Domaine industriel : Traitement de surface et dépôt des matériaux

difficile ou même impossible de les coller, les peindre ou imprimer sur elles. Dans plusieurs cas il est possible de traiter ces surfaces afin de changer leurs propriétés et leur mouillabilité. La décharge étant « froide » le risque de déformation de la surface est minimisé. Aujourd’hui, nous pouvons aussi utiliser une décharge à la pression atmosphérique crée par DBDs, pour le dépôt de couches minces qui protègent ou modifient les caractéristiques de la surface [Ma-5]. Par exemple, la DBD peut être facilement introduite dans le processus industriel de production de papier, en effectuant la décharge entre un rouleau qui fait tourner le papier et une électrode (parfois plusieurs) recouverte par un diélectrique comme le montre la figure 1.18.

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Figure 1.18 : Schéma de principe de traitement surfacique de plastiques à l’aide d’une DBD [Di-1].

Dans un autre domaine, les DBDs sont amplement utilisées dans le cadre de l’industrie des composants microélectroniques : elles peuvent être impliquées dans plusieurs étapes de la fabrication d’un circuit intégré. Avec les DBDs, il est possible de réaliser des dépôts de surface et des gravures très précises. Elles permettent ainsi de réaliser des gravures anisotropiques, nécessaires pour la miniaturisation. L’utilisation des DBDs permet de s’affranchir des conditions de travail sous vide nécessaires pour d’autres types de gravure (e- beam). Par conséquent, les coûts de réalisation des puces peuvent chuter car le travail sous vide est très onéreux [Se-1][Fa-2].

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CHAPITRE 2

Modélisation physique d’une excilampe à DBD dans un

mélange de xénon et de chlore

L’objectif principal de ce chapitre est de décrire la méthode et les résultats d’un modèle physique de dérive-diffusion appliqué à une excilampe à barrière diélectrique. La méthode utilisée dans notre modèle est basée sur le modèle concernant du xénon pur, qui a déjà été développé par notre équipe ainsi que d’autres auteurs [Bh-1], [Ha-1], [Od-1], [Ca-1] et [Bo-1]. L’intérêt de développer un tel modèle réside essentiellement dans les points suivants:

 Compléter les résultats de modélisation d’une DBD dans du xénon pur par l’addition d’un pourcentage variable de chlore et en déduire ainsi les propriétés du mélange.  Améliorer la compréhension et la description des phénomènes dans le volume du

plasma pendant la phase de décharge, lorsque l’on applique de nouvelles conditions aux limites pour les espèces considérées dans ce modèle.

 Par la suite, disposer d’un outil d’investigation susceptible de servir à déterminer des nouvelles pistes de recherche et d’applications.

 Etudier l’influence du mode d’alimentation (fréquence, rapport cyclique, etc.) sur les propriétés d’une excilampe.

 Etudier l’influence de la pression partielle des composants du mélange gaz rare/halogène sur la production d’UV émis par une excilampe à DBD.

 Enfin, utiliser, pour la résolution numérique, le logiciel commercial Comsol Multiphysics qui permet de créer une plate-forme dont la flexibilité facilitera les évolutions futures du modèle. Nous pouvons ainsi envisager d’appliquer d’autre gazs ou d’autres mélanges, d’autres géométries ou bien profiter des possibilités de couplage de Comsol Multiphysics avec d’autres logiciels tels que MATLAB ou SIMULINK.

Ce chapitre présente ainsi les équations générales régissant le plasma d’étude ainsi que les approximations utilisées pour simplifier sa description. Les interactions entre le plasma et la surface du diélectrique sont ensuite mises en évidence dans ce chapitre afin de présenter l’ensemble des équations et conditions aux limites nécessaires à la résolution numérique de

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l’évolution dans l’espace et dans le temps de toutes les espèces considérées dans notre modèle. Enfin, nous présentons les résultats obtenus par notre modèle en confrontation aux résultats de la littérature scientifique.