Haut PDF Dépôts de films organosiliciés réalisés par décharge à barrière diélectrique homogène à la pression atmosphérique : application aux films multicouches

Dépôts de films organosiliciés réalisés par décharge à barrière diélectrique homogène à la pression atmosphérique : application aux films multicouches

Dépôts de films organosiliciés réalisés par décharge à barrière diélectrique homogène à la pression atmosphérique : application aux films multicouches

IV. Application aux films antibuées Les matériaux thermoplastiques, tels que le polycarbonate, ont pris une place prépondérante dans de nombreuses applications, comme substituant du verre. C'est le cas, par exemple, dans le domaine de l’optique ophtalmique. L'intérêt principal de ces matériaux thermoplastiques est qu'ils sont plus légers, d’indice plus élevé et moins fragiles que le verre. Toutefois, l’intérêt de ces matériaux se limite exclusivement à une utilisation comme substrat car ils ne possèdent aucune propriété ophtalmique intrinsèque telle que les propriétés antireflets, anti-poussières, antirayures voire antibuées. Une solution connue à ce verrou technologique est de recouvrir le film polymère d’un film multicouche, dont chaque dépôt intègre une propriété ophtalmique. Parmi les propriétés optiques recherchées, les propriétés antibuées sont sujettes à de nombreuses études. Les propriétés hydrophiles peuvent être obtenus, par exemple, par des polymères ou des monomères contenant des fonctionnalités hydrophiles, telles que les liaisons hydroxyle (OH) ou des groupes carboxyles (COOH, COOR) sur la surface [201]. De tels revêtements sont obtenus avec le poly-(éthylène glycol) (PEG) [202, 203], le poly-(alcool de vinyle) (PVA) [202, 203], le poly-(acétate de vinyle) (PVAC) [204, 205], l'ester de cellulose ou d'éthers de cellulose [202, 204], de résine acrylique [202, 204, 206], des dérivés de glycidyle ou poly-(pyrrolidone de vinyle) (PVP) [202, 207, 208] ou des polymères complexes comme le poly-(diallydymethylammonium chloride), associé à du silicate de sodium [209]. D’autres méthodes pour empêcher la formation de buées impliquent l’utilisation d'oxydes comme la silice ou l’oxyde de titane [210], voir une nano-couche patternée déposée par plasma [211].
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" Étude d'une Décharge à Barrière Diélectrique (DBD) homogène dans l'azote à pression atmosphérique : Effet mémoire et Optimisation du transfert de Puissance"

" Étude d'une Décharge à Barrière Diélectrique (DBD) homogène dans l'azote à pression atmosphérique : Effet mémoire et Optimisation du transfert de Puissance"

réaliser des traitements de surfaces en ligne directement sur une ligne de production. Cependant, un des principaux inconvénients vient du fait qu’à pression atmosphérique, le régime normal de fonctionnement est, comme nous venons de le voir, filamentaire. Cela se traduit par une dissipation de la puissance fortement non homogène (dans l’espace et le temps comme nous l’avons vu sur les Figure III-3, Figure III-4 et Figure III-5. Néanmoins, ce type de décharge peut convenir pour réaliser certains traitements de surfaces. On peut citer par exemple le procédé Corona [21][25] utilisé pour modifier l’énergie de surface de films polymères. Cependant, la réalisation d’un dépôt de couches minces n écessite un meilleur contrôle de l’injection et de la répartition de l’énergie. Ceci peut être obtenu en utilisant une décharge homogène. En effet, Okazaki et al. montrèrent à la fin des années qu’il est possible d’obtenir une décharge homogène à pressi on atmosphérique dans l’hélium en utilisant une DBD [26][27]. Des travaux similaires furent ensuite réalisés par Massines et al. à partir du début des années 90 [28][29]. Les Figure III-6 et Figure III-7 présentent respectivement un oscillogramme courant – tension et une photographie rapide de l’espace inter-électrodes d’une décharge homogène obtenue dans l’azote à pression atmosphérique. Comme on peut le constater, le comportement obtenu est radicalement différent de celui observé dans le cas d’une décharge filamentaire. En effet, le courant ne présente qu’un seul pic par alternance de la tension et la lumière est homogène radialement sur la totalité de la section de la décharge (ici environ 9 cm 2 ).
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Etude de deux procédés de polymérisation d'un précurseur gazeux dans un plasma radiofréquence basse pression et liquide déposé sur un substrat activé par décharge à barrière diélectrique à pression atmosphérique : application aux propriétés antifouling

