Brevet FR2798247A1 — publié le 20010309

La présente invention concerne le domaine des procédés à arc plasma pour le traitement ou le travail thermique des matériaux métalliques, en particulier un procédé et un dispositif de découpe par jet de plasma d'une pièce métallique, notamment d'une pièce en acier de construction ou en acier inoxydable. Un système ou une installation de coupage plasma comprend typiquement une torche à plasma, une source de courant électrique, un système d'allumage d'arc et des lignes d'alimentation en fluides, tels que gaz plasmagène, éventuellement un gaz de protection ou un fluide post-injecté, et un fluide de refroidissement de la torche, par exemple de l'eau distillée. Le procédé de coupage plasma exploite les effets thermique et cinétique du jet plasma pour fondre le matériau à découper et expulser le matériau fondu hors de la saignée formée consécutivement à un déplacement relatif la torche et de la pièce de travail. De l'art antérieur, il est également connu que le procédé de coupage plasma permet la découpe de matériaux tels que les aciers de construction les aciers inoxydables et les alliages légers et que l'intensité du courant de coupe est ajustée en fonction de l'épaisseur à couper. De tels procédés et installations de coupage plasma sont, par exemples, décrits dans les documents suivants auxquels on peut se reporter pour plus de détails : EP-A-599709 ; US-A-4,280,042 ; US-A-4,625,094 ; US-A-4,527 038 ; US-A-4,555,609 ; US-A-4,567,346 ; US-A-4,682,005 ; US-A-4,692,582 ; A- 4,855,566 ; US-A-4,885,455 ; EP-A-278797 ; EP-A-326445 ; EP-A-817547 ; EP-A-750449 ; FR-A-2650522 et US-A-5,083,005. De façon générale, la durée de vie des électrodes est toujours un sujet de préoccupation des utilisateurs de torches à plasma, eh particulier de torches de coupage plasma, car, lorsque l'électrode est usée, il est obligatoire de procéder à un arrêt contraignant de l'installation pour permettre le remplacement de ladite électrode usée par une électrode neuve ce qui engendre, par là même, un arrêt de la fabrication des pièces de travail pendant un temps au moins équivalent à celui nécessaire au remplacement de l'électrode, occasionnant des coûts non négligeables de perte de productivité. En effet, au coût direct de l'électrode devant être changée s'ajoute le coût indirect de l'immobilisation de l'installation et celui de la non-production des pièces de travail. En outre, il a également été démontré un intérêt pour un procédé de coupage plasma dans lequel, contrairement à l'usage courant, l'électrode de la torche forme anode, c'est-à-dire qu'elle est reliée, au moins temporairement et éventuellement cycliquement, au pôle positif (+) d'une source de courant continu, et la pièce de travail forme cathode, c'est-à-dire qu'elle reliée reliée, au moins temporairement et éventuellement cycliquement, pôle négatif (-) de ladite source de courant continu. En effet, un tel procédé présente de nombreux avantages par comparaison aux procédés classiques, notamment, en offrant la possibilité de couper des épaisseurs de matériau métallique très importantes (> 100 mm) en regard des intensités courant utilisées, et, du fait de la polarité inversée par rapport à la pratique courante, il sollicite beaucoup l'électrode, i.e. l'anode, de la torche, celle ci étant entièrement soumise au flux d'électrons en provenance de la pièce de travail, Le. la cathode. Dans certains cas, un tel procédé de coupage plasma peut être du type à polarité variable, c'est-à-dire un procédé de coupage plasma mettant en ceuvre un courant de coupe alternatif ou assimilé. Dans ce procédé, l'électrode de la torche est sollicitée de façon importante car soumise au flux d'électrons à chaque demi-alternance. Par ailleurs, d'autres publications décrivent des systèmes de torches à plasma pour la découpe manuelle ou automatisée de matériaux métalliques, utilisant des gaz variés pour former un jet de plasma, par exemple , de l'air comprimé, de l'azote, de l'oxygène ou des mélanges de gaz, tels que des mélanges argon+hydrogène, azote+hydrogène, ou bien encore des systèmes à double flux, c'est-à-dire un premier flux plasmagène délivré centralement, tel un gaz ou un mélange de gaz, et un second flux de protection, délivré périphériquement audit premier flux plasmagène, tel un gaz, un mélange de gaz ou de l'eau. A ce titre, on peut citer les documents EP-A-803309, EP-A- 810052 et EP-A-845322. Toutefois, tous ces systèmes ont en commun d'utiliser une électrode du type pointue ou "bouton", c'est-à-dire constituée - soit d'un barreau massif de tungstène, allié ou non, usiné à extrémité pointue, - soit d'un support en cuivre ou alliage de cuivre de forme genérale en coupelle borgne dont l'extrémité plate exposée à l'arc est dotée en son centre d'un insert émissif en tungstène, zirconium, hafnium ou d'alliages comportant majoritairement l'un de ces matériaux. Lorsqu'un procédé à polarité habituelle, c'est-à-dire avec pôle négatif (-) de la source de courant relié à l'électrode et pôle positif (+) relié à pièce de travail, est mis en oeuvre, les électrodes nécessitent des interventions plus ou moins fréquentes en fonction des intensités de courant et des gaz utilisés. Dans ce cas, les électrodes pointues s'érodent, c'est-à-dire que leur pointe s'émousse en engendrant des instabilités d'arc, une variation de distance entre l'extrémité de celle-ci et l'entrée du canai de tuyère, donc une variation des caractéristiques de la colonne plasma avec, au résultat, une détérioration des performances de coupe. Dans ces conditions, un remplacement de l'électrode ou au moins un ré-affûtage est indispensable. La fréquence d'intervention est de l'ordre de 1 à 8 heures. De manière analogue, dans ces condtions, les électrodes plates en cuivre ou en alliage de cuivre s'érodent par consommation plus ou moins rapide de l'insert émissif, habituellement en zirconium ou en hafnium, qu'elles portent, celui-ci se creuse en formant un cratère dont le bord se rapproche progressivement du support en cuivre. A partir d'une certaine profondeur de cratère, le