Modélisation mathématique et simulation de la transition d'une décharge électrostatique primaire vers un arc électrique secondaire entretenu par la puissance photovoltaïque d'un générateur solaire de satellite

Dans ce travail nous avons développé divers schémas numériques pour la description fluide d'un plasma quasi-neutre en expansion dans le vide entre deux électrodes a n de modéliser la transition d une décharge primaire vers un arc électrique secondaire entretenu sur un générateur solaire de satellite. Le modèle de référence de notre étude est le modèle bifluide (ions et électrons) Euler-Poisson. Ce modèle fournit une bonne description du plasma, mais l'existence d'une condition de stabilité numérique sur le pas de temps liée à la quasi-neutralité engendre des coûts de calcul prohibitifs pour l'application physique à laquelle nous nous intéressons. À partir de ce modèle, une première stratégie conduisant à une première gamme de schémas consiste à explorer la limite formelle quasi-neutre dans Euler-Poisson. ll en ressort un modèle de plasma quasi-neutre dont la dynamique est liée à l'existence d un faisceau d électrons entre l'interface plasma/vide et l anode. Le couplage et l'implémentation de ce modèle sont réalisés en 1D. Une seconde stratégie est d'explorer l'existence d'un schéma asymptotiquement stable dans la limite quasi-neutre pour décrire le modèle bifluide Euler-Poisson. Nous montrons qu'il existe un algorithme de coût explicite permettant d'obtenir un schéma stable quelque soient les pas de temps et d'espace. Cet algorithme est implémenté en 1D et en 2D. En n, ont aussi été réalisées des études de modélisation physique autour des phénomènes de gaine et d'amorce d'arc. Cette étude permet de modéliser les conditions aux limites d'injection du plasma.TOULOUSE-ISAE (315552318) / SudocSudocFranceF