LA PHYSIQUE DES PLASMAS: ENTRE SCIENCE ET TECHNOLOGIE Martin Nantel-Valiquette et Olivier Barthélemy Groupe de Physique des Plasmas Université de Montréal

Introduction Les états de la matière: exemple de l’EAU Solide : (glace) T < 0 ºC Liquide : Température ambiante The forth state of matter is not commonly thought of, but you see it every day! This state is called plasma, and the sun which passes overhead every day is a form of plasma About 85% of al matter in the universe is made of plasma Gaz : (vapeur) T > 100 ºC Plasma : T > 6000 ºC (4ème état de la matière)

Liquide : les molécules se meuvent avec un certain degré de liberté Introduction Les états de la matière (suite) : Solide : les atomes sont rangés selon un ordre bien défini (réseaux), ils sont fixes Liquide : les molécules se meuvent avec un certain degré de liberté Gaz : Les atomes ou molécules occupent un large volume et sont complètement libres

L’atome

L’excitation

L’ionisation

Définition d’un plasma e- Globalement neutre Les atomes (neutres ou excités), molécules, ions et électrons se meuvent tout en ayant un comportement collectif

Les plasmas dans la nature Les éclairs Les aurores boréales

Les plasmas à la maison Les néons

Le fonctionnement d’un néon - + i V - + R V0 Transfert de puissance en utilisant un champ électrique Le champ électrique accélère les électrons libres Les électrons libres frappent les atomes et les ionisent Si le champ électrique appliqué à un gaz est suffisamment intense, celui-ci devient plus au moins conducteur et les phénomènes complexes qui se produisent alors portent le nom de décharge dans les gaz En agissant sur la valeur de la résistance et de la différence de potentiel V0 on fait varier le courant dans la décharges. En variant se courant on peut faire apparaître plusieurs régime de décharge de la décharge luminescente à l’arc. La couleur émise par le plasma dépend du type de gaz de décharge

Les technologies plasmas MATÉRIAUX Dépôt de couches minces Fabrication de matériaux Gravure (micro-électronique)

Les technologies plasmas ÉNERGIE: TOKAMAK Confinement magnétique Confinement inertiel

Les technologies plasmas ITER

Les technologies plasmas Électricité Éclairage (lampe) Commutateurs et relais

Les technologies plasmas Électricité Écran plasma Enceinte à plasma

Les technologies plasmas Espace et télécommunication Propulsion ionique des satellites géostationnaire Repositionnement et correction de trajectoire

Les technologies plasmas Environnement et médical Destruction de gaz à effet de serre Purification des eaux Stérilisation par plasma

La physique des plasmas à l’Université de Montréal Le groupe de physique des plasmas cet été: 2 professeur(e)s 2 assistant(e)s de recherche 1 stagiaire post-doctoral 8 étudiant(e)s à la maîtrise 4 étudiant(e)s au doctorats 5 stagiaires d’été

Liens intéressants http://www.phys.umontreal.ca/plasma http://www.inrs-ener.uquebec.ca http://www.imi.nrc.ca http://www.airliquide.com/fr/index.asp http://plasma-gate.weizmann.ac.il/PlasmaI.html http://www.plasmacoalition.org http://www.plasmas.org

Définition d’un plasma Le plasma est un gaz ionisé, électriquement neutre, formé de particules chargées, de neutres, d’atomes (molécules) excités et de photons, qui présentent un comportement collectif.