Scholar Energy - Kasidapa Polprasarn

Dans le quotidien d’une doctorante en physique des plasmas

Doctorante au Laboratoire de Physique des Plasmas à l’Ecole polytechnique, Kasidapa Polprasarn revient ici sur son parcours et sur la manière dont elle mène sa thèse intitulée «Spectroscopie Raman in-situ des échanges d’énergie entre plasmas froids et interfaces liquide».

Rendre visibles les échanges d’énergie grâce à la spectroscopie Raman

Au cœur de ses travaux se trouve une frontière invisible : la zone extrêmement fine où un plasma entre en contact avec un liquide. À cette interface, épaisse de quelques micromètres seulement, se jouent des échanges d’énergie intenses et des réactions chimiques rapides. Pourtant, tout se déroule à l’échelle moléculaire, ce qui rend ces phénomènes particulièrement difficiles à observer.

Pour rendre l’invisible observable, Kasidapa s’appuie sur la spectroscopie Raman in-situ, une technique optique fondée sur l’utilisation d’un laser. Cette méthode permet de suivre en temps réel les vibrations des molécules. Chaque molécule diffuse la lumière d’une manière qui lui est propre, produisant une signature spectrale comparable à une empreinte digitale. En analysant finement ces signatures, il devient possible de détecter des variations de concentration, de température ou d’environnement chimique.

Observer au plus près de la surface

Au fil de sa thèse, elle a affiné son dispositif expérimental afin d’observer au plus près de la surface du liquide, en réduisant le volume de détection pour isoler précisément la zone d’interaction entre le plasma et le liquide. En utilisant le nitrate comme molécule sonde, elle a mis en évidence que le profil vibratoire se resserre à proximité de la surface et évolue sous l’effet du traitement plasma. Dans certaines conditions, le signal s’élargit, probablement en raison d’un échauffement induit par le plasma. Dans d’autres, les modifications observées suggèrent l’existence de réactions chimiques spécifiques à l’interface.

Ces résultats apportent un éclairage nouveau sur les interactions plasma–liquide, un champ de recherche aux implications importantes pour les technologies environnementales, la chimie durable et les applications énergétiques. En combinant diagnostics optiques avancés et rigueur expérimentale, ses travaux contribuent à mieux comprendre comment l’énergie se transfère et se transforme à l’échelle moléculaire.

Des recherches fondamentales en lien à la transition énergétique

Au-delà de son intérêt fondamental, ce sujet s’inscrit pleinement dans les enjeux de la transition énergétique. Les plasmas froids constituent une voie prometteuse pour activer des réactions chimiques à température ambiante, en injectant l’énergie de manière ciblée dans les électrons plutôt que sous forme de chaleur massive. Cette approche ouvre la perspective de procédés plus sobres pour le traitement de l’eau, la dépollution, la valorisation du CO₂ ou encore la production de molécules d’intérêt énergétique. En comprenant finement comment l’énergie se transfère et se dissipe à l’interface plasma–liquide, ces travaux contribuent à améliorer l’efficacité de ces technologies émergentes et à en réduire le coût énergétique, un enjeu central pour construire des systèmes industriels compatibles avec une économie bas carbone.

Sa thèse est soutenue par la Fondation de l’Ecole polytechnique, Franco Thai Scholarship Program de Campus France, l’Ambassade de France en Thaïlande et le centre interdisciplinaire Energy4Climate (E4C).