Congrès national des Professeurs de Physique et de Chimie du 27 au 30 octobre 2008 à Rouen
LA FOUDRE EN BOUTEILLE: PRINCIPES ET APPLICATIONS ENVIRONNEMENTALES DE PLASMAS NON-THERMIQUES

Jean-Louis BRISSET
Professeur émérite
Ancien responsable du Laboratoire d'Electrochimie LEICA

Un plasma - un milieux gazeux électriquement neutre, partiellement ionisé, riche en entités excitées hautement réactives - peut être utilisé à pression atmosphérique et température ambiante (TPN) pour le traitement de gaz, de solides, de liquides et de cibles micro-biologiques dans l'esprit du développement durable. Des décharges dans l'air humide (couronne et décharge à barrière diélectrique DBD pulsées ou non, décharges électrohydrodynamique et surtout glissante) génèrent des espèces gazeuses primaires (majoritairement OH et NO) qui réagissent à la surface liquide avec un soluté selon des mécanismes semblables aux processus classiques: pouvoirs acidifiant et oxydant élevés, complexation par H2O2, fixation d'azote par diazotation, réactions radicalaires de OH ou NO. Les entités créées dégradent des polluants organiques lourds (solvants usés de process: tributylphosphate en oxydes de carbone et H3PO4; effluents industriels chlorés ou non), des solutés (nicotine, cyanures) ou des COV (toluène). La destruction de colorants azoïques (celle de l'héliantine fait apparaître la N,N diméthylnitro-4 aniline comme premier intermédiaire de dégradation oxydante) implique l'action transitoire de peroxonitrite ONOO- issu de NO. De nouvelles applications en microbiologie montrent sur plusieurs exemples l'inactivation de micro-organismes (bactéries, levures, moisissures) par exposition de quelques minutes à la décharge (plus de 106 CFU L-1). Les résultats sont interprétés en termes d'attaque chimique des protéines fixées sur les membranes bactériennes. Les procédés basés sur l'emploi de décharges à TPN requièrent des puissances électriques modestes et sont donc respectueux du développement durable. L'efficacité des décharges dépend de la charge électrique mise en jeu et donc de l'intensité du courant disponible (énergies spécifiques: 500-700 JL-1 pour la décharge glissante; 10-30 JL-1 pour les DBD ou les couronnes pulsées). Les traitements par décharge ne sont toutefois pas spécifiques du fait des réactions parallèles. Des développements techniques accroissent les surfaces/volumes traités (traitement en circulation, emploi d'électrodes multiples, contrôle de l'intensité de la décharge). La souplesse d'emploi des procédés à décharge à TPN, leur adaptabilité à diverses cibles et les vitesses globales de dépollution atteintes et les coûts de process raisonnable rendent ces techniques compatibles avec les exigences industrielles.