Projet de recherche

Les décharges plasmas en contact avec des liquides constituent une solution prometteuse dans de nombreux domaines de recherche comme la synthèse de nanomatériaux, la dépollution, la synthèse chimique ou les applications biomédicales. De nombreuses études sont conduites pour comprendre

la nature de l’interaction entre plasma et liquide et en particulier par diagnostics optiques d’émission et d’absorption. Il est important d’identifier la surface liquide lorsque de tel diagnostics sont utilisés car les gradients de concentration d’espèces peuvent être important : à pression

atmosphérique, les électrons solvatés provenant d’un plasma ont une distance de pénétration de quelques nm dans une solution aqueuse. La forme de la surface plasma/liquide est fortement influencée par les phénomènes électro-hydrodynamiques dus à la présence de charges d’espace et d’un champ électrique. Cela se manifeste par une protubérance ou un creux sur la surface du liquide. En général, de l’imagerie est utilisée pour identifier la frontière entre plasma et liquide.

Cependant, celle-ci n’est pas facilement observable si la variation spatiale est trop petite (<1 mm)

ou si elle est tridimensionnelle. La forme de surface liquide est importante car elle influence la répartition spatiale du champ électrique et elle définit la surface d’échange entre plasma et liquide.

Nous proposons d’adapter la méthode de Free synthetic schlieren surface (FS-SS) pour mesurer la forme de cette surface liquide. Bien que la méthode ait montré sa capacité à l’étude des interactions plasma-liquide, des verrous empêchent d’exploiter pleinement les résultats et des élaborations sont nécessaires.

Le principal objectif du projet est de développer une méthode de mesure de surface libre (basée sur la FS-SS) adaptée à l’étude des plasmas en contact avec des liquides. Il est organisé en trois tâches. La première tâche consiste à élaborer une source plasma plus simple à étudier. La deuxième tâche, concerne l’amélioration de la méthode FS-SS et son application à une décharge à courant continu. La dernière tâche concerne l’étude d’une décharge nanoseconde en contact avec

des solutions aqueuses de glycérine avec la nouvelle méthode.

ACTIVITES PRINCIPALES

– Concevoir le dispositif plasma hors équilibre en contact avec le liquide ;

– Améliorer la méthode en travaillant sur le dispositif expérimental (optique) mais aussi le traitement des données ;

– Caractériser un plasma froid ;

– Etudier l’interaction plasma-liquide ;

– Traiter et interpréter les données ;

– Présenter et valoriser les résultats obtenus.

COMPETENCES PRINCIPALES REQUISES

Compétences opérationnelles :

Doctorat dans le domaine de la physico-chimie des plasmas froids ou de la mécanique des fluides ;

Expérimentateur autonome, en particulier sur des dispositifs optiques ;

Programmer sur le logiciel Matlab ou en python ;

Communication en anglais.