III. Quel est notre procédé ?

Le procédé que nous mettons en œuvre pour développer vos matériaux est le plasma induction. Qu’est-ce que c’est ? Pourquoi ? Comment ?

Le plasma :

Après le solide, le liquide et le gazeux, c’est le quatrième état de la matière, le moins connu mais le plus répandu dans l’univers. C’est du gaz ionisé, c’est-à-dire du gaz qui a un potentiel électrique non neutre grâce à une décharge électrique. Les exemples concrets sont les éclairs, le gaz dans les tubes néons, ou encore l’état de la matière dans les étoiles. Lorsque le gaz est excité, un rayonnement est libéré générant ainsi lumière et énergie.

Induction :

Le plasma peut être obtenu soit par arc, en courants continu, alternatif monophasé ou polyphasé à l'aide d'électrodes adaptées et à puissances élevées, soit par induction. L’électrode utilisée pour le plasma arc peut polluer le matériaux, ce qui n’est pas le cas avec l’induction qui permet de transférer de l’énergie sans contact. En effet, l’induction est un phénomène physique qui illustre le courant de Foucault : l’application d’un champ magnétique génère un courant électrique qui s’oppose à ce champ. En appliquant un champ alternatif, le courant ainsi créé change de sens très souvent, agitant les liaisons moléculaires, chauffant puis fondant voire sublimant la matière. C’est le principe du four micro-ondes ou, avec une fréquence plus faible, des plaques de cuisson inductives. Ainsi, en appliquant un champ magnétique élevé avec une forte fréquence (entre 100 kHz et 4 MHz), nous pouvons ioniser un gaz, les caractéristiques du gaz imposant l’énergie minimale à fournir.

Le plasma induction :

Le plasma induction permet ainsi d’obtenir une énergie à la fois très dense (comme le laser) et dans un espace assez large pour synthétiser des matériaux avec un haut débit. La température du plasma peut atteindre 10000°C, ce qui enlève toute barrière théorique à la synthèse de toutes les combinaisons du tableau périodique. Évidemment, d’autres considérations technologiques peuvent limiter ce principe, notamment la corrosion et la pollution.

L’intérêt du procédé réside dans le contrôle total du bilan matière, la composante énergétique étant maîtrisée de la même manière que les précurseurs matériaux. Ces précurseurs peuvent être solides, liquides, ou gazeux. L’art consiste à ajuster les paramètres pour obtenir le matériau souhaité. Le procédé a de nombreux atouts : haute purification, élimination des ions OH dans le verre (facteur d’absorption de la lumière), dopage dans toute la masse à un taux élevé et avec une forte homogénéité, maîtrise du formage (tubes, lingots, billes…) et de la taille (nanométrique à décimétrique).

La force industrielle du procédé nous permet d’adapter une unité plasma à plusieurs types de matériaux, ce qui évite un trop grand investissement à chaque nouveau développement de matériau.

Promouvant le procédé plasma induction, nous nous donnons néanmoins la possibilité de mettre en œuvre d’autres procédés si ceux-ci sont techniquement et économiquement plus intéressants pour atteindre les objectifs du client.

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