Texte intégral en version PDF - Epublications - Université de Limoges
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42 Chapitre I : Etu<strong>de</strong> bibliographique<br />
En effet, la nature <strong>de</strong>s gaz plasmagènes (Ar-H2; Ar-He; N2-H2, Ar-He-H2), leur débit<br />
massique, le diamètre interne <strong>de</strong> la tuyère conditionn<strong>en</strong>t, via l’<strong>en</strong>thalpie du jet, sa viscosité, sa<br />
conductivité thermique et sa d<strong>en</strong>sité, les vitesses et les températures du jet <strong>de</strong> plasma et<br />
détermin<strong>en</strong>t les transferts <strong>de</strong> quantité <strong>de</strong> mouvem<strong>en</strong>t et <strong>de</strong> chaleur. [Boulos, 1992, 1997],<br />
[Janisson, 1999], [Fauchais et al, 1993, 1989-b], [Var<strong>de</strong>lle A et al, 1998-a].<br />
La longueur du jet <strong>de</strong> plasma et la vitesse d’écoulem<strong>en</strong>t (fonction du <strong>de</strong>ssin <strong>de</strong> la<br />
chambre <strong>de</strong> confinem<strong>en</strong>t plasma et <strong>de</strong> la tuyère, <strong>de</strong> la puissance électrique effectivem<strong>en</strong>t<br />
dissipée dans le gaz, <strong>de</strong> la nature et <strong>de</strong>s débits masses <strong>de</strong> gaz plasmagènes et <strong>en</strong>fin <strong>de</strong> la<br />
pression dans la chambre d’arc ou au sein <strong>de</strong> décharge RF) influ<strong>en</strong>c<strong>en</strong>t le temps <strong>de</strong> séjour <strong>de</strong>s<br />
particules dans le plasma et donc les transferts thermiques et <strong>de</strong> quantité <strong>de</strong> mouvem<strong>en</strong>t.<br />
Par ailleurs, il ne faut pas oublier <strong>de</strong> pr<strong>en</strong>dre <strong>en</strong> considération les réactions chimiques<br />
<strong>de</strong>s particules qui peuv<strong>en</strong>t avoir lieu avec leur <strong>en</strong>vironnem<strong>en</strong>t et leur év<strong>en</strong>tuelle<br />
décomposition qui est fonction <strong>de</strong> leur morphologie et <strong>de</strong>s transferts thermiques. De plus, la<br />
nature, la morphologie <strong>de</strong>s poudres (fonction <strong>de</strong> leur mo<strong>de</strong> <strong>de</strong> fabrication), la distribution <strong>de</strong><br />
taille et <strong>de</strong> vitesse d'injection <strong>de</strong>s particules tout comme la position <strong>de</strong> l'injecteur influ<strong>en</strong>c<strong>en</strong>t<br />
l'état <strong>de</strong> fusion et la vitesse <strong>de</strong>s particules à l'impact.<br />
I.4.2.1 Optimisation <strong>de</strong> l’injection <strong>de</strong>s particules<br />
Un paramètre important est le mo<strong>de</strong> d’injection <strong>de</strong>s particules dans le plasma. En<br />
plasma inductif l’injection est c<strong>en</strong>trale et interne et, le gaz porteur et la position <strong>de</strong> la son<strong>de</strong><br />
doiv<strong>en</strong>t être ajustés pour permettre une bonne fusion <strong>de</strong>s particules. En plasma d’arc,<br />
l’injection <strong>de</strong>s particules est radiale. Pour les <strong>de</strong>ux mo<strong>de</strong>s <strong>de</strong> projection, compte t<strong>en</strong>u <strong>de</strong><br />
l’écoulem<strong>en</strong>t fortem<strong>en</strong>t turbul<strong>en</strong>t dans l’injecteur (diamètre interne inférieur à 2 mm), <strong>de</strong>s<br />
collisions <strong>de</strong>s particules <strong>en</strong>tre elles et avec les parois <strong>de</strong> l’injecteur, les vitesses <strong>de</strong>s particules<br />
<strong>en</strong> sortie <strong>de</strong> l’injecteur sont pratiquem<strong>en</strong>t indép<strong>en</strong>dantes <strong>de</strong> leur taille. Cette vitesse, via le<br />
débit du gaz porteur, doit donc être ajustée pour que les particules correspondant à la taille<br />
moy<strong>en</strong>ne <strong>de</strong> la distribution ai<strong>en</strong>t la meilleure trajectoire. Par ailleurs, <strong>en</strong> sortie d’injecteur, le<br />
jet <strong>de</strong> particules sera d’autant plus diverg<strong>en</strong>t que la taille <strong>de</strong>s particules sera inférieure à 20µm<br />
(déviation <strong>de</strong> quelques <strong>de</strong>grés avec une distribution 22-45µm et <strong>de</strong> quelques dizaines <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>grés avec une distribution 5-45µm par rapport à l’axe <strong>de</strong> la torche) [Var<strong>de</strong>lle M et al,<br />
2001]. Les particules à l’injection acquièr<strong>en</strong>t leur vitesse par le biais du débit <strong>de</strong> gaz porteur<br />
fonction <strong>de</strong> la différ<strong>en</strong>ce <strong>de</strong> pression <strong>en</strong>tre le distributeur <strong>de</strong> poudre et la sortie d’injecteur. La<br />
distribution <strong>de</strong>s trajectoires <strong>de</strong>s particules résulte <strong>de</strong>s distributions <strong>de</strong> taille <strong>de</strong>s particules et <strong>de</strong>