PLASMA, un état de la matière découvert il y a 90 ans

Pierre Barroy, Physicien, maître de conférences - Université de Picardie Jules Verne, Amiens

Jean-Marc Ané, Physicien, Institut de Recherche sur la Fusion Magnétique, Commissariat à l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Cadarache

     L’état Plasma est un état de la matière extrêmement courant, c’est probablement 95% de la matière connue dans l’Univers qui est sous cette forme (étoiles, vents stellaires...).

Sur Terre, on trouve le Plasma à l’état naturel que ce soit par exemple dans des arcs électriques, la foudre, ou l’ionosphère. C’est un état dilué de la matière dans lequel des électrons sont arrachés aux atomes ou molécules.

La présence des particules chargées (ions, électrons) donne naissance à des comportements inexistants dans les fluides classiques, par exemple la conduction électrique de la foudre alors que l’atmosphère (gaz) est isolante électriquement. 

À une autre échelle, on trouve également des plasmas « artificiels », on utilise notamment leur habileté à produire de la lumière dans les lampes fluocompactes ou leurs ions pour le traitement des matériaux et la micro-électronique. On peut même les utiliser pour faire des propulseurs spatiaux!

  Lors de cette rencontre, nous pourrons ensemble nous poser quelques questions : Irving Langmuir avait-il raison en différenciant en 1928 cet état de l’état Gaz, y a-t-il vraiment un 4^e état de la matière Plasma? Où le trouve-t-on? A quoi peut-il servir?

Pourquoi n'a-t-on pas encore de climatiseurs ou pompes à chaleur plasma?

Comprend-on vraiment bien les interactions des plasmas avec les surfaces solides ou liquides?

Où en est la physique Hors-Equilibre thermodynamique nécessaire à la compréhension des plasmas « Froids »?

Des plasmas de deutérium et de tritium permettront-ils un jour de produire de l’énergie de fusion ? Quels sont les défis à relever? Quel sera le rôle d’ITER dans cette quête ?  La fusion pourra-t-elle contribuer à lutter contre le changement climatique ?

Le plasma ionosphérique peut-il potentiellement prochainement nous aider à anticiper les effets destructeurs des séismes?