risque est grand que l'arc entraîne la fusion brutale du support en cuivre, aussi faut il, à ce stade, procéder au remplacement d'urgence des électrodes par de nouvelles électrodes. La fréquence de remplacement est de l'ordre de 1 à 6 heures. Par contre, lorsqu'un procédé à polarité inversée ou à polarité variable, c'est-à-dire avec pôle négatif (-) de la source de courant relie à la pièce de travail et pôle positif (+) relié à l'électrode, est mis en oeuvre, le flux d'électrons bombarde en permanence ou périodiquement l'électrode. Dans ces conditions, une électrode classique, c'est-à-dire massive et pointue ou "bouton" avec insert émissif, est détruite plus ou moins rapidement, en fonction du refroidissement dont elle bénéficie, mais généralement en moins d'une heure. On comprend bien qu'avec un système de torche classique, l'utilisation d'une polarité inversée, par rapport à l'usage habituel, soit quasiment impossible ou pour le moins peu viable au plan industriel par les coûts engendrés par l'usure rapide et fréquente de l'électrode. De là, l'invention propose, d'une façon générale, d'améliorer la durée de vie des électrodes par une conception originale des torches à plasma, particulièrement des torches de coupage plasma, même lorsqu'un procédé à polarité inversée ou à polarité variable doit être mis en oeuvre moyen de la torche à plasma, c'est-à-dire lorsque l'électrode de la torche joue le rôle de l'anode, en permanence ou seulement périodiquement. En d'autres termes, le but de la présente invention est résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus, c'est-à-dire d'éviter les inconvénients de l'art antérieur, en proposant une torche de travail à l'arc plasma améliorée, en particulier, une torche de coupage plasma. L'invention concerne alors une torche à plasma comprenant un corps de torche, ledit corps de torche comportant - une électrode creuse comprenant un passage central, ladite électrode creuse étant agencée axialement à l'intérieur dudit corps de torche, ladite électrode creuse comportant, en outre, une extrémité inférieure et une extrémité supérieure, - une tuyère traversée par un canal d'éjection de jet de plasma, le canal d'éjection de la tuyère et le passage central de l'électrode creuse étant coaxiaux, - une chambre interne plasmagène, au moins une partie de ladite chambre interne étant située entre la tuyère et l'extrémite inférieure de l'électrode creuse, et dans laquelle - le passage central de l'électrode creuse débouche axialement, par un premier orifice situé à l'extrémité inférieure de l'électrode creuse, dans la chambre interne plasmagène et en regard du canal d'éjection la tuyère, et - le passage central de l'électrode creuse débouche, directement ou indirectement, à l'atmosphère par un second orifice situé à l'extrémité supérieure de l'électrode creuse. Selon le cas, la torche selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes - un solénoïde est agencé autour d'au moins une partie de la paroi périphérique externe de l'électrode creuse, de préférence un solénoïde à spires non jointives formé par enroulement axial d'au moins un fil métallique, en particulier un fil de cuivre ou en alliage de cuivre. - le passage central de l'électrode creuse débouche indirectement à l'atmosphère par l'intermédiaire d'au moins un élément prolongateur creux et de forme allongée, comportant un passage interne, le passage interne dudit élément prolongateur et le passage central de l'électrode creuse étant coaxiaux, le second orifice situé à l'extrémité supérieure de l'électrode creuse débouchant dans l'extrémité amont du passage interne de l'élément prolongateur et l'extrémité aval du passage interne de l'élément prolongateur débouchant à l'atmosphère, de préférence l'élément prolongateur est au moins en partie de forme sensiblement tubulaire ou cylindrique. - le passage central interne de l'électrode creuse comprend plusieurs alésages internes successifs de sections différentes, de préférence lesdits alésages sont séparés les uns des autres par des portions de passage de forme tronconique. - le passage interne de l'élément prolongateur comprend plusieurs alésages internes successifs de sections différentes, de préférence lesdits alésages sont séparés les uns des autres par des portions de passage de forme tronconique. - la tuyère a une forme générale en coupelle de révolution, le canal d'éjection traversant la tuyère en position axiale et centrale, de préférence la tuyère est en cuivre ou en un alliage de cuivre. - le canal d'éjection de la tuyère comporte au moins une entrée canal convergente raccordée et prolongée, de préférence par un rayon, à col de canal de forme sensiblement cylindrique ou conique, de préférence ledit col de canal est de forme sensiblement cylindrique et est prolongé par une sortie de canal divergente. - le corps de torche comporte, en outre, une coiffe de protection, de forme générale en coupelle de révolution, comportant un orifice central et venant se fixer de façon amovible sur ledit corps de torche coaxialement et en entourant au moins une partie de la tuyère, la paroi interne de la coiffe de protection et la paroi externe de la tuyère formant une chambre de circulation de fluide de refroidissement. - le corps de torche comporte, en outre, des moyens de distribution de gaz permettant de créer deux tourbillons de gaz ayant le même sens de rotation et des directions axiales opposées, l'un des tourbillons se propageant à l'intérieur du passage central de l'électrode creuse et en direction second orifice, et l'autre tourbillon se propageant dans la chambre interne plasmagène, située à l'extrémité inférieure du passage central de l'électrode creuse, et en direction du canal d'éjection de la tuyère, de préférence les moyens de distribution de gaz sont agencés de manière à créer des tourbillons de gaz ayant le même sens de rotation que le sens d'enroulage du solenoïde agencé autour d'au moins une partie de la paroi périphérique externe de l'électrode creuse. L'invention porte aussi sur l'utilisation d'une torche à plasma selon