pour cela, nous avons menée une étude paramétrique portant sur un grand nombre de paramètres,
comme l’encapsulation et la géométrie des électrodes, les grandeurs électriques de la décharge, et
enfin la nature de la barrière diélectrique. Il est à noter que toutes les expériences ont été effectuées
dans l’air ambiant et sans écoulement extérieur.
2.1.2. Dispositifs expérimentaux
a. L’actionneur DBD
Les actionneurs DBD utilisés pour ces mesures sont constitués de deux électrodes rectangulaires
en scotch aluminium dont les extrémités sont arrondies pour éviter le phénomène d’injection au niveau
de la pointe formé par la fin des électrodes. Celles-ci sont collées de part et d’autre d’un isolant
(diélectrique) et ont une épaisseur de 0.1 mm pour une envergure allant de 100 à 200 mm (Figure 2.1).
Les dimensions des plaques isolantes sont variables ; elles sont généralement comprises entre 200-300
mm par 150-200 mm pour une épaisseur allant de 2 à 4 mm. L’électrode active de l’actionneur est
reliée à une haute tension alternative (à valeur moyenne nulle) tandis que la contre électrode est mise à
la terre.
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