Soutenance de thèse de Eloïse MESTRE

Cette thèse présente le développement et l'étude d’un jet plasma non thermique en hélium ou en argon, capable de produire du monoxyde de carbone (CO) à partir du dioxyde de carbone (CO₂) afin de combiner les propriétés anti-inflammatoires du CO aux propriétés stérilisantes et vasodilatatrices du plasma pour le traitement des plaies chroniques. Ce travail se concentre principalement sur l'identification des paramètres contrôlant la production du CO et la température du gaz dans des jets plasma argon/CO₂ et hélium/CO₂, afin de garantir des conditions adaptées à des applications médicales. Une étude a été menée pour déterminer les principaux mécanismes responsables de la production de CO et l’implication des atomes métastables d’hélium. Enfin, l'effet de l'ajout de CO₂ sur les propriétés bactéricides de décharges d'hélium kHz et MHz, ainsi que le rôle du CO, ont été étudiés. Les résultats montrent que l’énergie spécifique est un facteur clé dans le contrôle de la production de CO et de la température du gaz, et que des conditions propices à une application médicale sont déterminées. Contrairement à la température du gaz, la production de CO est indépendante de la nature du gaz (hélium ou argon), mais dépendante de la concentration initiale en CO₂ et de la nature de l’excitation électrique. L’élaboration d’un modèle cinétique pour la conversion du CO₂ a permis de déterminer que la dissociation du CO₂ par impact direct avec des espèces énergétiques, telles que les électrons ou les atomes métastables, est le principal mécanisme de formation du CO. L’évaluation du rôle des atomes métastables dans la dissociation du CO₂ a été menée en mesurant leur densité et leur durée de vie dans une décharge d’hélium kHz. Les résultats montrent que la densité de ces atomes ne dépend pas du débit de gaz, suggérant qu’ils sont principalement formés par collision électronique. En outre, leur densité est contrôlée non par l’énergie spécifique, mais par l’énergie totale, indiquant qu’un atome d’hélium peut être plusieurs fois excité dans un état métastable au cours d’une décharge. La densité et la durée de vie des atomes métastables dépendent également de la fréquence et de la concentration en CO₂, suggérant que les espèces de l’air et le CO₂ influencent la désexcitation des atomes métastables d’hélium, confirmant l’implication de ces atomes métastable dans la dissociation du CO₂ en CO. Finalement, il a été démontré que l’ajout de CO₂ n’affecte pas la capacité des décharges d’hélium kHz et MHz à inactiver les bactéries Escherichia coli et qu’aucune propriété antibactérienne n’est observée pour le CO.