l'invention pour la mise en oeuvre d'un procédé de coupage plasma d'une pièce ou tôle métallique, de préférence en acier de construction, en acier inoxydable ou en alliage léger. De plus, l'invention porte aussi sur une installation automatique de travail à l'arc plasma, en particulier une installation de coupage plasma, comprenant au moins une torche à plasma selon l'invention. Par ailleurs, l'invention a également trait à un procède de coupage plasma mettant en oeuvre d'une torche à plasma comprenant un corps de torche, ledit corps de torche comportant une électrode creuse comprenant un passage central, ladite électrode creuse étant agencée axialement à l'intérieur dudit corps de torche, ladite électrode creuse comportant, en outre, une extrémité inférieure et une extrémité supérieure ; une tuyère traversée par un canal d'éjection de jet de plasma, le canal d'éjection de la tuyère et le passage central de l'électrode creuse étant coaxiaux ; une chambre interne plasmagène, au moins une partie de ladite chambre interne étant située entre la tuyère et l'extrémité inférieure de l'électrode creuse ; et dans laquelle le passage central de l'électrode creuse débouche axialement, par un premier orifice situé à l'extrémité inférieure de l'électrode creuse, dans la chambre interne plasmagène et en regard du canal d'éjection de la tuyère, et le passage central de l'électrode creuse débouche, directement ou indirectement, à l'atmosphère par un second orifice situé à l'extrémité supérieure de l'électrode creuse; des moyens de distribution de gaz étant agencés à proximité du premier orifice situé à l'extrémité inférieure de l'électrode creuse et à proximité chambre interne plasmagène, procédé dans lequel (a) on alimente en gaz ou en mélange gazeux lesdits moyens de distribution de gaz de manière à créer deux tourbillons de gaz ayant le même sens de rotation et des directions axiales opposées, - l'un des tourbillons se propageant à l'intérieur du passage central de l'électrode creuse et en direction du second orifice, par lequel il est évacué directement ou indirectement, à l'atmosphère ; et - l'autre tourbillon se propageant dans la chambre interne plasmagène, située à l'extrémité inférieure du passage central de l'électrode creuse, et direction du canal d'éjection de la tuyère par lequel il est expulsé en direction de la pièce à travailler, sous la forme d'un jet de plasma. (b) on opère un perçage et/ou un coupage selon une trajectoire souhaitée de la pièce à travailler au moyen dudit jet de plasma. De préférence, on crée des tourbillons de gaz ayant le même sens de rotation que le sens d'enroulage d'au moins un solénoïde enroulé autour moins une partie de la paroi périphérique externe de l'électrode creuse. L'invention va maintenant être décrite plus en détail à l'aide d'exemples de modes de réalisation, en références aux figures annexées, donnés à titre illustratif mais non limitatif . Sur la figure 1 est représenté un système schématique de torche a plasma comportant un corps de torche 1 qui est doté d'une électrode 2 creuse réalisée en un matériau bon conducteur de l'électricité et de la chaleur, tel du cuivre ou un alliage de cuivre, et présentant la caractéristique d'être creuse, c'est-à-dire de forme générale de révolution et comprenant un passage (222) central ou canal axial interne. L'électrode 2 présente un premier alésage 21 pouvant être constitué d'un cylindre de diamètre D1 (voir figure 1) ou d'une succession de cylindres de diamètres dégressifs (voir figure 2) raccordés entre eux, par exemple, par des troncs de cônes ou encore d'une forme à évolution continue ou discontinue dont le plus grand diamètre est situé à la partie inférieure 21 a de l'électrode 2. Un deuxième alésage 22 (voir figure 1) de plus petit diamètre D2 (D2 façon optionnelle, un solénoïde 3 à spires non jointives, constitué d'un enroulement de fil en matériau conducteur de l'électricité, tel cuivre ou alliage cuivre, dont la section est ronde, carré ou rectangulaire, entoure l'électrode 2, de façon coaxiale et à distance de celle-ci. Selon un premier mode de réalisation (voir figure 1), l'électrode 2 est reliée a la source de courant continu 7, via le solénoïde l'extrémité supérieure 31 du solénoïde 3 étant alors reliée, au moyen d'un amenagement adapté par exemple, par un câble électrique 71 à l'un potes de la source courant continu 7, et l'extrémité inférieure 32 du solenoïde étant en appui sur un aménagement de l'électrode 2 formant ainsi contact électrique. Selon un deuxième mode de réalisation, non représenté, l'alimentation en courant électrique du solénoïde 3 est indépendante de l'alimentation en courant electrique de l'électrode 2, ce qui offre la possibilité de faire varier l'intensite du champ magnétique, par variation de l'intensité courant d'excitation, indépendamment de l'intensité du courant utilisée pour découper la pièce travail. ailleurs, une tuyère 4 réalisée en un matériau conducteur de l'électricite et de la chaleur, tel du cuivre vu un alliage de cuivre, dotée d'un canal 41 d'éjection du jet plasma 12 vers la pièce à couper, placée de façon coaxiale à distance de l'électrode 2. Dans l'intervalle existant entre la partie inférieure de l'électrode 2 et la partie supérieure de la tuyère 4 est placé un dispositif de distribution tourbillonnaire d'un gaz plasmagène 6. Ce dispositif de distribution 5 est monté à étanchéité, d'un coté sur l'électrode 2, de l'autre coté sur la tuyère 4 et permet de maintenir ladite électrode 2 électriquement isolée de ladite tuyère 4. Le distributeur tourbillonnaire 5 de gaz et l'enroulement des spires du solénoïde 3 sont agencés de telle façon que la composante azimutale du vortex de gaz formé et la composante azimutale du champ magnétique du solénoïde soient orientées dans le même sens de rotation. Le système de torche 1 est placé à distance d'une pièce de travail 10 qui est reliée, par un câble électrique 72, à l'autre pôle de la source de courant continu 7. Pour permettre l'allumage de la torche en établissant un premier arc, classiquement appelé arc pilote, la