Dissertations / Theses: 'Chauffage au gaz'

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FERMANEL, FLORENCE. "Regulation auto-adaptative d'une chaudiere murale gaz pour la fonction chauffage." Rennes, INSA, 1998. http://www.theses.fr/1998ISAR0001.

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Abstract:

Ces travaux s'inscrivent dans le cadre du projet intelchaud, mene a la direction de la recherche de gaz de france, dont l'objectif est d'ameliorer la qualite, la maintenance et la disponibilite des chaudieres murales gaz domestiques. L'etude bibliographique du premier chapitre du memoire a permis de faire le point sur les installations de chauffage individuel equipees d'une chaudiere murale gaz : materiel existant, problemes susceptibles d'apparaitre et solutions envisageables. Elle a confirme les objectifs du projet intelchaud pour le volet chauffage, a savoir simplifier la commande, ameliorer le confort et diminuer le nombre de commutations des electrovannes gaz de la chaudiere (marche sequentielle). Des simulations, effectuees avec le logiciel trnsys et presentees dans la seconde partie du memoire, ont valide et permis de quantifier les resultats de l'etude bibliographique et montre l'interet de developper un nouveau type de thermostat, tenant compte des caracteristiques de la chaudiere et de son environnement. Ce dernier, appele thermostat flou, a ete experimente in situ sur deux types de batiment. Des simulations complementaires avec le logiciel allan#t#m ont ete realisees afin d'affiner les parametres de reglage et de comparer les performances du thermostat flou par rapport a des regulations classiques, en termes de confort, de consommation et de nombre de declenchements des electrovannes. Ce logiciel, pour lequel le pas de temps de calcul peut etre variable, etait necessaire en raison de la dynamique rapide de la chaudiere. Les resultats obtenus avec le thermostat flou sont satisfaisants et montrent bien l'interet d'un tel dispositif.

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Savoye-Barbotteau, Isabelle. "Etude et modélisation d'un four-tunnel de biscuiterie à chauffage indirect au gaz naturel." ENSIA, 1993. http://www.theses.fr/1993EIAA0022.

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Abstract:

Cette etude sur la cuisson des biscuits dans un four-tunnel a chauffage indirect au gaz naturel et sa modelisation a debute par une recherche bibliographique qui a montre que les connaissances actuelles publiees sur la cuisson de produits a base de cereales etaient tres incompletes et que notre travail de modelisation devra donc faire appel a des domaines voisins (sechage, cuisson ceramique). Le modele que nous avons construit cherche a expliciter de facon detaillee les transferts de chaleur et de matiere a la fois dans la chambre de combustion, dans la chambre de cuisson et entre le biscuit et l'air de cuisson. Par contre, la modelisation des mecanismes de cuisson a ete simplifiee a priori, tout en prevoyant leur future integration dans la conception du modele. Les essais de cuisson de biscuits type gouter sur le four-tunnel ont montre que le sechage du biscuit etait un phenomene important de la cuisson, et que l'evolution des caracteristiques du biscuit au cours de la cuisson en fonction des variations des parametres de cuisson correspondaient aux theories et resultats decrits par d'autres auteurs. D'autre part, le modele a ete valide par simulation de ces essais et represente correctement les phenomenes de transferts de chaleur et de matiere dans le four, ainsi que le sechage du biscuit (environ a 15% pres). Cependant, ces resultats montrent que la modelisation separee des flux de chaleur et de matiere dans les chambres de cuisson en voute et en sole, ainsi que la modelisation des gradients de temperature et d'hygrometrie dans l'air sont necessaires pour obtenir des resultats proches de la realite.

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Williot, Jean-Pierre. "Naissance d'un service public, le gaz à Paris /." Paris : Éd. Rive droite : Institut d'histoire de l'industrie, 1999. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37218057s.

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Abstract:

Texte remanié de: Th. doct.--Hist.--Paris 4, 1995. Titre de soutenance : Réseaux urbains, monopole industriel et demande sociale, l'énergie gazière à Paris au XIXe siècle.
En appendice, choix de documents. Bibliogr. p. 697-722. Index.

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Beaufumé, Pascale. "Transfert énergétique anormal dans les plasmas chauds : couronne solaire et tokamak." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1992. http://www.theses.fr/1992ECAP0229.

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Abstract:

On étudie le transfert énergétique anormal dans deux plasmas chauds, lié à un chauffage dans la couronne solaire et à un déconfinement du plasma dans les tokamaks. On montre que la structure magnétique intervient dans ce phénomène par l'intermédiaire d'instabilités à petite échelle, que l'on modélise grâce à un système dynamique non-linéaire, le modèle de bêtes, pour lequel on trouve quatre classes de comportement. On présente une classification automatisée de ces régimes dans l'espace des paramètres par un réseau de neurones. Dans la couronne solaire, une compilation des résultats expérimentaux récents sert de base à une discussion des processus de chauffage bases sur des courants électriques. Un simple effet joule ne pouvant expliquer les taux de chauffage observés, on propose un modèle dimensionnel qui met en jeu une instabilité résistive reconnectrice et produit un chauffage efficace et discontinu. Les résultats sont en bon accord avec les observations. Dans les tokamaks, on donne une expression analytique du coefficient de diffusion en présence de turbulence magnétique que l'on valide grâce au mapping standard. Une version réaliste du modèle des bêtes est mise en place afin de tester un candidat possible pour expliquer le transport anormal: l'instabilité de filamentation thermique.

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Etchebarne, Thierry. "Contribution à l'étude de phénomènes instables dans une chaudière à gaz domestique." Nantes, 2003. http://www.theses.fr/2003NANT2092.

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Abstract:

Des problèmes d'instabilités apparaissent souvent lors du développement des systèmes énergétiques complexes. Le travail présenté dans ce mémoire traite de la déstabilisation de chaudières étanches à gaz ( puissance nominale : 30 kW). L'étude bibliographique révèle la présence de deux éléments susceptibles de contribuer au dysfonctionnement du système : le ventilateur ( phénomène de pompage) et le processus de combustion (instabilité de combustion). Outre une caractérisation précise de l'instabilité ( fréquence et amplitude), une étude expérimentale permet d'identifier la combustion comme le processus jouant un rôle majeur dans la déstabilisation du système. Le mode acoustique déstabilisé est le mode en volume du système (mode de Helmholtz) : l'instabilité observée est une instabilité de combustion système. Un scénario dans lequel un couplage entre l'acoustique de l'installation et la combustion associé à la présence de fluctuations de composition du prémélange est avancé pour expliquer la déstabilisation du système. Par ailleurs, un critère de stabilité reliant la fréquence de l'instabilité au temps caractéristique de transport du mélange dans le bras de brûleur est proposé. La seconde partie de ce mémoire présente l'élaboration et à la validation d'un outil de simulation capable de prédire l'apparition des instabilités basses fréquences rencontrées. Compte tenu du domaine fréquentiel déstabilisé, une modélisation reposant sur les hypothèses d'incompressibilité du gaz dans les conduits et d'une évolution quasi-statique des grandeurs est retenue. Une attention particulière est consacrée à l'élaboration d'un modèle mono-dimensionnel de l'écoulement dans le bras de brûleur. Les limites de l'approche mono-dimensionnelle de cet écoulement conduisent à définir un modèle phénoménologique du temps de transport du mélange. La comparaison satisfaisante des résultats expérimentaux et numériques montre la cohérence de la démarche et la validité des modèles utilisés.

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Lahmidi, Hicham. "Stockage d'énergie solaire par procédé à sorption solide-gaz : application au chauffage et à la climatisation." Perpignan, 2005. http://www.theses.fr/2005PERP0577.

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Abstract:

Les procédés de chauffage solaire consistent à coupler des capteurs solaires plans à un plancher chauffant. En pratique, les apports solaires sont complétés par une chaudière d'appoint engendrant l'utilisation d'énergie fossile. Cette étude a permis de développer un procédé de stockage par procédé à sorption solide, dans le but de minimiser l'usage de cette énergie polluante. Son principe se base sur le couplage d'un équilibre liquide/vapeur avec une réaction solide/gaz renversable. Il permet également d'ajouter une fonction de rafraîchissement ponctuelle au procédé solaire. Une modélisation des transferts de chaleur et de masse dans la couche réactive a été réalisée. Elle est basée essentiellement sur les hypothèses d'absence de limitation par cinétique chimique et d'existence de deux fronts raides de réaction, résultant des limitations de transfert thermique et massique couplées. Suite à cette modélisation, deux mises en œuvre ont été optimisées et concrétisées par la réalisation de deux prototypes
The increase of the use of solar energy closely depends on the development of efficient storage processes. In this objective, solid-gas sorption processes are promising because of their high storage capacity and their specific working mode. In this thesis, the integration of a sorption process based on the use of bromide strontium as the reactant and water as the refrigerant fluid is investigated. Combined with flat plate solar collectors and direct floor heating and cooling, it makes it possible to provide a heating but also a cooling storage function. Experimental tests demonstrate the good adequacy of this process to the level of temperature involved in the solar system. The simple model presented allows a fairly good global representation of the coupling phenomena between heat and mass transfer in the reactant. Further use of this model will allow the optimization of the design of the solid-gas reactor according to a power criterion

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Fechner, Benjamin. "Optimisation des antennes radio-fréquences A2 pour le chauffage cyclotronique ionique sur le tokamak JET." Aix-Marseille 1, 1996. http://www.theses.fr/1996AIX11053.

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Abstract:

En 1994, quatre blocs de la nouvelle antenne a2 de jet ont ete utilises pour le chauffage du plasma avec des ondes magnetosoniques rapides a la resonance cyclotronique ionique. Un bloc consiste de quatre conducteurs couples electromagnetiquement. D'une facon inattendue, la puissance couplee au plasma par les conducteurs interieurs etait plus faible que celle-ci couplee par les conducteurs exterieurs. La performance de l'antenne etait reduite. Nous avons trouve les caracteristiques du systeme icrf du jet: des conducteurs d'antenne, du conducteur cross-over a l'interieur de la boite d'antenne, de l'ecran de faraday, des lignes d'alimentation de puissance, et du systeme d'accord automatique. Nous avons etudie les causes pour l'imbalance de puissance couplee par les conducteurs d'antenne. Nous avons trouve que cette imbalance etait a cause d'une asymetrie intrinseque aux conducteurs et a cause de la transformation particuliere de l'impedance par les conducteurs cross-over. Tous les huite conducteurs cross-over ont ete modifies. Cette modification, apres les premieres semaines d'operation, a ete un succes. La performance de l'antenne a ete considerablement amelioree. En plus nous avons modelise le bloc d'antenne a2. Le modele tient compte au couplage de l'onde rapide au plasma. De meme, il tient compte au couplage entre les conducteurs d'antenne. Les calculs concernant la puissance couplee au plasma en dependance de la distance du plasma vers l'antenne sont en bon accord avec l'experience. Concernant d'autres parametres, par exemple l'imbalance de la puissance couplee au plasma et sa reduction apres la modification du conducteur cross-over, nous avons obtenu un bon accord qualitatif. Pour l'amelioration du modele et sa validation il fallait la solution consistente des equations de maxwell et des mesures exactes du profile de densite au bord du plasma

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Mérel, Jérôme. "Etude du captage post-combustion du CO2 grâce à un procédé TSA (Temperature Swing Adsorption) à chauffage et refroidissements indirects." Paris, CNAM, 2008. http://www.theses.fr/2008CNAM0700.

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Abstract:

To deal with the Greenhouse Gases emissions increase, CO2 post-combustion capture linked to its storage is a promising technological solution. Different methods are currently developed, including the adsorption which is this study’s core interest. This work concerns the use of a TSA process (Temperature Swing Adsorption) for CO2 post-combustion capture. This process is an adsorber based on indirect heating (steam condensation) and cooling (water circulation) by means of an internal heat-exchanger (no contact between the coolant and the adsorbant). This study takes experimental and numerical approaches. From the preliminary experiments, the 5A zeolite was selected. Different operating conditions (inlet gas composition, desorption temperature, purge flow rate, periods of cycles, pre-cooling / pre-heating steps,…) were then tested from a mixture N2-CO2 in order to obtain an optimal compromise between the performance criteria. Then, other configurations were tested within a numerical model validated from previous experiments. In the adsorption step, the inlet gas temperature and the initial bed temperature have very little influence on the performances of the adsorber. Due to a parametric study done for cycle experiments, optimal operating conditions, in particular with a pre-cooling step, were determined for this specific application. The results obtained are very encouraging as they underline comparable performances with the reference process ones, the amine absorption
Face à l’augmentation des émissions de gaz à effet de serre, le captage post-combustion du CO2 associé à son stockage est une solution technologique prometteuse. Différentes méthodes sont actuellement développées dont l’adsorption qui fait l’objet de cette étude. Ce travail concerne l’utilisation d’un procédé TSA (Temperature Swing Adsorption) pour le captage post-combustion du CO2. Ce procédé fait appel à un adsorbeur équipé d’un échangeur interne permettant un chauffage (vapeur d’eau) et refroidissement (circulation d’eau) indirects (pas de contact entre le caloporteur et l’adsorbant). Ce travail s’appuie à la fois sur une partie expérimentale et numérique. A partir des premières expériences, la zéolithe 5A a été sélectionnée. Différentes conditions opératoires (composition de l’alimentation, température de désorption, débit de purge, durée du cycle, étapes de pré-refroidissement / pré-chauffage,…) ont alors été testées à partir d’un mélange N2-CO2 afin d’obtenir un compromis optimal entre les critères de performance. D’autres configurations ont ensuite été testées au moyen d’un modèle numérique préalablement validé à partir d’expériences. En phase d’adsorption, la température d’alimentation et la température initiale du lit n’ont que peu d’influence sur les performances de l’adsorbeur. Grâce à une étude paramétrique effectuée pour des cycles, des conditions opératoires optimales, notamment avec une étape de pré-refroidissement, ont été déterminées pour cette application spécifique. Les résultats ainsi obtenus sont tout à fait encourageants puisqu’ils ont permis de mettre en évidence des performances comparables à celles des procédés de référence d’absorption par amine

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Rasmussen, Yannick. "Forte hausse du prix du gaz naturel au cours de l'hiver 2000-2001 et élasticité-prix asymétrique de la demande de gaz naturel au Québec." Thesis, Université Laval, 2006. http://www.theses.ulaval.ca/2006/24067/24067.pdf.

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Marino, Raffaele. "Scaling laws in solar wind turbulence." Nice, 2009. http://www.theses.fr/2009NICE4104.

