Etudes numérique et éxpérimentale de la décharge à barrière diélectrique appliquée dans le domaine de la dépollution de l'aire

Abstract

Dans le cadre de ce projet, une étude numérique et expérimentale de la décharge à barrière diélectrique (DBD) plan-plan à pression atmosphérique sous tension alternative et pulsée nanoseconde a été menée afin de l'appliquer à la précipitation électrostatique des particules submicroniques. Premièrement, nous avons effectué une caractérisation électrique et une analyse de la morphologie de la décharge afin de comprendre le comportement électrique de la DBD avec les deux types d'excitation de tension : la tension alternative e la tension pulsée nanoseconde. Cette étude est basée sur l'analyse des signaux de courant, de la charge, de la caractéristique Q-V ainsi que de l'énergie et de la puissance consommée. Les résultats ont montré que la décharge est filamentaire mais le comportement des filaments vrai selon le type de la tension appliquée. Il a été montré que la puissance consommé est plus élevée avec une tension pulsée nanoseconde. Ensuite, une étude granulométrique a été effectuée sur des particules dont la taille est entre 0,18 et 1,7 µm pour évaluer la performance de l'électrofiltre DBD. L'efficacité de collecte a été évaluée en fonction des concentrations des particules avec et sans la décharge. Nous avons étudié notamment l'influence des paramètres électriques (tension, fréquence, largeur d'impulsion...) et le débit de l'écoulement sur l'efficacité de collecte avec les différents type d'excitation. L'utilisation de la DBD pour la précipitation donne de très bons résultats (l'efficacité peut atteindre 99). L'électrofiltre est plus performant pour les tension élevées et dans certaines gamme de fréquence et utilisation d'une tension alternative est plus appropriée en termes de rapport efficacité-cout énergétique. finalement, nous avons étudié la charge et mouvement des particules à l'intérieur de l'électrofiltre DBD en utilisant un nouveau modèle théorique. Le but est de comprendre la relation entre le mouvement des particules et leur efficacité de collecte. Nous avons trouvé que la charge des particules augmente avec leur taille, avec le champ appliqué ainsi qu'avec la fréquence. L'efficacité de collecte des particules dépend fortement de l'amplitude de leur mouvement oscillatoire qui suit les oscillations du champ électrique alternatif.