tuyère 4 est reliée, via un câble électrique 8 et via un contact de sectionnement 81, au même pôle de la source de courant continu 7 que la pièce de travail 10. Un dispositif d'amorçage 9 d'arc pilote, telle une source haute fréquence, est agencé et connecté entre le conducteur 71 et le conducteur 8. En outre, des moyensde refroidissement énergique, représentés, de la tuyère 4, de l'électrode 2 et du solénoïde 3, par convection forcée, sont inclus dans l'architecture de la torche 1. Une opération de coupage plasma avec une torche telle que décrite précédemment se déroule en plusieurs phases enchaînées unes aux autres, à savoir les phases (a) à (e) suivantes. (a) - Phase d'allumage de la torche par formation d'un arc pilote La source de courant 7 est sous tension et prédisposée pour délivrer un courant correspondant à celui souhaité pour former un arc pilote. Le contact de sectionnement 81 est fermé créant ainsi la liaison électrique entre la source 7 et la tuyère 4, via le câble électrique 8. Un gaz 6, de même nature ou de nature différente du gaz de coupe, est envoyé sous une pression judicieusement choisie au travers du distributeur 5 formant ainsi un premier vortex ou tourbillon de gaz 63 s'écoulant par l'orifice 41 de la tuyère 4 et un deuxième vortex ou tourbillon de gaz 61 s'écoulant par l'orifice 22 de l'électrode 2. deux vortex ou tourbillons de gaz ont un sens de rotation identique mais direction d'écoulement opposée. II est bien entendu que ces deux écoulements tourbillonnaires peuvent être formés dans le distributeur 5 par des moyens communs ou par des moyens séparés. Le dispositif d'amorçage 9 est alors activé, et il s'ensuit alors un jaillissement d'étincelle entre le bas de l'électrode 2 et haut de la tuyère 4 suivi consécutivement de l'amorçage d'un premier arc, arc pilote, dont l'intensité de courant est égale à celle préétablie au niveau de la source de courant 7. Simultanément et sous les effets conjugués des deux vortex de gaz 63 et 61, le pied d'arc attaché à la partie haute de la tuyère se déplace vers l'orifice 41 et se fixe sur la surface interne dudit orifice 41 où est entraîné en rotation sous l'effet de la composante azimutale du vortex alors que le pied de l'arc attaché au bas de l'électrode 2 se déplace sur surface interne de l'alésage 21 de l'électrode 2 où est entraîné en rotation sous l'effet de la composante azimutale du vortex . Le niveau de remonte 121 de ce pied d'arc dans l'alésage 21 est alors fixé une situation d'équilibre qui s'établi entre les forces principales et antagonistes créées par le systeme de torche, à savoir, d'une part, les forces électriques tendent à faire redescendre le pied d'arc vers l'entrée inférieure de l'alesage 21 et, d'autre les forces pneumatiques à l'intérieure de l'alésage engendrées par courant de gaz 62 s'échappant par l'orifice 22 de l'électrode 2 qui tendent a faire remonter le pied d'arc vers l'orifice d'échappement 22. Lorsque la torche 1 est dotée d'un solénoïde 3, une force de rotation supplémentaire, d'origine magnétique, s'exerce sur le pied d'arc attaché à la surface interne de l'alésage 21 de l'électrode 2 et renforce donc celle engendrée par l'effet pneumatique du vortex 61. L'arc pilote ainsi établi s'étire au travers de l'orifice 41 de la tuyère 4 et en direction de la pièce de travail 10, par exemple une tôle à découper. (b) - Phases de transfert de l'arc plasma à la pièce de travail La torche 1 avec son arc pilote allumé est alors approchée de la pièce de travail 10 jusqu'à atteindre une zone du jet plasma suffisamment ionisée pour permettre l'établissement d'un circuit électrique entre ladite pièce de travail et l'électrode 2. Lorsque cette zone du jet plasma est au contact de la pièce de travail 10, un courant électrique s'établi entre ladite pièce de travail et l'électrode 2 de la torche 1. Un détecteur de courant, non représenté, placé sur la ligne 72 de liaison électrique entre la pièce de travail 10 et la source de courant 7, envoie alors un ordre d'ouverture du contact de sectionnement 81. La tuyère n'étant plus connectée à la source de courant 7, l'arc plasma 12 est alors complètement transféré à la pièce de travail 10. (c) - Phase de perçage de la pièce de travail L'information envoyée par le détecteur de courant, non représente, déclenche également, simultanément ou de façon différée, d'une part, nécessaire, le remplacement du gaz pilote par le gaz de coupe et/ou l'ajustement de la pression et/ou du débit correspondants aux conditions de coupe et, d'autre part et simultanément, l'augmentation de l'intensité du courant dans l'arc plasma jusqu'à atteindre la valeur présélectionnée pour l'opération de découpe. Dans un délai variant avec l'épaisseur de la pièce 10 à couper, l'arc plasma perce la pièce 10 à couper et chasse hors du trou ainsi formé métal fondu. Dans cette phase de changement de gaz etlou de pression et/ou de débit ainsi que d'intensité de courant, un nouvel état d'équilibre des forces en jeu se crée plaçant le pied d'arc attaché à l'électrode 2 dans une nouvelle zone de la surface latérale interne de l'alésage 21. Les effets d'entraînement en rotation dudit pied d'arc à l'intérieur de l'alésage 21 sont renforces notamment par l'accroissement de l'intensité du courant parcourant solénoïde 3. (d) - Phase d'exécution de la trajectoire de découpe Consécutivement au perçage de la pièce 10 et éventuellement après délai, un mouvement relatif est donné entre la torche 1 et la pièce 10 dans une direction sensiblement parallèle au plan formé par ladite pièce 10 de travail, et à une vitesse préalablement établie et dépendant principalement de la nature et de l'épaisseur du matériau constituant la pièce 10 de travail en regard de l'énergie thermique et cinétique du jet plasma formé. La distance séparant l'extrémité de la tuyère 4 et la surface supérieure de la pièce 10 est éventuellement ajustée et maintenue sensiblement constante un moyen approprié durant toute l'opération de découpe. II se forme alors saignée de coupe 11 dans toute l'épaisseur de la pièce de travail dont le profil