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Les applications commerciales
et industrielles des plasmas
L'intérêt porté aux plasmas dans
la science et la technologie modernes vient d'abord de la
compréhension que nous avons de l'univers et des phénomènes naturels
qui nous entourent. D'autre part, l'industrie et la recherche
réussissent désormais à apprivoiser et appliquer à grande échelle
plusieurs phénomènes plasmas.
Bien que les phénomènes plasmas soient
documentés depuis longtemps, leur complexité, ou les difficultés bien
particulières liées à leur investigation ont limité longtemps les
chercheurs et les ingénieurs.
Nous arrivons à une époque de très
grands progrès en sciences appliquées, et les plasmas peuvent maintenant
compléter certains procédés industriels bien établis: fabrication de
semi-conducteurs, stérilisation d'équipements biomédicaux, lampes et
éclairage, lasers, couches minces et films (diamant, par exemple),
sources micro-ondes hautes puissances .. D'autres applications possibles
sont en phase de développement, et ces efforts sont souvent colossaux :
la recherche en fusion thermonucléaire permettrait éventuellement de
mettre au point des centrales électriques relativement propres, assurant
le futur énergétique de l'homme. La mise au points de "dépollueurs au
plasma" pourrait permettre de combattre plusieurs formes de rejets
industriels comme les gaz à effets de serre, les métaux lourds et
polluants chimiques de toutes sortes.
Voici une liste d'exemples qui montrent
la diversité des applications technologiques des plasmas.
Dépôts résistant à l'usure et à la
corrosion: applications dans les turbines
Dans l'industrie aéronautique
(avions et moteurs d'avions) rares sont les pièces qui
supportent plus de contraintes mécaniques que les ailettes des
turbines. L'amélioration
Applications à l'industrie
automobile
Dans les blocs moteur, on
essaie de remplacer la chemise des moteurs avec des revêtements
au plasma. Les caractéristiques de la surface du métal sont
améliorées: on peut profiter de la légèreté de certains métaux
comme le titane ou l'aluminium, mais en améliorant leurs
propriétés de surfaces pour que ceux-ci résistent à des
utilisations à fortes contraintes thermiques ou mécaniques.
Piles à combustible
Un des grands défis est de
réussir à réduire les coûts de fabrication des dépôts qui
servent à fabriquer les piles elles-mêmes (plaques). D'un ordre
de 10X! Certains types de dépôts de matériaux, réalisés au moyen
de technologies plasma, pourraient permettre de
Biomatériaux
Le revêtement des prothèses,
notamment par hydroxyapatite (composé qui se rapproche de l'os
humain) peut se faire par dépôt plasma.
Stérilisation d'équipements
biomédicaux
La
stérilisation à basse température et en milieu sec au moyen d’un
plasma froid est une méthode qui permet de stériliser à moins de
50 oC, dans un gaz sec, et sans avoir à respecter un
temps d’aération après traitement. Ainsi, il est possible de
stériliser sans les endommager des polymères thermo-sensibles et
des celluloses.
Traitement des poudres métalliques
ou céramiques
Le domaine des poudres
métalliques ou céramiques est vaste et diversifié. On produit
des pièces mécaniques à partir de poudres d'acier, tout comme
des prothèses de hanche avec des poudres céramiques. Une série
d'étapes comportant la mise en place de la poudre dans le moule,
une montée en température (frittage) et un bien contrôlé
caractérisent la majorité de ces procédures, qui peuvent être
souvent très complexes. Les poudres métal-céramique sont
fabriquées par différents procédés, mais les procédés par plasma
dans un deuxième temps permettent d'augmenter la sphéroïdisation
des poudres, de purifier la chimie de ces composés, et ainsi de
jouer sur des propriétés comme la densité après frittage, la
"coulabilité", la . La productivité: de pouvoir fondre à
500g/min des poudres telles que le carbure de W pourrait
intéresser les industriels.
Fabrication de semi-conducteurs :
dopage des transistors
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