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134 Chapitre III : La projection par plasma d’arc
III.2.2 Optimisation des paramètres plasma :
Afin d’optimiser au mieux les paramètres de projection pour obtenir des dépôts denses
avec des vitesses et des températures d’impact élevées et surtout une divergence des
propriétés des particules à l’impact faible, nous avons décidé d’avoir recours aux plans
d’expériences de MacLean et Anderson ayant comme réponses la vitesse et la température des
particules en vol à l’impact ainsi que la largeur à mi-hauteur du profil de répartition des
particules dans le jet de plasma, ce qui permet de multiplier les expériences et d’avoir une
réponse de manière rapide. Le DPV 2000 est utilisé afin de recueillir les caractéristiques des
particules dans le jet de plasma.
III.2.2.1 Détermination des températures et de la divergence des propriétés des particules au
sein du jet de plasma : plan d’expérience 2 4 .
Ce plan d’expérience est basé sur le fait que les expériences préliminaires ont montré
que des mélanges ternaires de gaz plasmagènes d’un débit massique total élevé permettaient
d’obtenir des vitesses de particules fondues élevées avant l’impact qui conduisaient lors de la
fabrication de cordons à de faibles porosités. Cependant lors de l’élaboration de dépôts en
configuration industrielle, la porosité ouverte obtenue est de l’ordre de 10%. Il s’avère donc
nécessaire de retrouver une faible porosité lors de l’élaboration de dépôts.
Pour cela, un paramètre autre que la vitesse et la température des particules à l’impact
est à prendre en considération c’est la divergence des caractéristiques des particules dans le jet
de plasma. Afin de l’évaluer, il a été choisi d’étudier comme paramètre de sortie, la largeur à
mi-hauteur du profil de répartition des particules dans le jet de plasma. Son obtention est
expliquée ci-après.
Le but de ce plan, complémentaire à l’étude précédente, est d’évaluer l’influence du
débit volumique d’hélium et de celui de l’hydrogène, à débit massique constant, mais ce plan
est surtout destiné à déterminer le type d’injecteur à utiliser pour limiter la divergence des
caractéristiques mesurées des particules dans le jet de plasma.
a) Paramètres expérimentaux :
Les paramètres étudiés sont présentés dans le Tableau III-5.