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RÉSUMÉ
Les plasmas thermiques couvrent un très large domaine d'applications du découpage ou soudage de pièces métalliques, à la sphéroïdisation des particules, en passant par la synthèse de poudres nanométriques ou ultrafines et le traitement des déchets. Pour développer des procédés plus efficaces, la technologie des torches a connu ces dernières années de nombreux progrès. Citons comme points d’optimisation de ces procédés : l’amélioration de la conception des torches, la création de torches en projection par arc, et la mise au point de capteurs de contrôle. Cet article traite des applications à des puissances inférieures à quelques centaines de kilowatts, la qualité des produits obtenus, leur reproductibilité et fiabilité.
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Pierre FAUCHAIS : SPCTS UMR 6638 - Professeur à l'Université de Limoges
INTRODUCTION
Les plasmas thermiques couvrent un très large domaine d'applications : découpage ou soudage des pièces métalliques , traitements de surface et dépôts , sphéroïdisation et purification des particules , analyse chimique , synthèse de poudres nanométriques ou ultrafines , fabrication des pièces de forme , métallurgie extractive , refusion-purification des métaux , chauffage des répartiteurs de coulée , chimie , traitement des déchets … Certaines applications sont très largement établies (depuis les années 1940, mais d'une manière générale depuis les années 1960), mais d'autres sont en devenir.
La technologie des torches (cf. dossier « Plasmas thermiques : production » ) a fait de grands progrès au cours des 25 dernières années pour différentes raisons :
la nécessité pour l'industrie de développer des procédés plus efficaces ;
le coût attractif de l'électricité dans certains pays (essentiellement pour les applications de forte puissance (> 1 MW)) ;
le potentiel pour développer de nouveaux matériaux et les technologies correspondantes ;
la coopération accrue entre les fabricants de matériel, les chercheurs, les industriels concernés par les différents procédés et les producteurs d'électricité.
Cependant en dépit des nombreuses avancées technologiques au cours des vingt-cinq dernières années ainsi que des démonstrations de faisabilité en laboratoire où à l'échelle de prototypes, le nombre d'applications industrielles à grande échelle est encore relativement faible. Les raisons en sont :
une surestimation du potentiel des plasmas qui a conduit à un certain désappointement des utilisateurs ;
le manque d'études fondamentales pour appuyer le développement technique en particulier pour obtenir des conditions de fonctionnement reproductible (jusqu'à 60 paramètres macroscopique peuvent conditionner le fonctionnement d'un procédé plasma) ;
l'usure naturelle des électrodes (pour les torches à arc) que les utilisateurs ne savent pas toujours compenser ;...
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Plasmas thermiques aux puissances inférieures à 400 kW : applications
Découpage par plasma
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