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

1.6. Plan et résumé du mémoirePour relier le vent ionique à la physique des décharges, il est nécessaire de comprendre lesphénomènes électriques impliqués. Le chapitre 2 propose une étude détaillée des décharges électriqueset des plasmas. En partant d’une description générale, ce chapitre dégage les phénomènesélectriques essentiels apparaissant lors de l’utilisation des actionneurs plasmas. Les déchargescouronnes, telles que celles produites par les dispositifs du LEA, sont ainsi le siège de processuschimiques très complexes, faisant toujours l’objet de recherches approfondies. Les principauxaspects des décharges couronnes sont cependant mis en avant lors de ce chapitre.Le chapitre 3 s’attache à décrire les expériences menées à l’ONERA sur le sujet du ventionique créé par les décharges couronnes de surface. Ces expériences sont liées au PRF PUMAet ont été réalisées au sein de l’Unité Transition et Instabilités du DMAE par Alain Séraudie.L’actionneur à décharges couronnes utilisé est du même type que celui réalisé initialement auLEA et décrit au paragraphe 1.1.1. On décrit l’actionneur puis son effet sur l’aérodynamique.Les résultats présentés servent de base de données pour la validation des résulats obtenus dansce présent travail.Le chapitre 4 propose une stratégie de résolution du problème électroaérodynamique. Celle-ciconsiste à calculer séparément le développement de la décharge puis son effet sur l’aérodynamique.L’orientation choisie dans ce travail de thèse est ainsi de découpler les parties portantsur l’aérodynamique et les décharges électriques. Il s’agit alors de chaîner les maillons Plasma etAéro. Le pivot de cette chaîne réside en la force électrique exercée par la décharge sur l’écoulement.Un modèle simple de l’action des couronnes reliant la force électrique au courant électriquemesuré expérimentalement permet de mettre en oeuvre la méthode. Ce terme de force uniformeest implémenté dans un code de Mécanique des Fluides pour le calcul d’un écoulement de typecouche limite. Ce modèle non prédictif confirme l’explication fournie dans cette introduction etselon laquelle le vent ionique peut s’expliquer par un transfert de quantité de mouvement entreles espèces chargées et neutres du gaz ionisé.Le chapitre 5 détaille le modèle permettant le calcul de la décharge. Ce modèle prend encompte la cinétique de formation des espèces du plasma ainsi que leur transport couplés àl’équation de Poisson pour le champ électrique. Le modèle de cinétique chimique est simplifié.Une étude asymptotique sur le bilan d’impulsion permet de justifier l’écriture classique de lavitesse des espèces chargées et permet de s’affranchir des équations de transport de la quantitéde mouvement de chaque composant.Le chapitre 6 détaille le schéma d’intégration numérique du modèle physique. La validationdu modèle numérique est effectuée sur le cas d’une décharge couronne entre deux sphères concentriques,cas d’étude bien détaillé dans la bibliographie. Les simulations effectuées montrent unbon accord qualitatif et quantitatif avec les travaux existants. Cette étape permet ainsi de validerl’implantation numérique du modèle physique.11