Etude de deux procédés de polymérisation d'un précurseur gazeux dans un plasma radiofréquence basse pression et liquide déposé sur un substrat activé par décharge à barrière diélectrique à pression atmosphérique : application aux propriétés antifouling

L’observation du spray lors des dépôts montre que suivant le substrat utilisé, la forme du spray varie. Dans les mêmes conditions de dépôt en mode cône-jet (débit de liquide, distance inter-électrodes, tension), la taille du spray sur PS est d’environ 5cm contre environ 8cm pour le PE, au niveau du substrat. La taille des échantillons étant de 5x5cm², les pertes par non collection des gouttelettes sur la surface de l’échantillon sont importantes pour le PE. Ceci explique la disparité observée sur m0 pour les dépôts réalisés par pulvérisation EHD (Figure 105a). Pour une masse déposée par unité de surface pulvérisée identique de 130 µg/cm², un facteur 4 est obtenu entre les m0 des deux substrats. D’après les travaux de L. Tatoulian 13 , le phénomène de répulsion du spray, dans le cas du PE, est dû à la polarisation de l’échantillon. En effet, des les premiers instant du dépôt, la surface de PE non prétraitée se polarise et les gouttes chargées de même polarité qui arrivent sur la surface subissent un phénomène de répulsion. Cette répulsion du spray est limitée lorsque le substrat est prétraité car des fonctions polaires sont greffées en surface rendant le substrat partiellement conducteur. Ce phénomène de répulsion n’est pas observé sur le PS. Cette différence peut provenir de la valeur d’angle de contact de l’eau des substrats non prétraités (87° pour le PS et 95° pour le PE) et/ou de la constante diélectrique des matériaux (2,3 pour le PE et 3,1 pour le PS à 1 MHz). Le PS devient alors plus conducteur, entraînant ainsi une meilleure dissipation des charges électriques en surface.
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Etude d'une décharge à barrière diélectrique (DBD) homogène dans l'azote à pression atmosphérique : effet mémoire et optimisation du transfert de puissance

Etude d'une décharge à barrière diélectrique (DBD) homogène dans l'azote à pression atmosphérique : effet mémoire et optimisation du transfert de puissance

réaliser des traitements de surfaces en ligne directement sur une ligne de production. Cependant, un des principaux inconvénients vient du fait qu’à pression atmosphérique, le régime normal de fonctionnement est, comme nous venons de le voir, filamentaire. Cela se traduit par une dissipation de la puissance fortement non homogène (dans l’espace et le temps) comme nous l’avons vu sur les Figure III-3, Figure III-4 et Figure III-5. Néanmoins, ce type de décharge peut convenir pour réaliser certains traitements de surfaces. On peut citer par exemple le procédé Corona [21][25] utilisé pour modifier l’énergie de surface de films polymères. Cependant, la réalisation d’un dépôt de couches minces nécessite un meilleur contrôle de l’injection et de la répartition de l’énergie. Ceci peut être obtenu en utilisant une décharge homogène. En effet, Okazaki et al. montrèrent à la fin des années 80 qu’il est possible d’obtenir une décharge homogène à pression atmosphérique dans l’hélium en utilisant une DBD [26][27]. Des travaux similaires furent ensuite réalisés par Massines et al. à partir du début des années 90 [28][29]. Les Figure III-6 et Figure III-7 présentent respectivement un oscillogramme courant – tension et une photographie rapide de l’espace inter-électrodes d’une décharge homogène obtenue dans l’azote à pression atmosphérique. Comme on peut le constater, le comportement obtenu est radicalement différent de celui observé dans le cas d’une décharge filamentaire. En effet, le courant ne présente qu’un seul pic par alternance de la tension et la lumière est homogène radialement sur la totalité de la section de la décharge (ici environ 9 cm 2 ).
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Modélisation numérique d'un actionneur plasma de type décharge à barrière diélectrique par la méthode de dérive-diffusion

Modélisation numérique d'un actionneur plasma de type décharge à barrière diélectrique par la méthode de dérive-diffusion

CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS 6.1 Conclusion Une analyse critique des modèles phénoménologiques a révélé que ces derniers sont basés sur des hypothèses questionnables. Également, il s’est avéré difficile de généraliser ces modèles pour considérer l’effet de la pression, température et humidité de l’air. Cette situation a rendu nécessaire l’investigation de modèles scientifiques lorsque le but désiré et de prédire l’effet des conditions atmosphériques et de la vitesse du fluide neutre sur la force d’actionnement. Un type de modèle prometteur est le modèle de type « dérive-diffusion ». Parmi les modèles existants, le modèle de Bœuf et al. [139-142] fut jugé le plus fidèle aux observations expérimentales. Ce modèle tient notamment en compte les ions négatifs et reproduit l’effet push-push favorisé dans ce mémoire. L’implémentation de ce modèle en langage C++ fut en premier lieu réalisée en adoptant une approche semi-implicite avec le schéma numérique de Scharfetter-Gummel afin d’éviter les contraintes de stabilité dues au temps de relaxation diélectrique. Ce modèle fut validé numériquement en comparant les résultats obtenus avec ceux de Lagmich et al. [139]. Ensuite, une méthodologie pour l’application de ce modèle aux simulations CFD en aéronautique a été proposée et un exemple d’application sur le délai de la transition laminaire-turbulente de la couche limite sur un profil d’aile a été démontré. Finalement, des améliorations du modèle pour incorporer l’effet de la pression, température et humidité de l’air ainsi que pour mieux représenter la géométrie de l’actionneur ont été proposées.
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en fr Multilayer films of aligned silver nanowires for optical and conductive properties Dépôts alignés de nanofils d'argent au sein de films multicouches pour des propriétés conductrices et optiques

4.3. Film multicouches chiraux de nanofils d’argent Lorsqu’une structure est composée de deux couches orientées de nanofils d’argent dont les directions d’alignement sont différentes et non perpendiculaire, cette structure est chirale. Durant la thèse d’Hebing Hu, il a pu être mis en évidence que des structures composées de trois couches de nanofils d’argent alignés dans des directions qui décrivent une hélice (60° d’écart) expriment un dichroïsme circulaire dont l’intensité dépasse les 4000 millidegrés. Ces structures comportent trois couches de nanofils d’argent dans le but de s’affranchir des effets de polarisations linéaires. En effet, dans le cadre d’une structure homogène l’effet les effets de polarisation linéaire se compensent. Bien qu’il ait pu être mis en évidence ce dichroïsme circulaire, le lien entre la structure et la propriété est encore indéterminé.
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Étude électromécanique et optimisation d'actionneurs plasmas à décharge à barrière
diélectrique – Application au contrôle de décollement sur un profil d'aile de type NACA
0015

Étude électromécanique et optimisation d'actionneurs plasmas à décharge à barrière diélectrique – Application au contrôle de décollement sur un profil d'aile de type NACA 0015

(22) Figure 156 : (a) C ourbe d’étalonnage des capteurs de pression instationnaire et (b) capteurs de pression instationnaire. Système PIV Un système PIV (Figure 157) est utilis pou o se e l oule e t au-dessus de l e t ados pour - 0,14 < x/c < 1,24 soit de e a o t du o d d atta ue à 100 mm en aval du bord de fuite à l aide de deux plans de caméra (Figure 158). Un laser Nd-YAG (Quantel Big Sky Laser, 2x191 mJ) placé au-dessus de la veine d essai pe et d lai e le pla de s t ie {O ; } de la maquette situé à mi-envergure. Un trigger IDT, Motio P o pilot pa u s st e Da te pe et de e ueilli des ouples d i ages à u e f ue e de 7 Hz issues de deux caméras CCD (Pulnix, PM-4200CL, 2048x2048 pixels², taille du pixel 172 µm) u ie d u objectif de focale 50 mm (Nikon Nikkor 50 mm, f/ 1 : 1,2). Un filtre passe-bande (532 nm, ± 10 nm) placé sur chaque caméra permet de filtrer le rayonnement produit par la décharge. Après avoir supprimé le minimum su l e se le de l a uisitio , ha ue ouple d i age est post-traité via une corrélation adaptative multi- passes => => pi els² a e u e ou e e t de %, pe etta t d o te i u e teu tous les 1,4 mm. Les champs de vitesses des deux caméras sont ensuite regroupés pour obtenir le champ de itesses i sta ta es su l e se le de l e t ados. 300 champs de vitesses instantanées sont utilisés pour obtenir un champ de vitesses moyennes. Le nombre de champs a été limité à cette valeur car un très grand o e d essais diff e ts taie t pla ifi s. Les écarts types calculés dans le champ de vitesses pour un oule e t autou de la a uette d aile à u e i ide e de , ° et a e u e t a sitio de la ou he li ite forcée présentent des valeurs inférieures à 45 % de la itesse à l i fi i Figure 159 (a)). En utilisant un seuil de o fia e de %, o peut esti e l e eu sur les champs de vitesses moyennes à 5 % de U 0 [96]. Dans le
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Éléments de conception d’un générateur électrique pour l’alimentation d’un dispositif à décharge à barrière diélectrique (DBD)

