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    Contributions à l'étude du plasma froid. Applications au dépôt des couches minces et à la charge électrostatique des médias filtrants
    (2017-12-21) BEKKARA Mohammed Fethi; Encadreur: BENMIMOUN Youcef; Co-Encadreur: TILMATINE Amar
    الملخص: في إطار هذه الأطروحة، قد استخدمت البلازما الباردة الناتجة عن الشرارة الكهربائية في الضغط المنخفض وأيضا تلك الناتجة في الضغط الجوي كالشرارة ذات الحاجز العازل ش.ح.ع لمعالجة وتعديل سطوح المواد. ان دراسة معالجة السطوح بالتغطية بطبقات رقيقة من مواد اخرى في الضغط المنخفض تم اجراءها من خلال ايجاد الخصائص الكهربائية للشرارة وعلاقتها بنظام عملها، وقد كشفت الدراسة أن الشرارة الكهرومتوهجة بنظام "غير عادي" هي الأنسب لعملية التغطية. ان الدراسات حول شرارة ش.ح.ع اجريت باستعمال الرسوم التذبذبية (التيار - الجهد) وبحساب الطاقة الناتجة عن طريق معالجة البيانات. وهذا ما قد سمح بتحديد تأثير العوامل الهندسية والكهربائية بمزيد من المصداقية. ان التحاليل البيانية البصرية والطيفية لسطوح البوليمرات المعدلة بينت أن العلاج ببلازما شرارة ش.ح.ع يجعل سطح البوليمرات أكثر خشونة ويؤدي ايضا الى زرع وظائف قطبية مثل (C=O) مما يمنح سطح البوليمر طابع محب للماء. ان خاصية التكهرب بالاحتكاك للبوليمرات المعالجة ببلازما ش.ح.ع وبكمية قليلة من الطاقة قد تحسنت كثيرا، مما سمح باستعمال هذه المعالجة لتحسين الفصل الكهربائي. ان معالجة الوسائط المرشحة المصنوعة من البوليمرات ببلازما ش.ح.ع ادت ايضا الى تحسين قدرتها على الشحن بواسطة شرارة الكورونا ولا يتم ذلك ايضا الا باحترام عتبة الطاقة المولدة من قبل شرارة ش.ح.ع Résumé : Durant les travaux de cette thèse, les plasmas froids générés par les décharges à basse pression et à pression atmosphérique tel que la décharge à barrière diélectrique DBD ont été utilisés pour le traitement et la modification de surface des matériaux. L’étude du traitement par revêtement en couche mince en basse pression a été effectuée en relevant les caractéristiques électriques des décharges en corrélation avec leurs régimes, cette étude a révélé que la décharge électroluminescente « anormale » est la mieux adaptée pour le dépôt. Les travaux expérimentaux sur la DBD ont été effectués en relevant les oscillogrammes (courant – tension) et en calculant l’énergie fournie par un post traitement des données. Les effets des paramètres géométriques et électriques ont pu être ainsi établis de façon plus crédible. Les analyses profilométriques et spectroscopiques FTIR des surfaces de polymères traités par DBD montrent que ce traitement rend la surface des polymères plus rugueuse et engendre un greffage de groupement polaire tel que (C=O) qui leur confère ainsi un caractère hydrophile. Les propriétés triboélectriques des polymères traités par de faible quantité d’énergie de DBD ont été améliorées, cela a permis ainsi de perfectionner le procédé de la séparation électrostatique. Le traitement des médias filtrants en polymère, a aussi amélioré leurs chargement électrostatique par effet couronne, ceci est possible en respectant ainsi le seuil d’énergie reçu par la DBD. Abstract: As part of this thesis, cold plasmas generated by low pressure and atmospheric discharges such as dielectric barrier discharges DBD were used for surface treatment and modification of materials. The study of low-pressure thin-film coating treatment was carried out by identifying the discharges electrical characteristics in correlation with their regimes and their visual appearance. This study revealed that the "abnormal" glow discharge is the best suited for coating. The DBD studies were performed by recording the (current - voltage) oscillograms and by calculating the supplied energy by data post - processing. The effects of the geometrical and electrical parameters was also established more credibly. The profilometric and spectroscopic analyzes of the DBD treated polymers surfaces shows that this treatment makes the surface of the polymers rougher and generate a polar group grafting, such as (C = O) which gives them a hydrophilic character. The triboelectric properties of the polymers, which were treated with small amount of DBD energy, were greatly improved; this allowed exploiting the DBD treatment in the electrostatic separation. The treatment of the polymer filter medias has also improved their electrostatic charging by corona effect; this is possible only while respecting the energy threshold received by the DBD.
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    Etude expérimentale et numérique de la précipitation électrostatique d’une atmosphère chargée de pollution.
