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Concept
Torche à plasma
Résumé
Une torche à plasma est un type de source plasma pouvant générer une post-décharge, c'est-à-dire entraîner un gaz (partiellement) ionisé et excité dans une région située au-delà de l'espace inter-électrodes. Cette post-décharge est généralement utilisée dans des applications de traitement de surface (décontamination, fonctionnalisation, texturisation, dépôt, gravure) ou de traitement ultime des déchets (vitrification, inertage).
En 1774, un savant anglais découvre qu'une décharge électrique dans l’air entre un fil de fer et une solution de suc de tournesol dans l’eau a une action chimique : la couche supérieure de son liquide est devenue rouge et après deux minutes elle l'était entièrement. Le phénomène n'était cependant pas encore expliqué.
En 1813, sir Humphry Davy voulant produire une étincelle entre deux petits cônes de charbon fixés au bout de deux conducteurs en métal et rapprochés y arrive, mais constate qu'un arc électrique se maintient quand il éloigne un peu les charbons. De nombreuses expériences conduiront ensuite à produire et à maitriser des plasmas, y compris de puissance.
Dans les années 1940, le groupe allemand Chemische Werke Hüls AG a mis au point une torche de 8 MW pour synthétiser de l'acétylène à partir de charbon (dans un plasma d'hydrogène). Puis d'autres torches fonctionneront jusqu'à des puissances de 60-70 MW.
Les torches à plasma peuvent être classés selon leurs propriétés thermiques en considérant d'une part celles pouvant générer des post-décharges hors équilibre thermique (plasmas froids) et d'autre part celles dont les post-décharges sont à l'équilibre thermique (plasmas thermiques).
Typiquement, une torche à plasma froid possède une configuration dynode dans laquelle l'électrode excitatrice est portée à un potentiel radiofréquencé (RF), l'autre électrode restant à la masse. La géométrie de l'électrode de masse est toujours ouverte pour permettre au gaz ionisé entre les électrodes de s'étendre vers l'extérieur de la source et ainsi former la post-décharge.
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Learn the basics of plasma, one of the fundamental states of matter, and the different types of models used to describe it, including fluid and kinetic.
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