Etude expérimentale et théorique d’un arc de foudre et son interaction avec un matériau aéronautique Rafael Alexandre Sousa Martins To cite this version: Rafael Alexandre Sousa Martins. Etude expérimentale et théorique d’un arc de foudre et son in- teraction avec un matériau aéronautique. Autre. Université Paris-Saclay, 2016. Français. ￿NNT: 2016SACLC080￿. ￿tel-01434344￿ HAL Id: tel-01434344 https://theses.hal.science/tel-01434344 Submitted on 13 Jan 2017 HAL is a multi-disciplinary open access L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est archive for the deposit and dissemination of sci- destinée au dépôt et à la diffusion de documents entific research documents, whether they are pub- scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, lished or not. The documents may come from émanant des établissements d’enseignement et de teaching and research institutions in France or recherche français ou étrangers, des laboratoires abroad, or from public or private research centers. publics ou privés. NNT : 2016SACLC080 T HESE DE DOCTORAT DE L’UNIVERSITE PARIS-SACLAY PREPAREE A ÉCOLE CENTRALE PARIS ECOLE DOCTORALE N° 579 Sciences mécaniques et énergétiques, matériaux et géosciences Spécialité de doctorat : Energétique Par Rafael Sousa Martins Experimental and theoretical studies of lightning arcs and their interaction with aeronautical materials Thèse présentée et soutenue à Châtenay-Malabry, le 15 novembre 2016 Composition du Jury : M. Paillol, Jean Professeur, Université de Pau et des Pays de l’Adour Président du Jury / Rapporteur M. Hong, Dunpin Professeur, Université d’Orléans Rapporteur M. Chemartin, Laurent Ingénieur de Recherche, ONERA Examinateur M. Lago, Frédéric Chef du Département Foudre et DES, DGA TA Examinateur M. Stancu, Gabi-Daniel Maître de Conférences, CentraleSupélec Examinateur M. Gleizes, Alain Directeur de Recherche CNRS, Université Paul-Sabatier Invité M. Soufiani, Anouar Directeur de Recherche CNRS, CentraleSupélec Directeur de thèse T HESE DE DOCTORAT DE L’UNIVERSITE PARIS-SACLAY PREPAREE A ÉCOLE CENTRALE PARIS ECOLE DOCTORALE N° 579 Sciences mécaniques et énergétiques, matériaux et géosciences Spécialité de doctorat : Energétique Par Rafael Sousa Martins Experimental and theoretical studies of lightning arcs and their interaction with aeronautical materials Aos meus queridos pais e avós e ao amor da minha vida. Obrigado por tudo que vocês sempre fizeram por mim e por esse amor incondicional. Essa obra pertence a todos vocês. Acknowledgements Firstly, I would like to direct my sincerest thankfulness to Jean Paillol and Dunpin Hong for having accepted to review this dissertation. Equally appreciated, I would like to share my gratitude to all the members of the thesis committee, Alain Gleizes, Gabi-Daniel Stancu and Frédéric Lago for having accepted to participate on my thesis defense. All their comments and suggestions thoroughly made on the dissertation and the thesis defense were taken in consideration contributing to this final version and for future works. Secondly, it is with my deepest gratitude I express my tribute to my thesis adviser Anouar Soufiani for his pedagogy, his knowledge, his availability and help in engaging me moving forward in this thesis on highest rigor and accuracy standards. Fairly esteemed, I likewise designate my most virtuous appreciation to my Onera adviser Laurent Chemartin for these three years we have completed together and for his attention and his confidence on me and on my work. It was an enriching and pleasant experience working with him during these years, even though our bureau being located at different Onera sites we always found a way to exchange our ideas. Duly, I would like to thank Clément Zaepffel, who collaborated with me all along this thesis on a daily basis routine. Sometimes it was hard and tiring, nevertheless, at the end, every single effort was undoubtedly rewarded. Conjointly, I address a genuine recognition to thank Philippe Lalande, the head of Foudre, Plasma et Applications (FPA) unit, who trusted me and my work, and motivated me to accomplish this thesis in the best way possible. Furthermore, I would like to thank all FPA unit, but mainly those who were closer to me during these years; Denis Packan, Paul-Quentin Elias, Julien Jarrige, Julien Labaune and Fabien Tholin. Please, accept my sincerest gratitude for you all for always being open to interesting and productive discussions, either in theoretical and experimental fields. These discussions certainly contributed with improvements to my formation and had a significant impact on this thesis. Moreover, I am thankful to all PhD students, postdocs and interns who have shared these three years with me at Onera, especially to those who could be present at the thesis defense; Philippe Castera, Sébastien Rassou, Théo Vialis, Sara Correyero, Malik Nafa, Gautier Vilmart and Raphaël Duque. Beyond, my gratitude to the Onera’s members who always gave their support, Nicolas Fdida, Nelly Dorval, François Charbonnier and also to all others members of the Département Mesures Physiques (DMPH). In this respect, I voice a particular gratitude to Michel Lefebvre, the DMPH director, who was present at the thesis defense sharing his support. Lastly and deservedly I utter my profoundest gratitude to Brigitte Attal-Trétout, who in the first place, brought to light the