Note publique d'information : Le développement des décharges filamentaires est à la base de l'étude des propriétés
diélectriques des gaz, elle trouve cependant aujourd’hui de nombreuses applications
industrielles dans divers domaines où les propriétés du plasma froid créé par le développement
des couronnes de streamer sont utilisées, tels que la chimie hors équilibre pour la
dépollution, le traitement de surface, ou la précipitation électrostatique. La contribution
à la modélisation des décharges filamentaires de type streamer présentée dans ce travail
de thèse se place dans ce contexte. Cette étude consiste d’une part en la détermination
d’une méthode numérique performante, adaptée aux contraintes de la propagation des
streamers, à travers la comparaison de différentes techniques de résolution des équations
de continuités de plasmas. La méthode numérique choisie est alors appliquée à la modélisation
bidimensionnelle de décharges filamentaires en configuration d’électrodes plan-plan
et pointe-plan, dans les deux polarités. En parallèle, une nouvelle technique de maillage
mobile assurant une discrétisation précise des fronts d’ionisation durant la propagation
est présentée. D’autre part, une étude expérimentale sur l’initiation de la première
couronne négative dans l’air en géométrie pointe-plan pour différentes configurations
de pointe est proposée. Cette étude s’accompagne de simulations prenant en compte
une loi de conduction dans les isolants de type Poole-Frenkle modélisant l’effet Malter
en surface de la cathode.
Note publique d'information : Filamentary discharges development is involved in the dielectric properties of gaseous
insulators, however there has been recently a great interest also for many applications,
including chemical processing applied to depollution, surface treatment, or electrostatic
precipitation. In this context, the work presented here concerns a contribution to
streamer discharges modelling. On one hand, the study consists in the determination
of a sufficiently impressive numerical scheme to cope with streamers discharges constraints.
Different advection schemes are compared, the best scheme is then applied to a two-dimensional
streamer discharges modelling in point-to-plane and plane-to-plan electrode systems
under positive and negative polarities. Moreover, a new moving mesh method is developed
in order to track and resolve ionisation fronts during their propagation. On the other
hand, an experimental study on negative corona discharge triggering in air with different
cathode-point surface states is proposed. This study is presented with associated
simulations which take into account conduction mecanism in the bulk of insulating
layers (Poole-Frenkle law) modelling Malter effect at the cathode surface.
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