Soutenance de thèse de Abderrahmane MRAIHI

REALISATION, CARACTERISATION ET BILAN ENERGETIQUE DE REACTEURS CORONA MONO ET MULTI-POINTES DANS L’AIR A LA PRESSION ATMOSPHERIQUE POUR APPLICATION A LA DECONTAMINATION

L'objectif de ce travail a été la réalisation et la caractérisation d'un réacteur à décharge couronne en particulier en régime pulsé et en polarité positive dans le cas d'une configuration multi-pointes/plan pour des applications à la décontamination. Une attention particulière a été porté au choix de l'alimentation pulsée, aux caractérisations électrique et optique (spectroscopie d'émission et imagerie rapide) des décharges corona en fonction de plusieurs paramètres opératoires. Ces derniers sont soit de type géométrique tel que la distance inter-électrode ou la distance inter-pointes dans le cas des configurations multi-pointes, soit de type électrique tel que la valeur ou la nature de la tension appliquée (continue ou pulsée), la fréquence de répétition du signal et la durée d'impulsion. Une analyse de la morphologie de la décharge a été effectuée par imagerie CCD appuyée par des calculs de champ électrique dans le but d'avoir un rideau de décharges couvrant de façon optimale le réacteur. Une étude spectroscopique détaillée a été ensuite effectuée dans l'air sec à la pression atmosphérique pour identifier certaines espèces émissives dans la décharge afin de se faire une meilleure idée sur les radicaux formés dans les canaux ionisés et de définir les conditions de fonctionnement optimal du réacteur pour leur création.
Des expériences de transformation d'un polluant gazeux standard (butanol) ont été réalisées dans le cas d'un flux d'air traversant le réacteur corona avec un débit de l'ordre de 0.4 litre/min. Les analyses du mélange gazeux effectuées en sortie de réacteur par chromatographie en phase gazeuse ont permis d'établir le bilan de réduction du COV transformé par plasma. Ce bilan est de l'ordre de 84% lors de cette étude préliminaire qui requiert plusieurs optimisations notamment celle la géométrie du réacteur pour améliorer le rendement de transformation des COV.

The objective of this work was the realization and the characterization of a corona discharge reactor especially in pulsed and positive polarity in the case of multi-tips/plan configuration for applications in decontamination. Particular attention was paid to the choice of the pulsed power supply, electrical and optical characterization's (emission spectroscopy and fast imaging) of corona discharges as function as several operating parameters. The latter are either geometric type as the inter-electrode distance or the distance between the peaks in the case of multi-tips configurations or electric type as the value or the nature of the applied voltage (continuous or pulsed), the repetition frequency of the signal and the pulse duration. An analysis of the morphology of the discharge was carried out by CCD imaging supported by the electric field's calculation in order to have a curtain of discharge covering optimally the reactor. A detailed spectroscopic study was then performed in dry air at atmospheric pressure to identify some exited species to get a better idea of the radicals formed in the ionized channel and define the optimal operating conditions of the reactor for their creation.
Transformation's experiments of a gaseous standard pollutant (butanol) were carried out in the case of a air flow passing through the corona reactor with a rate equal to 0.4 liter / min. The gas mixture was analyzed in the output of corona the reactor by gas chromatography allows us to establish the balance of VOC reduction transformed by plasma. This record is about 84% during this preliminary study that requires several optimizations including the geometry of the reactor to improve the conversion yield of VOCs.