Éléments de conception d’un générateur électrique pour l’alimentation d’un dispositif à décharge à barrière diélectrique (DBD)

L‘histoire des DBDs démarra en 1839 lorsque Schönbein identifia l'odeur apparaissant autour de l'anode pendant l'électrolyse de l'eau, comme l’attribut d'un nouveau compo- sé chimique qu'il a dénommé ozone [1.1]. Il a fallu attendre jusqu’en 1857 pour arriver aux premières expérimentations connues sur les décharges à barrière diélectrique ou décharges à barrière (souvent référencées sous l’appellation de décharges silencieuses) réalisées par Von Siemens ; celui-ci bre- veta l’ozoneur dispositif dont la conception n’a pas fondamentalement évolué depuis. Les applications principales étaient la production d'ozone ou d'oxyde d'azote. Le sys- tème conçu par cet ingénieur allemand était constitué de deux tubes concentriques (Figure 1.5) entre lesquels était injecté un flux d'oxygène. Une électrode tapissait l'inté- rieur du tube interne alors qu'une autre couvrait l'extérieur du tube externe et l'en- semble était soumis à une forte différence de potentiel via une batterie et une bobine. La propriété remarquable des décharges alors produites dans l'espace délimité par les deux tubes, appelées décharges silencieuses ("silent discharges"), était de produire une importante quantité d'ozone, alors qu'une décharge d'arc aurait nui à la création de cette molécule instable
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Utilisation d'une décharge à barrière diélectrique pour développer une matrice polymère plasma dégradable pour des applications vasculaires

Utilisation d'une décharge à barrière diélectrique pour développer une matrice polymère plasma dégradable pour des applications vasculaires

Une alternative consiste à utiliser des plasmas à la pression atmosphérique, formés sous une pression de 10 3 à 10 5 fois supérieure à celle des plasmas à basse pression. Le nombre de collisions électron-neutre y est bien plus élevé, provoquant une tendance naturelle vers l’équilibre thermodynamique, comme discuté en 3.1 et présenté Figure 1 - 13 - 2. Parmi les différentes techniques de dépôt par plasmas à la pression atmosphérique, se trouvent les décharges d’arcs, les plasmas jets ou encore les traitements en post décharge.[79,81] Cependant, ces plasmas passant facilement à l’arc, ils deviennent rapidement thermiques ce qui pose problème pour le traitement de surfaces thermosensibles. Afin d’éviter ce passage à l’arc tout en restant à pression élevée, différentes solutions sont actuellement connues et peuvent être utilisées seules ou combinées pour de meilleurs résultats. Parmi ces méthodes, il est notamment possible de diminuer le produit P x d (pression x distance interélectrodes), ce qui revient à pression atmosphérique à diminuer fortement la taille caractéristique du plasma.[82] C’est ce qui est par exemple utilisé pour obtenir des microdécharges à cathode creuse.[83] Également, l’utilisation d’une électrode de très faible rayon de courbure, comme une pointe ou un fil, permet de générer une décharge localisée autour de cette électrode (effet couronne), et ainsi d’éviter de court-circuiter l’espace interélectrodes gazeux. Une autre option consiste à limiter l’énergie fournie en réduisant l’amplitude du courant ou en utilisant une alimentation pulsée pour diminuer la durée de la décharge.[80] Enfin, l’insertion d’au moins un matériau diélectrique entre les électrodes est aussi envisageable.[84] Lorsque cette dernière méthode est utilisée, la décharge est alors dite contrôlée par barrière diélectrique. Cette technique produit des plasmas non thermiques à pression atmosphérique avec une forte réactivité chimique, la rendant idéale pour du traitement de surface continu.
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Étude électrique et spectroscopique d'une décharge nanopulsée dans l'hélium à la pression atmosphérique

Étude électrique et spectroscopique d'une décharge nanopulsée dans l'hélium à la pression atmosphérique