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Abstract:

Dans ma thèse de doctorat, je dérive la loi de Yaglom pour la magnétohydrodynamique, une relation de proportionnalité entre le moment mixte d’ordre 3 des incréments longitudinaux des variables d’Elsässer et l’échelle de ces incréments. En utilisant des mesures de la sonde spatiale Ulysses, j’ai montré pour la première fois la validité de cette relation, démontrant ainsi l’existence d’une cascade turbulente d’énergie et la nature turbulente des fluctuations de vitesse et champ magnétique dans les plasmas magnétisés. La relation de Yaglom pour la MHD permet aussi la première estimation directe des taux de transfert de pseudo-énergies turbulentes dans le vent solaire, et je l’ai utilisée pour montrer que la dissipation en fin de cascade turbulente MHD peut contribuer de 8% à 15% du taux de chauffage du vent solaire dans le cas incompressible, et jusqu’à 100% dans certains cas. Une analyse du vent solaire dans l’écliptique mesuré par Ulysses montre que le vent rapide a les mêmes propriétés sur l’écliptique et aux pôles, alors que le vent lent présente un taux de transfert bien plus élevé. J’ai également étudié le rôle des fluctuations de densité en turbulence MHD dans le vent solaire et j’ai montré qu’une relation phénoménologique similaire à la loi de Yaglom est vérifiée, ce qui implique que les fluctuations de densité ont un effet important et peuvent amplifier le taux de transfert d’énergie vers les petites échelles, ce qui permet un chauffage turbulent plus important et un refroidissement plus lent du vent solaire au cours de son expansion dans l’espace interplanétaire
In my PhD thesis I re-derive the Yaglom law for the MHD, a proportionality relation between the mixed third-order moment of the longitudinal increments of the Elsässer fields and the increment scale. Using Ulysses spacecraft measurements, I evidenced for the first time the existence of this relation in the polar solar wind, proving the presence of a local energy cascade and the turbulent character of the field fluctuations in Alfvénic plasmas. The observation of the Yaglom law for MHD also permits the first direct estimation of pseudo-energy dissipation rates in solar wind turbulence. In the thesis I also explored the possibility that the dissipation of energy occurring at the end of a turbulent MHD cascade can be responsible for the solar wind heating. I found that incompressible turbulent cascade can contribute to the solar wind in situ heating from 8 % to 50 % on average, and up to 100 % in some cases. Analysis of the ecliptic wind measured by Ulysses show that while the fast ecliptic streams have similar properties as the polar fast wind, the slow streams show an highly enhanced energy transport. I also study the role of large scale solar wind density fluctuations in MHD turbulence and showed that a phenomenological compressible Yaglom-like relation is verified within the solar wind, indicating that compressible effects are an important ingredient of the turbulent cascade and permit the transfer of a considerably larger amount of energy toward the small scales, where it can be dissipated to heat the plasma and slow down the radial cooling of the wind as observed in interplanetary space

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Nguepnang, Noume Arsène. "Etude d'un système innovant magnétothermique pour le chauffage et la climatisation sans gaz à effet de serre : application à un véhicule électrique." Thesis, Strasbourg, 2014. http://www.theses.fr/2014STRAD029.

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Abstract:

Étude d'un système innovant magnétothermique pour le chauffage et la climatisation sans gaz à effet de serre : application à un véhicule électrique.Ce travail de thèse est destiné à l'étude d'un système de climatisation et de chauffage basé sur la réfrigération magnétique. L'étude de ce système basé sur l'effet magnétocalorique (EMC)est structurée en deux parties: la première représente l'état de l'art, c'est-à-dire une analyse bibliographique des principaux systèmes de climatisation existants, des différentes études relatives à la modélisation numérique des systèmes de réfrigération magnétique, et les études ·les plus récentes concernant l'écoulement et le transfert thermique dans les microcanaux constituants la matrice du régénérateur magnétocalorique actif étudié dans cette thèse. Ensuite la deuxième partie comporte l'étude du coefficient de transfert thermique h entre le régénérateur solide et le fluide caloporteur, et la simulation du comportement d'un cycle AMR. Un modèle numérique est développé pour chacune des études. Le premier modèle permet de calculer le coefficient de transfert convectif h et d'évaluer l'influence sur ce même coefficient de la hauteur des canaux Hc et de la vitesse du fluide Vf, en considérant deux types de canaux: canaux à parois lisses et canaux à parois rugueuses. Ainsi l'effet de la rugosité de surface des matériaux sur l'écoulement et le transfert thermique est déterminé, et l'augmentation résultante de h est évaluée. Dans cette même partie une approche de dimensionnement du système de climatisation basé sur un cycle AMR est proposée pour application à la climatisation d'un véhicule électrique. Enfin ce travail est conclu par une synthèse comprenant les contributions de ce travail, ses limites, et les perspectives qui en découlent
This work is intended for the study of an air conditioning system and heating based on themagnetic refrigeration. The study of this system based on the magnetocaloric effect (MCE) ismade in two parts: the first one represents the state of the art, that is a bibliographical analysis of the main existing air conditioning systems, the various studies relative to the numerical modelling of the magnetic refrigeration systems, and the most recent studies concerning fluid flow and heat transfer in the microchannels which constitute the matrix of the active magnetic regenerator studied in this work. Then the second part contains the study of the heat transfer coefficient h, between the solid regenerator and the coolant, and the simulation of the behaviour of an Active Magnetic Regeneration cycle. A numerical mode! is developed for each of the studies. The first one enables to calculate the convective heat transfer coefficient and to estimate the influence of the charmels height Hc and the fluid velocity Vf on the heat transfer coefficient.Two types of charmels are considered: charmels with smooth walls and charmels with rough walls. So the effect of the surface roughness of the magnetocaloric material on the fluid flow and the heat transfer is determined, and the resulting increase of h is estimated. An approach of sizing the air conditioning system based on a cycle AMR is proposed for an application in theair conditioning of a battery-driven vehicle. Finally this work is concluded by a synthesis including the contributions of this work, its limits, and the perspectives which ensue from it

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Jassm, Sedki. "Étude d'un lit fluidisé chauffé par microonde." Nancy 1, 1994. http://www.theses.fr/1994NAN10325.

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Abstract:

Ce manuscrit décrit l'installation d'un lit fluidisé dont les particules solides sont chauffées par micro-ondes, et les systèmes de mesure qui permettent d'en étudier le fonctionnement. Un modèle thermique qui rend compte de la distribution de la température a été aussi mis au point. L'applicateur est une cavité rectangulaire, résonnant selon les modes teo3n (n = 1, 3, 5), traversé par le lit fluidisé. Les puissances incidente, réfléchie et le coefficient de réflexion complexe sont calculés à partir des informations fournies par un capteur comportant quatre sondes et place en avant du système de couplage de la cavité. Les profils de la température sont mesurés par un thermocouple coulissant dans un lit et non interférant avec la distribution du champ électromagnétique. Le modèle thermique est cohérent si le gaz et le solide sont à la même température nonobstant le transfert de chaleur permanent entre les deux phases, en régime stationnaire et au cours du refroidissement du lit que l'on obtient en interrompant le chauffage par microonde. Si on cherche à faire fonctionner l'applicateur en cavité multimode, la distribution du champ électromagnétique varie avec le mouvement des particules. La cavité ne peut pas alors être accordée en fréquence et le système de couplage n'assure plus le transfert total de la puissance incidente aux particules du lit fluidisé

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Assas, Stéphane. "Dynamique des ions suprathermiques et rotation toroïdale des plasmas de tokamak chauffés par les ondes à la fréquence cyclotronique ionique." Aix-Marseille 1, 2004. http://www.theses.fr/2004AIX11047.

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Abstract:

Dans des plasmas thermonucléaires, chauffés par chauffage par ondes à la fréquence cyclotronique ionique (ondes FCI), on a pu observer la rotation du plasma dans la direction toroïdale, ce qui est particulièrement intriguant puisque aucune quantité de mouvement n'est injectée par les ondes FCI. La rotation a par ailleurs un effet bénéfique sur la stabilité du plasma et permet de réduire le transport turbulent de l'énergie. Dans la présente thèse, la dynamique des ions rapides a été plus particulièrement étudiée en présence d'une modulation toroïdale (ou « ripple ») du champ magnétique due au nombre fini de bobines générant ce champ. Nous avons montré qu’elle joue un rôle important pour les ions rapides proches d’une transition entre deux types d’orbites topologiquement différentes, rôle plus grand encore si le cisaillement magnétique dans le plasma est faible. Une base de données pour la rotation toroïdale sur Tore Supra a été constituée et analysée pour des plasmas chauffés par les ondes FCI. La rotation toroïdale semble liée aux paramètres thermiques du plasma, comme le contenu énergétique ou la pression ionique. Une force thermique due au « ripple » magnétique pourrait être à l’origine de la rotation observée dans la direction du courant plasma, tandis que les pertes « ripple » d’ions suprathermiques seraient en partie responsables de la rotation dans le sens opposé.

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Pecoul, Serge. "Détermination générale auto-cohérente du couplage d'antennes et application au chauffage d'un plasma de tokamak à la fréquence cyclotron ionique." Nancy 1, 1998. http://www.theses.fr/1998NAN10299.

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Abstract:

La conception des antennes doit être optimisée pour coupler au mieux la puissance RF ou micro-onde au plasma. Pour atteindre ces objectifs le code numérique ICANT a été réalisé. Il permet de calculer pour la première fois de façon auto-cohérente toutes les caractéristiques d'une antenne : puissance rayonnée, spectre d'émission, répartition des courants sur tous les éléments de l'antenne, champs rayonnés par l'antenne, la description généraliste du code n'est limitée dans ces applications que par l'hypothèse d'un milieu plan. Ceci permet de séparer le problème du couplage de celui de la propagation de l'onde dans le milieu par le biais d'une matrice d'impédance de surface que le milieu soit homogène ou inhomogène avec différentes conditions de rayonnement. Durant la phase importante de la validation du code un développement théorique a conduit à de nouvelles expressions de la constante de propagation et de la puissance rayonnée dans le vide et dans le plasma pour l'onde magnétosonique. Après une description des propriétés de l'onde rapide, d'autres comparaisons ont montré que le code décrit correctement le couplage de l'onde magnétosonique rapide avec un plasma homogène ou inhomogène. Pour la première fois l'effet de l'écrantage magnétique a été pris en compte sur toutes les parties de l'antenne. Cela se traduit par la présence de boucles de courant sur l'écran, un creusement du profil transverse de densité de courant sur l'émetteur et une réduction de la puissance rayonnée comme lors de la prise en compte de séparateurs ou de protections d'antennes. L’auto-cohérence de la description prend en compte la présence des modes parasites tels que les modes d'écran ou les modes coaxiaux. Une étude complémentaire sur le rôle de ces modes parasites a permis de cerner les mécanismes physiques qui les engendraient. Le modelé développé permet donc d'étudier le comportement d'antennes réalistes de différents tokamaks TEXTOR, JET ou ITER.

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Boudaa, Amar. "Optimisation de sources XUV générées par l'intéraction d'un laser sub-picoseconde avec un gaz rare." Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA112341.

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Abstract:

Ce travail de modélisation/simulation concerne l'étude d'un laser XUV généré par le schéma OFI dans des cibles gazeuses (krypton a 32. 8 nm et xenon a 41. 8 nm) étudié expérimentalement de façon intensive au LOA (ENSTA, Palaiseau). Le milieu amplificateur est créé dans un état fortement hors équilibre suite a l'interaction avec un laser infra-rouge de haut flux et très bref. L'examen des étapes de la création et de l'évolution de la cinétique atomique a permis de caractériser le plasma et d'envisager l'étude de l'amplification et le transport du rayonnement XUV. Ce dernier point a été considéré en fonction de différents paramètres (pression du gaz, intensité de pompe,. . . ). Un accent particulier a été mis sur l'influence de la dynamique des ions sur la raie d'émission. En effet, la composante ionique du plasma génère par OFI est initialement fortement couplée. Le modèle OCP applique a ce cas prédit des températures ioniques de quelques eV. L'étude des propriétés du laser a la sortie du plasma a montré que le chauffage ionique peut accroitre l'énergie du laser jusqu'a 20% dans le domaine des pressions d'intérêt pratique. D'autre part, des simulations basées sur des équations Maxwell-Bloch ont permis la comparaison entre les cas de très faible cohérence spatiale (ASE) et celui de forte cohérence spatiale (injection des harmoniques dans un amplificateur OFI). Dans ce dernier cas, l'approximation semi-adiabatique peut décrire l'amplification sur de longues distances. Aussi, l'approche semi-adiabatique, permet, même dans le cas injecté, de retrouver les caractéristiques des valeurs moyennes du signal XUV, mais pas celles du profit temporel ou spectral a forte saturation
This work deals with a theoretical study of an optical-field-ionized soft-x-ray laser generated in gas targets (krypton at 32. 8 nm, xenon at 41. 8 nm). These sources are experimentally studied intensively at the LOA (ENSTA, Palaiseau). The amplifying medium is created in a highly nonequilibrium state due to the interaction with a short and intense infrared beam. The steps of creation of the plasma and evolution of the atomic kinetics in the medium were investigated in order to characterize the plasma and to study the amplification and transport of XUV radiation. This latter point was considered depending on different parameters (gas pressure, pump intensity,. . . ). Particular emphasis was placed on the influence of the ion dynamics on the emission line. The ionic component of the OFI plasma is initially strongly coupled. The OCP model applied to this case predicted ion temperatures of the order of a few e V. The properties of the output XUV laser showed that the ionic heating can increase the laser energy up to 20% in the range of pressures of practical interest. On the other hand, simulations based on Maxwell-Bloch equations allowed US to compare the case of very low spatial coherence (AS E) with that of high spatial coherence (injection of harmonics in an OFI amplifier). In this latter case, the semi-adiabatic approximation can describe the amplification over long distances of propagation. Also, the semi-adiabatic approach, allows, even in the case of injected regime, to describe the characteristics of the average values of the XUV signal, but not those of the temporal or spectral profile at saturation

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Felici, Romain. "Évolution spatio-temporelle des paramètres macroscopiques d'un plasma de tokamak lors d'un chauffage cyclotronique électronique." Nancy 1, 1988. http://www.theses.fr/1988NAN10129.

