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Florian Marmuse a soutenu sa thèse « Plasmas d’iode : études expérimentales et numériques. Application à la propulsion électrique. »
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Florian Marmuse a soutenu sa thèse sur « Plasmas d’iode : études expérimentales et numériques. Application à la propulsion électrique. » le 9 juillet 2020 à 14h en amphi Becquerel à l’École polytechnique pour obtenir un titre de docteur de Sorbonne Université, Spécialité Physique.
Florian Marmuse est rattaché à École doctorale nº 564 : Physique en Île-de-France.
En raison des consignes restrictives de rassemblement en vigueur, la thèse a été suivie par une grande partie du public en visio-conférence.
Résumé de la thèse :
L’iode est un carburant alternatif pour la propulsion électrique des satellites, avec des performances comparables à celles du xénon. En 2020, de tels systèmes de propulsion à l’iode sont déjà sur le marché. Ces bonnes performances sont liées à la très basse énergie de dissociation de I2, produisant un plasma similaire à un plasma de xénon. À quel point peut-on négliger la nature moléculaire et électronégative des plasmas d’iode ? Un modèle global de plasma d’iode est amélioré et recodé en python, permettant des analyses paramétriques rapides, la quantification des incertitudes, et intégrant des effets électronégatifs. Des outils et procédures sont mis en place pour la pérennité des installations durant les expériences à l’iode. Quatre diagnostics optiques sont développés et installés sur la chambre d’ionisation du propulseur PÉGASES. Ils mènent, pour la première fois, à la température de I, ainsi qu’à la densité de I et I2 : spectroscopie d’émission, spectroscopie d’absorption laser et absorption saturée à 10969 cm−1 et 11036 cm−1, absorption laser à 7603 cm−1, et absorption large-bande de 480nm à 500nm. Confronter ces données et celles issues d’une sonde de Langmuir au modèle global montre que le modèle surestime la dissociation de I2 et la densité électronique. Ces écarts peuvent être partiellement expliqués par des pertes de puissance sous-estimées dans le plasma, possiblement liées à sa nature moléculaire et électronégative. Ce travail donne des pistes pour de nouvelles études théoriques et de nouveaux diagnostics sur les plasmas d’iode. Il propose un modèle mis à jour et un panel de nouveaux diagnostics, utiles pour le développement de nouveaux systèmes de propulsion.
Membres du Jury :
Prof. Timo Gans (York University), rapporteur
Dr Laurent Garrigues (CNRS), rapporteur
Prof Caterina Riconda (Sorbonne Université), présidente
Dr Denis Packan (ONERA), examinateur
Dr Nicolas Sisourat (Sorbonne Université), examinateur
Dr Ane Aanesland (ThrustMe), directrice de thèse
Dr Cyril Drag (CNRS), co-directeur de thèse
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