Analyse Spectroscopique et Techniques Plasma

Type : Projet du centre CRTI
Organisme : Centre de Recherche en Technologies Industrielles (CRTI)
Unité : Centre de recherche en technologie industrielles CRTI, Ex - CSC
Division : Division de Soudage et Techniques Connexes
Equipe résponsable : Equipe N°5 « Analyse Spectroscopique et Techniques Plasma »
Période : 2016 - 2018
Version PDF : (.pdf)
Mots Clés : spectroscopie, plasma, soudage, Arc, laser, imagerie rapide, modélisation
Description
Le projet a pour ambition, l’étude et l’analyse des plasmas thermiques générés lors de certains procédés industriels tels que le soudage, les fours électriques, le dépôt des couches minces et dans les procédés de stérilisation et d’élimination des déchets toxiques. Une attention particulière sera donnée aux plasmas thermiques générés lors des procédés de soudage tels que le soudage à l’arc sous protection gazeuse, TIG, MIG-MAG et le soudage plasma ainsi que les plasmas générés lors du procédé de soudage laser et du contrôle des couches minces par procédés LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) et de fournir ces informations sous forme de synergies. Le diagnostic de ces plasmas thermiques permet de déterminer les paramètres de leur fonctionnement. La corrélation de ces paramètres de fonctionnement facilitera la compréhension des phénomènes physiques régissant leur fonctionnement et par conséquent maitriser le contrôle de ces types de plasma lors des applications industrielles. Le diagnostic spectroscopique est un outil puissant pour le diagnostic et la caractérisation des plasmas et permet la mesure de leurs paramètres de fonctionnement tels que, la température, la densité électronique et par la suite pouvoir remonter aux coefficients de transport : la conductivité électrique, la conductivité thermique ainsi que la viscosité. Le diagnostic spectroscopique est complété par le diagnostic électrique et l’imagerie rapide. La corrélation des résultats de ces différents diagnostics permettra un meilleur contrôle de ces arcs électriques et l’établissement de synergies améliorant ainsi le rendement et l’efficacité des ces procédés industriels.Nous envisageons de développer un champ d’investigation permettant d’appliquer plusieurs domaines scientifiques tels que la physique, l’électronique, la mécanique, le traitement de signal et de l’image et les systèmes informatiques.Le travail de recherche que nous proposons est consacré à la physique de l'arc et de ses applications. Après avoir examiné ses modes d'amorçage, sa structure, ses conditions de stabilité, nous présenterons l'examen des phénomènes qui régissent la physique très complexe du voisinage des électrodes et des arcs : spot et modes d'émission cathodiques, tache anodique, bilans d'énergie, mouvements des pieds d'arc et érosion des contacts y seront exposés. Nous proposons une étude approfondie de la colonne d'arc. En effet, après avoir recensé les principaux mécanismes élémentaires, les propriétés thermodynamiques et les coefficients caractéristiques des transports particulaires et radiatifs des milieux ionisés, nous pouvons envisager de présenter les développements les plus récents de la modélisation numérique des plasmas d'arc. Les hypothèses physiques et les étapes de la procédure qui permettent d'aboutir à la représentation de l'arc électrique à l'échelle globale ou locale pouvaient être ainsi soigneusement déclinées et commentées.