de trajectoire est commandé par l'opérateur ou par un directeur de commande préalablement programmé. (e) - Phase d'arrêt de l'opération de coupage plasma A la fin de l'exécution de la trajectoire de découpe, le mouvement relatif entre torche 1 et pièce de travail 10 est stoppé, simultanément la source de courant est mise à l'arrêt et le débit de gaz plasmagène est coupé, éventuellement après un délai préprogrammé. Le débit de fluide de refroidissement des différentes parties de la torche 1 est préférentiellement maintenu après l'arrêt de la phase de coupe pendant une période de temps suffisante pour permettre l'évacuation de la chaleur emmagasinée dans les éléments constitutifs de la torche. Grâce à ce nouveau système d'électrode pour torche de coupage plasma et au travers de ce qui vient d'être décrit, on comprend qu'étant donné que le flux thermique transmis à l'électrode 2 par le pied d'arc attaché à celle-ci est réparti, non plus sur une très petite surface comme dans le cas des électrodes pointues ou "bouton", mais au contraire sur une grande surface de l'alésage 21 ajouté au fait que le pied d'arc est entraîné dans un mouvement de rotation rapide par la composante azimutale d'un vortex de gaz, renforcé le cas échéant par la composante azimutale d'un champ magnétique et pour peu que ladite électrode soit réalisée dans un matériau bon conducteur de la chaleur et soumise à un refroidissement périphérique efficace, l'érosion de l'électrode, selon l'invention, est considérablement réduite par rapport à l'érosion subie par les systèmes d'électrode de l'art antérieur. Dans ces conditions, l'électrode peut être réalisée simplement économiquement dans un matériau, tel du cuivre ou alliage de cuivre, tout offrant une durée de vie au moins trois fois plus grande que celle procurée par les électrodes de l'art antérieur dans des conditions de travail semblables. Un tel concept de torche à plasma comportant un système d'électrode longue durée de vie comme décrit précédemment peut avantageusement être utilisé pour la mise en oeuvre des procédés de coupage ou de soudage plasma à arc transféré, notamment lorsque l'électrode de ces torches est reliée au pôle positif (+) et la pièce de travail au pôle négatif (-) d'une source de courant continu, mais aussi lorsque qu'une polarité classique est utilisée, c'est-à-dire avec électrode reliée au pôle négatif (-) et avec pièce de travail reliée au pôle positif (+), ou encore lorsque le procédé requiert la mise en oeuvre d'une source de courant alternatif ou assimilé. La figure 2 montre, d'ailleurs, un exemple de réalisation d'une torche coupage plasma selon l'invention. Cet exemple n'a pas de caractère limitatif quant à la conception d'une torche, ni quant au procédés pouvant être mis en oeuvre. La torche 1 de la figure 2 comporte une enveloppe extérieure 11 réalisée en acier protégé par un revêtement anticorrosion. Un corps intérieur 111 réalisé en matériau isolant, tel une matière plastique, est ajusté dans l'alésage intérieur de l'enveloppe extérieure 11 et est mis en butée sur un aménagement créé par un changement de diamètre de l'alésage de l'enveloppe 11 et de la surface extérieure du corps isolant formant ainsi une portée plate 115. L'enveloppe 11 est dotée d'un premier filetage 116 à sa partie supérieure et d'un second filetage 117 à sa partie inférieure. Un couvercle 13, réalisé en acier protégé par un revêtement anti- corrosion et présentant une surface inférieure plate 137, est mis en appui sur un joint plat 121 réalisé en un matériau élastique, tel un élastomère, le joint 121 étant lui-même en appui sur une portée plate 118 pratiquée à la partie supérieure du corps intérieur 111. Un écrou 12, réalisé en acier protégé par un revêtement anticorrosion doté d'un taraudage complémentaire au filetage 116 de l'enveloppe 11 et d'une réduction de diamètre à sa partie supérieure formant une saillie 122 est visse sur ladite enveloppe jusqu'à ce que ladite saillie exerce une force suffisante un aménagement 136 du couvercle 13, formant butée d'appui, pour entraîner une déformation élastique du joint 121 garantissant l'étanchéité entre le couvercle 13 et le corps intérieur 111. Ledit corps intérieur 111 est percé d'un canal de distribution 113 de gaz plasmagène débouchant dans la portée plate 118, le joint 121 est percé orifice en correspondance avec le canal 113, et le couvercle 13 est également percé d'un orifice en correspondance avec le canal 113, via l'orifice pratiqué dans le joint 121. Sur la partie supérieure du couvercle 13, est soudé un piquage tubulaire 133, réalisé en acier protégé par un revêtement anticorrosion, formant olive raccordement par vissage d'une canalisation d'alimentation en gaz plasmagène 134, de manière à ce que le canal interne dudit piquage 133 tubulaire soit en communication avec le canal 113 du corps intérieur 111, via les orifices correspondants du couvercle 13 et du joint 121. Le piquage 133 est en outre doté d'un aménagement latéral 135, en forme de patte pour le raccordement d'un câble électrique d'alimentation en courant haute fréquence et en courant électrique destiné à l'allumage d'un arc pilote. Le canal 113 se prolonge vers la partie inférieure du corps intérieur 111 jusqu'à déboucher dans une gorge annulaire 114 usinée dans un alésage interne du corps intérieur 111, formant ainsi une chambre de répartition du gaz plasmagène. D'une manière sensiblement analogue, le corps intérieur 111 est percé d'un canal de distribution d'eau de refroidissement 112 débouchant dans la portée plate 118, le joint 121 est percé d'un orifice en correspondance avec le canal 112, le couvercle 13 est également percé d'un orifice en correspondance avec le canal 112, via l'orifice pratiqué dans le joint 121. Sur la partie supérieure du couvercle 13, est soudé un piquage tubulaire 131, réalisé en acier protégé par un revêtement anticorrosion, formant olive de raccordement par vissage d'une canalisation d'alimentation en eau de refroidissement 132, de manière à ce que le canal interne dudit piquage 131 tubulaire soit en communication