L'interaction plasma-catalyseur pour le traitement d'effluents gazeux
Résumé
Les technologies plasmas jouent un rôle de plus en plus important dans l'industrie en raison soit des avantages qu'elles procurent dans le cadre d'une production industrielle exigeante, soit pour leur réputation de technologies propres vis-à-vis de l'environnement. Leurs diverses natures et leurs propriétés très variables offrent aux plasmas une large adaptabilité à un grand nombre d'applications dans des secteurs aussi variés que l'aéronautique (propulseur, furtivité), la micro-électronique (gravure, dépôt, traitement de surface), la biologie (stérilisation, décontamination) ou l'automobile (soudage, combustion, matériaux, éclairage, traitement d'effluents). Ces applications exploitent les propriétés thermiques, réactives, conductrices et radiatives des plasmas qui peuvent varier considérablement selon leur nature et leur mode de production. L'attention soutenue que l'on porte à la préservation de la qualité de l'air a conduit à une réglementation sur les effluents rejetés par les activités industrielles et plus particulièrement dans le domaine automobile (normes Euro). Afin de répondre à cette réglementation de plus en plus stricte, les plasmas non-thermiques ou "froids" se présentent comme une alternative à la voie purement thermique ou catalytique. Bien souvent le plasma seul n'est pas apte à détruire la molécule polluante mais la transforme en une autre espèce qui peut être tout aussi indésirable. Dans ce contexte, l'utilisation simultanée d'un plasma de décharge électrique et d'un catalyseur semble à l'heure actuelle une voie très prometteuse pour permettre d'une part, une grande efficacité de traitement de plusieurs types de molécules (SOx, Nox, COVs) avec une dépense énergétique minimale et d'autre part, la baisse de la charge en métaux nobles et la température de fonctionnement du catalyseur tout en améliorant sa stabilité en réduisant son empoisonnement. Il est évident que tous les plasmas utilisés doivent pouvoir fonctionner à la pression atmosphérique si on désire traiter des effluents gazeux industriels. Dans cet exposé, nous nous appuyant sur les études de traitement de gaz d'échappements de véhicules par plasmas non-thermiques menées en collaboration avec les constructeurs automobiles Renault et PSA Peugeot-Citroën dans le cadre de plusieurs actions de recherche. Nous présenterons ainsi les différentes interactions que le plasma peut avoir avec un catalyseur et illustrerons certains de ces aspects par des résultats publiés dans la littérature.