Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Pierre FAUCHAIS : Professeur - SPCTS (Science des procédés céramiques et des traitements de surface) - CNRS UMR 6638 - Université de Limoges-Faculté des sciences
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les plasmas thermiques (cf. dossier ), à la pression atmosphérique ou à son voisinage (c’est-à-dire de 10 à 500 kPa), peuvent être produits à des puissances comprises entre quelques centaines de watts, par exemple pour le micro-découpage, et un peu plus d’une centaine de megawatts pour les fours métallurgiques à courant continu. Ils couvrent donc un très large domaine d’applications : découpage ou soudage des pièces métalliques, traitements de surface et dépôts, métallurgie extractive, refusion-purification des métaux, sphéroïdisation et purification des particules, analyse chimique, chauffage des répartiteurs de coulée, chimie, synthèse de poudres nanométriques ou ultrafines, fabrication des pièces de forme, traitement des déchets.
Dans cette présentation nous vous proposons de décrire les différents types de torches utilisées industriellement dans les applications citées.
Pour de plus amples renseignements sur les plasmas thermiques, et en particulier sur la théorie des plasmas, le lecteur est invité à consulter dans cette base de données, et du même auteur, la référence de la bibliographie : Plasmas thermiques : aspects fondamentaux.
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- Version archivée 1 de mars 1990 par Pierre FAUCHAIS
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Conclusion7. Contrôle des nuisances
Le fonctionnement d’une torche à plasma s’accompagne de nuisances qui doivent être traitées.
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Bruit
Les torches à arc fonctionnant à l’air libre émettent un bruit de 110 à 130 dB. Elles doivent donc être utilisées dans une enceinte acoustique adaptée ou, quand c’est possible, être intégrées dans le procédé.
Les torches RF génèrent beaucoup moins de nuisances sonores, de plus, elles sont le plus souvent utilisées dans une chambre à atmosphère contrôlée à une pression de quelques dizaines de kPa.
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Rayonnement ultraviolet
Les jets de plasma d’arc et, plus particulièrement, les arcs transférés émettent beaucoup de rayonnement UV contre lesquels il faut se protéger par des moyens adaptés (protections oculaires en particulier).
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Risques électriques
Les normes et règles de sécurité doivent correspondre à des niveaux de tension qui, dans le cas des torches à fortes puissances, sont élevés (> 1 kV en courant continu).
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Poussières
Lorsque les torches sont utilisées pour traiter des matériaux (projection, découpage, soudage, rechargement), ceux-ci peuvent être vaporisés. La recondensation de la vapeur et son oxydation produisent des particules de moins de 1 µm. Il convient alors de prévoir des dispositifs d’aspiration et de filtrage adaptés (par exemple, de 25 000 à 50 000 m 3/h en projection plasma à l’air libre).
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Gaz toxiques
Toute opération chimique effectuée avec les torches ou les arcs peut générer des produits toxiques comme les phosgènes ou les dioxines lors des recombinaisons à des températures inférieures à 1 000 K.
Il convient donc de traiter convenablement les effluents (tours de lavage, par exemple) ou, mieux, d’éviter la formation de tels produits en faisant attention au choix des gaz plasmagènes.
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Normes
Pour chaque application établie : soudage, découpage, projection, sphéroïdisation, rechargement, fusion-purification, métallurgie…, il existe des normes définissant comment doivent être traitées les nuisances induites par la technique.
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Contrôle des nuisances
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - FAUCHAIS (P.) - Plasmas thermiques : aspects fondamentaux. - [D 2 810]. Base documentaire « Convertisseurs et machines électriques » (2005).
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(2) - PATEYRON (B.) - * - Software of thermodynamic and transport properties (ADEP data). http://ttwinner.free.fr
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(3) - ECKERT(H.U.) - The induction arc: a state of the art review. - High Temp., 6, p. 99 à 134 (1974).
-
(4) - BOULOS (M.I.) - The inductively coupled R.F. plasma. - Pure and Appl. Chem. 57, p. 1321-1352 (1985).
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(5) - BOULOS (M.I.) - Radio-frequency plasma developments, scale-up and industrial applications. - J. High Temp. Chem. Proc., 1, p. 401-411 (1992).
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(6) - BOULOS (M.I.) - The inductively coupled radio frequency plasma. - J. High Temp. Mat. Proc., 1, p. 17-39 (1997).
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