Dans quelles conditions atteint-on l’état plasma ?

Ionisation par décharge

Mécanisme de base de création des plasmas en laboratoire

Hull, A. W., Langmuir, I.,« Control of an arc discharge by means of agrid, Proceedings of the National Academy of Sciences of the UnitedStates of America», 15(3), 218-225, 1929.

Photos de la Planeterrella

La foudre

10 km

La foudre

L’air est un diélectrique, isolant, tant que le champ électrique est inférieur à une limite : le champ disruptif, 3600 kV m-1

D’où viennent les charges atmosphériques ?

Rycroft and Füllekrug 2004

L’étude de l’électricité atmosphérique

Taranis : premier satellite dédié à l'observation et la caractérisation des phénomènes lumineux, radiatifs et électromagnétiques qui se produisent entre 20 et 100 km d'altitude au-dessus des orages. Lancement prévu fin 2019

Ionisation par absorption de rayonnement

Exemple de réaction

hν + O2 O2+ + e-

hν = 12,1 eV correspond à λ = 103 nm raie Lymanβ (UV)

Raie présente dans le rayonnement solaire

Un des composant de l’atmosphère

Mécanisme de base de création des ionosphères

Le spectre solaire

En haut de l’atmosphère

En bas de l’atmosphère

Thuillier 2001

Spectre d’un corps noir à 5900 K + spectre de raies en-dessous de 160 nm

Profondeur de pénétration du rayonnement solaire en fonction de la longueur d'onde.

Lilensten et Blelly, 1999

Les UV solaires sont arrêtés par l’atmosphère et créent l’ionosphère

Atmosphère et ionosphère terrestres

Ionisation par chauffage

Influence de la température sur le degré d’ionisation

Loi de Saha à l’équilibre thermodynamique

kBT = 1 eV pour T = 11605 K

� =��

��

=��

�� + ��

=

��/��exp (−�

���)

1 + ��/��exp (−�

���)

��/� poids statistique de l’état

��

��

= 2,4 10����/�1

��

exp (−�

���)

Taux d’ionisation pour l’hydrogène atomique pour des densités totales différentes

Bittencourt 2004

Observation de la couronne solaire dans l’ultra-violet

SOHO/EITESA/NASA

La couronne est à l’état plasma et la température est de l’ordre du MK