opportunity to discover Onera by sharing with me the internship offer and thereafter continuously following my thesis progress. Finalmente, gostaria de redigir algumas poucas palavras na minha língua nativa para fazer um verdadeiro agradecimento para todos vocês que foram e continuam sendo tão importantes na minha vida e em toda essa jornada até aqui. Primeiramente, agradeço a Deus por ter me dado saúde, força, capacidade, motivação e coragem ao longo de toda minha vida. Em seguida, quero agradecer a todos que contribuíram de uma forma ou de outra ao longo da minha vida pessoal e acadêmica. Agradeço a todos os professores com os quais eu tive a oportunidade de conviver, ouvir, admirar, aprender, trabalhar e, obviamente em alguns (poucos) casos, irritar. Certamente cada elemento nessa sólida estrutura tem a vossa contribuição e eu serei eternamente grato. Deixo uma menção especial aos dois professores que tiveram uma significante participação no início da minha carreira acadêmica, Régis e Júlio César. Obrigado por todos os conselhos, atenção, ajuda e apoio. Igualmente, gostaria de agradecer aos meus grandes amigos de Anápolis, de ensino médio e pré-vestibular, Douglas e Edson, pelo companheirismo, força, incentivo e amizade ao longo desses anos, mesmo que nossos encontros tenham se tornados tão raros. Da mesma forma, um obrigado aos meus colegas e amigos de Campinas, da minha turma da elétrica e de outras turmas da Unicamp, com quem eu tive o prazer e a oportunidade de compartilhar o inicio do meu ensino superior. Um abraço em especial ao meu grande irmão e companheiro de moradia, José Augusto e ao meu amigo de futebol e de moda de viola, João Paulo. Um agradecimento especial aos amigos que fiz em Bauru e que me acompanharam em grande parte dessa jornada, Hanna, Melissa, Nathália, Letícia e Tiago. Seguindo em ordem cronológica, obrigado aos meus amigos feitos em Marseille, Alessandra e Joaquim. Nós conhecemos em um momento que o simples fato de terminar a Centrale e suportar a vida do duplo-diploma já parecia algo extremamente difícil (não podíamos estar mais enganados!), e que por fim se tornaram grandes companheiros ao longo de toda essa jornada. Em Paris, na última etapa, não fiz grandes amizades na universidade ou no trabalho, mas fiz grandes amigos pelas idas e vindas do destino, Juliana e Lucas, e tios Aurea e Keko. Agradeço a vocês pelo grande companheirismo e pelas ótimas discussões científicas, técnicas, gastronômicas, sociais e, principalmente, filosóficas. ACKNOWLEDGEMENTS Enfim, gostaria de dedicar essa ultima parte para agradecer as minhas duas famílias. Primeiro para a família que me “adotou” nessa praticamente uma década, a família March(qu)esini. Gostaria de dizer um muito obrigado ao Jesus, Nice e Gabriel por todo carinho e apoio durante esses anos, e especialmente ao Bruno e a Marilia que puderam estar presentes no dia da defesa para dar força, partilhar e animar esse momento tão importante. Obrigado aos que considero como meus irmãos mais novos, José Ricardo, Luiz Henrique e Maria Laura, assim como para Ana Flávia, Julia e Daniel. Obrigado pelo carinho, pelas revisões de inglês, pela animação, pelos diversos e deliciosos momentos gastronômicos e de diversão. Nesses últimos anos, saber que podíamos contar com vocês nos fins de semanas ou nos períodos de férias, era sempre uma grande motivação para continuar firme no trabalho. Enfim, um muitíssimo obrigado ao Antônio e a Matilde, por sempre me tratarem e cuidarem de mim como um filho, e os quais eu sempre considero e considerarei como pais. Vocês acompanharam grande parte da minha jornada e sempre estiveram dispostos e solícitos nos momentos importantes que passei, assim como puderam compartilhar comigo os momentos de conquista. Para minha querida família, gostaria de agradecer primeiramente meus tios, Nair e João Paulo, Roberto e Michelle, meus tios-padrinhos, Nilza e Carlos, a minha tia e mãe de leite, Madalena, e ao meu tio Ivan. O carinho, amor e consideração que vocês tiveram comigo ao longo de toda minha vida são enormes, e eu sou, e serei sempre, extremamente grato por tudo. Obrigado igualmente aos meus irmãos e primos mais velhos, Marcos, Alexandre, Alessandra, Chrisley, Jefferson, Leandro e Luciana, assim como aos meus primos mais novos, Mário, Ginger, Gabriella, Natália, Miguel e Carlos Filho. Agradeço pelo companheirismo, conselhos, apoio e amizade, e espero que meu trabalho possa servir de inspiração a todos vocês. Um grande obrigado aos meus queridos irmãos, Rávilla Karolina, Gabriel Felipe e Daniel Luís. Por mais que eu tenha vivido longe de vocês nesses últimos anos, em um momento de tanta importância e mudança em vossas vidas, vocês são uma parte que me motiva, a cada dia, a querer vencer e ir mais longe, com o objetivo de iniciar um caminho que um dia vocês também irão trilhar e alcançar. Obrigado aos meus avós, José Lico e Cascilda, ao meu avô Manuel, e um agradecimento especial ao avô que ganhei por volta dos meus dez anos, Sebastião Monteiro de Alarcão. Obrigado por toda sabedoria, amor e atenção ao longo desses anos. Todo teu apoio foi, certamente, fundamental para que eu me tornasse a pessoal que sou hoje. Um imenso obrigado do fundo do coração a minha avó Rita, que sempre luta e batalha pela sua família e tem um amor irrestrito a todos seus filhos e netos como se fossem únicos. Evidentemente, por ser o neto