• Laboratoires impliqués : LPP, ONERA, IJLRA, LESIA, INSP, LISE, LCPMR
• Nombre de chercheurs impliqués : environ 50
• Publications dans le domaine (2012-2018) : plus de 400

Ce thème rassemble des champs d’investigation scientifiques étroitement liés à des applications industrielles et sociétales, couvrant aussi bien la microélectronique, la propulsion spatiale et les matériaux innovants que la médecine, la dépollution
d’air ou l’agriculture.

Ce thème vise à identifier les paramètres clés du plasma permettant d’induire des modifications de cibles qu’elles soient liquides (eau), solides (polymères, nanomatériaux) ou biologiques (cellule, tissu, os, organe, etc.). En particulier, les propriétés suivantes du plasma feront l’objet d’une étude approfondie : champ électrique, température, espèces réactives, rayonnement ou écoulement gazeux. À cette fin, différentes techniques seront utilisées, i.e. OES, OAS, MS, GC, IR imaging, ICCD imaging, XPS, SEM, FTIR, SIMS. Dans ce cadre, il conviendra d’étudier comment ces propriétés interagissent par rapport à l’application visée, i.e. si des propriétés du plasma agissent de manière synergique ou au contraire de manière, compétitive.

Dans le domaine biomédical, nous nous attacherons à concevoir des sources plasma innovantes capables de répondre aux grands enjeux de la médecine contemporaine, en particulier dans les domaines de l’oncologie, de la dermatologie et de la décontamination. Par rapport à des maladies ciblées et pour lesquelles les solutions conventionnelles n’apportent qu’une réponse partielle, nous évaluerons le potentiel des plasmas froids comme option thérapeutique innovante ou complémentaire. Les problèmes de sélectivité chimique, d’absence d’effets délétères à court, moyen et long termes seront également abordés.

Dans le domaine des traitements de surface, nous étudierons quels avantages les procédés plasmas peuvent apporter sur des procédés plus conventionnels, la finalité étant de proposer des solutions technologiques incrémentales et de rupture, capables de s’inscrire dans une logique de Développement durable. Des travaux de recherche ont déjà été menés par le passé sur ces enjeux ; ils serviront de base pour valoriser les résultats de la recherche dans différents secteurs économiques notamment dans le domaine de la microélectronique.

Par ailleurs, l’interaction des plasmas avec les solides s’intéresse aussi aux aspects destructif de l’interaction particules énergétiques solide (par exemple pour la ceinture de radiation), à l’interaction plasma-paroi (fusion par confinement magnétique), à l’étude du phénomène de pied d’arc de la foudre (interaction avec la carlingue et création de jets de plasma inverses), analysés dans la communauté de la Fédération de Recherche du point de vue expérimental et numérique.

La compréhension de l’interaction des plasmas avec les liquides, solides et matières vivantes est fondamentale dans de nombreuses applications. 

Illustration : travail mené sur la foudre pour améliorer la sécurité dans le domaine aéronautique (ONERA, LPP). © ONERA