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Abstract:

Étude du chauffage d'un plasma de tokamak par résonance à la fréquence cyclotronique électronique d'une onde de polarisation dite ordinaire. On s'intéresse d'une part aux modifications de températures qui apparaissent en raison de l'absorption par les électrons du plasma de la puissance transportée par l'onde et d'autre part, à l'évolution du transfert d'énergie au cours du chauffage

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KABDI, ZACHARIA. "Solutions analytique et numerique des equations de transfert de chaleur en milieu poreux. Applications au stockage de la chaleur et au chauffage des gaz." Nice, 1993. http://www.theses.fr/1993NICE4606.

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Abstract:

L'auteur developpe une methode analytique de resolution des equations de transfert de chaleur en milieu poreux. Il fait une application au stockage de la chaleur et au chauffage des gaz. La solution analytique developpee permet de determiner la distribution des temperatures dans le solide et dans le fluide a travers le milieu poreux, en fonction du temps et de la position. Des algorithmes de calculs permettent de simuler le comportement des deux problemes physiques consideres, par la methode analytique proposee et par la methode purement numerique. Les resultats analytiques sont en bon accord avec les resultats numeriques

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Williot, Jean-Pierre. "L'industrie du gaz à Paris au XIXe siècle, 1799-1905 : la mise en place d'un puissant monopole." Paris 4, 1995. http://www.theses.fr/1995PA040269.

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Abstract:

L'action de la compagnie parisienne, fondee sur les initiatives des six compagnies qui creerent le reseau gazier a paris, peut se resumer ainsi : entreprise rentiere, elle fut particulierement rentable ; elle le devait a une veritable strategie de "marleting gazier" et en amont de la distribution sur une recherche de l(innovation dans le processus de rpoduction ; elle a contribue a transformer la vie des parisiens en changeant leur cadre d'existence. Trois periodes doivent etre distinguees : celle de la creation du reseau durant la premiere moitie du xixe siecle, celle d'une forte croissance entre 1855 et 1880, celle d'une remise en cause des situations acquises poussant a une strategie de diversification jusqu'a la fin de la concession en 1905
The patent of lebon, dated 1799, introduces in france the first gaslighting. Promoters of this technology were more speculators than technicians. Only six companies lasted in paris after few years. Then, process of production and distribution were imported. Empiricism of these first years was responsible for many accidents yet, during the 1830's, appeared a network. Its growth has resulted from two markets: - first, an ostentatious lighting to increase the value of shops and pubblic rooms. - in the second place, to serve as substitute for oil-lamps into public illuminations. General statutes were adopted in the middle of the ninettenth century, after several incomplete laws. During the second empire, one company replaced the six first. It was a monopoly which has common interest with pereire. The "compagnie parisienne du gaz" increased uses of gaz with a connected network, a most important market with an increasing number of consumers and a dynamic policy of sales. It provided progress in everyday life and developed confort and luxury. Besides, it has associated the rise of production with a permanent research to find innovations

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Lediankine, Andrei͏̈. "Mesures spectroscopiques de la densité et de la température électronique au bord du plasma dans TORE SUPRA." Aix-Marseille 1, 1996. http://www.theses.fr/1996AIX11043.

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Abstract:

Un faisceau d'atomes de lithium et de fluor cree par ablation laser a ete utilise sur le tokamak tore supra (ts) pour mesurer la densite n#e et la temperature t#e electronique au bord du plasma. Meme si les conditions techniques n'etaient pas ideales, avec un modele convenable de geometrie, les profils de n#e (par injection du lithium) sont en accord avec les autres diagnostics. On a aussi mesure le profil de t#e par injection de fluor. Les valeurs sont systematiquement plus hautes (approximativement d'un facteur 2) que celles donnees par la sonde de langmuir. La difference pourrait provenir de la meconnaissance des donnees atomiques du fluor. D'autre part la sonde de langmuir pourrait aussi donner une temperature plus basse a cause de la perturbation qu'elle engendre

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Vassal, Marie-Cécile. "Etude et miniaturisation d'un analyseur basse fréquence destiné à la correction de l'effet Doppler à bord d'une sonde en mouvement rapide par rapport au milieu étudié : application à la mission "Solar Probe"." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2001. http://www.theses.fr/2001VERS0029.

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Abstract:

La mission "Solar Probe" (NASA) est une mission d'exploration de la couronne solaire qui combinera de l'imagerie à des mesures in situ de façon à étudier des phénomènes physiques tels que l'accélération du vent solaire et le chauffage de la couronne. Pour cela, les expériences embarquées doivent permettre de caractériser les ondes qui se propagent dans le plasma. Or, dans le cas des ondes basses fréquences, la vitesse de la sonde par rapport au plasma entraînera un décalage Doppler k. V important qu'il est indispensable d'évaluer pour caractériser correctement les ondes. Nous avons montré que le calcul de k. V et la correction des données, à partir de la mesure B et J dans le repère de la sonde et de l'utilisation de l'équation d'Ampère dans la limite basse fréquence, est possible. La validité de cette méthode a été démontrée, par des simulations, pour différentes combinaisons d'ondes planes. Cependant, cette méthode n'est pas toujours utilisable, en particulier dans le cas d'ondes accompagnant la sonde (Vg [environ]Vsonde). Le faible taux de télémesure accordé rend intéressante l'utilisation d'un analyseur embarquée pour réaliser la correction Doppler. La faisabilité de cet analyseur a été étudiée au cours de la thèse. Cette étude comporte deux grands axes : la conception d'une maquette sur table et la miniaturisation d'un élément de la chaîne d'acquisition. L'utilisation du microprocesseur ADSP21060L a permis de réaliser un analyseur faible consommation (environ 1W) compatible avec les contraintes de la mission. Ce processeur n'étant pas qualifié pour les applications spatiales nous avons réalisé une pré-étude de tenue aux radiations dont les résultats sont favorables. La réalisation en technologie 3D d'un système de trois préamplificateurs et leur alimentation, associé à un tri-axes d'antennes magnétiques, a permis de réduire de 30°/° la masse et le volume par rapport à la réalisation hybride utilisée précédemment sans dégradation de la sensibilté.

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Chemat, Farid. "Le chauffage micro-ondes dans les procédés de synthèse organique : application à l'hydrolyse des nitriles et à la pyrolyse de l'urée." Toulouse, INPT, 1994. http://www.theses.fr/1994INPT017G.

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Abstract:

Une premiere partie bibliographique analyse l'etat des connaissances sur le principe, la mise en uvre et la comprehension des reactions chimiques sous chauffage micro-ondes. L'accent est mis sur l'hypothese d'une activation specifique des micro-ondes a l'echelle moleculaire. La deuxieme partie presente une etude sur les effets chimiques et physiques des micro-ondes, effets observes a l'aide d'une reaction modele simple: l'hydrolyse des nitriles en acides carboxyliques. Cette reaction est realisee en milieu homogene en presence de diacides organiques et en milieu heterogene en utilisant des sels mineraux ou de metaux de transition. Une etude sur la surchauffe des liquides sous micro-ondes a ete menee afin d'expliquer les effets thermiques non conventionnels rencontres sous chauffage micro-ondes. Un nouveau procede propre a ete mis au point pour la synthese d'acides et d'amides carboxyliques a partir d'une hydrolyse originale a sec des nitriles par des diacides carboxyliques. Ce procede est simple, ecologique, et de faible cout et pourrait remplacer les techniques traditionnelles. La troisieme partie decrit une etude comparative entre le chauffage conventionnel et micro-ondes sur la reaction de pyrolyse d'uree en acide cyanurique a sec et dans un solvant organique. Ensuite, nous decrivons un dispositif couplant le chauffage par micro-ondes avec le degazage par ultrasons qui sera utilise pour activer la reaction de pyrolyse d'uree. Divers techniques ont ete testes pour essayer de mettre au point un procede de pyrolyse d'uree sous champ micro-ondes

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Bounaceur, Arezki. "Interaction lit fluidisé de particules solides-rayonnement solaire concentré pour la mise au point d'un procédé de chauffage de gaz à plus de 1000 K." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00409692.

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Abstract:

A l'heure actuelle les énergies fossiles traditionnelles (pétrole, charbon...) commencent à s'épuiser, ce qui pousse l'humanité à chercher d'autres sources d'énergie pour subvenir à ses besoins. La nature recèle beaucoup de sources d'énergie inépuisables et non polluantes comme l'énergie solaire, la biomasse et l'énergie éolienne. La disponibilité de l'énergie solaire, sa gratuité et son renouvellement encouragent sa collecte et son exploitation. L'énergie solaire peut être collectée pour diverses utilisations comme la réalisation d'une réaction chimique endothermique ou la production de l'électricité. La production de l'électricité solaire est opérée soit par des procédés photovoltaïques, soit par des procédés thermodynamiques. Ceux ci ont un rendement déjà intéressants, mais sont actuellement limités par la température des cycles à vapeur. Pour améliorer l'efficacité énergétique de ces procédés, une des solutions est de chauffer un gaz à très hautes températures en entrée d'une turbine à gaz. Le travail présenté dans ce mémoire décrit un procédé de collecte d'énergie solaire concentrée basé sur un lit fluidisé à changement de section. La collecte de l'énergie solaire se fait directement au travers d'une fenêtre transparente en quartz. La conception de notre récepteur solaire est basée sur deux études. La première consiste à tester plusieurs colonnes transparentes à froid de géométries et de dimensions différentes pour optimiser la distribution des particules lors de la fluidisation. Elle nous a permis de choisir les dimensions et la géométrie du récepteur solaire. En parallèle, nous avons réalisé un premier récepteur avec éclairement artificiel par des lampes infrarouges, au laboratoire RAPSODEE de l'Ecole des Mines d'Albi. Il nous a permis de vérifier la faisabilité du procédé et d'avoir les premiers résultats de la fluidisation à chaud. Le récepteur solaire a été ensuite testé au four solaire de 4,6 m du PROMES-CNRS à Odeillo. Durant notre travail nous avons étudié expérimentalement et numériquement les transferts thermiques dans le lit fluidisé et l'influence des divers paramètres physiques sur l'efficacité du récepteur. Un modèle mathématique des transferts radiatifs basé sur la méthode de Monte Carlo en 1 D a été réalisé. Ce modèle permet de déterminer la distribution des densités de flux thermiques dans les différentes couches du lit fluidisé ainsi que les pertes radiatives. Nous concluons sur la pertinence de nos choix dans ce travail et sur les perspectives.

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Bounaceur, Arezki. "Interaction lit fluidisé de particules solides-rayonnement solaire concentré pour la mise au point d’un procédé de chauffage de gaz à plus de 1000 K." Paris, ENMP, 2008. http://pastel.paristech.org/5281/01/These-Bounaceur.pdf.

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Abstract:

A l'heure actuelle les énergies fossiles traditionnelles (pétrole, charbon…) commencent à s'épuiser, ce qui pousse l'humanité à chercher d'autres sources d'énergie pour subvenir à ses besoins. La nature recèle beaucoup de sources d'énergie inépuisables et non polluantes comme l'énergie solaire, la biomasse et l'énergie éolienne. La disponibilité de l'énergie solaire, sa gratuité et son renouvellement encouragent sa collecte et son exploitation. L'énergie solaire peut être collectée pour diverses utilisations comme la réalisation d'une réaction chimique endothermique ou la production de l'électricité. La production de l'électricité solaire est opérée soit par des procédés photovoltaïques, soit par des procédés thermodynamiques. Ceux ci ont un rendement déjà intéressants, mais sont actuellement limités par la température des cycles à vapeur. Pour améliorer l'efficacité énergétique de ces procédés, une des solutions est de chauffer un gaz à très hautes températures en entrée d'une turbine à gaz. Le travail présenté dans ce mémoire décrit un procédé de collecte d'énergie solaire concentrée basé sur un lit fluidisé à changement de section. La collecte de l'énergie solaire se fait directement au travers d'une fenêtre transparente en quartz. La conception de notre récepteur solaire est basée sur deux études. La première consiste à tester plusieurs colonnes transparentes à froid de géométries et de dimensions différentes pour optimiser la distribution des particules lors de la fluidisation. Elle nous a permis de choisir les dimensions et la géométrie du récepteur solaire. En parallèle, nous avons réalisé un premier récepteur avec éclairement artificiel par des lampes infrarouges, au laboratoire RAPSODEE de l'Ecole des Mines d'Albi. Il nous a permis de vérifier la faisabilité du procédé et d'avoir les premiers résultats de la fluidisation à chaud. Le récepteur solaire a été ensuite testé au four solaire de 4,6 m du PROMES-CNRS à Odeillo. Durant notre travail nous avons étudié expérimentalement et numériquement les transferts thermiques dans le lit fluidisé et l'influence des divers paramètres physiques sur l'efficacité du récepteur. Un modèle mathématique des transferts radiatifs basé sur la méthode de Monte Carlo en 1 D a été réalisé. Ce modèle permet de déterminer la distribution des densités de flux thermiques dans les différentes couches du lit fluidisé ainsi que les pertes radiatives. Nous concluons sur la pertinence de nos choix dans ce travail et sur les perspectives. Mots clés : rayonnement solaire concentré, lit fluidisé, gaz chaud, récepteur solaire, transfert radiatif, Méthode de Monte Carlo
At the moment the traditional fossil energy (oil, coal. . . ) are beginning to run out, causing humanity to seek other sources of energy to meet his needs. Nature holds many sources of inexhaustible and clean energy like solar energy, biomass and wind energy. The availability of solar energy, its free and renewal encourage its collection and use. Solar energy can be collected for various uses as conducting an endothermic chemical reaction or production of electricity. The production of solar electricity is made by photovoltaic processes or by thermodynamic processes. Those have an interesting performance, but are currently limited by temperature steam cycles. One solution is to heat a gas at very high temperatures at the entrance of a gas turbine. The work presented in this report describes a process of collecting concentrated solar energy based on a change section fluidized bed. The collection of solar energy is directly through a transparent quartz window. The design of our solar receiver is based on two studies. The first enable us to cold test several transparent columns with different geometries and dimensions to optimize the distribution of particles during fluidization. This study enable us to choose the dimensions and geometry of the solar receiver. In parallel, we made a first receiver artificial illumination by infrared lamps. We have designed the receiver in RAPSODEE laboratory of the Ecole des Mines d'Albi. It helped us to verify the feasibility of the process and to have the first results of the hot fluidized bed. The solar receiver was then tested in 4. 6 m solar concentrator of PROMES-CNRS Odeillo. During our work we studied experimentally and numerically heat transfer in the fluidized bed and the influence of various physical parameters for the effectiveness of the receiver. A mathematical model of radiative transfer based on the Monte Carlo Method in 1 D was achieved. The model is used to determine the distribution of heat in the different layers of the fluidized bed and the radiative losses. We conclude for the relevance of our choice in this work and the perspectives. Key words : concentrated solar radiation, fluidized bed, hot gas, solar receiver, radiative heat transfer, Monte Carlo Method

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Pei, Yan. "Effets du chauffage sur les matériaux cimentaires - impact du « self-healing » sur les propriétés de transfert." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2016. http://www.theses.fr/2016ECLI0016/document.