11 électrodes. La plus commune est la décharge dite de radio-fréquence (RF) capacitive produite par des champs électriques périodiques de l’ordre du MHz ou de la dizaine de MHz. Au cours des dernières années, plusieurs auteurs se sont intéressés aux décharges créées par des pulses de l’ordre des nanosecondes, ou nanopulses, avec des fréquences de répétition de l’ordre du kHz. En effet, diverses études ont montré que ces décharges nanopulsées permettent une « efficacité énergétique » supérieure aux décharges entretenues par une tension alternative traditionnelle, par exemple pour le traitement des eaux [1,2], la catalyse [3] et le domaine biomédical [4,5]. De plus, les décharges nanopulsées s’avèrent particulièrement séduisantes pour le dépôt de couches minces du fait qu’elles permettent la décomposition collisionnelle de molécules (précurseurs). En effet, la fragmentation peut avoir lieu pendant le pulse de décharge et s’arrêter par la suite, laissant ainsi beaucoup de temps pendant le temps-mort pour les processus de surface et donc obtenir un meilleur contrôle de l’évolution des propriétés des dépôts [6].
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Alimentation de puissance d'une lampe exciplexe à décharge à barrière diélectrique, en vue du contrôle du rayonnement

Alimentation de puissance d'une lampe exciplexe à décharge à barrière diélectrique, en vue du contrôle du rayonnement

En ce qui concerne l’éclairage, les lampes à DBD, ont également l’avantage de pouvoir produire un rayonnement homogène à travers la surface des électrodes [1.17] ; cette propriété est exploitée pour les lampes d’éclairage de fond dans les écrans LCD. Les lampes DBD fluorescentes (en réalité il s’agit de lampes phosphorescentes) sont utilisées pour produire les pixels dans les écrans à plasma [1.18] ; elles ont une structure et un principe de fonctionnement similaire à celui des excilampes, qui seront présentées au paragraphe suivant. Elles sont de plus dotées d’un revêtement de poudre phosphorescente à l’intérieur de la paroi externe. La décharge dans le gaz conduit à la production de photons dans la région UV ; ces photons entrent en collision avec la substance phosphorescente, générant ainsi de la lumière visible.
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Etude et développement d'un actionneur plasma à décharge à barrière diélectrique : application au contrôle d'écoulement sur profil d'aile

Etude et développement d'un actionneur plasma à décharge à barrière diélectrique : application au contrôle d'écoulement sur profil d'aile

1. Revue bibliographique sur les décharges et les actionneurs plasmas L’interprétation des comportements décrits ci-dessus est possible si l’on considère le circuit électrique équivalent de la décharge (Figure 1.17). La capacité C 1 correspond à l’influence directe entre les électrodes. Chaque face correspond à un dipôle aux caractéristiques similaires : la résistance R symbolise les microdécharges à la surface côté anode, R’ correspondant au côté cathode. Le dépôt de charges consécutif à ces décharges fait apparaître une électrode virtuelle à la surface, faisant face à l’électrode opposée. Il existe donc un effet capacitif entre cette dernière et les charges déposées (C 2 et C 2 ’). L’interrupteur placé en série avec R (de même avec R’) se ferme lorsque la tension V p dépasse la valeur seuil V 0 pour initier le plasma. Pour simplifier, on peut supposer que C 2 = C 2 ’. Une propriété intéressante de la Figure de Lissajous dans le cadre de cette étude est qu’elle permet d’obtenir la tension V p aux bornes du plasma. En effet, le circuit équivalent montre que lorsque la charge Q s’annule, on obtient la relation suivante :
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Etude d'une décharge à barrière diélectrique établie dans un mélange gaz rare halogène

Etude d'une décharge à barrière diélectrique établie dans un mélange gaz rare halogène

13 1.2.2.2 Décharges par avalanches successives Le premier mécanisme qui a été avancé pour expliquer les déviations par rapport à la théorie de Townsend stipule que le claquage à haute pression peut avoir lieu grâce à l’établissement d’un champ électrique intense provenant d’une charge d’espace importante. Ce champ de charge d’espace se construit à l’issue du passage de plusieurs avalanches successives. Ce mécanisme exploite implicitement la grande différence de mobilité entre électrons et ions. En effet, pendant le développent d’avalanches, les ions produits restent quasiment immobiles dans l’espace inter-électrodes, alors que les électrons dérivent rapidement jusqu’à l’anode où ils sont absorbés. Notons que ce mécanisme d’avalanches successives ne peut s’appliquer que dans les cas où un champ Laplacien relativement important règne dans tout l’espace inter – électrodes. De fait, Raether a clairement mis en évidence l’apparition de ce type de mécanisme dans des décharges capacitives à électrodes planes. La figure 1.7 provenant de ses travaux montre par exemple comment le courant récolté à la cathode varie avant le claquage. Ce courant augmente par des impulsions successives correspondant au passage des avalanches. Quand la charge d’espace atteint la valeur critique, l’augmentation devient quasi- exponentielle et le claquage se produit.
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Précipitation électrostatique de particules submicroniques par décharge à barrière diélectrique : étude électrique, granulométrique et aérodynamique

