C'est la recherche spatiale qui a donné une importante impulsion à la recherche sur les plasmas : c'est en observant des flux de plasmas circuler entre les galaxies qu'on a voulu en créer artificiellement. Nous savons à présent utiliser deux sortes de plasma : les thermiques et les froids. Un plasma thermique est un milieu ionisé dans lequel les électrons et les ions ont la même temperature : environ 10 000 K. En revanche, dans un plasma froid, seuls les électrons atteignent cette température et les ions restent à la température ambiante, on dit qu’ils sont “froids”. Ainsi pour créer un plasma thermique, il faut déployer énormément d’énergie dans de grosses installations, tandis qu’un plasma froid est facilement reproductible en laboratoire.

Nous ne pouvons pas parler des plasmas sans parler de la fusion thermonucléaire. Il s’agit du processus qui pourrait remplacer la fission dans des dizaines d’années et qui est calqué sur les réactions se déroulant au cœur du Soleil (fusion de noyaux d'hydrogène). La fusion n'a pas encore remplacé la fission car il reste un léger problème à régler : garder à l’état stable un plasma dont la température avoisine les 100 millions de degrés, environ 10 fois plus que celle du cœur du Soleil…

A l’échelle de la fusion, les plasmas semblent donc difficiles à contenir, mais il est possible de les maîtriser à des échelles beaucoup plus raisonnables. Ainsi, on peut utiliser un plasma thermique en métallurgie pour découper des plaques de métal : c’est la découpe par torche plasma. On peut également traiter des matériaux sous basse température, par dépôt, revêtement ou gravure, grâce aux plasmas froids. De plus, le plasma est un formidable décapant, qui peut venir à bout de tous les polluants récalcitrants déposés sur les monuments historiques. Pour cela, on utilise un laser de 107 à 108 W, que l'on fait interagir avec la pierre. Il se crée alors un plasma qui se refroidit immédiatement et se détend en créant une forte pression locale qui arrache la couche de polluants. On peut espérer qu’avec cette technique, on pourra un jour éradiquer des tumeurs sans toucher aux tissus sains, ou bien enlever des caries sans douleur.

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Les plasmas : rencontre du quatrième type

Sommaire

• Introduction
• Les plasmas artificiels
• La recherche spatiale et les plasmas
• Le mythe des armes à plasma
• Pour en savoir plus

Dossier réalisé par Elsa Godet