Modélisation et simulation numérique de la génération de plasma ...

7.2. Décharge Fil - Cylindre négativeI (mA)1086420100 102 104 106 108 110 112t (µs)∆t (s)10 −5∆t cinétique10 −6∆t relaxation diélectrique∆t convection10 −7∆t CL potentiel10 −8∆t diffusion10 −910 −1010 −1110 −12100 102 104 106 108 110 11210 −4 t (µs)Figure 7.4 – Décharge négative - Pulse decourantFigure 7.5 – Décharge négative - Conditionsde stabilité sur le pas de tempsN e(cm −3 )10 11 x (cm)10 910 7t = 0 µst = 2 µst = 2.6 µst = 3.2 µst = 5.7 µsN −(cm −3 )10 1110 910 7x (cm)t = 2 µst = 2.6 µst = 3.2 µs10 510 510 30 0.5 1 1.5 210 30 0.5 1 1.5 2Figure 7.6 – Décharge négative - Évolutionde la densité électronique lors d’un pulse decourantFigure 7.7 – Décharge négative - Évolutionde la densité en ions négatifs lors d’un pulsede courantrésultats obtenus sur la configuation Sphère - Sphère, Figure 6.9. Celui-ci reste pratiquement lemême tout au long de la décharge, Figure 7.9. En fait, le rayon de la cathode est trop important,et le champ électrique induit pas assez fort, pour entraîner une avalanche électronique suffisantepermettant de modifier singulièrement le champ électrique. Cependant, le champ électrique subitune légère variation au cours du temps. Ceci peut expliquer l’apparition d’oscillations de faibleamplitude. On n’observe ainsi pas de pics de courant mais plutôt des oscillations. A la limite, sile rayon de la cathode était augmenté, on tendrait vers un régime continu. Le régime de déchargeobservé sur le cas présent est celui de Townsend, à savoir que les électrons germes sont issusdu bombardement ionique de la cathode par les ions positifs. Lors d’une avalanche électronique,les électrons se multiplient en s’éloignant de la cathode. Le lieu où le nombre d’ions positifscréés est maximal se situe donc entre la cathode et la limite où le champ n’est plus suffisantà entretenir l’avalanche, Figure 7.8. Ces ions se déplacent vers la cathode pour la bombarder.85