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Abstract:

Ce travail expérimental a porté sur la dégradation de deux matériaux cimentaires, un mortier (pour la grande majorité des essais) et un béton, suite à un chauffage intense jusqu’à 600°C et parfois 700°C. L’idée qui a sous tendu cette étude était de « mesurer » cette dégradation via les propriétés de transport : la perméabilité au gaz et la porosité au gaz sous contrainte de confinement et certaines propriétés poro-mécaniques. Pour mener à bien ce travail, plusieurs techniques expérimentales ont été développées ou améliorées. Il s’agit en particulier de la mesure de porosité au gaz sous contrainte de confinement. L’emploi d’un gaz neutre permet de remplir les vides connectés dans le matériau et de calculer sa porosité. La réhydratation avec de l’eau déminéralisée a un effet considérable sur les matériaux fortement chauffés car elle restaure une grande partie de la porosité qui retrouve son niveau initial voire parfois une valeur inférieure à celui-ci. Très logiquement le « self-healing » permet aussi de restaurer une large part de la perméabilité qui ne retrouve cependant pas son niveau initial
This experimental work focused on the degradation of two cementitious materials, mortar (for most tests) and a concrete following an intense heating to 600 ° C and 700 ° C sometimes. The idea that underpinned the study was to "measure" this degradation via the transport properties : gas permeability and porosity to gas under confining stress and some poro-mechanical properties. To carry out this work, several experimental techniques have been developed or improved. This is particularly the porosity measurement gas under a confining stress. The use of a neutral gas is used to fill the voids in the material and connected to calculate its porosity. Rehydration with demineralized water has a considerable effect on the highly heated material because it restores much of the porosity which regains its initial level or sometimes a value less than one. Logically the "self-healing" also restores much of the permeability which does not recover its original level

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Li, Xiaoming. "Développement d'une méthode connexionniste pour la détection et le diagnostic de défauts de systèmes de chauffage." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1996. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00529470.

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Abstract:

L'accroissement des performances des systèmes de génie climatique de ces dernières années s'est accompagné d'une complexité accrue de ceux-ci. La compréhension de leur fonctionnement ainsi que !a détection et le diagnostic de leurs défauts deviennent de plus en plus difficiles pour les équipes de maintenance. Ces dernières souhaitent donc disposer d'outil performant d'aide à la détection des défauts ou dérives de fonctionnement et, éventuellement, d'aide au diagnostic des causes de ceux-ci. Cette thèse s'intéresse au développement d'un tel outil adapté aux systèmes de chauffage collectif à eau chaude. Les défauts pour lesquels il paraissait le plus utile de développer un outil de détection et de diagnostic ont d'abord été recensés. La modélisation-simulation du fonctionnement des cinq systèmes de chauffage avec et sans défauts a permis ensuite d'obtenir une base de données destinée au développement d'un outil de détection et de diagnostic. Un prototype de détection et de diagnostic basé sur la reconnaissance des formes a été développé en utilisant, comme outil de classification, un modèle connexionniste (réseaux de neurones multi-couches). Ce prototype a été testé sur les cinq systèmes simulés. Le résultat est satisfaisant avec un taux de réussite supérieur à 90% et un risque de fausse alarme inférieur à 2% pour l'ensemble des défauts des cinq systèmes simulés. Ceci bien que seules les données provenant d'un des systèmes aient été utilisées pour la phase d'apprentissage du prototype. Cette étude permet de penser que la généralisation du prototype vers des systèmes réels devrait donner des résultats intéressants. A l'issue de ce travail les principales perspectives consistent à : - valider l'outil de détection et de diagnostic ainsi développé sur des systèmes réels, - implanter celui-ci dans des systèmes de gestion technique des bâtiments en collaborant avec des industriels, - appliquer l'approche développée dans cette thèse à d'autres systèmes de génie climatique.

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Arik, Elvan. "Se chauffer à Istanbul : Des pratiques thermiques face aux épreuves de la transition et de l’efficacité énergétiques." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSEI107/document.

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Abstract:

Cette recherche s’intéresse aux transformations des pratiques de chauffage à Istanbul impulsées par l’arrivée d’une nouvelle ressource énergétique. À travers l’analyse d’une trajectoire heurtée et contestée de diffusion du gaz naturel en substitut de combustibles traditionnels (charbon/bois/fuel), ma thèse dévoile les spécificités et les contradictions d’un processus « ordinaire » de transition énergétique au regard des dynamiques inégales d’appropriation sociale des innovations technologiques, qui viennent conforter et parfois subvertir la nature même des projet techniques et politiques. Inspiré par des travaux sur la sociologie de l’énergie et d’écologie politique urbaine, je propose de suivre dans le temps et dans l’espace les modalités d’agencement d’un nouveau système sociotechnique (service de distribution en réseaux, équipements de chauffage prétendant à l’efficacité énergétique pour la dernière génération d’entre eux, panneaux solaires, etc.), de comprendre les logiques conflictuelles de territorialisation de ces dispositifs en lien avec d’autres dynamiques de transformations urbaines, et enfin de repérer les conditions matérielles, culturelles et socio-économiques, plus ou moins favorables, pour que ces infrastructures réussissent à s’encastrer dans le quotidien des habitants. Ce faisant, ma thèse répond à un double questionnement : comment expliquer la rapidité et la massivité du déploiement du gaz naturel étant donnée la nature des obstacles à surmonter dans le contexte d’une métropole émergente (étalement urbain, concentration de pauvreté, inadaptation d’un cadre bâti hérité à l’usage du chauffage centralisé) ? Comment interpréter les multiples formes de vulnérabilité produites par un processus de transition énergétique censé, paradoxalement, incarner la modernisation et accompagner l’internationalisation d’Istanbul ?
My research focuses on the transformations of heating practices in Istanbul driven by the arrival of a new energy resource. Through the analysis of a contested and non linear trajectory of natural gas diffusion, my dissertation reveals the specificities and the contradictions of an « ordinary » process of energy transition (natural gas being a substitute for traditional fuels such as coal/wood) in light of the unequal dynamics of social appropriation of technological innovations, which reinforce and sometimes subvert the very nature of technical and political projects. Inspired by works on the sociology of energy and urban political ecology, I propose to analyze the construction of a new socio-technical system (network distribution service, boiler devices which pretend to be efficient for the most recent ones, meters, solar panels, etc.), to understand the conflicting logics of territorialization of these artefacts in relation with other dynamics of urban transformations, and finally to identify the material, cultural and socio-economic conditions, though which these new energy amenities success or failed to connect differents categories of people and neighbourhoods. In doing so, my thesis answers a double questioning : given the nature of various obstacles to overcome in the context of Istanbul (urban sprawl, high rates of poverty, heritage of a built environment which is inapropriate with the installation of central heating system), how can we explain the quickness and the large scale development of natural gas demand in Istanbul ? How can we interpret the multiple forms of vulnerability produced by an energy transition process, which is paradoxically, supposed to embody the modernization of Istanbul and to foster its internationalization ?

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Jensen, Thor. "L'adoption de géothermique à des échelles multiples en Amérique du Nord." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLV032/document.

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Abstract:

En Amérique du Nord, le chauffage de l'espace, l'eau chaude, et l'utilisation de la climatisation énergie secondaire plus que toute autre activité au sein de bâtiments, émettant ainsi la majorité des gaz périmètres 1 et 2 serre (GES). La pompe à chaleur géothermique (PCG) utilise un tiers de l'énergie des technologies traditionnelles de fournir un espace de services d'eau chaude et de climatisation. Bien géothermique est une technologie bien établie, les économies d'énergie et les émissions de GES ne sont pas traduits dans leur adoption généralisée. Les mesures de politique publique et les incitations financières adoptées pour promouvoir PCG ont échoué à conduire à une large adoption ou de réduire les coûts. Cette thèse examine l'adoption de pompes à chaleur géothermiques en réponse aux politiques de soutien parmi les adopteurs résidentiels, institutionnels, et la ville-échelle. Données au niveau détaillé du site et des panneaux permettent expériences naturelles sur la réponse des adoptants résidentiels au Canada et aux États-Unis à l'évolution des incitations. À des échelles supérieures, les procédures réglementaires relatives à l'offre de services de l'énergie thermique (TES) a fourni une étude de cas pour l'analyse des modèles d'utilité pour financer géothermique pour les clients commerciaux et institutionnels. Au Canada et aux États-Unis, les incitations financières ont échoué à soutenir l'adoption de la pompe à chaleur géothermique à travers ou après la période de la subvention pour les ménages résidentiels. Pas plus que les incitations conduisent à une diminution des prix dans le temps. Problèmes de resquillage au Canada et une incapacité à faire des incursions dans les zones desservies par le gaz naturel ont brin technologie géothermique. En outre, le coût en capital de pompes à chaleur géothermiques en résulte un coût de cycle de vie plus élevé que la plupart des solutions de rechange. Les avantages de l'économie à l'échelle d'incitations financières pour les pompes à chaleur géothermiques sont limitées au Canada, où la plupart des pompes à chaleur sont importés. TES fournissent innovations convaincantes pour combler les obstacles à des échelles supérieures. TES surmonter équilibrer les contraintes de bilan sur la dette commune aux organisations du secteur public par le financement de biens d'équipement et de rénovation que les paiements de services publics. TES peut surmonter les contraintes de capitaux rencontrés par les développeurs en finançant des équipements à l'intérieur du bâtiment en réduisant les coûts de construction. Cependant, notre étude des marchés publics de cas révèle TES être une approche coûteuse dans le long terme. Les perspectives de cette recherche sont traduits dans les meilleures pratiques et des conseils stratégiques pour améliorer la passation des marchés, accroître la sensibilisation, et aligner les incitations pour une plus grande efficacité
In North America, space heating, hot water, and air conditioning use more secondary energy thanany other activity within buildings, thus emitting the majority of scope 1 and scope 2 GreenhouseGases (GHG). The Ground Source Heat Pump (GSHP) uses one-third the energy of traditionaltechnologies to provide space conditioning and hot water services.While GSHP is a well-established technology, the energy savings and lower GHG emissionshave not translated into their widespread adoption. Public policy measures and financialincentives adopted to promote GSHP have failed to lead to broad adoption or lower costs. Thisthesis examines the adoption of GSHP in response to supportive policies among residential,institutional, and city-scale adopters.Detailed site-level and panel data permit natural experiments on the response of residentialadopters in Canada and the US to changing incentives. At higher scales, regulatory proceedingsconcerning the offering of Thermal Energy Services (TES) has provided a case study for analysisof utility models to finance GSHP for commercial and institutional clients.In Canada and the US, financial incentives failed to sustain the adoption of GSHP throughout orafter the period of subsidy among residential households. Neither did incentives lead to adecrease in price over time. Free-ridership problems in Canada and an inability to make inroadsto areas served by natural gas have stranded GSHP technology. Further, the capital cost ofGSHP results in a higher lifecycle cost than most alternatives. The economy-wide benefits offinancial incentives for GSHP are limited in Canada, where most heat pumps are imported.iiiTES provide compelling innovations to bridge barriers at higher scales. TES overcome balancesheet constraints on debt common to public sector organizations by financing capital equipmentand renovations as utility payments. TES can overcome capital constraints faced by developersby financing equipment inside the building lowering construction costs. However, our casestudy of public procurement reveals TES to be a costly approach in the long run. The insightsfrom this research are translated into best practices and policy advice to improve contracting,increase awareness, and align incentives for greater efficiency

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Berio, Stéphan. "Développement de coupleurs à la fréquence hybride pour la génération non inductive du courant dans un Tokamak." Aix-Marseille 3, 1996. http://www.theses.fr/1996AIX30084.

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Abstract:

Utilisee a ses debuts comme chauffage pour atteindre les temperatures necessaires a la fusion d'un plasma thermonucleaire, l'onde hybride s'est averee la methode la plus efficace pour la generation non inductive du courant dans un tokamak. La taille et les objectifs d'une machine future telle que iter ont conduit a la conception de nouvelles antennes (en cours de realisation sur tore supra). Ces nouvelles antennes a guides d'onde surdimensionnes, sont plus simples, plus robustes et capables de passer autant sinon plus de puissance que les antennes actuelles. Cette these contribue a la realisation d'un nouveau code de calcul appele aloha (pour advanced lower hybrid antenna) qui, a terme, permettra de connaitre les caracteristiques et le comportement de ces nouvelles antennes surdimensionnees faces a un plasma de tokamak. Elle constitue egalement un premier pas dans l'interpretation de donnees experimentales se rapportant aux mesures de couplage, d'absorption et de generation de courant de l'onde hybride reellement emise par un grill a guides d'onde rectangulaires. De plus, elle pose les bases de l'etude de ces nouvelles antennes face a un champ magnetique de confinement non parallele aux petits cotes des guides et/ou faces a des inhomogeneites poloidales du plasma

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Lu, LingFeng. "Modelling of plasma-antenna coupling and non-linear radio frequency wave-plasma-wall interactions in the magnetized plasma device under ion cyclotron range of frequencies." Thesis, Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0173/document.

