• Langue : Français
• Discipline : Énergétique, génie des procédés
• Identifiant : Inconnu
• Type de mémoire : Habilitation à diriger des recherches
• Date de soutenance : 01/01/1999

Résumé en langue originale

Les décharges microondes constituent une forme intéressante de source plasma, car elles allient la compacité à l'efficacité du transfert de puissance. Leur utilisation dans l'azote en écoulement à basse pression connaît un essor constant du fait des fortes densités d'espèces actives ainsi générées, tels les atomes d'azote, mais aussi, les molécules électroniquement et vibrationnellement excitées. La post-décharge résultante de ces plasmas conduit à la formation d'une zone d'ionisation secondaire, qui domine la cinétique du gaz pour des temps de post-décharge s'étendant de la milliseconde à la centaine de milliseconde. L'étude de cette zone, privilégiée dans la première partie de ces travaux, fait appel à différentes techniques, telles la spectroscopie optique d'émission pour les principaux émetteurs neutres et ionique, mais aussi la spectroscopie Raman spontanée pour l'état électronique fondamental. Une première détermination quantitative de l'excitation vibrationnelle dans une ionisation secondaire a été effectuée montrant les performances tout à fait intéressantes de la diffusion Raman spontanée.Les populations vibrationnelles des principaux émetteurs ont révélé les particularités cinétiques de ce milieu. Leur analyse tant qualitative que quantitative a permis de dégager les mécanismes dominants et de mettre en place les bases d'une description plus fine dans une optique de modélisation de la cinétique de post-décharge. Les mécanismes possibles de l'ionisation sont également abordés. Afin de faciliter la modélisation, la température du gaz a fait l'objet d'un travail approfondi confrontant les résultats de différentes approches fondées sur la température spectroscopique d'une espèce moléculaire, l'exploitation quantitative des spectres Raman et la mesure de la réflectance d'une lame de Pyrex immergée dans le plasma. Une deuxième partie est consacrée à la comparaison de performances de différents coupleurs microondes au travers de l'ionisation secondaire ou de la concentration des atomes d'azote. Par ailleurs, des mesures des champs électriques intracavité et spectroscopiques en décharge ont été entreprises pour étudier les mécanismes de couplage onde-plasma. Un bilan de la puissance instantanée disponible pour la génération d'atomes a permis la comparaison des sources, mettant en relief les potentiels importants d'un coupleur 915 MHz de grande section comme générateur de plasmas pour des réacteurs de très grands volumes. Les apports de la spectroscopie d'émission au contrôle de différents procédés assistés par plasma, qu'il s'agisse de dépôt en couches minces ou de traitement de surface, sont développés dans une dernière partie. Trois exemples sont utilisés pour illuster ces aspects, l'un concrnant la maîtrise d'un dépôt à propriétés spécifiques, un seond, l'interaction réciproque post-décharge-dépôt et enfin u ndernier montrant la corrélation possible entre les propriétés surfaciques d'un polymère et celles de la phase gazeuse.