avec le canal 112 du corps intérieur 111, via les orifices correspondants du couvercle 13 et du joint 121. Le canal 112 se prolonge vers la partie inférieure du corps intérieur 111 jusqu'à déboucher à l'extrémité inférieure de celui-ci. Un solénoïde 3 constitué d'un enroulement de fil conducteur de l'électricité, tel du cuivre à section ronde, carrée ou rectangulaire, soudé d'une part, à son extrémité supérieure à un premier embout 31 en forme de coupelle réalisé en cuivre ou alliage de cuivre et muni d'un taraudage intérieur 1 et, d'autre part, à son extrémité inférieure à un deuxième embout 32 forme d'anneau réalisé en cuivre ou alliage de cuivre, est placé à axe confondu dans un alésage interne du corps intérieur 111 de telle façon à être en butée d'une part, sur un premier aménagement formant une portée plate 312, résultant d'une réduction, en correspondance, du diamètre extérieur de l'embout 32 et de l'alésage intérieur du corps intérieur 111 et, d'autre part, sur un deuxième aménagement formant une portée plate 119, résultant d'un autre changement de diamètre de l'alésage du corps intérieur 111. Un élément tubulaire 8 à section circulaire, réalisé en acier protégé par un revêtement anticorrosion, doté d'un filetage complémentaire au taraudage 311 de l'embout 31 à sa partie inférieure, emprisonne un manchon tubulaire à section circulaire 81, réalisé en un matériau isolant tel une matière plastique, entre un aménagement formant une portée plate 84, résultant d'un changement de diamètre extérieur de l'élément tubulaire 8 et un aménagement de partie supérieure du corps intérieur 111. Un joint torique d'étanchéité 82 est placé entre l'extrémité inférieure du manchon 81 et une portée plate 122 venant de l'aménagement de la partie supérieure du corps intérieur 111. Les dimensions du joint 82 et dudit aménagement sont fixées de telle façon qu'en conséquence du vissage de l'élément 8 dans l'embout 31 et de déformation élastique du joint 82 qui s'ensuit, il y ait étanchéité entre l'élément 8, le manchon 81 et l'aménagement de la partie supérieure du corps intérieur 111 et maintien en position de l'ensemble du solénoïde 3, 31, 32 dans le corps intérieur 111 par le truchement des portées plates 312, 119. Dans la partie supérieure de l'élément tubulaire 8, est usiné chambrage 73 et une gorge dans laquelle est enchâssé un joint torique d'étanchéité 71. Un perçage latéral 83 est usiné dans la paroi de l'élément tubulaire 8 de façon à mettre en communication le chambrage 73 avec le canal d'un piquage latéral 85, soudé à l'élément tubulaire 8, formant olive de raccordement par vissage d'une canalisation d'évacuation pour l'eau de refroidissement 731. Le piquage 85 est, en outre, doté d'un aménagement latéral 86 en forme de patte pour le raccordement d'un câble électrique d'alimentation en courant électrique du solénoïde 3. Une électrode creuse 2, réalisée en cuivre ou alliage de cuivre, comporte un passage central 222 formé d'une succession d'alésages 21, 21 212, reliés entre eux par des surfaces tronconiques, un ajutage calibré 22 communication, d'une part, avec ladite succession d'alésages et, d'autre avec un alésage terminal 213 débouchant à la partie supérieure de l'électrode 2 creuse en forme d'une collerette à portée plate 23. Venant du corps d'électrode 2, est aménagé en saillie, une collerette à parois de forme de révolution tronconique 24 présentant une face supérieure plate 25. Un élément tubulaire 7, réalisé en cuivre ou alliage de cuivre, comportant à son extrémité inférieure une collerette à portée plate, complémentaire à celle 23 de l'électrode 2, et un filetage usiné sur la surface latérale de ladite collerette, est accolé concentriquement à la partie supérieure de l'électrode 2 par la mise en contact desdites portées plates. Un écrou 74, réalisé en cuivre ou alliage de cuivre, doté d'un taraudage complémentaire au filetage de la collerette de l'élément tubulaire 7 est visé sur ledit élément tubulaire et, par un aménagement approprié de sa partie inférieure et par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité torique 75, réalise l'assemblage mécanique à étanchéité entre l'élément tubulaire 7 l'électrode 2. L'élément tubulaire 7 est, en outre, doté d'un canal central composé d'un premier alésage 77 débouchant à la portée plate inférieure et communiquant par un diamètre identique avec l'alésage terminal 213 de l'électrode 2. Le premier alésage 77 est prolongé par un second alésage 78, d'un diamètre sensiblement plus grand, remontant dans l'élément tubulaire 7 jusqu'à déboucher à l'air libre à l'extrémité supérieure dudit élément tubulaire. L'ensemble formé par l'électrode 2 creuse, l'élément tubulaire 7, le joint 75 et l'écrou 74 est monté dans la torche 1 de manière à ce la face supérieure plate 25 de la collerette 24 de l'électrode 2 soit en appui la face plate inférieure de l'embout 32 du solénoïde 3. Dans cette position, un renflement 79 à la partie supérieure de l'élément tubulaire 7, comprime le joint 71, enchâssé dans la gorge située à la partie supérieure de l'élément tubulaire 8, et réalise ainsi dans cette zone l'étanchéité entre l'élément tubulaire 8 et l'élément tubulaire 7. Sur la paroi externe de la collerette 24 de l'électrode 2 est monté un joint torique d'étanchéité 52, une bague annulaire en forme de collerette 51, réalisée dans un matériau isolant, tel une matière plastique, est mise en appui sur ledit joint torique 52. Une bague annulaire 5 de distribution de gaz plasmagène, réalisée dans un matériau métallique et comportant une pluralité d'orifices calibrés percés dans la paroi latérale de ladite bague annulaire, de manière à communiquer au gaz plasmagène un mouvement tourbillonnaire homogène orienté vers le bas de la torche 1, est montée au contact portée plate contre portée plate sur la bague annulaire 51. Un joint torique d'étanchéité 53 est monté sur une paroi extérieure tronconique usinée à la partie inférieure de la bague annulaire 5. tuyère 4 de forme générale en coupelle de révolution, réalisée en cuivre alliage de cuivre, comportant un