La propagation rapide (v ~ 10⁶ ms⁻¹) d’un canal ionisé et thermalisé (ne ~ 10¹⁸ cm⁻³,
T ~ 2,8 10⁴ K) est étudiée dans l’air ambiant à l’aide d’un dispositif comprenant
une étincelle glissante guidée à la surface d’un diéléctrique chargé par effet couronne.
Le trajet prédéterminé de l’étincelle autorise l’investigation expérimentale de la
décharge par un ensemble complet de moyens de diagnostic incluant : la mesure des
courants et des vitesses de propagation, l’enregistrement de la lumière émise (convertisseur
d’image électronique, spectroscopie, figures de Lichtenberg), la mesure instantanée
de la largeur du canal par des méthodes d’holographie optique, et la détection des
champs électriques transitoires à l’aide de sondes capacitives. L’étude expérimentale
et théorique de l’étincelle glissante montre que le canal thermalisé est l’aboutissement
des trois étapes suivantes : 1) une phase de prédécharge, comparable à une décharge
luminescente, où la température du gaz monte continûment jusqu’à environ 1500 K. 2)
une phase d’arc transitoire, de durée invariable de l’ordre de 10 ns où l’énergie
du champ électrique est essentiellement transformée en ionisation. 3) une phase de
chauffage à champ électrique faible, où l’énergie d’ionisation est partiellement restituée
sous forme de chaleur aux particules neutre. Une analyse comparative dégage les analogies
phénoménologiques entre l’étincelle glissante et les précurseurs de l’éclair atmosphérique.
Note publique d''information :
The fast propagation (v ~ 10⁶ ms⁻¹) of ionised and thermalised channel (ne ~ 10¹⁸
cm⁻³, T ~ 2,8 10⁴ K) is studied in ambient air, using a device comprising a gliding
discharge produced at the upper surface of a dielectric slab charged by corona effect.
The predetermined path of the gliding spark allows to investigate experimentaly the
discharge with a full set of diagnostics, including measurements of the current and
of the propagation speed, recording of the light emission (electronic image converter,
spectroscopy, Lichtenberg figures) optical study of the width of the arc channel by
interferometric holography, and detection of transient electric field by capacitive
probes. Experimental and theoretical analysis of the negative spark shows that the
thermalised arc channel is produced by the following three stages: 1) a predischarge
stage, similar to a glow discharge, where the gas is heated to 1500K. 2) a transient
arc stage, with a constant duration of about 10 ns, where the major part of the energy
of the electric field is converted into ionization of the gas. 3) a heating stage,
where the electric field has been largely reduced, and where the ionization energy
is partially restitued in form of heat to the neutrals. A comparative analysis shows
the analogies between these gliding sparks and the leaders of the actual lihgtning.
Notices d'autorité liées
Autres identifiants
Utilisation dans Rameau
Le point d'accès peut être employé dans un point d'accès sujet