Le groupe Plasmas et contacts électriques possède sur place les instruments pour étudier les processus chimiques et les problèmes associés aux contacts éléctriques. Il est aussi utilisateur d’ancienne date des Instruments, des grandes installations telles que l’European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), le Synchrotron Soleil, les sources de neutrons en France et en Angleterre, le Mersen High Current Laboratory à Grenoble et les anneaux de stockage des ions lourds au Danemark et en Suède.
Contacts électriques
L’équipe « Contacts Electriques » est experte dans l’étude de la dégradation des contacts électriques utilisés dans les interrupteurs, dans les industries automobiles et aéronautiques. L’influence de la production d’arcs électriques et des contraintes mécaniques sur l’usure des contacts rassemble des domaines tels que la métallurgie, le magnétisme, le frottement, les propriétés mécaniques de la matière, la spectroscopie plasma et l’inflammation des câbles électriques.
Les images, présentées ci-dessus avec des grossissements de x1'500 à x20'000, en fausses couleurs, ont été prises par microscopie électronique à balayage et colorisées par deep learning. Elles présentent la surface d’une électrode en argent ainsi que les conséquences d’un arc électrique, un plasma à plusieurs milliers de kelvin, sur cette surface originellement plane. La surface est très perturbée et recouverte de particules de différentes tailles. Ces particules sont produites par solidification de micro gouttelettes d’argent, celles ci étant dû à l'éjection, via la poussée d'Archimède, d'argent en phase liquide, ce au niveau des pieds d’arc.
Publications récentes:
Effects of arc during mechanical bounces on contact material for different power supply frequencies, A. Ramzi, E. Carvou, A. Schach, Proceeding of the 30th International Conference on Electric Contacts, 7-11 June 2021, Switzerland, pp. 52-59.
Study of vibration transfer in automotive connectors for understanding of fretting corrosion damage, M. Mavuni, E. Carvou, G. Lalet, Proceeding of the 30th International Conference on Electric Contacts, 7-11 June 2021, Switzerland, pp. 178-185
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Collaborations :
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Formation de Nanoparticules dans les Flammes
Ce travail est basé sur la diffusion des rayons X aux petits angles (Small Angle X-Ray Scattering (SAXS)) afin de mesurer la distribution des tailles des particules de suie dans les flammes d’hydrocarbure, et d’étudier comment cette distribution peut être modifiée par l’ajout d’additifs. Les expériences sont réalisées à l’ESRF à Grenoble. Le groupe est pionnier de ce type de recherche qui permet de suivre la formation des suies en temps réel dans les flammes de laboratoire.
Demonstration of the Onset of Soot Particle Aggregation and Growth in an Ethylene Flame by Small Angle X-Ray Scattering, J. B. A. Mitchell, S. di Stasio, J.L. LeGarrec, A.I. Florescu-Mitchell, T. Narayanan and M. Sztucki, Journal of Applied Physics 105, 124904 (2009)
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Collaborations :
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Formation de Nanoparticules dans les Plasmas
Ayant démontré que la technique SAXS peut être utilisée dans des milieux gazeux dilués tels que les flammes, nous avons appliqué la méthode à l’étude de nanoparticules créées dans des plasma micro-ondes d’air, et, le plus récemment dans les fumées des ablations laser et dans les arcs électriques. C’est une méthode non-intrusive qui donne de l’information sur les phénomènes de condensation des nanoparticules à des températures extrêmes. Les expériences sont réalisées à l’ESRF et au Synchrotron Soleil, en collaboration avec des chercheurs de l’Université de Tel Aviv en Israël, l’Université de Bourgogne et Schneider Electric.
Evidence for nanoparticles in microwave-generated fireballs observed by synchrotron X-ray scattering, J.B.A. Mitchell, J.L. LeGarrec, M. Sztucki, T. Nayaranan, V. Dikhtyar and E. Jerby, Phys. Rev. Lett. 100, 065001 (2008)
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Collaborations :
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Études des nanoparticules libres utilisant le rayonnement synchrotron
Ce travail, réalisé en collaboration avec des scientifiques du Synchrotron Soleil, du CEA, de l’IRSN et de l’Université de Rouen, implique l’injection de nanoparticules pré-préparées dans un système à vide via une lentille aérodynamique, ainsi que la réalisation d’études de spectroscopie de rayons X et de spectroscopie de masse sur ces particules lorsqu’elles sont exposées à une source accordable de rayons X mous. Un des objectifs de ce projet est d’examiner les phénomènes d’oxydation lente et de caractériser la chimie des particules de suie. Dans des expériences, la technique SAXS sera appliquée afin de préciser la taille de particules sortant de la lentille, avant irradiation.
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Collaborations :
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