alésage intérieur, est-à-dire un canal d'élection 41 du jet de plasma, formé d'une entrée forme de convergent raccordé par un rayon à un canal calibré cylindrique formant col de tuyère, prolongé éventuellement par une sortie de tuyère à forme évasée formant divergent, est montée en appui sur la bague annulaire 5 par le concours d'une collerette extérieure à portée plate 43 venant la tuyère et d'une partie calibrée 44 ménagée à la partie supérieure de la tuyère 4 formant guidage de concentricité. Une coiffe 6 de forme générale en coupelle de révolution, réalisée en matériau métallique tel du cuivre ou alliage de cuivre, comportant à sa partie supérieure un taraudage complémentaire au filetage 117 de l'enveloppe extérieure 11 est visée sur la torche 1 jusqu'à être au contact ferme, par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité 62, réalisé en élastomère en matière plastique, avec une collerette tronconique 45 aménagée à la partie inférieure de la tuyère 4. Sous la poussée exercée par ladite coiffe 6, les joints toriques 52, 53 de l'empilage de pièces 4, 5, 51 se déforment jusqu'à étancheité entre les différents éléments assemblés 111, 4, 5, 51. Sous l'effet de cette même poussée, une étanchéité relative s'établi entre les portées plates au contact de la bague annulaire 5 et de la bague annulaire 51. Par ailleurs, un joint d'étanchéité torique 61 enchâssé dans une gorge intérieure aménagée sous le taraudage de la coiffe 6 réalise l'étanchéité entre la partie supérieure interne de ladite coiffe 6 et l'extrémité externe inférieure du corps intérieur 111. Le volume délimité par la paroi conique interne de la coiffe 6 et la paroi externe de la tuyère 4 forme une chambre de circulation pour l'alimentation d'eau , débouchant par le canal 112, permettant ainsi le refroidissement la tuyère autre canal, non représenté, met en communication la chambre d'eau 64 avec chambre d'eau 9, délimitée par la surface extérieure de l'électrode et la paroi interne de l'alésage du corps intérieur 111, contenant le solénoïde via une pluralité de rainures 321 taillées dans l'embout 32 de telle façon a communiquer un mouvement de rotation au débit d'eau et ainsi refroidir façon homogène et efficace le solénoïde 3 et la tuyère 2. chambre d'eau 9 est prolongée par un passage annulaire 72, délimite par la paroi interne de l'élément tubulaire 8 et la paroi externe de l'élément tubulaire 7, débouchant dans le chambrage 73, puis dans le piquage 85, l'orifice passage 83. circuit ainsi formé permet la circulation d'un débit d'eau approprié refroidissement de l'ensemble de la torche 1, depuis un point d'admission 1 jusqu ' un point d'échappement 731. Pour assurer la continuité électrique entre le point de raccordement 1 d'un cable d'alimentation et la tuyère 4, via le piquage 133, le couvercle 1 l'écrou 12, l'enveloppe extérieure 11 et la coiffe 6, un clip élastique 63 réalise avec un fil d'acier inoxydable pour ressort, est enchâssé dans un aménagement interne de la coiffe et exerce un force de poussée sur la surface extérieure de la tuyère 4. Par analogie avec la figure 1, le raccordement électrique de la torche 1 à une source de courant se fait au moyen d'un premier câble raccordé à patte 86 piquage 85, d'un deuxième autre câble raccordé à la patte 135 piquage 33; un troisième câble étant raccordé à la pièce de travail. L'invention a été décrite en relation avec un procédé de coupage plasma, mais il est à souligner que l'application de cette invention n'est limitée ' ce seul procédé et qu'elle concerne, d'une façon générale, procédés à arc plasma pour le traitement thermique des matériaux métalliques, c'est-à-dire du type mettant en oeuvre une torche à plasma comportant une électrode centrée au-dessus d'un orifice d'éjection du jet plasma d'arc, formant diaphragme constriction et autrement appelé tuyère, un débit convenable gaz sous pression, dit gaz plasmagène, étant distribué entre l'électrode et tuyère et s'ecoulant par l'orifice de ladite tuyère en direction d'une pièce travail sous forme d'un jet de plasma. Revendications 1. Torche à plasma comprenant un corps (1) de torche, ledit corps (1) de torche comportant - une électrode creuse comprenant un passage central (222), ladite électrode creuse (2) étant agencée axialement à l'intérieur dudit corps (1) de torche, ladite électrode creuse (2) comportant, en outre, une extrémité inférieure (2a) et une extrémite supérieure (21 b), - une tuyère (4) traversee par un canal d'éjection (41) de jet de plasma, le canal d'éjection (41) de tuyère (4) et le passage central (222) de l'électrode creuse (2) étant coaxiaux, - une chambre interne plasmagène (204), au moins une partie de ladite chambre interne (204) étant située entre la tuyère (4) et l'extrémité inférieure (21 a) de l'électrode creuse et dans laquelle - le passage central (222) de l'électrode creuse (2) débouche axialement, par un premier orifice (205) situé à l'extrémité inférieure (21a) de l'électrode creuse (2), dans chambre interne plasmagène (204) et en regard du canal d'éjection (41) de tuyère (4), et - le passage central (222) de l'électrode creuse (2) débouche, directement ou indirectement, l'atmosphère par un second orifice (206) situé à l'extrémité supérieure (21b) l'électrode creuse (2). 2. Torche selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un solénoïde (3) est agencé autour d'au moins une partie de la paroi périphérique externe de l'électrode creuse (2), de preférence un solénoïde (3) à spires non jointives formé par enroulement axial moins un fil métallique, en particulier un fil de cuivre ou en alliage de cuivre. 