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

L’actionneur plasma
Toutefois, Forte et al. [77] ont montré qu’à puissance constante, le vent induit est plus important
avec du PMMA (εr≈ 3) qu’avec du verre (εr≈ 6) (Figure 2.19a). En effet, pour des tensions élevées, la
décharge établit sur le verre devient filamentaire et instable (Figure 2.19b), ce qui réduit la conversion
électromécanique.
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(a) (b)
Figure 2.19. Évolution du maximum de vitesse du vent induit en fonction de la puissance électrique consommée
(a) et de l’amplitude de tension (b) pour deux isolants différents (i.e. du PMMA et du verre).
2.6. Conclusion
L’étude réalisée dans ce chapitre est axée sur le fonctionnement de la Décharge à Barrière
Diélectrique. L’objectif était d’améliorer les performances globales de l’actionneur au travers d’une
série d’expériences où plusieurs de paramètres de base ont été testées.
Dans la section 2.2, nous avons étudié l’influence de l’encapsulation de l’électrode de masse sur le
comportement électromécanique de l’actionneur plasma. Le fait d’inhiber une zone de plasma
permet de réduire de moitié la puissance électrique consommée donc de doubler le rendement de
la DBD. Cela dit, vu les problèmes de claquage du diélectrique lorsque la tension appliquée dépasse
les 20 kV et que l’électrode de masse est encapsulée, nous allons désormais opter pour une DBD non
encapsulée.
Concrètement, nous avons pu mettre en évidence que la vitesse du vent électrique est liée à
l’extension du plasma au-dessus de la barrière diélectrique. Pour parvenir à agrandir la zone de
plasma, il faut augmenter la largeur de l’électrode de masse jusqu’à un optimum ainsi que la
tension appliquée aux bornes de la décharge. L’aspect fréquentiel permet aussi d’accroître le vent
induit mais ceci est dû à une répétition de cycle de décharge plus importante. Cependant, une limite
physique rendant la décharge instable et filamentaire empêche une croissance continue de la tension et
de la fréquence.
L’étude sur la nature de la barrière diélectrique a montré la nécessité d’une sélection adéquate du
diélectrique employé en fonction de la permittivité εr et de la rigidité diélectrique afin de trouver
un équilibre entre vitesse maximum du vent électrique et puissance consommée. Dans la suite de
cet exposé, nous avons décidé de travailler avec un matériau ayant une permittivité peu élevée, i.e.
εr ≈ 3.