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Abstract:

Le Chauffage Cyclotron Ionique (ICRH) par des ondes dans la gamme 30-80MHz est couramment utilisé dans les plasmas de fusion magnétique. Excitées par par des réseaux phasés de rubans de courant à la périphérie du plasma, ces ondes existent sous deux polarisations. L’onde rapide traverse le bord ténu du plasma par effet tunnel puis se propage à son centre où elle est absorbée. L’onde lente, émise de façon parasite, existe seulement à proximité des antennes. Quelle puissance peut être couplée au centre avec 1A de courant sur les rubans? Comment les champs radiofréquence (RF) proches et lointains émis interagissent-ils avec le plasma de bord par rectification de gaine RF à l’interface plasma-paroi? Pour répondre simultanément à ces deux questions, en géométrie réaliste sur l’échelle spatiale des antennes ICRH, cette thèse a amélioré et testé le code numérique SSWICH (Self-consitent Sheaths and Waves for ICH). SSWICH couple de manière auto-cohérente la propagation des ondes RF et la polarisation continue (DC) du plasma via des conditions aux limites non-linéaires de type gaine (SBC) appliquées à l’interface plasma / paroi. La nouvelle version SSWICH-FW est pleine onde et a été développée en deux dimensions (toroïdale/radiale). De nouvelles SBCs couplant les deux polarisations d’ondes ont été obtenues et mises en œuvre le long de parois courbes inclinées par rapport au champ magnétique de confinement. Avec ce nouvel outil en l'absence de SBCs, nous avons étudié l'impact d'une densité décroissant continûment à l'intérieur de la boîte d'antenne en traversant la résonance hybride basse (LH). Dans les limites mémoire de notre poste de travail, les champs RF au-dessous de la résonance LH ont changé avec la taille de maille. Par contre spectre de puissance couplée n’a que très peu évolué, et n’était que faiblement influencé par la densité à l'intérieur de l'antenne. En présence de SBCs, les simulations SSWICH-FW ont identifié le rôle de l'onde rapide sur l’excitation de gaines RF et reproduit certaines observations expérimentales clés. SSWICH-FW a finalement été adapté pour réaliser les premières simulations 2D électromagnétiques et de gaine-RF de la machine plasma cylindrique magnétisée ALINE
Ion Cyclotron Resonant Heating (ICRH) by waves in 30-80MHz range is currently used in magnetic fusion plasmas. Excited by phased arrays of current straps at the plasma periphery, these waves exist under two polarizations. The Fast Wave tunnels through the tenuous plasma edge and propagates to its center where it is absorbed. The parasitically emitted Slow Wave only exists close to the launchers. How much power can be coupled to the center with 1A current on the straps? How do the emitted radiofrequency (RF) near and far fields interact parasitically with the edge plasma via RF sheath rectification at plasma-wall interfaces? To address these two issues simultaneously, in realistic geometry over the size of ICRH antennas, this thesis upgraded and tested the Self-consistent Sheaths and Waves for ICH (SSWICH) code. SSWICH couples self-consistently RF wave propagation and Direct Current (DC) plasma biasing via non-linear RF and DC sheath boundary conditions (SBCs) at plasma/wall interfaces. Its upgrade is full wave and was implemented in two dimensions (toroidal/radial). New SBCs coupling the two polarizations were derived and implemented along shaped walls tilted with respect to the confinement magnetic field. Using this new tool in the absence of SBCs, we studied the impact of a density decaying continuously inside the antenna box and across the Lower Hybrid (LH) resonance. Up to the memory limits of our workstation, the RF fields below the LH resonance changed with the grid size. However the coupled power spectrum hardly evolved and was only weakly affected by the density inside the box. In presence of SBCs, SSWICH-FW simulations have identified the role of the fast wave on RF sheath excitation and reproduced some key experimental observations. SSWICH-FW was finally adapted to conduct the first electromagnetic and RF-sheath 2D simulations of the cylindrical magnetized plasma device ALINE

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Radhouani, Mohamed Sassi. "Analyse du transfert radiatif dans des milieux poreux semi-transparents gris à l'aide de la méthode de développement en mode normal application au chauffage des gaz et à la détermination expérimentale des coefficients d'extinction /." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37600617r.

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Radhouani, Mohamed Sassi. "Analyse du transfert radiatif dans des milieux poreux semi-transparents gris à l'aide de la méthode de développement en mode normal : application au chauffage des gaz et a la détermination expérimentale des coefficients d'extinction." Perpignan, 1986. http://www.theses.fr/1986PERP0005.

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Roske, Laurent. "Packaging de composants grand gap haute température et haute tension." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30049/document.

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Abstract:

En électronique de puissance, un des principaux axes de recherche, concerne la montée en température. L'encapsulation et la passivation du module de puissance constituent, sous cette contrainte, des verrous technologiques. En effet, les matériaux polymères habituellement utilisés ne peuvent plus satisfaire des exigences en température fixée dans notre étude à 350°C sans pertes importantes de leurs propriétés diélectriques. L'isolation gazeuse a été alors envisagée et quelques résultats encourageants ont été dégagés. Le seuil d'apparition des décharges dans des gaz est étudié en vue de leur utilisation dans des modules de puissance à haute température. Deux gaz ont été sélectionnés pour leurs propriétés diélectriques et leurs GWP faibles : l'octafluoropropane (C3F8) et l'octafluorocyclobutane (c-C4F8), l'azote (N2) faisant référence pour comparaison. Au préalable, une étude sur les céramiques les plus utilisées à haute température est réalisée. Cette étude montre un changement du mécanisme de conduction de l'alumine et de l'AlN passant d'un régime capacitif à un régime résistif et modifiant au passage les propriétés de surface en facilitant l'écoulement des charges dans le volume du matériau tandis que le Si3N4 conserve un comportement capacitif et les charges en surface même à haute température. L'échauffement local des gaz met en évidence une diminution du seuil d'apparition des décharges avec la température et ce quel que soit le gaz étudié. La modification de la distance inter-électrodes permet de diminuer la variation du seuil d'apparition avec la température pour de faibles distances. Des expériences complémentaires ont été menées afin de comparer ces résultats à ceux obtenus lors d'un chauffage global. L'utilisation de gaz dans des packaging de puissance s'avère donc prometteuse mais demande une meilleure compréhension et maîtrise des mécanismes en jeu
In power electronics, one of the main research topics concerns high temperature operation of the components. Under such a constraint, the encapsulation and the passivation of the semiconductors devices in power module appear as physical and technological bottleneck. As a matter of fact, usual polymeric materials are unable to endure the temperature requirements set out in our study (350 °C) without significant loss of their dielectric properties. Therefore, gas insulation is considered and encouraging results have been obtained. The Discharges Inception Voltage is studied for different gases that could be used in high temperature power modules. Thanks to their dielectric properties and their low GWP, two gases have been selected: octafluoropropane (C3F8) and octafluorocyclobutane (c-C4F8), nitrogen (N2) being used as reference in this study. In a first step, the high temperature behaviors of the most widely used substrate materials (ceramics) are studied. A change of the conduction mechanism from a pure capacitive behavior (at low temperature) to a pure resistive one (at high temperature) is observed for both alumina and AlN samples. On the contrary, Si3N4 remains capacitive whatever the temperature. Such a behavior has an impact on the charges located at the surface. They disappear quickly for the two formers while they slowly decrease for the later. The field reinforcement associated to their existence and its impact on the DIV will not be the same. Whatever the gas under study, a local heating leads to a decrease in the DIV with temperature. A decrease of the distance between the two electrodes, leads to a decrease of the DIV changes vs Temperature. These results are compared to the measurements performed when the samples were uniformly heated. The use of gas in power packaging seems to be promising but it still needs a better understanding of the mechanisms involved

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Arcese, Emanuele. "Numerical modeling of microwave plasma actuators for aerodynamic flow control." Thesis, Toulouse, ISAE, 2019. http://www.theses.fr/2019ESAE0020/document.

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Abstract:

Au cours des dernières décennies, les plasmas créés par une décharge micro-ondes ont de plusen plus attiré l’attention de la communauté scientifique aérospatiale sur le sujet du contrôled’écoulements. En effet, il a été démontré expérimentalement que le dépôt d’énergie obtenu parle plasma peut modifier les propriétés aérodynamiques de l’écoulement autour d’un objet telleque la trainée de frottement. Or, la conception et l’optimisation de ces actionneurs plasma entant que technique de contrôle d’écoulements nécessitent une compréhension approfondie de laphysique sous-jacente que les seules expériences sont incapables de fournir.Dans ce contexte, nous nous intéressons à la modélisation numérique de l’interaction desondes électromagnétiques avec un plasma et le gaz afin de mieux comprendre la nature desdécharges micro-ondes et leur applicabilité. La modélisation de ces phénomènes présente desdifficultés importantes en raison du couplage multi-physique et donc de la multitude des échellesspatiales et temporelles qui apparaissent. Ce travail de thèse traite des questions de physiqueet de mathématiques appliquées soulevées par la modélisation numérique de ces plasmas.La première partie du travail se focalise sur les questions de validité du modèle physique duclaquage micro-onde fondé sur l’approximation de champ effectif local. En raison des gradientsde densité du plasma très élevés, la validité du concept de champ effectif local peut être misen doute. Pour cela, un modèle fluide du second ordre est développé en incluant une equationd’énergie électronique non-locale. Cette modélisation permet de décrire de façon plus précisele dépôt d’énergie par plasma induisant la formation d’ondes de choc dans le gaz. Une analysedimensionnelle du système d’équations fluide permet de caractériser la non-localité en espace dubilan d’énergie électronique en fonction du champ électrique réduit et de la fréquence de l’onderéduite. Une discussion est également menée sur d’autres approximations des coefficients detransport électronique. Dans une deuxième partie, la construction et l’analyse d’une méthode multi-échelles derésolution numérique du problème de propagation des ondes électromagnétiques dans le plasmasont réalisées. Il s’agit du couplage entre les équations de Maxwell dans le domaine temporel avecune équation de quantité de mouvement pour les électrons. L’approche s’appuie sur la méthodede décomposition de domaine de type Schwartz, basée sur une formulation variationnelle duschéma de Yee et utilisant deux niveaux de grilles Cartésiennes emboitées. Une grille locale,appelée patch, est utilisée pour calculer de manière itérative la solution dans la région du plasmaoù une meilleure précision est requise. La méthode proposée permet le raffinement local etdynamique du maillage spatial tout en conservant l’énergie du système. Une analyse théorique dela convergence de l’algorithme pour les résolutions temporelles explicite et implicite est égalementréalisée. Dans la dernière partie, des simulations numériques sur le claquage micro-ondes et la formation de structures filamentaires de plasma sont conduites. Les effets de différents types d’approximations sur le modèle physique du plasma sont analysés. Puis, ces expériences numériques démontre la précision et l’efficacité, en terme de temps de calcul, de la méthode multi-échelleproposée. Enfin, on étudie les effets de chauffage du gaz sur la formation et l’entretien de structures filamentaires dans l’air à pression atmosphérique. Pour cela, le modèle micro-onde-plasma développé est couplé avec les équations de Navier-Stokes instationnaires pour les écoulements compressibles. Les simulations montrent des caractéristiques intéressantes de la dynamique deces structures plasma pendant le processus de chauffage du gaz, qui sont en accord étroit avec les données expérimentales
In recent decades, microwave discharge plasmas have attracted increasing attention of aerospace scientific community to the subject of aerodynamic flow control because of their capability of sub- stantially modifying the properties of the flow around bodies by effective energy deposition. The design and optimization of these plasma actuators as flow control technique require a compre- hensive understanding of the complex physics involved that the sole experiments are incapable to provide.In this context, we have interest in the numerical modeling of the mutual interaction of elec- tromagnetic waves with plasma and gas in order to better understand the nature of microwave discharges and their applicability. A challenging problem arises when modeling such phenomena because of the coupling of different physics and therefore the multiplicity of spatial and tempo- ral scales involved. A solution is provided by this thesis work which addresses both physics and applied mathematics questions related to microwave plasma modeling.The first part of this doctorate deals with validity matters of the physical model of microwave breakdown based on the local effective field concept. Because of large plasma density gradients, the local effective field approximation is questionable and thus a second-order plasma fluid model is developed, where the latter approximation is replaced by the local mean energy approximation. This modeling approach enables to take into account the non-locality in space of the electron energy balance that provides a more accurate description of the energy deposition by microwave plasma leading to the shock waves formation into the gas. A dimensionless analysis of the plasma fluid system is performed in order to theoretically characterize the non-locality of the introduced electron energy equation as function of the reduced electric field and wave frequency. It also discusses other approximations related to the choice and method of calculation of electron transport coefficients.Concerning the mathematical aspects, the thesis work focuses on the design and the analysis of a multiscale method for numerically solving the problem of electromagnetic wave propagation in microwave plasma. The system of interest consists of time-dependent Maxwell’s equations coupled with a momentum transfer equation for electrons. The developed approach consists of a Schwartz type domain decomposition method based on a variational formulation of the standard Yee’s scheme and using two levels of nested Cartesian grids. A local patch of finite elements is used to calculate in an iterative manner the solution in the plasma region where a better precision is required. The proposed technique enables a conservative local and dynamic refinement of the spatial mesh. The convergence behavior of the iterative resolution algorithm both in an explicit and implicit time-stepping formulation is then analyzed.In the last part of the doctorate, a series of numerical simulations of microwave breakdown and the filamentary plasma array formation in air are performed. They allow to study in detail the consequences of the different types of physical approximations adopted in the plasma fluid model. Then, these numerical experiments demonstrate the accuracy and the computational efficiency of the proposed patch correction method for the problem of interest. Lastly, a numerically investigation of the effects of gas heating on the formation and sustaining of the filamentary plasma array in atmospheric-pressure air is carried out. For doing this, the developed microwave-plasma model is coupled with unsteady Navier-Stokes equations for compressible flows. The simulations provide interesting features of the plasma array dynamics during the process of gas heating, in close agreement with experimental data

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Peterschmitt, Simon. "Development of a Stable and Efficient Electron Cyclotron Resonance Thruster with Magnetic Nozzle." Thesis, Institut polytechnique de Paris, 2020. http://www.theses.fr/2020IPPAX053.

