Analyse expérimentale du comportement des arcs dans une torche plasma triphasée à arcs avec des électrodes chaudes en graphite : comparaison avec les résultats issus de la modélisation MHD

Résumé : Les torches plasma à arcs triphasés diffèrent sensiblement des torches à courant continu classiques et visent principalement à surmonter certaines limites en termes d'efficacité et de fiabilité. Néanmoins, le comportement des arcs dans ces systèmes triphasés reste encore assez méconnu. Dans cet article, le mouvement expérimental des arcs a été finement analysé à l'aide d'une caméra rapide et comparé aux résultats obtenus par la modélisation MHD. Le mouvement de l'arc a été extrait à l'aide d'une caméra ultra rapide à 100 000 images.s-1. Les résultats expérimentaux obtenus montrent que le mouvement de l'arc est en accord avec les résultats numériques. Ces résultats confirment l'influence majeure des jets aux électrodes sur le mouvement et l'apparition des arcs et valident l'hypothèse de l'équilibre thermodynamique local utilisée pour la simulation. Concernant la forme des signaux de courant, on retrouve une forme similaire aux résultats expérimentaux en ajustant la géométrie des électrodes. D'un autre côté, le système triphasé est parfois instable et produit un déséquilibre des phases. Néanmoins, cette étude montre que l'augmentation du courant ou de la longueur de l'espace inter électrodes stabilise le système triphasé. Pour conclure, les résultats montrent une assez bonne corrélation entre la modélisation MHD et les expériences, à la fois en ce qui concerne le comportement de l'arc et la forme des signaux de courant et de tension.