Texte intégral en version PDF - Epublications - Université de Limoges

128 Chapitre III : La projection par plasma d’arc
b) Influence de la nature des gaz plasmagènes :
• L’argon :
L’argon, du fait de sa nature même joue essentiellement sur le transfert de quantité de
mouvement du jet de plasma aux particules.
La vitesse des particules dans le mélange croit avec l’augmentation du pourcentage
massique d’argon qui est le principal acteur du transfert de quantité de mouvement aux
particules comme le soulignent les conditions Ar-He-H2 (40-120-15 et 45-120-10) qui
montrent qu’à débit volumique constant c’est l’augmentation du débit volumique d’argon qui
favorise l’augmentation de la vitesse des particules (respectivement 292-344 et 337-350 selon
le type de tuyère respectivement col droit et Mach 2,5 et respectivement injection externe et
interne).
• L’hydrogène :
L'hydrogène contrôle la conductivité thermique du mélange. Une augmentation du
pourcentage d'hydrogène augmente la tension d’arc et donc la puissance dissipée et conduit à
un meilleur transfert thermique aux particules ceci s’observe par une plus grande luminosité
de celles-ci lors des mesures de vitesse.
Cependant, pour des débits volumiques d’argon (60 NL/min) et d’hélium (120
NL/min) constant pour un mélange Ar-He-H2, l’augmentation du débit volumique
d’hydrogène de 15NL/min à 22NL/min conduit à une diminution de la vitesse des particules à
l’impact ce qui peut peut-être s’expliquer par l’augmentation de l’enthalpie massique
• L’hélium :
Pour des débits massiques similaires, comme pour les mélanges Ar-H2 (60-22
NL/min) et Ar-He-H2 (45-120-10 NL/min), quelque soit le type de tuyère ou mode d’injection
utilisé, la présence d’hélium contribue à une forte augmentation de la vitesse des particules à
l’impact (cf Tableau III-2).
En effet, la présence d’hélium dans le mélange de gaz plasmagènes contribue à
augmenter la viscosité du mélange gazeux au delà de 10000 K ce qui permet d’une part de
limiter l’entraînement de l’air ambiant dans le jet de plasma (ce que l’on constate simplement
par l’accroissement de la longueur du dard du jet de plasma) et donc les perturbations à