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Marlous Hofmans a soutenu sa thèse sur la " Caractérisation expérimentale des jets de plasma d’hélium "

Marlous Hofmans a soutenu sa thèse sur la " Caractérisation expérimentale des jets de plasma d’hélium " le jeudi 15 octobre 2020 à 16h à l’Université de technologie d’Eindhoven aux Pays-Bas pour obtenir un titre de docteur de l’institut Polytechnique de Paris, spécialité physique et de l’Université de technologie d’Eindhoven aux Pays-Bas.
Pendant sa thèse, Marlous Hofmans a partagé son temps entre le LPP et l’Université de technologie d’Eindhoven aux Pays-Bas. Cette thèse a été financée par le projet ANR-16-CE06-0005-01. Pendant sa thèse, Marlous Hofmans était rattachée à l’Ecole Doctorale Ondes et Matière puis de l’Ecole Doctorale l’institut Polytechnique de Paris.
En raison des consignes restrictives de rassemblement en vigueur, la thèse a été suivie par une grande partie du public en visio-conférence.
La cérémonie de soutenance à Eindhoven a une structure différente de celle des soutiens de doctorat à l’Ecole Polytechnique : elle a duré strictement 1 heure au cours de laquelle Marlous a donné une présentation de 10 minutes et a répondu aux questions du jury le reste de l’heure.

Résumé
Cette thèse porte sur l’étude d’un jet de plasma d’hélium à pression atmosphérique alimenté par des impulsions positives unipolaires à une fréquence de l’ordre du kHz. Des expériences sont effectuées pour caractériser la dynamique de propagation, la structure de l’écoulement et la température dans un jet en expansion libre, ainsi que l’influence d’une cible métallique sur le plasma.
La spectroscopie à polarisation Stark indique un champ électrique axial d’environ 10 kV/cm dans le capillaire du jet et une augmentation jusqu’à 20 kV/cm dans le panache, qui est constante pour différentes amplitudes et durées de l’impulsion de tension appliquée. La diffusion Thomson et la diffusion Raman rotationnelle sont utilisées pour déterminer la densité électronique et la température électronique, à différentes positions axiales et radiales, ainsi que la température du gaz et la densité de N2 et O2 de l’air environnant qui sont mélangés dans le flux d’hélium.
La comparaison quantitative de ces résultats expérimentaux avec les résultats d’un modèle fluide 2D montre une bonne concordance et permet une meilleure compréhension des résultats obtenus, à savoir que le champ électrique dans le front d’ionisation augmente avec la quantité d’air intégré au flux d’hélium au lond de la propagation. L’imagerie Schlieren révèle l’apparition de structures turbulentes à des débits élevés et lors de l’application des impulsions de tension. On constate que la température du gaz, mesurée par une sonde de température, augmente d’environ 12°C quand le plasma est allumé et d’environ 25°C lorsqu’une cible métallique est placée devant le jet.

Jury
Prof.dr.ir. Gerrit Kroesen (Eindhoven University of Technology (EPG), Pays-Bas) Directeur de thèse
Dr. Olivier Guaitella (École Polytechnique (LPP), France) Co-Directeur de thèse
Dr.Dipl.-Ing. Ana Sobota (Eindhoven University of Technology (EPG), Pays-Bas) Co-Directeur de thèse
Prof.dr. Deborah O’Connell (University of York, Royaume-Uni) Rapporteur
Prof.dr. Uros Cvelbar (Jožef Štefan Institute, Slovénie) Rapporteur
Dr. Svetlana Starikovskaia (École Polytechnique (LPP), France) Examinateur
Dr. Richard Engeln (Eindhoven University of Technology (PMP), Pays-Bas) Examinateur


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