Brevet FR2916490A1 — publié le 20081128

DISPOSITIF D'ALLUMAGE A PLASMA La présente invention est relative à un dispositif d'allumage à plasma pour un moteur à combustion interne, qui sert à réduire l'usure des électrodes d'une bougie 5 d'allumage. Dans un dispositif d'allumage classique IL pour moteur à combustion interne, représenté sur la Fig. 10A, on utilise une bougie d'allumage ordinaire 10L. Lorsqu'un commutateur d'allumage 22L est mis en position de marche, une basse 10 tension primaire est appliquée, depuis une batterie 21 L, à un enroulement primaire 231L d'une bobine d'allumage 23L. Lorsque la tension primaire est coupée par la commutation d'un allumeur (transistor) 24L commandé par une unité de commande électronique (ECU) 25L, un champ magnétique change dans la bobine d'allumage 23L et une haute tension secondaire de -10 à -30 kV est générée dans un enroulement 15 secondaire 232L de la bobine d'allumage 23L. Lorsque la tension secondaire dépasse une tension de tenue d'un espace (intervalle) de décharge 140L entre une électrode centrale 110L et une électrode de masse 131L, une décharge de courant continu survient dans l'espace de décharge 140L. De la sorte, une région HT à haute température servant de source d'allumage se forme sur une étendue restreinte, comme 20 illustré sur la Fig. 10B. En revanche, dans un dispositif d'allumage à plasma classique 1k, représenté sur la Fig. 9A, lorsqu'un commutateur d'allumage 22k est mis en position de marche, une basse tension primaire est appliquée, depuis une batterie de décharge 21k, à un enroulement primaire 231k d'une bobine d'allumage 23k. Lorsque la tension primaire 25 est coupée par la commutation d'un allumeur (transistor) 24k commandé par une unité de commande électronique (ECU) 25k, un champ magnétique change dans la bobine d'allumage 23k et une haute tension secondaire de -10 à -30 kV est générée dans un enroulement secondaire 232k de la bobine d'allumage 23k. La décharge débute au moment où la tension secondaire atteint une tension de décharge 30 proportionnelle à un intervalle de décharge 141 k dans un espace de décharge 140k formé entre une électrode centrale 110k et une électrode de masse 131k. En même temps. de l'énergie (par exemple, un courant de -450 V, 120 A) stockée dans un condensateur 33k depuis une batterie 31k pour une source d'alimentation en énergie de plasma disposée à l'écart de la batterie de décharge 21k 35 se décharge en salve dans l'espace de décharge 140k. Le gaz présent dans l'espace de décharge 140k passe à l'état de plasma PLM à haute température et forte pression, et le gaz est expulsé depuis une ouverture 132k ménagée au bout de l'espace de décharge 140k. De la sorte, il est créé une région à très haute température allant de plusieurs milliers à plusieurs dizaines de milliers de degrés, ayant une grande directivité et une forte capacité. Par conséquent, pour brûler, dans un moteur à injection directe, un mélange pauvre d'air et de carburant contenant moins de carburant, on s'attend à l'application d'une combustion en charge stratifiée qui facilite la combustion en recueillant, au voisinage de la bougie d'allumage, un mélange gazeux riche d'air et de carburant c'est-à-dire riche en carburant. Le brevet des E.U.A. n 3 581 141 décrit une bougie d'allumage du type à intervalle de décharge sur une surface, servant de dispositif d'allumage à plasma de ce type. Pour empêcher la contamination d'une électrode centrale, le dispositif d'allumage à plasma comprend une électrode centrale, un corps isolant pourvu d'un trou d'insertion contenant en son centre l'électrode centrale et s'étendant verticalement, et une électrode de masse couvrant le corps isolant et ayant, à l'extrémité inférieure, une ouverture communiquant avec le trou d'insertion, un intervalle de décharge étant formé dans le trou d'insertion. Dans le dispositif d'allumage à plasma 1k, une haute tension redressée par des redresseurs 26k et 34k est généralement appliquée de façon que l'électrode centrale 110k serve de cathode. De la sorte, comme représenté sur la Fig. 9B, des ions positifs 50 ayant une grande masse heurtent la surface de l'électrode centrale 110k. Il se produit une pulvérisation cathodique au cours de laquelle la surface de l'électrode centrale 110k se décompose. La surface de l'électrode centrale 110k est progressivement érodée en raison de la pulvérisation cathodique, la distance entre l'électrode centrale 110k et l'électrode de masse 131k, à savoir une distance de décharge 141k, augmente progressivement, et la tension de décharge augmente progressivement, en proportion de la distance de décharge 141k. Par conséquent, lorsqu'on utilise sur une