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Hang Yang a soutenu sa thèse "Multi-periodic and random mode of Atmospheric Pressure Plasma Jets and their interactions with liquid and biological targets"

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Le 2 mars 2023, Hang Yang a soutenu sa thèse "Multi-periodic and random mode of Atmospheric Pressure Plasma Jets and their interactions with liquid and biological targets".

Résumé :
Les jets de plasma à pression atmosphérique (APPJ) ont fait l’objet d’études approfondies et ont de nombreuses applications en médecine du plasma telles que la cicatrisation des plaies ou la réduction des tumeurs. Dans cette thèse, trois caractéristiques principales de l’APPJ sont étudiées : i) les modes de propagation multi-périodiques et aléatoires et le rôle des charges de surface ; ii) l’interaction entre l’APPJ et les cibles liquides ; iii) la modification d’échantillons de peau inerte après traitement au plasma.
Un APPJ à l’hélium piloté par une tension sinusoïdale de 15 18 kHz allume le mode auto- déclenché multi-périodique ou le mode aléatoire en fonction de la tension appliquée, de la fréquence pilotée et de la distance entre les électrodes. La plupart des balles multi- périodiques observées fonctionnent toutes les 2 ou 3 périodes sinusoïdales. De telles balles présentent des similitudes avec le mode de fonctionnement pulsé, ayant une gigue inférieure à 100 ns. La présence d’un anneau d’électrode extérieur mis à la terre est un paramètre clé permettant l’allumage de balles multipériodiques ; il améliore également la longueur de propagation jusqu’à 8 fois. L’imagerie rapide révèle que 2 à 3 décharges auto- déclenchées se produisent dans la région de l’espace avant l’allumage de la balle dans les polarités positives ou négatives ; cela conduit à une accumulation de charges sous l’électrode de masse, améliorant localement le champ électrique. Les spectres d’émission optique résolus dans le temps à différents emplacements et tensions montrent que la majeure partie de l’émission OH provient de la décharge semblable à une lueur dans la région de l’espace après la formation de la balle de plasma.
Lors de l’interaction avec une cible d’eau, la propagation de cet APPJ montre des modes multi-périodiques et des modes aléatoires similaires. Le taux de production de H2O2 est mesuré dans l’eau et il est conclu que le H2O2 est principalement produit à l’intérieur de l’APPJ à partir des impuretés désorbées de la paroi interne du tube à gaz.
La peau de porc décongelée est traitée par l’APPJ et analysée par imagerie polarimétrique Mueller plein champ (MPI). Il est démontré qu’il modifie le retard de phase linéaire et la dépolarisation totale pour une puissance plasma plus élevée et/ou une durée de traitement plus longue. Selon les groupes témoins, les altérations tissulaires sont principalement causées par le chauffage local concomitant à l’interaction plasma-peau au-dessus de 0,5 W/45 °C. Cette étude vise à montrer que le MPI plein champ est adapté à la détection rapide et sans contact des modifications de la microstructure cutanée induites par le traitement au plasma.

Jury :
Reviewers :
Prof. Eric ROBERT
Prof. James WALSH

Jury members :
Prof. Anne BOURDON
Dr. Joao SANTOS-SOUSA
Dr. Angelo PIERANGELO

Supervisor :
Prof. Antoine ROUSSEAU

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