Plasma à pression atmosphérique
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Le plasma à pression atmosphérique (ou plasma à PA ou plasma froid) est le nom donné à une catégorie spéciale de plasma pour lequel la pression approche celle de l’atmosphère.
Particularité technique
Le plasma à pression atmosphérique marque une nette différence avec le plasma basse et haute pression. En effet, contrairement à ces derniers aucune enceinte de traitement n'est nécessaire. Ce type de plasma peut donc être utilisé directement sur ligne de production, évitant ainsi l'utilisation de vide qui est extrêmement onéreuse.
Génération du plasma
Plusieurs formes d’excitations sont distinguées :
• Excitation AC (courant alternatif)
• Excitation DC (courant continu) et excitation basse fréquence
• Excitation par ondes radios
• Excitation par micro-ondes.
Seul le plasma atmosphérique par excitation AC atteint aujourd'hui un niveau d'utilisation significatif dans l'industrie.
Principe d'une source à plasma atmosphérique
Le plasma est produit par une décharge électrique à travers un gaz. Une fois excité, le gaz est appliqué sur la surface à traiter. Ces opérations ont lieu successivement et de manière continue : le gaz est injecté dans une source, subit la décharge, puis sort de la source et s'applique sur la surface.
La maîtrise de la décharge électrique permet de limiter la température du gaz en sortie de la source, on parle donc de plasma froid. De plus, les vitesses de traitement peuvent être suffisamment élevées pour empêcher toute élévation de température de la surface traitée.
Applications
Les sources à plasma atmosphériques sont utilisées dans l'industrie pour activer (par amélioration de l'énergie de surface) et le nettoyage de surfaces plastiques et métalliques avant des étapes de collage, impression, peinture, vernissage... Selon le type de source, la flamme de plasma est large de 1 à 50 cm. La haute modularité de la vitesse et la puissance de traitement permettent à cette technologie le traitement de matériaux très fragiles et/ou fins sans les endommager. Elle est en outre facile à intégrer dans une ligne de fabrication. Il remplace alors des technologies de préparation de surface tel que le plasma sous vide, le sablage, l'utilisation de solvants, l'utilisation de primaire d'adhésion ou encore le traitement par effet corona. Il est aussi de plus en plus utilisé pour déposer des couches minces en utilisant le principe de dépôt en phase vapeur.
Le plasma atmosphérique est aussi utilisé pour la purification d'air, grâce à son pouvoir super oxydant, qui lui donne un intérêt en biologie, en médecine et en agriculture.
En 2017, des biologistes publié un article sur l'effet du contact avec tel plasma sur les mouvements induits sur des plantes telles que la plante carnivore Venus flytrap ou le Mimosa pudica[1]. Le contact du plasma avec la plante induit un mouvement tel que celui qui est activé par un contact avec les mécano-capteurs de ces plantes (à l'intérieur ou à l'extérieur d'un lobe, d'une nervure médiane ou de cils chez Dionaea muscipula ; les test-contrôle et simulations indiquent que le flux de gaz et le rayonnement UV associés au plasma ne sont pas les principales explications[1]. Ce sont les espèces réactives de l'oxygène (ROS) et les espèces réactives de l'azote (RONS ou RNS) produites par le plasma froid dans l'air seraient la cause principale de l'activation induite par le plasma des phytoactuateurs de ces plantes[1]. Certains RONS sont connus comme molécules de signalisation qui contrôlent les processus de développement végétal. Il semble que des plasmas froids pourraient être un jour utilisé pour la protection des plantes contre certains pathogènes[1].
Notes et références
- (en) Alexander G. Volkov, Kunning G. Xu et Vladimir I. Kolobov, « Cold plasma interactions with plants: Morphing and movements of Venus flytrap and Mimosa pudica induced by argon plasma jet », Bioelectrochemistry, vol. 118, , p. 100–105 (DOI 10.1016/j.bioelechem.2017.07.011, lire en ligne, consulté le )