Précipitation électrostatique de particules submicroniques par décharge à barrière diélectrique : étude électrique, granulométrique et aérodynamique

Les principales informations issues de ces trois études se résument en trois points : • l’étude électrique a montré qu’on obtient deux décharges complètement différentes à partir des deu[r]

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Utilisation d'une décharge à barrière diélectrique pour développer une matrice polymère plasma dégradable pour des applications vasculaires

Utilisation d'une décharge à barrière diélectrique pour développer une matrice polymère plasma dégradable pour des applications vasculaires

Figure 5 - 3. Réacteur cylindrique de type « papillon ». a. Cellule de décharge avant isolation. Décharge obtenue dans l’hélium b. vue de profil et c. vue face à la sortie de gaz. Comme mentionné dans le tableau, certaines parties de la cellule de décharge s’amorcent pour des valeurs de tensions légèrement différentes. Ce phénomène est en partie dû à des gaps ou des largeurs d’électrode légèrement différentes, mais il indique aussi que la cellule est composée de plusieurs décharges et non pas d’une décharge unique répartie uniformément sur toute la surface. Comme preuve supplémentaire, un premier pic de courant d’environ 50 mA apparaît après le premier claquage entre les électrodes 2 et 3 en appliquant 7,5 kV pp puis un deuxième pic atteignant 2 A est visible une fois l’ensemble des espaces interélectrodes amorcés à 8,6 kV pp . Une fois le réacteur entièrement allumé, la décharge globale apparaît presque volumique vue depuis la sortie du gaz, probablement à cause de l’effet d’étalement de la décharge vers la ligne de gaz et en sortie observé. Cet effet « jet » observé pourrait être expliqué par la présence d’une masse environnante (non contrôlée) loin du tube qui permet d’initier une décharge avec le bord du tube en quartz. En effet, ce dernier se trouve à un potentiel qui est fonction de la tension appliquée et des charges déposées par le plasma (potentiel flottant). Cette idée est renforcée par le fait qu’il devient même possible d’attirer cette décharge vers l’extérieur en approchant un élément conducteur de la sortie du tube. Par comparaison avec les microjets de plasma (« plasma bullets »), cela correspondrait à la propagation d’une onde d’ionisation lumineuse hors du tube, le long du flux d’hélium, reliée aux électrodes par un plasma beaucoup moins lumineux assurant la continuité du courant avec les électrodes.[222]
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Procédé de dépôt de couches minces nanocomposites
par Décharge à Barrière Diélectrique : De l’aérosol
d’une suspension colloïdale à la morphologie du dépôt.

Procédé de dépôt de couches minces nanocomposites par Décharge à Barrière Diélectrique : De l’aérosol d’une suspension colloïdale à la morphologie du dépôt.

Il a tout d’abord été pensé que pour des distances inter-électrodes de taille millimétrique à la pression atmosphérique et sans pré-ionisation extérieure du gaz, le claquage du gaz ne pouvait qu’être dû à la formation de streamers conduisant à des micro-décharges. Les premiers à noter l’existence de décharges de grands rayons à la pression atmosphérique furent Von Engel [92] en 1933 dans l’air et l’hydrogène, puis Gambling et Edels en 1952. [93] En 1969, Bartnikas [94] observe un régime différent du régime filamentaire dans une décharge d’hélium. Ce n’est que dans les années 1990, grâce aux travaux menés sur les plasmas générés par des décharges à barrière diélectrique dans les gaz rares par Okazaki [95-97] au Japon, que les premières conditions nécessaires pour l’obtention d’un régime homogène furent déterminées. En parallèle, les travaux menés en France par Massines et ses collaborateurs ont déterminé des conditions de fonctionnement du régime homogène dans l’azote tout en se focalisant sur la compréhension de la physique des décharges en hélium, [98,99] en azote [6,100,101] puis en argon ainsi que sur le traitement de surface des polymères, [102,103] et sur le dépôt de couches minces. [4,104-106] Dans le même temps aux Etats- Unis, Roth et ses collaborateurs ont travaillé sur différentes applications, [107-109] incluant la stérilisation, [110,111] et le contrôle de l’écoulement de gaz. [112,113] L’ensemble de ces études a permis de mettre en évidence la possibilité de garder un plasma homogène dans des conditions de pression élevée, de comprendre la physique de ces décharges, mais aussi d'étendre leur plage de fonctionnement et leur domaine d'application.
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Etude de l'influence du régime d'une décharge à barrière diélectrique dans un mélange HMDSO/N2, sur les propriétés d'un procédé de dépôt

Etude de l'influence du régime d'une décharge à barrière diélectrique dans un mélange HMDSO/N2, sur les propriétés d'un procédé de dépôt

            152 de  la  tension  aux  bornes  du  gaz  a  été  possible.  Cette méthode  est  issue  de  la  thèse  d’Eric  Michel [53]. Les conditions d’obtention des régimes filamentaire et de Townsend, mais aussi  d’un  régime  intermédiaire,  ont  ainsi  pu  être  déterminées.  La  validité  du  modèle  a  pu  être  vérifiée de plusieurs façons. Premièrement, nous avons vérifié qu’en l’absence de décharge,  le  courant  de  décharge  est  nul.  Ensuite,  lorsque  la  décharge  est  dans  un  régime  de  Townsend,  la  tension  aux  bornes  du  gaz  est  constante.  Enfin,  le  produit  de  ces  deux  grandeurs  permet  de  calculer  la  puissance  dissipée  dans  la  décharge.  Nous  avons  observé  que la puissance dissipée évolue de façon linéaire avec l’augmentation de la tension ou de la  fréquence, ce qui est confirmé par la littérature [47]. Nous avons comparé cette approche à  deux  autres  méthodes.  La  première  est  simplement  le  calcul  de  la  puissance  à  partir  du  produit du courant mesuré par la tension appliquée. La seconde est issue de la méthode de  Manley [54]. Cette dernière est couramment utilisée dans la littérature. Nous avons constaté  que  les  résultats  obtenus  avec  ces  trois  méthodes  étaient  proches  les  uns  des  autres.  Cependant,  l’incertitude  des  points  issus  de  la  méthode  de  Manley  s’écartent  moins  des  droites  P=f(tension)  et  P=f(fréquence),  que  ceux  issus  des  autres  méthodes.  Pour  cette  raison, nous avons conservé la méthode de Manley pour mesurer la puissance dissipée dans  la décharge.  
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Utilisation de la modélisation par projection sur les structures latentes pour prédire les nouvelles caractéristiques de la surface de fluoropolymères traités par décharge à barrière diélectrique

Utilisation de la modélisation par projection sur les structures latentes pour prédire les nouvelles caractéristiques de la surface de fluoropolymères traités par décharge à barrière diélectrique

Type de DBD Les mécanismes d’ionisation de la DBD sont régis par le produit de la pression (P) avec la distance (d) entre le diélectrique et l’électrode ou les diélectriques (P x d) [85]. Le rapport entre l’émission d’électrons issus de la cathode (𝛾) et l’ionisation en volume (𝛼), 𝛾/𝛼, est fonction du libre parcours moyen de l’électron à la distance d. De plus, lorsque le produit P x d est faible (inférieur à environ 30 Torr cm) le claquage du gaz est dit claquage de Townsend [85]. Ce type de claquage est défini par l’émission des électrons de la cathode (𝛾) et par l’ionisation en volume du gaz (𝛼). Ce type de claquage se déroule sur un temps de l’ordre de la microseconde et l’aire de la décharge est égale à celle des électrodes [85]. Lorsque la valeur de P x d est plus importante (supérieure à environ 200 Torr cm), le type de claquage se nomme « Streamer », dû à la formation d’une avalanche électronique suffisamment grande pour créer une quantité d’ions assez importante pour engendrer un champ de charge d’espace de l’ordre de grandeur du champ appliqué [85]. Dans ce cas, le claquage se produit sans apport significatif de 𝛾 (l’émission d’électrons provenant de la cathode). La charge d’espace positive créée produit un champ électrique, situé entre la cathode et la charge d’espace, accélérant les électrons par photoionisation ou photoémission. Pour le claquage de type « Streamer », l’échelle de temps d’une réaction est de l’ordre de la nanoseconde. Lorsque le filament lie les deux électrodes ensemble, une micro-décharge d’environ un dixième de mm de rayon se forme. Ces deux types de décharge, par claquage de Townsend et claquage « Streamer », se distinguent par leurs caractéristiques électriques, soit l’évolution du courant de la décharge, de la tension d’alimentation, ainsi que de la tension aux bornes du plasma.
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Développement de films barrières multicouches à base de mélanges d'amidon thermoplastique et de polyéthylène

