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Lui Habl a soutenu sa thèse "Étude des phénomènes de panache des propulseurs ioniques à grille, polarisés en courant continu et en radiofréquence"

Le vendredi 20 mai, Lui Habl a soutenu sa thèse "Étude des phénomènes de panache des propulseurs ioniques à grille, polarisés en courant continu et en radiofréquence".

Resumé :
Ces dernières années, deux technologies prometteuses sont apparues pour améliorer les performances et diminuer le coût des propulseurs ioniques, la polarisation RF des grilles d’accélération et l’utilisation de l’iode comme combustible.
Ces techniques peuvent représenter une étape technologique importante ; cependant, lors de l’utilisation de l’une ou l’autre de ces techniques, les processus physiques dans la génération du plasma et surtout sur le panache de plasma en aval sont complexes, ce qui a des implications importantes sur les performances du dispositif.
L’objectif principal de ce travail était d’élucider la physique du panache de plasma lors de l’utilisation de ces technologies par une approche numérique et expérimentale.

Un modèle numérique dédié du panache a été développé pour étudier la polarisation de la grille RF, ce qui a permis de déterminer le comportement de plusieurs phénomènes et d’étendre les travaux numériques précédents.
Un prototype utilisant la polarisation de la grille RF a également été étudié expérimentalement. Il a été exploité aux valeurs les plus élevées d’énergie d’accélération et de fréquence à ce jour, démontrant qu’il peut générer un panache bien neutralisé avec des performances acceptables et fournir les données disponibles pour ce type de propulseur.
Les expériences ont également montré un excellent accord avec les prédictions numériques et théoriques, ce qui a confirmé à la fois la justesse du modèle développé ici, et les travaux précédents étant une avancée importante vers le développement d’un prototype de vol.

Pour l’iode, les caractéristiques du panache et les performances du propulseur sont mesurées et comparées au cas du xénon, montrant des caractéristiques uniques et, dans plusieurs cas, meilleures.
Un nouvel instrument automatisé pour déterminer le profil du faisceau d’ions est développé, et pour améliorer la qualité des expériences et augmenter la base de connaissances sur les plasmas d’iode, le rendement d’émission des électrons secondaires des ions d’iode a été mesuré pour la première fois.
Pendant les travaux, le propulseur testé a été lancé sur une mission spatiale, ce qui a permis de comparer les résultats au sol et en vol avec un excellent accord.

École Doctorale :
École doctorale de l’Institut Polytechnique de Paris (626)

Jury :
Erik Johnson - École Polytechnique - Président
Laurent Garrigues - LAPLACE, Univ. Toulouse III - Rapporteur
Aaron Knoll - Imperial College London - Rapporteur
Sedina Tsikata - CNRS, ICARE - Examinateur
Victor Desangles - ONERA - Examinateur
Pascal Chabert - LPP, École Polytechnique - Directeur de thèse
Trevor Lafleur - ThrustMe - Co-directeur de thèse
Dmytro Rafalskyi - ThrustMe - Co-directeur de thèse

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