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Chapitre IV : La projection par plasma inductif supersonique 223
Par ailleurs, en plasma inductif, de récentes études menées par [Rahmane et al, 1998,
1999] montrent que pour une PL50 utilisée en mode subsonique, l’augmentation de la
pression diminue de manière drastique (par plus de 2) la vitesse du jet de plasma alors que la
température du jet de plasma diminue plus faiblement quelle que soit la distance de mesure.
Or ici, on observe le phénomène inverse en ce qui concerne la température des
particules en vol, la température des particules augmente quand la pression augmente.
L’explication de ce phénomène doit être la suivante : quand la pression augmente dans
l’enceinte en aval de la tuyère, le temps de résidence des particules dans le plasma en amont
de la tuyère est plus long et de ce fait un meilleur transfert thermique plasma-particules peut
avoir lieu et ceci permet de visualiser les particules les plus fines qui sinon sont trop rapides
(elles suivent l’écoulement plasma) pour bénéficier d’un bon chauffage et donc pas assez
chaudes pour être observées.
La diminution, mesurée par le DPV 2000, du diamètre moyen des particules en vol
avec la pression sur la Figure IV-18 montre bien que plus de particules fines sont observées,
c’est à dire que l’augmentation de pression dans l’enceinte permet un meilleur chauffage de
l’ensemble des particules.
IV.4.2.2 Influence de la nature du gaz de gainage :
En plasma inductif, contrairement au plasma d’arc, ce n’est pas le cœur du jet de
plasma qui est le plus chaud [Xue et al, 2003]. La génération et l'entretien d'un plasma
inductif sont assurés par induction électromagnétique à haute fréquence dans une colonne de
gaz plasmagène. En raison de la pénétration limitée du champ électrique dans le gaz, la
majeure partie de l'énergie est dissipée dans une couronne périphérique de l'écoulement
("épaisseur de peau", fonction de la fréquence et de la conductivité électrique du gaz). C'est
dans cette région que se produit l'ionisation du gaz en plasma. Le chauffage et l'ionisation de
la partie interne de l'écoulement gazeux sont assurés par transfert thermique de type conductoconvectif.
Les températures, vitesses et gradients les plus élevés se situent dans la zone de
génération du plasma c'est à dire dans la région des spires inductrices. Les isothermes
maximals ne se trouvent donc pas dans l'axe central du jet.
C’est pour cela que la nature du gaz de gainage a un effet important sur les propriétés
du jet de plasma, car c’est ce gaz qui assure pratiquement tous les transferts thermiques et qui