Le plasma est un gaz partiellement ionisé. Il est formé, d’atomes, de molécules neutres ou excitées (métastables), d’ions (des 2 charges), d’électrons, de radicaux et de photons de plusieurs énergies allant des UV jusqu’aux IR. Ces espèces réagissent entre elles et avec les surfaces en contact avec le plasma.
Ces réactions conduisent à une modification physico-chimique de la dite surface.
Cet état du gaz peut être obtenu lorsqu’on soumet ce dernier à un champ électrique plus ou moins intense à des fréquences allant jusqu’aux micro-ondes.

Principe du traitement

Le plasma à basse pression

Le principe consiste à placer les matériaux à traiter dans une chambre sous vide d’air, dans laquelle on injecte un gaz de procédé comme l’argon ou l’oxygène, par exemple à une pression comprise entre 0.01 et 1 mbar. Par l’application d’un champ électrique externe le gaz se décompose partiellement : c’est l’état de plasma. Les espèces issues de cette décomposition, et plus particulièrement les radicaux, vont réagir avec la pièce à traiter pour modifier ses propriétés de surface.
L’utilisation d’une basse pression permet de réduire les collisions dans le gaz. Les espèces réactives vont agir sur des grandes surfaces.

Parmi les espèces générées dans le plasma, on trouve également des molécules métastables qui ont une durée de vie plus longue et qui ont donc un rayon d’action très grand. Ils continuent à agir même en dehors de la zone plasma (traitement post-décharge). On peut ainsi traiter des pièces de grandes dimensions et de formes complexes.

Le temps d’exposition des pièces à traiter au plasma peut varier de quelques secondes à quelques minutes suivant les applications envisagées.

Le plasma à basse pression est très flexible en termes de procédé, et permet de traiter des pièces de formes complexes, de toutes dimensions, de façon beaucoup plus simple et plus homogène car les espèces réactives diffusent dans tout le volume.

Le plasma à pression atmosphérique

Le principe est identique au plasma sous vide, sauf qu’on a recours à des champs électriques beaucoup plus intenses parce que le nombre de collisions est beaucoup plus important.
C’est pour cette raison que les torches plasma sont toujours de petite taille.
Cette technologie est particulièrement bien adaptée aux petites surfaces de forme relativement simple et aux surfaces 2D (film)