Développement de films barrières multicouches à base de mélanges d'amidon thermoplastique et de polyéthylène

110 6.5.3 Effect of clay on film properties Table 6.2 presents an overview of the studied physical properties of the film, namely mechanical, oxygen permeability and transparency. The results are presented for multilayer films comprising both potato and corn-based inner layer blends with increasing amounts of natural and modified clays. A 3-layer system consisting of pure LDPE is used as a reference. This reference showed a Young’s modulus of 201 MPa in MD and 174 MPa in TD as well as an elongation at break of 506% in MD and 690% in TD. The maximum tensile stress was of 22 MPa in both directions. The difference between MD and TD is related to the difference in stretching during processing. Globally, the incorporation of 60 wt% potato TPS in the inner layer decreased the mechanical properties. Young’s modulus decreased by 40% along MD yet stayed constant along TD compared to LDPE. Moreover, the elongation at break dropped by around 30% and the maximum tensile stress dropped by a factor 2. Corn-based films showed similar results yet the elongation at break decreased only by around 25%. The addition of clays did not change this tendency. The lowest mechanical properties were obtained with the modified clays in potato-based samples. In that case, the samples exhibited around half the Young’s modulus and only 15% of the elongation at break compared to LDPE. It is noteworthy that extensive delamination was observed in the case of the material comprising organo-modified clay (i.e. Potato S60 C1M) during testing. The decrease in mechanical properties when adding TPS was expected since TPS’s modulus is around 10 times lower than that of pure LDPE (Van Soest, Hulleman, et al., 1996a). A similar decrease in mechanical properties of TPS/LDPE blends at high TPS content was reported in the literature. Mortazavi et al. reported around half the tensile strength and two thirds of the modulus for LDPE/TPS blends containing 60% TPS compared to pure LDPE (Mortazavi et al., 2013). Sabetzadeh et al. mentioned that the use of organo-modified clay in LLDPE/LDPE/TPS films increased mechanical properties yet with a much smaller TPS amount of 15 wt% (Sabetzadeh et al., 2016).
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Dépôt de couches minces nanocomposites par nébulisation d'une suspension colloïdale dans une décharge de Townsend à la pression atmosphérique

Dépôt de couches minces nanocomposites par nébulisation d'une suspension colloïdale dans une décharge de Townsend à la pression atmosphérique

Chapitre V 178 the nanoparticles was obtained after the analysis of 5 images (X25000 magnitude) corresponding to 3.5 μm2 and about 10000 counted particles. The analyses were performed after drop casting of a 10 μL drop of the suspension onto carbon-coated 400 mesh copper grids, and analysed after solvent evaporation at room temperature (without sample metallization). Optical microscopy of plasma-treated wood samples was realized using a digital microscope (VHX-5000, Keyence). The ellipsometric spectra of tan Ψ and cos ∆ were measured using a SOPRA GES-5 apparatus equipped with microspot optics, using an incident angle of 75°, in a spectral range from 250 to 850 nm. The film thickness (and refractive index) were calculated by fitting spectra (Winelli soft- ware) using a Forouhi-Bloomer dispersion model (standard deviation better than 2.10-3). The films were assumed smooth, homogeneous, non-porous, and isotropic. Thicknesses given here were averaged over 3 measurements performed along the width of silicon wafer substrate. The consistency of this approach has been previously checked for similar coatings in previous work [199]. FT-IR analyses of the coatings deposited on silicon were performed in transmission mode on a Bruker Vertex 70 spectrometer. The IR transmittance of the thin films was measured in normal incidence thanks to the use of appropriate Si wafer as substrates (double side polished, undoped, resistivity > 200 Ω cm). The reference was the uncoated substrate. Spectra were ac- quired by averaging 20 scans with a spectral resolution of 4 cm -1 . The morphology of the nano- composite coatings on the silicon and on the wood surface were observed using a JEOL JSM 6700F and a JEOL JSM 7800F scanning electron microscope (SEM) with a secondary electron (SE) or backscattered electron (BSE) detector. An acceleration voltage of 5 kV was used for the SE detector. When the BSE detector was used, the analyses were performed at 10 kV to reduce the influence of the surface morphology. Prior to SEM observations, the samples were sputter- coated with 2 nm of platinum (Pt) to prevent charging and distortion effects. The chemical com- position was qualitatively studied by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) with an acceler- ating voltage lower than 10 kV. Finally, the wettability with water of plasma-deposited coatings on wood was characterized by measuring the sessile contact angle,  , with a Digidrop GBX
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