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Soutenance de thèse de Jordan STEKKE

par Isabelle Clarysse - publié le

Jordan STEKKE soutiendra ses travaux de thèse intitulés :

"Contribution au perfectionnement de transformateurs piézoélectriques dédiés à la génération de plasma froid pour applications biomédicales".

La soutenance se déroulera le lundi 13 juillet 2020 à 10h.

Jury :
Adrien Badel - Professeur d’Université - Université Savoie Mont Blanc- Président du Jury
Elie Lefeuvre - Professeur d’Université - Université Paris-Sud - Rapporteur
Frédéric Giraud - Maître de Conférence - Université de Lille, Campus scientifique - Rapporteur
Guylaine Poulin-Vittrant - Chargé de Recherche - GREMAN - Université de Tours - Examinateur
Christian Courtois - Professeur d’Université - Université polytechnique Hauts de France - Co-Directeur de Thèse
Francois Pigache - Maître de Conférence - Toulouse INP - Directeur de Thèse

Résumé :
De nombreux générateurs plasma ont été développés dans le but de répondre aux exigences de désinfection des outils thermosensibles ou chimiosensibles. De nombreuses difficultés telles qu’un niveau de désinfection élevé, une durée de traitement minimale, un rapport de forme ou une géométrie complexe des outils doivent être prises en compte. Leur caractéristique commune est la nécessité d’une source de haute tension en entrée. Elle se justifie par l’obligation d’atteindre la valeur de tension de claquage du gaz de plusieurs kVolts.

Depuis une vingtaine d’années, un certain nombre de recherches ont abordé la possibilité d’utiliser des transformateurs piézoélectriques comme source de plasma froid. Leur fort gain électrique et leurs propriétés diélectriques naturelles en font un support privilégié à la génération de plasma froid (Piezoelectric Direct Discharge Plasma (PDDP)) et le coeur d’un dispositif sécurisé grâce à leurs faibles niveaux d’alimentation (quelques volts). L’objectif de ma thèse se porte sur le développement et le perfectionnent de ces dispositifs de désinfection par plasma froid.
Dans l’objectif d’une optimisation du transformateur piézoélectrique pour une utilisation en générateur de plasma froid, il est nécessaire d’en modéliser le comportement. Ainsi, principalement deux modèles ont été développés : un modèle analytique linéaire unidimensionnel permettant une étude globale sur son dimensionnement et un modèle numérique tridimensionnel par éléments finis permettant une étude plus précise de l’impact d’une topologie complexe sur les champs électriques générés. Pour définir les conditions d’utilisation de ces transformateurs, des études de stress mécanique et thermique ont étés menés, principaux facteurs limitant en puissance.
Afin de faire la preuve des capacités de désinfection, différentes campagnes d’essais bactéricides ont été menées en laboratoire biomédical. Les transformateurs piézoélectriques ont été montés dans des supports de décharge sous flux d’Argon générant des plumes plasma de plusieurs centimètres auxquelles sont exposées les souches bactériennes suivant une adaptation du protocole EN 13697. Si les résultats pour le Staphylococcus aureus se sont montrés plus mitigés avec des performances dépassant difficilement les 4log de réduction, tous les tests effectués avec la bactérie Pseudomonas aeruginosa ont permis d’atteindre le facteur de réduction maximal mesurable (plus de 6,73 log) dans des conditions sèches et humides pour des temps d’exposition de plus de 15min, laissant entrevoir de réelles capacités de développement.

Mots-clés :
transformateurs piézoélectriques ; plasmas froids ; actions biocides