    (2017-02-16) KHERBOUCHE fouad; Encadreur: BENMIMOUN Youcef; Co-Encadreur: TILMATINE Amar
    Résumé (Français et/ou Anglais) : L'objectif principal de cette thèse est d'étudier un précipitateur électrostatique (ESP) dans une nouvelle configuration asymétrique fil-cylindre. Notre précipitateur électrostatique (prototype de laboratoire) est étudié expérimentalement et numériquement. Où nous évaluons l'efficacité de collecte des particules de haute résistivité telles que celles produites des procédés de fabrication du ciment. Les expériences sont réalisées avec des particules de ciment allant de 0,18 à 5 µm avec une taille moyenne d'environ 0,4 µm. Un spectromètre d’aérosol est utilisé pour caractériser la distribution de taille de ces particules à la sortie de l'ESP. L'efficacité de la collecte est estimée pour diverses grandeurs de tension appliquées en courant continu et pour les deux polarités positive et négative. Les mesures électriques montrent que le comportement des décharges couronne est semblable à celui obtenu en configuration axisymétrique fil-cylindre. Les résultats montrent que l'efficacité de collecte de notre électrofiltre peut atteindre 95% dans la polarité négative. Afin de comprendre les trajectoires des particules à l'intérieur de l'ESP, les résultats expérimentaux sont comparés avec les données obtenues à partir de la simulation numérique en utilisant un modèle couplé. Ces résultats numériques indiquent que les particules peuvent être collectées sur des zones bien déterminées de l’électrode de collecte où le champ électrique est faible. Mots clés: précipitateur électrostatique, décharge corona, particules de haute résistivité, géométrie asymétrique, efficacité de la collecte. The main objective of this thesis is to study a new electrostatic precipitator (ESP) with asymmetrical wire-to-cylinder configuration. Our laboratory scale ESP is investigated experimentally and numerically. Where we evaluate the collection efficiency of high resistivity particles such as the ones released from cement manufacturing processes. The experiments are performed with cement particles ranging from 0.18 to 5 µm with a mean size of about 0.4 µm. An aerosol spectrometer is employed for characterizing the size distribution of these particles at the outlet of the ESP. The collection efficiency is estimated for various dc applied voltage magnitudes and for both positive and negative polarities. The electrical measurements show that behavior of corona discharges is similar to that obtained in symmetrical wire-to-cylinder configuration. Results show that the particle collection efficiency of the ESP can reaches 95 % in the case of negative corona discharge. In order to understand the particle trajectories inside the ESP, the experimental results are compared with data obtained from numerical simulation by using a coupled model. Numerical results indicate that the particles can be collected on the hole collecting electrodes even in the area where the electric field is less intense. Keywords: Electrostatic precipitator, corona discharge, high resistivity particles, asymmetrical geometry, collection efficiency.
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    Réalisation d’un procédé mobile pour traitement d’eau par ozone généré par DBD
    (2019-09-23) DRAOU Abdelkader; Encadreur: BENMIMOUN Youcef; Co-Encadreur:Tilmatine Amar
    Abstract (English) : This thesis consisted of evaluating the potential of ozone generated by atmospheric pressure plasmas for water pollution control to determine if they could become an alternative for plasma systems in this field. The bibliographic review showed us the complexity of the mechanisms governing the creation of DBD-type discharges. It is within this very broad framework that our contribution is made, aiming to provide new, experimental and theoretical elements, likely to enrich our understanding of the physics of DBDs. To do this, we designed an experimental device, composed of a modified DBD cell to create and maintain a discharge at atmospheric pressure, and mainly using air. The experimental study presented in this thesis has shown that the rate of ozone production can be significantly improved by inserting a stainless steel mesh into the inter-electrode space of a cylindrical ozone generator. Although the volume DBD method is mainly used in ozone generation technology, the modified DBD reactor in which surface and volume discharge occurs simultaneously, has provided superior results in terms of ozone production rate and air flow. Cette thèse consistait à évaluer le potentiel de l'ozone généré par les plasmas à pression atmosphérique pour la dépollution des eaux afin de déterminer s'ils pouvaient devenir une alternative aux systèmes plasma dans ce domaine. La revue bibliographique nous a montré la complexité des mécanismes régissant la création de rejets de type DBD. C'est dans ce cadre très large que s'inscrit notre contribution, visant à apporter des éléments nouveaux, expérimentaux et théoriques, susceptibles d'enrichir notre compréhension de la physique des DBD. Pour ce faire, nous avons conçu un dispositif expérimental, composé d'une cellule DBD modifiée pour créer et maintenir une décharge à pression atmosphérique, et utilisant principalement de l'air. L'étude expérimentale présentée dans cette thèse a montré que le taux de production d'ozone peut être significativement amélioré en insérant un treillis en acier inoxydable dans l'espace inter-électrodes d'un générateur d'ozone cylindrique. Bien que la méthode DBD en volume soit principalement utilisée dans la technologie de génération d'ozone, le réacteur DBD modifié dans lequel la décharge de surface et de volume se produit simultanément, a fourni des résultats supérieurs en termes de taux de production d'ozone et de débit d'air.