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Abstract:

Les propulseurs plasmas sont le sujet d’un intérêt grandissant pour équiper de petits satellites. Des miniaturisations de technologies matures ont été proposées ainsi que des concepts innovants, tels le propulseur à résonance cyclotron électronique muni d’une tuyère magnétique (ECRT). Ce propulseur pourrait réaliser une rupture technologique car il est sans grilles, sans neutraliseur et n’a besoin que d’un seul générateur. Le présent travail consiste à développer un ECRT accompagné du dispositif expérimental nécessaire, capable de démontrer avec précision une grande efficacité durant un fonctionnement prolongé en régime permanent. Les précédentes études sur l’ECRT étaient limitées par un manque de précision sur des mesures clés, en raison du dispositif et des technologies nécessaires à l’étude de ce propulseur. La procédure et le dispositif expérimentaux sont donc largement améliorés pour augmenter la précision des mesures. Toutefois, des spécificités dues à la tuyère magnétique compliquent l’interprétation des mesures de densité de courant d’ion. Notre analyse s’appuie donc principalement sur des mesures de poussées obtenues avec une balance. Par ailleurs, nous montrons que les performances du propulseur augmentent significativement quand on diminue la pression dans le caisson de test jusqu’à 10-7 mbar Xénon. En outre, d’éventuels effets de caisson sont explorés en testant le propulseur à l’ONERA (Palaiseau, France) et à JLU (Giessen, Allemagne). En prenant en considération ces difficultés expérimentales, nous étudions l’efficacité du propulseur en fonction de la géométrie de l’injection de gaz neutre, de la topologie du champ magnétique, et des conditions aux limites de la tuyère magnétique. De plus, nous abordons la question de l’érosion du propulseur, de deux manières : premièrement par une modification des matériaux et deuxièmement par une modification de la structure de couplage (coaxiale, ou guide d’onde circulaire). Le couplage de type guide d’onde produit des ions à des énergies trop faibles pour les exigences de la propulsion spatiale ; en revanche, une structure de couplage coaxiale usinée en graphite semble diminuer substantiellement l’érosion sans compromettre l’efficacité. Ces résultats permettent de concevoir et de tester un propulseur ~ 30 W et un propulseur ~ 200 W dont les performances sont répétables dans le temps. L’efficacité et la durée de vie sont considérablement augmentées : une première campagne de test indique une efficacité allant jusqu’à ~ 50% et une durée de vie estimée de un à quelques milliers d’heures. Pour éclairer les résultats expérimentaux, nous proposons une nouvelle démarche de modélisation, fondée sur l’étude des trajectoires des électrons et sur une approche du chauffage électronique au moyen d’une équation de Fokker-Planck. Cette démarche débouche sur le calcul de la fonction de distribution en énergie des électrons dans le propulseur ; celle-ci détermine le courant d’ions extrait et l’énergie des ions
Plasma thrusters are the subject of growing interest as a means for small satellite propulsion. Miniaturizations of mature technologies as well as innovative concepts have been proposed such as the electron-cyclotron resonance thruster with magnetic nozzle (ECRT). This thruster appears as a potentially disruptive technology because it is gridless, neutralizerless, and only requires one power supply. This work consists in the development of an ECRT with magnetic nozzle and its accompanying experimental test bench, able to accurately demonstrate high thruster efficiency during prolonged steady state operation. Previous studies on the ECRT were limited by a significant lack of accuracy on key measurements, due to the specific setup and technology needed for this thruster. The experimental procedure and the setup are thus heavily upgraded to improve the accuracy of experimental data. However, peculiarities of the magnetic nozzle complicate the interpretation of the ion current density measurements, thus our analysis of performance is mainly based on thrust balance measurements. Besides, thruster performance is shown to significantly increase when decreasing vacuum tank pressure down to 10-7 mbar Xenon, and facility effects are investigated by testing the thruster both at ONERA (France) and at JLU (Germany). Well aware of these experimental difficulties, we study the efficiency of the thruster as a function of neutral gas injection, magnetic field topology, and boundary conditions of the magnetic nozzle. In addition, we address erosion issues in two ways: first by a change of materials, and second by a change of coupling structure (coaxial, or circular waveguide). Waveguide coupling yields insufficient ion energies for space propulsion requirements but manufacturing the coaxial coupling structure with graphite appears to substantially mitigate erosion. These results enable to design and test a ~ 30 W and a ~ 200 W thruster consistently yielding state-of-the-art efficiencies as compared to other thruster types while having sufficient estimated lifetime. In order to shed light on the experimental outcomes, a new modelling approach is developed based on the study of electron trajectories and a Fokker-Planck heating model calculating the formation of the electron energy distribution function in the thruster

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Ding, Yi. "Application de la chimiluminescence de flamme et du courant d’ionisation à la surveillance de l’état de combustion pour une chaudière à gaz domestique." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLC039/document.

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Abstract:

Les variations de la composition des gaz naturels nécessitent un system de réglage automatique de la richesse de flamme pour des chaudières domestiques à gaz. Dans ce travail,deux solutions potentielles sont étudiées, à savoir la chimiluminescence de flamme et le courant d’ionisation. Des indicateurs de richesse sont déduits des signaux de chimiluminescence obtenus expérimentalement. L’impact de l’échange de chaleur entre la flamme et le brûleur sur des signaux de chimiluminescence est ensuite étudié. Une analyse est également faite des principaux facteurs pouvant perturber la caractérisation du signal de chimiluminescence. Le courant d’ionisation est ensuite étudié sur une flamme conique pour comprendre l’évolution de son intensité avec la position de sonde et avec les conditions de flamme. Il est montré ensuite que ces évolutions sont corrélées avec le changement de la distance entre la flamme et le brûleur. Enfin, une boucle de contrôle est développée pour démontrer la faisabilité d’un réglage automatique de richesse en exploitant le signal de chimiluminescence
The variations of natural gas composition call for an automatic equivalence ratio regulation system for domestic gas boilers. Two potential techniques for this purpose are investigated, i.e. the flame chemiluminescence and ionization current. Equivalence ratio indicators are inferred from the chemiluminescence signal based on the experiments. The investigation proceeds by examining effects of the flameburner heat exchange on the chemiluminescence signal. The interference of several disturbing factors for the chemiluminescence signal characterization is also analyzed. The flame ionization current is investigated on a conical flame to understand the evolution of its intensity with the probe position and flame conditions. These changes are then attributed to modifications of the distance between the flame base and the burner rim. Finally a control loop is developed to demonstrate the feasibility of equivalence ratio self-regulation with the chemiluminescence signal

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Urbanczyk, Guillaume. "Interaction of High-Power waves with the plasma periphery of WEST & EAST tokamaks." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0181.

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Abstract:

Cette thèse vise à étudier les interactions entre le plasma et les parois de tokamaks liées aux ondes à la fréquence cyclotronique ionique (FCI), les interactions plasma-métaux étant à éviter absolument car elles sont synonymes de dégradations matérielles de l’enceinte et la libération d’impuretés métalliques dans le plasma dont les performances s’en trouvent grandement réduites. Cette problématique affecte concrètement toute machine visant à chauffer les ions via des ondes à la fréquence FCI, ce qui sera notamment le cas d’ITER. Cette thèse s'inscrit dans une collaboration entre le CEA Cadarache (France) et l’Institut de Physique des Plasmas à Hefei (Chine). Divers travaux expérimentaux ont été effectués sur les tokamaks EAST (Chine) et WEST (France) afin d'identifier les paramètres pertinents pour d'une part optimiser l'efficacité par laquelle les ondes FCI utilisées pour chauffer le plasma doivent être excitées afin de maximiser la quantité de puissance couplée au plasma tout en minimisant les interactions du plasma avec les parois dues à ce type d'ondes et souvent attribuées au concept de gaine radiofréquence au cœur de cette thèse
This thesis aims at studying phenomena by which Ion Cyclotron Resonance Heating (ICRH) induces interactions between the plasma and the walls of tokamaks, the plasma-metal interactions being deleterious not only to prevent vessel materials degradation but also not to affect plasma performance due to the presence of heavy metallic impurity compared to foreseen fuel (namely deuterium and tritium). This problematic basically affects any machine aiming at heating the ions with waves at the ion cyclotron frequency, which in particular will be the case of ITER. This thesis is the result of a collaboration between CEA Cadarache (France) and the Institute of Plasma Physics in Hefei (China). Various experimental work have been carried out on the EAST (China) and WEST (France) tokamaks in order to identify the relevant parameters allowing to optimize the efficiency by which the ICRF waves – used to heat the plasma – must be excited in order to maximize the amount of power coupled, while simultaneously minimizing the plasma interactions with the walls due to this type of waves and the so called radiofrequency sheath excitation

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Larass, Nikos. "Caractérisation expérimentale des champs thermiques et dynamiques de la combustion dans une chaudière domestique modèle." Rouen, 2000. http://www.theses.fr/2000ROUES004.

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Abstract:

Le but de cette étude expérimentale est la caractérisation détaillée de la combustion dans une chaudière modèle fonctionnant au gaz naturel. La température a été déterminée par thermocouples à fil fin, compensés numériquement pour les pertes par rayonnement et l'inertie du fil fin. Les thermocouples ont été protégés contre l'écoulement réactif à l'aide d'un revêtement d'oxydes inertes. Les mesures de vitesse ont été réalisées par la technique de vélocimétrie par images de particules. La précision de cette technique a été améliorée grâce a un post-traitement tenant compte des zones sans particules présentes dans un écoulement laminaire. Les champs thermiques et dynamiques obtenus ont permis de caractériser et de comparer différentes structures de flammes. Plusieurs flammes ont été étudiées : des flammes bidimensionnelles de type Bunsen partiellement et totalement prémélangées ainsi qu'une flamme en V. L'influence de la composition du prémélange et des conditions thermiques et dynamiques initiales a été mise en évidence. De plus, une analyse des fluctuations présentes dans l'écoulement a été réalisée. Enfin, l'effet de thermophorèse a été estimé pour différentes conditions et son influence sur les mesures de vitesse a été quantifiée.

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Quezada, Maxwell Josias. "Hydrogénation catalytique de CO₂ en méthanol en lit fixe sous chauffage conventionnel et sous plasma à DBD ZSM-5 surface modification by plasma for catalytic activity improvement in the gas phase methanol-to-dimethylether reaction." Thesis, Normandie, 2020. http://www.theses.fr/2020NORMIR12.

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Abstract:

L’objectif de cette thèse est de contribuer à l’optimisation de la production de méthanol par hydrogénation de CO₂ en synthétisant des nouveaux catalyseurs sous forme d’extrudés pour un usage industriel. Six catalyseurs à base de Cu et ZnO supportés sur de l’alumine et des ZSM-5 ont été préparés et testés. A 36 bar et sous chauffage conventionnel, le CuZnO/Al₂O₃ a montré le meilleur rendement en méthanol. Un procédé industriel basé sur ce catalyseur a été proposé et optimisé. L’influence de l’extraction de l’eau et du méthanol du milieu réactionnel en utilisant deux réacteurs en série au lieu d’un a été étudié et il a été trouvé que cela augmente le rendement en méthanol considérablement. Sous plasma à DBD et à 1 bar, le Cu/Al₂O₃ donne des meilleures conversions de CO₂, alors que le CuZnO/ZSM-5 montre des meilleurs rendements en méthanol. Cela a été attribuée à la conductivité ionique et à la constante diélectrique des matériaux
The objective of this thesis is to contribute to the optimisation of the production of methanol by hydrogenation of CO₂ by synthesising new catalysts in the form of extrudates for industrial use. In this regard, six Cu-ZnO based catalysts supported on alumina and ZSM-5 were prepared and tested. At 36 bar and under conventional heating, the CuZnO/Al₂O₃ showed the best methanol yield. An industrial process based on this catalyst has been proposed and optimised. The influence of extracting water and methanol from the reaction medium using two reactors in series instead of one was investigated and it was found to increase methanol yield considerably. Tests at atmospheric pressure and under DBD plasma showed that the Cu/Al₂O₃ gives better CO₂ conversions, while the CuZnO/ZSM-5 showed better methanol yields. This was attributed to the ionic conductivity and the dielectric constant of the catalysts

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Rusterholtz, Diane. "Nanosecond Repetitively Pulsed Discharges in Atmospheric Pressure Air." Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00997397.

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Abstract:

Nanosecond Repetitively Pulsed (NRP) discharges in atmospheric pressure air have many potential applications. Spark NRP discharges have applications in plasma assisted combustion. These discharges tend to stabilize lean flames which produce less NOx. Furthermore, an increase of several hundreds of Kelvins in less than 20 ns has been observed following NRP spark discharges, which could be used to create nanomaterials. NRP glow discharges, while creating an important number of actives species such as atomic oxygen, do not heat the ambient gas, which allows them to be used in temperature-sensitive applications such as bio-decontamination. In the first part of this thesis, we validate experimentally the mechanism that was proposed to explain the ultrafast heating observed. Time-resolved measurements of the absolute densities of two excited states of nitrogen and of the gas temperature have been performed with calibrated Optical Emission Spectroscopy. The second part of the thesis deals with the NRP glow regime. We have shown that its existence depends on several parameters, gas temperature and pressure, voltage across the electrodes, inter-electrode distance, pulse duration, radius of curvature of the electrodes. This regime had not been observed for temperatures lower than 750 K so far. Thanks to a detailed parametrical experimental study and the analysis of the obtained results, we have succeeded in identifying the NRP glow regime at ambient temperature and we observe a new type of "multi-channel" glow regime.

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Ledig, Jordan. "Étude des structures de courant et de potentiel autour d’une antenne radio-fréquence dans un plasma magnétisé." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2020. http://www.theses.fr/2020LORR0082.

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Abstract:

La fusion thermonucléaire contrôlée est une solution envisageable pour la production d’une énergie propre quasi inépuisable pour les générations à venir. Cependant, les températures requises pour procéder à la fusion des noyaux sont de l’ordre de la centaine de millions de degrés. À ces températures la matière se trouve dans l’état de plasma, un gaz ionisé, ce qui nous permet de le confiner dans des champs magnétiques puissants. Parmi les moyens de chauffage utilisés dans les réacteurs à fusion magnétique (les Tokamaks et les Stellarator), nous nous intéresserons au chauffage par résonance cyclotron ionique via des antennes émettant un champ électromagnétique dans la gamme des radio-fréquences. La compréhension du comportement du plasma autour de ces antennes ICRH ou plus généralement en présence d’ondes RF et d’un champ magnétique est un enjeu majeur pour minimiser les flux de particules accélérées dans les gaines RF au contact d’une antenne ou d’une électrode. Le réacteur expérimental ALINE (a linear experiment) a été justement conçu dans le but d’étudier les gaines RF et les structures se générant autour des antennes. Cette thèse présente les résultats expérimentaux obtenus dans ALINE par le biais de mesures de sonde de Langmuir. Un bras manipulateur permet de bouger automatiquement la sonde dans toute l’enceinte, et de dresser une cartographie des paramètres du plasma. Après avoir étudié en profondeur le problème des mesures de sonde sous champ (surface effective de collection électronique, caractéristiques bossues), la mise au point d’un algorithme itératif d’exploitation du courant ionique de saturation des caractéristiques de sonde a permis d’exploiter automatiquement toutes les données acquises. Les mesures sont confrontées à plusieurs théories et simulations, afin de modéliser et de comprendre au mieux les structures de paramètres plasma en face d’une électrode RF inclinée par rapport aux lignes de champ magnétique
Controlled thermonuclear fusion is a possible solution for the production of almost inexhaustible clean energy for future generations. However, the temperatures required to carry out the fusion of the nuclei are of the order of one hundred million degrees. At these temperatures matter is in the state of plasma, an ionized gas, which allows us to confine it in strong magnetic fields. Among the heating means used in magnetic fusion reactors (Tokamaks and Stellarators), we will be interested in ion cyclotron resonance heating via antennas emitting an electromagnetic field in the radio frequencies range. Understanding the behavior of plasma around these ICRH antennas or more generally in the presence of RF waves and a magnetic field is a major issue to minimize the flow of accelerated particles in RF sheaths in contact with an antenna or an electrode. The ALINE experimental reactor (a linear experiment) was precisely designed with the aim of studying the RF sheaths and the structures generated around the antennas. This thesis presents the experimental results obtained in ALINE by means of Langmuir probe measurements. A manipulator arm makes allows us to automatically move the probe within the wole device, and to draw up a map of the plasma parameters. After having studied in depth the problem of probe measurements under field (effective surface of electronic collection, bumped characteristics), the development of an iterative algorithm of exploitation only using the ionic saturation current of the probe characteristics made it possible to exploit automatically all acquired data. The measurements are confronted with several theories and simulations, in order to model and to better understand the plasma parameter structures in front of an RF electrode inclined with respect to the magnetic field lines

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Dumont, Rémi. "Contrôle du profil de courant par ondes cyclotroniques électroniques dans les tokamaks." Phd thesis, Université Henri Poincaré - Nancy I, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00001589.

