Etude de la décomposition du dioxyde de carbone par une décharge couronne négative

Abstract

Depuis le début de la révolution industrielle, l'humanité a commencé à polluer le climat de la terre en rejetant dans l'atmosphère des « gaz à effet de serre » tels que le gaz carbonique (CO2). Ce dernier est responsable de la moitié de l'accroissement de l'effet de serre qui a augmenté à plus de 25% passant de 280 ppmv en 1860 à 370 ppmv à nos jours. Les techniques plasmas apparaissent comme une réponse avantageuse à cette problématique, notamment les décharges couronne que nous avons choisi d’utiliser. Dans ce contexte, nous nous sommes intéressés à l’étude par modélisation de la décomposition de CO2 par décharge couronne négative à pression atmosphérique et à température ambiante en utilisant un réacteur de géométrie d'électrode fil-cylindre. Notre travail est basé sur le modèle fluide qui s'appuie sur les équations de conservation hydrodynamiques. Ces équations obtenues à partir des deux premiers moments de l’équation de Boltzmann couplées á l'équation de Poisson forment un système d’équations non linéaire difficile á résoudre. Ce qui nous a remmené à introduire de nouvelles approximations, c.a.d découpler le système d équations non linéaires. La résolution des équations á été réalisé en deux étapes, la première consiste au calcul des distributions des espèces chargées (électrons, ions positifs et ions négatifs) et le champ électrique par la résolution des équations de continuité couplées à l'équation de Poisson, alors que la deuxième consiste au calcul des distributions des particules neutres, en injectant la densité électronique obtenue dans la première partie dans le logiciel COMSOL . Le modèle de la cinétique chimique utilisé dans ce travail est basé sur 09 espèces (e, CO+2, O-2, CO, C2O, C, O, O2, et O3), représentées par un jeu de 12 réactions, décrit bien le comportement électrique et cinétique de ce type décharge. Les résultats illustrent les variations spatiales du champ électrique, de la densité électronique et des densités de particules neutres. Les résultats obtenus par ce modèle sont révélées en accord avec les résultats expérimentaux.