Pierre FAUCHAIS
Professeur émérite Centre européen de la céramique, SPCTS UMR CNRS 7315, université de Limoges
Pour pallier la fragilité, la complexité et le coût des pièces céramiques, l'industrie a développé les dépôts céramiques sur des pièces métalliques d'épaisseur de quelques millimètres à plusieurs mètres. Les dépôts minces (inférieurs à quelques millimètres) sont réalisés soit par vaporisation physique assistée par électrons, ions, plasma, laser, soit par dépôts chimiques en phase vapeur assistés ou non par plasma. Les dépôts épais (de 50 à quelques millimètres) consistent à projeter des particules de quelques dizaines de millimètres par flammes ou plasmas thermiques. Quelques exemples d'applications, liées aux propriétés des dépôts obtenus, sont présentés. Après une brève évaluation des coûts relatifs aux différents dépôts, les perspectives de développement sont discutées.
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.
Dès leur naissance, les technologies plasma ont permis la destruction des produits toxiques militaires et industriels, le traitement des solides contaminés et des déchets nucléaires faiblement actifs, la décontamination des sols, etc. Maintenant, ces techniques en pleine expansion sont utilisées pour le traitement des déchets municipaux. Cet article reprend l’état actuel de développement des plasmas thermiques. Quelques généralités sur le traitement des déchets par plasma sont rappelées. Pour terminer, la technique est étudiée en profondeur pour les différents types de déchets : toxiques liquides, solides, métallurgiques, etc.
Quatrième état de la matière, les plasmas existent en de très nombreuses variétés qui dépendent de la densité des électrons et de la température (ou énergie) de ces derniers. Cet article se limite aux plasmas thermiques, c’est-à-dire ceux produits par des arcs électriques et des décharges radio fréquence, et générés à la pression atmosphérique ou à son voisinage, et à leurs grandeurs fondamentales. Leurs applications industrielles sont très nombreuses dont découpage, soudage, purification des métaux, métallurgie extractive, synthèse des poudres ultrafines, destruction des déchets, fabrication de pièces de formes.