Texte intégral en version PDF - Epublications - Université de Limoges

Chapitre I : Etude bibliographique 51
I.4.3.1 Perturbations du jet de plasma :
Pour un plasma d’arc, le gaz passe à l’état plasma entre la pointe de cathode et son
point d’accrochage de l’arc à l’anode. Sous l’effet de son écoulement naturel et surtout de la
dilatation thermique (échauffement considérable apporté par l’arc), le plasma est alors
soufflé hors de la torche. La vitesse d’éjection et la température du plasma sont donc une
conséquence directe de la quantité de chaleur transmise par l’arc. De nombreux paramètres
influencent la nature de l’écoulement (ses distributions radiales et axiales de vitesse et de
température) comme le débit masse et la nature des gaz plasmagènes, la géométrie de la
chambre d’arc, de l’injection des gaz plasmagènes et l’intensité du courant.
Les jets de plasma subissent par ailleurs, des perturbations. L’une provenant du
pompage de l’air ambiant et l’autre des fluctuations de l’accrochage du pied d’arc.
a) Fluctuations de l’accrochage du pied d’arc :
De nombreux travaux ont été effectués au sein du laboratoire SPCTS, notamment
pour des mélanges binaires de gaz Ar/H2 ). [Planche, 1995], [Coudert et al, 1996], [Betoule,
1994]
Le déplacement du pied d’arc à l’anode s’effectue de deux façons différentes : soit par
une succession de sauts, les fluctuations de tension ont une forte amplitude c’est le
phénomène de « restrike mode » (vrai pour les mélanges Ar-H2 ou de manière générale pour
les mélanges contenant des gaz diatomique), soit un accrochage démarre alors que l’autre
n’est pas fini et c’est le phénomène de « take-over mode », les fluctuations de tension ont des
amplitudes plus faibles ( mélange Ar-He ou de manière générale pour des mélanges de gaz
monoatomique). En mode « restrike », les fluctuations de tension peuvent atteindre
facilement +/- 30 % de la tension moyenne, ce qui correspond puisque les sources de courant
sont en courant continu, à la même fluctuation de la puissance électrique.
Lorsqu’à un point donné de l’anode, l’accrochage du pied d’arc est trop long
(temps>150 µs), une détérioration locale de l’anode intervient avec son évaporation.