3. Torche selon l'une revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le passage central (222) de l'electrode creuse (2) débouche indirectement à l'atmosphère par l'intermédiaire d'au moins un élément prolongateur (8) creux et de forme allongée, comportant un passage (888) interne, le passage (888) interne dudit élément prolongateur (8) et le passage central (222) de l'électrode creuse (2) étant coaxiaux, le second orifice (206) situé à l'extrémité supérieure (21 b) de l'électrode creuse (2) débouchant dans l'extrémité amont du passage (888) interne de l'élément prolongateur (8) et l'extrémité aval du passage (888) interne de l'élément prolongateur (8) débouchant à l'atmosphère, de préférence l'élément prolongateur (8) est au moins en partie de forme sensiblement tubulaire ou cylindrique. Torche selon l'une des revendications 1 à 3, caracterisée en ce que le passage central (222) interne de l'électrode creuse (2) comprend plusieurs alésages internes successifs (21, 211, 212) de sections différentes, de préférence lesdits alésages sont séparés les uns des autres par des portions de passage de forme tronconique. Torche selon l'une des revendications 1 à 4, caracterisée en ce que le passage (888) interne de l'élément prolongateur (8) comprend plusieurs alésages internes successifs de sections différentes, de préférence lesdits alésages sont séparés les uns des autres par des portions de passage de forme tronconique. Torche selon l'une des revendications 1 à 5, caracterisée en ce que la tuyère (4) a une forme générale en coupelle de révolution, le canal d'éjection (41) traversant la tuyère (4) en position axiale et centrale, de préférence la tuyère (4) est en cuivre ou en un alliage de cuivre. 7. Torche selon l'une des revendications 1 à 6, caracterisée en ce que le canal d'éjection (41) de la tuyère (4) comporte au moins entrée (41) de canal convergente raccordée et prolongée, de préférence par un rayon, à un col de canal (42) de forme sensiblement cylindrique ou conique, de préférence ledit de canal (42) est de forme sensiblement cylindrique et est prolongé par sortie (43) de canal divergente. 8. Torche selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le corps (1) de torche comporte, en outre, une coiffe (6) de protection, de forme générale en coupelle de révolution, comportant un orifice central et venant se fixer de façon amovible sur ledit corps de torche (1) coaxialement et en entourant au moins une partie de la tuyère (4), la paroi interne de la coiffe (6) de protection et la paroi externe de la tuyère (4) formant une chambre (64) de circulation de fluide de refroidissement. 9. Torche selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le corps (1) de torche comporte, en outre, des moyens de distribution (5) de gaz permettant de créer deux tourbillons de gaz ayant le même sens de rotation et des directions axiales opposées, l'un des tourbillons se propageant à l'intérieur du passage central (222) de l'électrode creuse (2) et en direction du second orifice (206), et l'autre tourbillon se propageant dans la chambre interne plasmagène (204), située à l'extrémité inférieure (21 a) du passage central (222) de l'électrode creuse (2), et en direction canal d'éjection (41) de la tuyère (4), de préférence les moyens de distribution (5) de gaz sont agencés de manière à créer des tourbillons de gaz ayant le même sens de rotation que le sens d'enroulage du solénoïde (3) agencé autour d'au moins une partie de la paroi périphérique externe de l'électrode creuse (2). 10. Utilisation d'une torche à plasma selon l'une revendications 1 à 9 pour la mise en oeuvre d'un procédé de coupage plasma d'une pièce ou tôle métallique, de préférence en acier de construction, en acier inoxydable ou en alliage léger. 11. Installation automatique de travail à l'arc plasma, en particulier une installation de coupage plasma, comprenant au moins torche à plasma selon l'une des revendications 1 à 9. 12. Procédé de coupage plasma mettant en ceuvre d'une torche à plasma comprenant un corps (1) de torche, ledit corps (1) de torche comportant une électrode creuse (2) comprenant un passage central (222), ladite électrode creuse (2) étant agencée axialement à l'intérieur dudit corps (1) de torche, ladite électrode creuse (2) comportant, en outre, une extrémité inférieure (2a) et une extrémité supérieure (21 b) ; une tuyère (4) traversée par un canal d'éjection (41) de jet de plasma, le canal d'éjection (41) de la tuyère (4) et le passage central (222) de l'électrode creuse (2) étant coaxiaux ; une chambre interne plasmagène (204), au moins une partie de ladite chambre interne (204) étant située entre la tuyère (4) et l'extrémité inférieure (21a) de l'électrode creuse (2) , et dans laquelle le passage central (222) de l'électrode creuse (2) débouche axialement, par un premier orifice (205) situé à l'extrémité inférieure (21a) de l'electrode creuse (2), dans la chambre interne plasmagène (204) et en regard du canal d'éjection (41) de la tuyère (4), et le passage central (222) de l'électrode creuse (2) débouche, directement ou indirectement à l'atmosphère par un second orifice (206) situé à l'extrémité supérieure (21 de l'électrode creuse (2) ; des moyens de distribution (5) de gaz étant agences à proximité du premier orifice (205) situé à l'extrémité inférieure (21a) de l'électrode creuse (2) et à proximité chambre interne plasmagène (204), procédé dans lequel (a) on alimente en gaz ou en mélange gazeux lesdits moyens de distribution (5) de gaz de manière à créer deux tourbillons de gaz ayant le même sens de rotation et des directions axiales opposées, - l'un des tourbillons se propageant à l'intérieur du passage central (222) de l'électrode creuse (2) et en direction du second orifice (206), par lequel est évacué, directement ou indirectement, à l'atmosphère ; et - l'autre tourbillon se propageant dans la chambre interne plasmagène (204), située à l'extrémité inférieure (21a) du passage central (222) de l'électrode creuse (2), et en direction du canal d'éjection (41) de la tuyère (4) par lequel il est expulsé en direction de la pièce à travailler, sous la forme jet de plasma. (b) on opère un perçage et/ou un coupage selon une trajectoire souhaitée de la pièce à travailler au moyen dudit jet de plasma. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'on crée des tourbillons de gaz ayant le même sens de rotation que le sens d'enroulage d'au moins un solénoïde (3) enroulé autour d'au moins une partie de la paroi périphérique externe de l'électrode creuse (2).