Texte intégral en version PDF - Epublications - Université de Limoges

- 4 - Introduction générale
donc pour diminuer le coût de fabrication des SOFC élaborées par projection plasma que le
travail présenté dans ce mémoire et effectué sur les trois sites de recherche a été entrepris.
Dans le premier chapitre, le principe général d’une pile à combustible est présenté
avec un accent particulier sur les SOFC et principalement l’électrolyte et ses propriétés. Dans
ce chapitre, sont ensuite rappelés les mécanismes d’étalement et de refroidissement des
particules impactant sur un substrat ainsi que leur mode d’empilement. Cet étalement étant en
grande partie dépendant des propriétés thermocinétiques des particules juste avant leur
impact, l’accent est ensuite mis sur les différents processus physicochimiques entrant en jeu
entre le jet de plasma et la poudre injectée dans celui-ci en insistant sur son mode d’injection
et l’impact de la nature du jet de plasma fonction du mode d’initiation ( plasma d’arc ou
plasma inductif).
Les dispositifs expérimentaux et la méthodologie utilisés pour mener à bien cette étude
tant pour la métrologie des particules en vol que pour l’élaboration et la caractérisation des
particules étalées et des dépôts font l’objet du chapitre II.
Le chapitre III traite de la méthodologie suivie pour augmenter la vitesse des
particules à l’impact en conservant celles-ci dans un état fondu en projection par plasma d’arc
à la pression atmosphérique. Une optimisation des paramètres de projection est ensuite
effectuée suivie d’une étude des particules en vol sous pression réduite afin de positionner les
résultats obtenus à la pression atmosphérique par rapport aux paramètres de projection
actuellement utilisés pour élaborer l’électrolyte. Une analyse de la morphologie et du degré
d’étalement des particules collectées sur substrats lisses et préchauffés vient compléter cette
étude.
Une étude similaire est menée en projection par plasma inductif avec une large partie
dédiée à l’optimisation de l’injection des particules dans une torche radio fréquence (RF)
munie d’une tuyère supersonique, car une injection axiale classique, du fait de la divergence
du jet de poudre en sortie d’injecteur, a tendance à provoquer une obstruction du convergent
de la tuyère supersonique. Cette étude a mené au développement d’un injecteur double flux
permettant de diminuer fortement cette divergence. Une optimisation des paramètres de
projection a ensuite conduit à l’élaboration et la caractérisation de lamelles.