1.2 Technologie des plasmas
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comportement est conforme au fait qu’un système de charges libres possède un
caractère diélectrique : sous l’effet d’un champ électrique un tel système a tendance
à organiser spatialement les charges afin de créer un champ opposé au champ
appliqué ( les effets s’opposent aux causes qui leur donnent naissance ). Pour un
métal, ce caractère diélectrique est même parfait puisque, dans le cadre d’un modèle
de plasma froid non magnétisé, il est possible d’atteindre un équilibre correspondant
à une polarisation où le champ appliqué et le champ dû à la séparation induite des
charges s’annulent. Pour un plasma magnétisé, cette tendance à la minimisation des
champs électriques sera aussi observée dans le cas de la magnétohydrodynamique,
et se traduira par la nullité du champ électrique dans le repère au repos du plasma ;
cette hypothèse, dite de la magnétohydrodynamique idéale, constitue l’un des
modèles centraux de la magnétohydrodynamique et sera analysée dans le chapitre
sept.
1.2 TECHNOLOGIE DES PLASMAS
Bien que la physique des plasmas soit un outil essentiel pour étudier les structures
et les processus astrophysiques, son domaine d’application ne se restreint pas à la
seule physique fondamentale ; depuis plusieurs dizaines d’années, la technologie des
plasmas est devenue indispensable dans de nombreuses industries et la physique des
plasmas constitue une branche extrêmement active et innovante de la physique appliquée.
Les activités industrielles peuvent être classifiées suivant différents schémas ; du
point de vue de la physique appliquée, il est intéressant de considérer trois grands
types d’activités et de distinguer respectivement :
• le traitement de l’information,
• le traitement de l’énergie,
• le traitement des matériaux.
Les technologies des plasmas sont au cœur des techniques de pointe mises en œuvre
dans ces trois secteurs ; quelques exemples permettent de mesurer l’impact et le
potentiel des procédés plasmas dans ces trois domaines.
Les technologies modernes de traitement de l’information utilisent des composants
électroniques miniaturisés tels que les microprocesseurs et les mémoires. Ces composants ne peuvent être fabriqués que dans des réacteurs à plasma car la gravure de
millions de motifs, possédant des détails de dimensions inférieures au millième de
millimètre, est impossible avec les procédés mécaniques ou chimiques usuels ; mais
elle devient possible avec les flux d’ions énergétiques issus de la zone périphérique
des décharges électriques radiofréquence. Les réacteurs plasmas radiofréquence,
conçus pour maîtriser et optimiser ces flux d’ions, permettent ainsi les opérations
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
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comportement est conforme au fait qu’un système de charges libres possède un
caractère diélectrique : sous l’effet d’un champ électrique un tel système a tendance
à organiser spatialement les charges afin de créer un champ opposé au champ
appliqué ( les effets s’opposent aux causes qui leur donnent naissance ). Pour un
métal, ce caractère diélectrique est même parfait puisque, dans le cadre d’un modèle
de plasma froid non magnétisé, il est possible d’atteindre un équilibre correspondant
à une polarisation où le champ appliqué et le champ dû à la séparation induite des
charges s’annulent. Pour un plasma magnétisé, cette tendance à la minimisation des
champs électriques sera aussi observée dans le cas de la magnétohydrodynamique,
et se traduira par la nullité du champ électrique dans le repère au repos du plasma ;
cette hypothèse, dite de la magnétohydrodynamique idéale, constitue l’un des
modèles centraux de la magnétohydrodynamique et sera analysée dans le chapitre
sept.
1.2 TECHNOLOGIE DES PLASMAS
Bien que la physique des plasmas soit un outil essentiel pour étudier les structures
et les processus astrophysiques, son domaine d’application ne se restreint pas à la
seule physique fondamentale ; depuis plusieurs dizaines d’années, la technologie des
plasmas est devenue indispensable dans de nombreuses industries et la physique des
plasmas constitue une branche extrêmement active et innovante de la physique appliquée.
Les activités industrielles peuvent être classifiées suivant différents schémas ; du
point de vue de la physique appliquée, il est intéressant de considérer trois grands
types d’activités et de distinguer respectivement :
• le traitement de l’information,
• le traitement de l’énergie,
• le traitement des matériaux.
Les technologies des plasmas sont au cœur des techniques de pointe mises en œuvre
dans ces trois secteurs ; quelques exemples permettent de mesurer l’impact et le
potentiel des procédés plasmas dans ces trois domaines.
Les technologies modernes de traitement de l’information utilisent des composants
électroniques miniaturisés tels que les microprocesseurs et les mémoires. Ces composants ne peuvent être fabriqués que dans des réacteurs à plasma car la gravure de
millions de motifs, possédant des détails de dimensions inférieures au millième de
millimètre, est impossible avec les procédés mécaniques ou chimiques usuels ; mais
elle devient possible avec les flux d’ions énergétiques issus de la zone périphérique
des décharges électriques radiofréquence. Les réacteurs plasmas radiofréquence,
conçus pour maîtriser et optimiser ces flux d’ions, permettent ainsi les opérations
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit