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Université d'Orléans

Soutenance de thèse de Safa Labidi le 14/12/2017 à 14h00 à l'amphi Turing

11/12/2017 (Journée entière) - 17/12/2017 (Journée entière)

Titre : Caractérisation de la formation de poudres dans un plasma par diagnostics électriques et optiques.

Discipline : Physique des Plasmas

ECOLE DOCTORALE EMSTU

Résumé :

Ce travail de thèse porte sur la caractérisation des plasmas poussiéreux et notamment sur l’étude de la formation de poussières carbonées dans des décharges RF à basse pression. Cette formation est réalisée par plusieurs méthodes : (i) la pulvérisation d’un matériau polymère ou (ii) d’un dépôt carboné issu de la décomposition d'éthanol, et (iii) à partir de l'injection d'un mélange acétylène/argon. (i) La formation d’une densité importante de poussières modifie la structure du plasma avec l’apparition d’une région sans poudres appelée void au centre du plasma. Nous avons étudié l’effet de la croissance des poussières sur les propriétés du plasma par spectroscopie d’émission optique résolue spatiotemporellement. Nous avons mesuré une forte émission de la raie d’argon à 750 nm dans les régions poussiéreuses et une forte émission des molécules carbonées, issues de la pulvérisation du polymère, dans le void. C'est la conséquence de la modification de la fonction de distribution en énergie des électrons (FDEE) lors de l’apparition des poussières dans le plasma. (ii) La formation de poudres par pulvérisation d’un dépôt issu de la décomposition de l’éthanol a permis d'obtenir une grande densité de poudres entraînant l'apparition de plusieurs phénomènes originaux tels que l’apparition de deux voids et la rotation du plasma autour des électrodes. Une grande variété de poussières a été formée avec notamment des morphologies et des structures inhabituelles. (iii) La formation des poussières dans un plasma acétylène/argon a également été étudiée en corrélant des mesures de la tension d’auto-polarisation et de spectrométrie de masse. La formation des poussières suit trois phases : la première liée à la nucléation et à la coagulation durant laquelle la concentration d’acétylène varie peu; la deuxième, où les phénomènes de charge électrique des poussières affectent le plasma provoquant une augmentation de la température électronique et par conséquent une forte dissociation des espèces moléculaires; enfin, la dernière phase où la croissance des poussières s'accompagne de leur évacuation progressive du plasma.