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Abstract:

L'injection d'ondes radiofréquence dans un plasma de tokamak afin d'y générer le courant toroïdal répond à une double exigence. Premièrement, la nature non inductive de la méthode évite le recours aux courants variables circulant dans les bobines, peu compatibles avec l'opération stationnaire d'un futur réacteur. Par ailleurs, il est reconnu que la principale limitation des performances d'un plasma de fusion est causée par la turbulence électromagnétique. Celle-ci peut toutefois être réduite, voire supprimée, en optimisant le profil de courant, ce qu'autorise précisément l'emploi des ondes, dans le cadre des scénarios avancés. Cette thèse traite de l'utilisation de l'onde cyclotronique électronique (EC) en vue de contrôler le profil de courant. S'agissant d'une question cruciale conditionnant l'usage de cette onde dans les plasma chauds, l'effet de la température finie sur la polarisation de l'onde est d'abord étudié dans divers régimes. D'autre part, dans les scénarios avancés, l'association des ondes EC et hybride basse (LH) est prometteuse, du fait de leurs caractéristiques complémentaires. Une large partie de ce travail est donc consacrée à l'étude théorique, numérique et expérimentale des décharges combinées. Les résultats obtenus, parmi lesquels la démonstration analytique d'un effet de synergie entre les deux ondes, montrent clairement l'intérêt de ces scénarios et motivent la mise au point de nouvelles expériences.

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Norscini, Claudia. "Self-organized turbulent transport in fusion plasmas." Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM4076.

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Abstract:

Barrières de transport (TB) sont un élément clé dans le contrôle de transport turbulent et atteindre la haute performance des ‘plasmas brûlants’. Les études théoriques abordent l’autorégulation de la turbulence comme une explication possible pour la formation de TB, mais une compréhension complète de ces dynamiques complexes est toujours manquante. Dans ce contexte, nous abordons l’auto-organisation dans le transport turbulent dans les plasmas de fusion dans le but de présenter une nouvelle compréhension de la dynamique des TB. Les outils numériques que nous utilisons des simulations de portée de la turbulence gyrocinétique plus complexe à simple turbulence des fluides 2D et prédateur-proie comme modèles.Deux principales caractéristiques de l'auto-organisation, les avalanches et les flux zonal (ZF), semblent contrôler transport à grande échelle. Dans la région de SOL (Scrape Off layer), événements avalancheux intermittents ne permettent pas séparation d'échelle dans le temps ou l'espace entre champs moyens et les modalités de fluctuation. Dans le bord (edge), la génération des doubles couches de cisaillement dans les profils de vitesse réduit le transport turbulent. Un modèle turbulent 2D pour la génération de ‘piedestal’, qui est non spécifique des plasmas de tokamak, a été mis au point, le piedestal étant localisée à l'interface entre les régions a différent amortissement d'écoulement zonal: edge et SOL. Les événements de relaxation quasi-périodiques sont étudiés réduisent le modèle à trois couplage des modes pour identifier l'interaction entre les streamers et les ZF et le rôle du Reynolds stress dans la génération et la saturation du TBs
Transport barriers (TB) are a key element in controlling turbulent transport and achieving high performance burning plasmas. Theoretical studies are addressing the turbulence self-regulation as a possible explanation for transport barrier formation but a complete understanding of such complex dynamics is still missing. In this context, we address self-organized turbulent transport in fusion plasmas with the aim of presenting a novel understanding of transport barriers dynamics. The numerical tools we use span simulations from the most complex gyrokinetic turbulence to simpler 2D fluid turbulence and predator-prey like models.Two features of self-organizations, avalanches and zonal flows (ZFs), appear to control large scale transport. In the SOL (Scrape Off Layer) , intermittent avalanche events do not allow for time or space scale separation between mean fields and fluctuation terms. In the edge, the generation of long living double shear layers in the profiles of the velocity reduces radial turbulent transport. Such radially distributed barriers govern profile corrugations. A 2D turbulent model for pedestal generation, which is not specific of Tokamak plasmas, has been developed, the pedestal being localized at the interface between regions with different zonal flow damping: the edge region, where zonal flows are weakly damped by collisions, and the SOL region characterized by zonal flow damping due to boundary conditions. Quasi-periodic relaxation events are studied reducing the model to three modes coupling to identify the interplay between streamers and ZFs and the role of Reynolds stress in the generation and saturation of TBs

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Li, Rui. "Solar pyrolysis of agricultural, forest and metal-contaminated biomass." Thesis, Perpignan, 2020. http://www.theses.fr/2020PERP0026.

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Abstract:

La biomasse est une source d'énergie renouvelable qui peut contribuer à résoudre la crise énergétique et les problèmes environnementaux. La pyrolyse est un procédé thermochimique de conversion la biomasse en biocarburants. L'énergie solaire permet d’améliorer le bilan matière et énergie de la pyrolyse de la biomasse pour produire des carburants, des produits chimiques et des biomatériaux transportables. Dans cette étude, nous avons étudié expérimentalement la pyrolyse solaire de sous-produits agricoles, forestiers et de bois contaminé par des métaux lourds. Dans le cas de la biomasse de sous-produits agricoles et forestiers, la sciure de pin, les noyaux de pêche, les tiges et marcs de raisin, a été utilisée comme matières premières dans un réacteur de laboratoire. Nous avons étudié l'influence des conditions opératoires (c.-à-d. la température de 800 à 2000°C, la vitesse de chauffage de 10 à 150°C/s et la composition de lignocellulose) sur les rendements de production des produits de la réaction (c.-à-d. gaz, tar (liquide) et char (solide)) et la composition du gaz de synthèse. Généralement le rendement en gaz augmente avec la température et la vitesse de chauffe pour les divers types de résidus de biomasse, tandis que le rendement en liquide progresse de façon opposée. Les teneurs en lignine, hémicellulose et cellulose, ainsi que la taille des pastilles d’échantillon, des sous-produits étudiés ont un impact sur la distribution des produits de pyrolyse solaire rapide. La teneur en lignine est associée à des rendements plus élevés en char et en liquide, mais moins en gaz. La pyrolyse de l'hémicellulose produit plus de composés volatils, mais moins de char et de tar que la pyrolyse de la cellulose.La pyrolyse solaire des déchets de litière de poulet et des pailles de riz de différentes tailles de particules (280 et 500 µm) a été effectuée dans différentes conditions solaires afin d'étudier les paramètres de fonctionnement optimaux, tels que la température, la taille des particules et la vitesse de chauffe, pour produire des gaz de pyrolyse à haute valeur calorifique. La température a l'effet le plus important sur le rendement en gaz pendant la pyrolyse. Les produits gazeux à partir de la pyrolyse de la biomasse assistée par l'énergie solaire contiennent une forte concentration de produits combustibles.La biomasse peut être contaminée par des métaux lourds. Des expériences ont été conçues pour étudier les effets des métaux lourds (cuivre et nickel) sur les produits de pyrolyse solaire du saule imprégné. Les résultats de cette étude indiquent que la pyrolyse solaire de la biomasse contaminée par des métaux lourds permet de produire du gaz de synthèse riche en hydrogène et monoxyde de carbone. De plus, les effets de ces métaux lourds sur la composition chimique, la structure et la morphologie du charbon de pyrolyse du saule imprégné ont été étudiés. Les résultats prouvent que la température de pyrolyse affecte les propriétés du charbon.Un modèle de conduction a été développé pour décrire le phénomène de pyrolyse à partir de l’évolution du profil de température à l'intérieur des pastilles. Un schéma cinétique de la littérature impliquant les réactions primaires et secondaires est adopté pour effectuer les simulations des transferts couplés. Une méthode aux différences finies est utilisée pour résoudre l'équation de transfert de chaleur avec un schéma explicite. Le modèle est résolu pour deux dimensions (c'est-à-dire le temps et la position axiale) afin de le rendre plus simple et de gagner du temps de calcul
Biomass, as a renewable energy source, can contribute to relieving the energy crisis and environmental pollutions. Pyrolysis is an attractive thermochemical process to convert biomass into biofuels. Solar energy processes improve the heat and mass balance of the biomass pyrolysis to produce transportable fuels, chemicals, and biomaterials. In the present study, solar pyrolysis of agricultural and forestry by-product biomass and metal-polluted wood has been examined. Pine sawdust, peach pit, grape stalk, and grape marc, were used as the raw materials as the agricultural and forestry by-products in a series of solar pyrolysis experiments in a lab-scale reactor. We studied the impacts of operating conditions (i.e., temperature from 800 to 2000°C, heating rate from 10 to 150°C/s, and lignocellulose composition) on the product yields (i.e., gas, tar, and char) and syngas composition. The gas yield of different biomass residues generally increases with the temperature and heating rate, while the liquid yield shows an opposite trend. Lignin, hemicellulose, and cellulose contents, as well as pellet size, of the by-products studied have an impact on the product profile under fast solar pyrolysis. Lignin content is associated with greater char and tar yields, but less gas yields. Hemicellulose pyrolysis produces more volatiles, but less char and tar yields than cellulose pyrolysis.Solar pyrolysis of chicken-litter waste and rice husk of different particle sizes (280 and 500 µm) was performed at different solar conditions aiming at investigating optimal operating parameters, such as temperature, particle size, and heating rate, to produce pyrolysis gasses with high calorific value. Temperature was found to have the highest effect on the gas yield during pyrolysis. Gases produced from solar assisted biomass pyrolysis have high concentration of combustible products which can be directly used as fuels.Biomass can be contaminated by heavy metals. Experiments were carried out to study the effects of heavy metals (copper and nickel), in combination with heating temperature and heating rate, on solar pyrolysis products of impregnated willow. Results of the investigation indicate that solar pyrolysis of heavy metal contaminated biomass is promising to produce valuable syngas such as hydrogen and carbon monoxide. Additionally, the effects of these heavy metals on the chemical composition, structure, and morphology of pyrolysis char from the impregnated willow were studied. Results prove that heavy metal and solar pyrolysis temperature affect the char properties. A conduction model was developed to describe the behavior of temperature inside the pellets. A kinetic scheme from literature involving the primary and the secondary reactions is adopted to carry out the simulations of temperature. A finite difference method was used for solving the heat transfer equation with an explicit scheme. The model is solved for two dimensions (i.e., time and axial position) in order to make it simpler and save computational time

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Kubic, Martin. "Étude expérimentale d'interactions entre antennes HF et plasma périphérique d'un Tokamak." Thesis, Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0220/document.

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Abstract:

Les antennes en opération dans la gamme de fréquence cyclotron ionique représentent un moyen utile pour chauffer du plasma dans les tokamaks et autres plasmas de fusion. Ces systèmes de chauffage sont amenés à jouer un rôle important dans le projet ITER. Conjointement avec le chauffage souhaité, les interactions parasites avec le bord du plasma et de la limite des matériaux apparaissent. Plusieurs de ces effets délétères sont causés par la formation de la radio-fréquence des gaines. L'objectif de cette thèse est d'étudier, principalement de façon expérimentale, les modifications du plasma de bord «scrape-off layer» causées par les effets non-linéaires des gaines RF. Cela se fait en utilisant les sondes électrostatiques (de Langmuir, Retarded Field Analyser, tunnel) pour différentes configurations du plasma et des antennes: avec des études paramétriques en fonction du déséquilibre entre les émetteurs de l'antenne, de la puissance injectée et de la densité SOL. De plus, l'influence des gaines RF sur les mesures du potentiel de la gaine avec le RFA sont analysées. Cette étude s'effectue à l'aide d'un code 1D basé sur le modèle cinétique «particle-in-cell». Ces simulations ont montré que la RFA est capable de mesurer de manière fiable le potentiel gaine, toutefois cela reste limité pour les fréquences de plasma ionique wpi proche de la fréquence injectée wrf. Par contre, pour des conditions réelles du SOL (wpi>wrf), quand RFA est magnétiquement connectée à la structure de l'antenne RF, il est fortement sous-estimé. Enfin, les mesures de RFA dans Tore Supra indiquent que les potentiels RF se propagent au moins jusqu'à de 12m de l'antenne le long de lignes de champ magnétiques
Antennas operating in the ion cyclotron range of frequency (ICRF) provide a useful tool for plasma heating in many tokamaks and are foreseen to play an important role in ITER. However, in addition to the desired heating in the core plasma, spurious interactions with the plasma edge and material boundary are known to occur. Many of these deleterious effects are caused by the formation of radio-frequency (RF) sheaths. The aim of this thesis is to study, mainly experimentally, scrape-off layer (SOL) modifications caused by RF sheaths effects by means of Langmuir probes that are magnetically connected to a powered ICRH antenna. Effects of the two types of Faraday screens' operation on RF-induced SOL modifications are studied for different plasma and antenna configurations - scans of strap power ratio imbalance, injected power and SOL density. In addition to experimental work, the influence of RF sheaths on retarding field analyzer (RFA) measurements of sheath potential is investigated with one-dimensional particle-in-cell code. One-dimensional particle-in-cell simulations show that the RFA is able to measure reliably the sheath potential only for ion plasma frequencies wpi similar to RF cyclotron frequency wrf, while for the real SOL conditions (wpi > wrf), when the RFA is magnetically connected to RF region, it is strongly underestimated. An alternative method to investigate RF sheaths effects is proposed by using broadening of the ion distribution function as an evidence of the RF electric fields in the sheath. RFA measurements in Tore Supra indicate that RF potentials do indeed propagate from the antenna 12m along magnetic field lines

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Skoviera, Jan. "Structure, interactions and reactivity of molecules not easily amenable to experiment." Thesis, Lille 1, 2017. http://www.theses.fr/2017LIL10091/document.

