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Science et ingénierie des matériaux et des procédés

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Soutenance de Jean Gael Lacombe

Mis à jour le 19 janvier 2009
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Transferts radiatifs dans les plasmas thermiques

le 10 novembre 2008 Résumé
Cette étude porte sur la description numérique des transferts de chaleur par rayonnement dans les plasmas inductifs à pression atmosphérique. On s'est fixé deux types de systèmes comme cadre de l'étude : des torches de faible diamètre et faible puissance (2,5cm, 1kW) servant aux analyses spectrochimiques et des torches de puissance plus grandes dites « procédé » (4cm, 20kW). Ces dernières sont utilisées dans des procédés de purification de silicium par plasma. La modélisation du rayonnement doit s'inscrire dans des simulations faisant intervenir l'écoulement, la thermique, la chimie et l'induction et doit donc rester relativement légère. Pour ce faire, deux modèles ont été utilisés. Les premiers calculs utilisent la méthode du Coefficient d'Emission Nette (CEN), largement décrite dans la littérature. Le second modèle, appelé P1, est un modèle spectral et bien adapté aux milieux absorbants. Il est bien plus lourd à mettre en œuvre mais permet de lever les hypothèses les plus restrictives liées au CEN. On a développé une méthode permettant de décrire le spectre complet d'un gaz à l'aide d'un minimum de bades du spectre afin de ne pas rendre le modèle P1 trop lourd. Enfin, les modèles développés ont été testés grâce à des mesures de température menées au laboratoire par spectrométrie d'émission optique (OES), d'une part sur les torches d'analyses en argon pur et d'autre part sur une torche procédé fonctionnant en argon puis en argon-oxygène.

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mise à jour le 19 janvier 2009

Univ. Grenoble Alpes