Applications technologiques des plasmas

Dennoun SAIFAOUI

Laboratoire de Physique théorique et Appliquée, Faculté des Sciences Ain Chock

BP 5366 Maarif Casablanca, Maroc.

saifaoui@gmail.com

Les technologies plasma prennent une part de plus en plus importante dans les industries dites de haute technologie, soit en raison des avantages qu’elles procurent dans le cadre d’une production industrielle exigeante, soit pour leur réputation de technologie propre vis-à-vis de l’environnement. Elles interviennent ainsi dans des secteurs stratégiques de l’industrie et de la recherche où les enjeux industriels et les retombées socio-économiques sont considérables. En recherche fondamentale et appliquée, les plasmas se révèlent indispensables à la mise en œuvre de projets innovants.

L'élaboration et le traitement des matériaux constituent depuis toujours un secteur important. Ces dernières années, la demande du marché a évolué vers des produits de plus en plus nobles possédant des fonctionnalités de surface à haute valeur ajoutée (anticorrosion, autonettoyant, antibactérien, résistance à l'abrasion, ...). Les industries doivent donc s'adapter en développant des technologies innovantes dans le domaine des traitements de surface. Les plasmas atmosphériques constituent une voie prometteuse dans ce domaine. Ils offrent en effet de nombreux avantages :

• possibilité de déposer des films denses et d'une grande pureté ;
• intégration possible sur une ligne en continu ;
• grande variété de revêtements ;
• vitesses de dépôt relativement élevées ;
• possibilité de traiter des matériaux thermosensibles (contrairement à la CVD).

La torche à plasma est un dispositif applicable dans les procédés de traitement thermique par gazéification ou vitrification. Une torche à plasma est un dispositif qui consiste à provoquer un arc électrique entre une anode et une cathode et y injecter de l’air ou un autre gaz afin d’obtenir un plasma. Ce plasma est un gaz ionisé qui ressemble à une flamme, à la différence près qu’il n’est pas provoqué par une combustion mais par un phénomène de dilution de la chaleur de l’arc électrique dans un volume de gaz. Tandis que la température d’un arc électrique peut être de plusieurs milliers de degrés très localement, celle au sein du plasma est souvent voisine de 1500 °C dans un volume plus important.

Dans cette intervention, on aborde les différentes applications technologiques des plasmas telles que :

• le développement à l’échelle internationale de la production de l’énergie par la voie de la fusion contrôlée.
• Le traitement des déchets médicaux à l’aide de la conception d’un four à torche plasma.
• La détermination des paramètres physiques du transport des ions dans un mélange à gaz par Monte-Carlo.
• La déposition des couches minces par la technique magnétron et traitement de surface.
• Le développement de diagnostic des matériaux par ICP-MS, ICP-ES et SPL.
• La modélisation et la simulation des collisions dans la gaine de la torche à plasma et l’érosion de la cathode.