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Abstract:

Le réacteur ITER exploitera trois types de chauffage : injection de neutres (NBI), chauffages ohmique et haute fréquence. Les sources NBI utilisent un jet d'atomes d'hydrogène et de deutérium. La région du conducteur à l'intérieur de la bobine radiofréquence produits des ions hydrogènes par des collisions avec des électrons chauds. Les ions sont extraits par le champ électrique dans la région d'expansion où le césium évaporé entre dans le plasma. Celui-ci entre alors dans la région d'extraction où les atomes, les ions et les molécules d'hydrogène sont convertis en ions négatifs sur une grille recouverte de césium. La chimie de ces processus est plutôt compliquée et n'est pas très bien comprise. Le but de ce travail est d'examiner la majorité des processus qui pourraient avoir un impact sur les espèces anioniques hydrogénées soit par des réactions de formation ou destruction liées au césium. La réactivité du césium, la dynamique de CsH ainsi que celles d'espèces chimiques associées à CsH peuvent être bien décrites aujourd'hui en utilisant des méthodes ab initio. Les méthodes CASSCF et CASPT2 ont été employées pour calculer les courbes d'énergie potentielle de CsH et CsH+ dans leurs états fondamentaux et excités afin d'estimer leurs constantes spectroscopiques et obtenir les représentations des orbitales moléculaires de CsH et de ses ions. Les énergies de réactions ont été également déterminées pour plusieurs espèces chimiques de type CsxHy associées à CsH en utilisant la méthode CCSD(T). L'ensemble des résultats obtenus dans cette thèse permet de mieux comprendre les faits expérimentaux et ainsi de mieux caractériser la chimie de ces processus
The ITER reactor will exploit three types of heating: neutral beam injection (NBI), ohmic heating, and high frequency heating. NBI sources utilize the jet of accelerated H/D atoms. The driver region inside radio-frequency coil produces hydrogen ions by collisions with hot electrons. Ions are extracted by electric field to expansion region where the evaporated caesium enters the plasma. Plasma then enters extraction region where the atoms, ions and molecules of hydrogen are converted to negative ions on a grid that is being covered with caesium to lower its work function. Chemistry of these processes is rather complicated and not well understood. The goal of this work is to investigate the majority of processes which might have impact on hydrogen anions in either formative or destructive way associated with caesium. Reactivity of caesium, caesium hydride dynamics and geometries of chemical species associated with caesium hydride can be well described using ab initio methods. We have used CASSCF and CASPT2 methods to calculate the potential energy curves of CsH and CsH+ in their ground and excited states, to model their spectroscopy and to analyse the orbital picture of caesium hydride and its ions. We have also calculated the reaction energies of several chemical species CsxHy associated with caesium hydride and applied the CCSD(T) method to calculate the potential curves and precise reaction energies. Altogether our results bring deeper insight into the experimental data and change the understanding of these processes

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Yoboue, N'Goran Pamela Marie Josephe. "Etude technologique pour l'amélioration des performances d'un capteur à gaz à oxyde métallique : développement d'une plateforme chauffante et intégration de couche sensible nanostructurée." Toulouse 3, 2010. http://thesesups.ups-tlse.fr/911/.

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Abstract:

Avec les préoccupations actuelles de protection de l'environnement et des personnes, le développement des capteurs de gaz à base d'oxyde métallique connaît un essor grandissant. Force est de constater que les capteurs commercialisés aujourd'hui présentent des performances mitigées avec une température de fonctionnement limitée à 450°C. Malgré une sensibilité intéressante avec des seuils de détection autour de quelques ppm, ils présentent une faible sélectivité et de grandes instabilités ; ce qui limite leur utilisation à de simples détecteurs. Ces imperfections sont d'ailleurs le moteur de nombreux travaux de recherche notamment sur le développement de nouveaux matériaux de détection mais aussi de nouveaux transducteurs. Le but de cette thèse est de prouver qu'il est possible de bien améliorer les performances de ces capteurs à oxydes métalliques notamment sur les aspects consommation, stabilité mécanique et électrothermique. Pour cela notre travail a consisté dans un premier temps à redéfinir un nouveau design puis à optimiser les procédés technologiques pour réaliser des plateformes chauffantes "haute-température". Nous avons réussi à développer une structure capable de fonctionner jusqu'à 600°C avec une puissance convenable (<80mW) et une remarquable stabilité mécanique et électrique. Ensuite nous avons travaillé sur l'optimisation du procédé jet d'encre comme nouvelle technique d'intégration de couche sensible beaucoup plus robuste et reproductible que les techniques de dépôt actuelles. Les premiers essais ont été effectués avec du ZnO nanoparticulaire et ont montré des résultats prometteurs notamment pour l'intégration de différents matériaux d'un futur multicapteur
In recent years, the development of metal oxides gas sensors has experienced a considerable growth because of an interest more and more important in the protection of environment and people safety. Thanks to technological advances in microelectronics that promote better performances, low costs in terms of consumption and production, these sensors can be used for monitoring air quality in many fields such as transport, industry or housing environment. It is clear that metal oxide sensors sold today present mixed performances. Indeed, despite an interesting sensitivity with a detection threshold around the ppm, those sensors also have low selectivity and great instability, which limit their use to simple detectors. For that matter, these imperfections are the motor of many researches including development of new sensing materials but also new transducers. The goal of this thesis is to prove that it is possible to improve the performances of those metal oxide gas sensors especially on aspects of consumption (<80mW) with a remarkable mechanical stability and electrothermal stability up to 600°C. For that, our work consisted firstly to redefine a new design and then to optimize technological process to develop high-temperature microhotplate. Then we worked on the optimization of ink jet process as a new technological way to integrate nanoparticular sensitive materials; a way much more reproducibly than current deposition techniques. The first tests were conducted with ZnO nanoparticles and have shown promising results especially for flexible integration of various sensing materials for new multisensors

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Le, Coz Thomas. "Fonctionnalisation d'un fil métallique par croissance de films minces dans un magnétron cylindrique inversé." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAI016.

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Abstract:

Les travaux présentés dans ce manuscrit traitent de l’optimisation du procédé de dépôt de couches minces sur un fil d’acier inoxydable en mouvement. Deux magnétrons cylindriques inversés (ICM) sont utilisés pour étudier différents aspects de la pulvérisation cathodique. Dans un premier temps, un modèle analytique permettant l’évaluation des contributions thermiques à l’échauffement du substrat est confronté à des séries de mesures. Les résultats obtenus sont concluants mais souffrent de l’inhomogénéité du champ magnétique, lequel est à l’origine de pertes localisées d’électrons secondaires de haute énergie. Afin de limiter la contribution thermique des charges sur le substrat, des anodes auxiliaires, destinées à récupérer le flux d’énergie, sont ajoutées à chaque extrémité des magnétrons. Leur influence sur la distribution du plasma, sur la microstructure et sur la composition chimique des dépôts est alors discutée. Dans une seconde partie, l’étude des magnétrons lors de dépôts réactifs met en avant la nécessité d’homogénéiser le champ magnétique dans les cathodes. Une discussion est alors conduite sur l’influence du champ magnétique sur la distribution des vitesses de dépôt au sein des magnétrons et un modèle analytique, ayant pour but de reproduire les profils de dépôt, est développé sur la base des résultats obtenus. Une étude paramétrique (pression, distance cible – substrat, intensité du champ magnétique) est aussi réalisée afin de déterminer les conditions de dépôt optimales dans un ICM. Finalement, de la modélisation par éléments finis à l’aide d’un logiciel commercial vient clore le manuscrit
The work presented in this manuscript deals with the optimization of the process of deposition of thin films on a moving stainless steel wire. Two inverted cylindrical magnetrons (ICMs) are used to study different aspects of sputtering. At first, an analytical model allowing the evaluation of the thermal contributions to the heating of the substrate is confronted with series of measurements. The results obtained are conclusive but suffer from the inhomogeneity of the magnetic field, which is responsible for the localized loss of high energy secondary electrons. In order to limit the thermal contribution of the charges on the substrate, auxiliary anodes designed to recover the energy flow, are added to each end of the magnetrons. Their influence on the plasma distribution, the microstructure and the chemical composition of the coatings is then discussed. In a second part, the study of reactive sputter deposition with ICMs highlights the need to homogenize the magnetic field in the cathodes. A discussion is then conducted on the influence of the magnetic field on the distribution of deposition rates within the magnetrons and an analytical model, aimed at reproducing the deposition profiles, is developed on the basis of the results obtained. A parametric study (pressure, target – substrate distance, magnetic field strength) is also performed to determine optimal deposition conditions in an ICM. Finally, finite element modeling using commercial software closes the manuscript

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Soucasse, Laurent. "Effets des transferts radiatifs sur les écoulements de convection naturelle dans une cavité différentiellement chauffée en régimes transitionnel et faiblement turbulent." Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00978507.

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Abstract:

Les effets des transferts radiatifs sur les écoulements de convection naturelle sont étudiés en régimes transitionnel et turbulent. On considère des mélanges air/H2O/CO2 confinés dans des cavités cubiques différentiellement chauffées. Des simulations numériques de référence sont entreprises jusqu'à Ra=3x108 en couplant une méthode spectrale de collocation pour l'écoulement et une méthode de lancer de rayons, associée à un modèle ADF, pour le rayonnement. Pour l'étude du régime turbulent, une modélisation des transferts radiatifs basée sur un filtrage spatial est proposée : les contributions filtrées sont résolues par la méthode de lancer de rayons sur un maillage lâche et les contributions de sous-maille sont résolues de manière analytique dans l'espace de Fourier. Ce modèle est combiné à la simulation numérique directe de l'écoulement à Ra=3x109. Les transferts radiatifs ont pour effet de diminuer la stratification thermique verticale et d'augmenter la circulation générale. Lorsque les six parois de la cavité sont noires et le gaz transparent, deux zones de stratification thermique instable apparaissent en amont des couches limites verticales. Dès Ra=5x106, une instabilité de type Rayleigh-Bénard se développe dans ces zones, induisant des écoulements instationnaires. Lorsque les parois adiabatiques sont parfaitement réfléchissantes, les parois isothermes noires et le gaz rayonnant, des écoulements instationnaires chaotiques sont obtenus à partir de Ra=3x107. Des rouleaux contra-rotatifs à la sortie des couches limites verticales sont observés, ce qui suggère qu'une instabilité de force centrifuge soit responsable de la transition.

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Pujet, Stéphane. "Modélisation de l'écoulement autour d'une bulle de vapeur en formation sur une paroi chauffante en ébullition convective sous-saturée." Toulouse, INPT, 1998. http://www.theses.fr/1998INPT028H.

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Abstract:

Ce travail a été consacré à la modélisation et la simulation de l'écoulement et des transferts thermiques autour d'une bulle de vapeur en formation sur une paroi chauffante en ébullition convective sous-saturée à haute pression. Les deux principaux objectifs ont été : 1) la définition d'une modélisation physique pour les simulations. Une analyse des échelles caractéristiques de l'ébullition et de l'écoulement a montré que les conditions de l'ébullition sont très différentes à pression atmosphérique et à haute pression, en raison principalement de la forte diminution de la vitesse de croissance des bulles avec la pression. Sur la base de cette analyse, les principales caractéristiques de la modélisation retenue sont les suivantes : - la bulle est représentée par une sphère tronquée posée sur la paroi, de taille et de forme fixes, - la croissance de la bulle est supposée suffisamment lente pour que l'écoulement autour de la bulle puisse être considéré comme établi, - l'interface liquide-vapeur est une surface à cisaillement nul. Pour traiter la turbulence au voisinage de la bulle, une modélisation de l'effet d'une interface non-cisaillée sur la turbulence a été développée. 2) la réalisation de simulations d'écoulements. La seconde partie de ce travail a consisté en la réalisation de simulations numériques. Trois configurations d'écoulement ont été étudiées : - l'écoulement laminaire autour d'une bulle sphérique ou d'une sphère solide en l'absence de paroi, - l'écoulement laminaire et stationnaire autour d'une bulle en paroi. Les simulations ont apporté des résultats nouveaux concernant la structure de l'écoulement et du sillage. - l'écoulement autour d'une bulle de vapeur en paroi en situation d'ébullition convective sous-saturée. Ces résultats nous ont conduit à proposer de nouveaux mécanismes de transfert de chaleur en ébullition convective sous-saturée qui peuvent jouer un rôle important à haute pression.

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Duré, Franck. "Etude du plasma secondaire créé dans le neutraliseur d'ITER pour la formation de neutres rapides." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00662475.

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Abstract:

Pour réaliser les conditions des réactions de fusion thermonucléaire dans le tokamak ITER, des moyens additionnels de chauffage sont requis. L'une des principales méthodes pour chauffer les ions du plasma de coeur sera l'injection de neutres D0 énergétiques. Le neutraliseur est l'étape de l'injecteur de neutres d'ITER où le faisceau de deutérium prend ses propriétés en termes de taux de neutres D0 et de direction de propagation. L'interaction entre le faisceau à 1MeV et le gaz D2 neutralisant (~0.1Pa) crée un plasma secondaire. Les phénomènes physiques en jeu sont présentés à travers l'analyse des résultats du code OBI-2. OBI-2 est un code PIC-MCC (Particle In Cell Monte Carlo Collision) en géométrie cylindrique (2D3V) développé au LPGP qui permet de suivre la propagation du faisceau et les particules du plasma le long du neutraliseur.L'injection de lithium comme cible neutralisante a été étudiée et comparée au deutérium. Une étude paramétrique sur le neutraliseur basé sur le lithium a été réalisée dans la mesure où la longueur et/ou la densité de Li injectée peuvent être modifiées. Le profil de densité de Li a été estimé par le code Monte-Carlo 3D MC-OLIJET développé au LPGP. Le profil résultatnt a été implémenté en entrée du code PIC-MCC. Les résultats montrent la faisabilité du neutraliseur basé sur le lithium, gardant la convergence correcte du faisceau et avec de meilleures performances en termes de durée de vie des cryompompes avant régénération, de neutralisation du faisceau, d'effet de rétrodiffusion des ions positifs.

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Dissertations / Theses on the topic 'Chauffage au gaz'

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