Spectroscopie moléculaire : calcul de spectres, mesures des températures de rotation et de vibration dans les plasmas thermiques - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1997

Spectroscopie moléculaire : calcul de spectres, mesures des températures de rotation et de vibration dans les plasmas thermiques

Résumé

This work deals with vibrational and rotational temperatures of molecules in thermal plasmas.

This thesis had two main parts : the first is devoted to the molecular spectra calculation and the second part is devoted to the spectra comparison in four different experimental conditions.

A code of calculation has been created to simulate spectra of diatomic molecules. It has been essentially applied on the radicals C2, CN, the molecule N2 and the molecular ion N2+ for variable parameter vibration and rotation temperatures. This part begins with a description of the diatomic molecule and its properties. Then the method to calculate spectra is clarified :
calculation of wavelengths,
their intensity,
application of an apparatus function and obtaining of the final spectrum.
The influence of rotation and vibration temperatures on lines intensities is taken into account as well as the influence of the apparatus function. These spectra are calculated, for a given experiment, to determine these two parameters by comparison of spectra.

This method has been used on four different plasma types :
a flame oxy-acetylene,
a wall stabilised arc in a Maecker chamber,
an ICP plasma torch,
a discharge between two liquid electrodes.
Rotational and vibrational temperatures have been determined by comparison between experimental and calculated spectra and then temperature profiles have been obtained.

In the appendix, necessary numerical values for calculations of spectra are listed for the Swan system of C2 , the violet system of CN, the second positive system of N2 and the first negative system of N2+.
Ce travail porte sur le diagnostic des températures de vibration et de rotation des molécules dans les plasmas thermiques.

Ce mémoire comporte deux grandes parties : l'une concerne le calcul de spectres moléculaires et la deuxième partie est consacrée à la comparaison des spectres dans quatre cas expérimentaux différents.

Un code de calcul a été réalisé pour simuler des spectres d'espèces diatomiques. Ce code a été essentiellement appliqué aux radicaux C2, CN, à la molécule N2 et à l'ion N2+ avec comme paramètres variables les températures de vibration et de rotation. Cette partie commence par une description de la molécule diatomique et de ses propriétés.
Ensuite la méthode pour calculer les spectres est explicitée :
détermination des longueurs d'onde,
de leur intensité,
application d'une fonction d'appareil,
obtention du spectre final.
L'influence des températures de rotation et de vibration sur les intensités des raies est prise en compte ainsi que celle de la fonction d'appareil. Ces spectres sont calculés, pour une expérience donnée, de manière à déterminer ces deux paramètres par comparaison avec les spectres obtenus par la mesure.

Cette méthode a été utilisée sur quatre plasmas différents :
une flamme oxy-acétylénique,
un arc stabilisé dans une chambre de Maecker,
une torche à plasma ICP,
une décharge entre deux électrodes liquides.
Les températures de rotation et de vibration ont été déterminées par la comparaison de spectres. Ainsi des profils de températures ont pu être réalisés.

En annexe, les valeurs numériques nécessaires aux calculs de spectres sont répertoriées pour le système de Swan de C2, le système violet de CN, le second système positif de N2 et le premier système négatif de N2+.
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Dates et versions

tel-00011621 , version 1 (15-02-2006)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00011621 , version 1

Citer

Géraldine Faure. Spectroscopie moléculaire : calcul de spectres, mesures des températures de rotation et de vibration dans les plasmas thermiques. Génie des procédés. Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 1997. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00011621⟩
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