longue durée le dispositif 1k d'allumage à plasma, celui-ci est susceptible de L onnaltre des échecs de décharges dans un délai relativement court et de provoquer des ratés d'allumage d'un moteur à combustion interne. Par conséquent, la présente invention vise à réaliser un dispositif d'allumage à plasma qui supprime l'usure d'une cathode d'une bougie d'allumage à plasma provoquée par la pulvérisation cathodique. Selon la présente invention, un dispositif d'allumage à plasma comprend une bougie d'allumage à plasma et un circuit d'alimentation électrique. La bougie d'allumage à plasma est pourvue d'une électrode centrale, d'une électrode de masse et d'un élément d'isolation pour isoler l'électrode centrale par rapport à l'électrode de masse. Le circuit d'alimentation électrique fournit une haute tension entre l'électrode centrale et l'électrode de masse, de telle sorte que la bougie d'allumage à plasma active un gaz dans un espace de décharge de l'élément isolant pour que ce gaz passe à l'état de plasma à haute température et à forte pression sous l'effet de la haute tension. Le circuit d'alimentation électrique est connecté à l'électrode centrale et à l'électrode de masse, respectivement pour servir d'anode et de cathode. Le dispositif selon l'invention peut aussi comprendre l'une au moins des caractéristiques suivantes : - l'élément d'isolation est doté d'une forme cylindrique couvrant un pourtour extérieur de l'électrode centrale dotée d'une forme de tige, et s'étend plus loin vers l'extérieur qu'une face d'extrémité de l'électrode centrale ; et l'électrode de masse est dotée d'une forme cylindrique ayant une extrémité inférieure qui couvre un pourtour extérieur de l'élément d'isolation et recourbée dans une direction radiale, à une extrémité formant un bout, vers un centre de l'espace de décharge, et ayant une ouverture d'électrode de masse qui communique avec un diamètre intérieur de l'élément d'isolation ; - une couche de protection formée pour couvrir une surface de l'électrode de masse dans un état où au moins une partie d'une surface de l'ouverture de l'électrode de masse en regard de l'espace de décharge est découverte en direction de l'espace de décharge ; la couche de protection est une multicouche qui contient des matières ayant des conductivités électriques différentes ; la multicouche comporte une couche située le plus à l'intérieur au contact de la surface de l'électrode de masse et électriquement conductrice, et une couche située le plus à l'extérieur en regard de l'espace de décharge et électriquement isolante ; et une conductivité électrique est amenée à décroître progressivement depuis la couche intérieure vers la couche extérieure ; - la couche de protection est un élément constituant un film formé à la surface de l'électrode de masse ; - la couche de protection est un corps moulé fritté, qui est réalisé en mélangeant dans des proportions données des matières ayant des conductivités 5 électriques différentes ; - la couche de protection est en matière isolante et est un élément formé séparément de l'électrode de masse ; - un diamètre d'une ouverture de la couche de protection décroît progressivement vers une extrémité libre ; Io - un diamètre intérieur de l'élément d'isolation et un diamètre d'une ouverture de l'électrode de masse augmentent progressivement de façon qu'un diamètre de l'espace de décharge puisse augmenter vers une extrémité libre ; - une portion semi-conductrice qui constitue une partie d'une surface de l'élément d'isolation, est en regard de l'espace de décharge et en butée contre 15 l'électrode de masse ; - un diamètre d'une ouverture d'électrode de masse augmente suivant un angle plus large de façon à être plus grand qu'un diamètre intérieur de l'élément d'isolation ; - l'électrode de masse comporte plusieurs saillies s'étendant radialement vers 20 l'intérieur. L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de modes de réalisation pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels : la Fig. 1 est un schéma de circuit d'un dispositif d'allumage à plasma selon 25 une première forme de réalisation de la présente invention ; la Fig. 2 est une vue en coupe d'une partie d'extrémité d'une bougie d'allumage à plasma illustrant la production de plasma dans la première forme de réalisation de la présente invention ; la Fig. 3A est une vue en coupe représentant une partie d'extrémité d'une 30 bougie d'allumage à plasma utilisée dans une deuxième forme de réalisation de la présente invention ; la Fig. 3B est une vue en coupe d'une partie d'extrémité représentant la production de plasma dans la deuxième forme de réalisation ; la Fig. 4A est une vue en coupe représentant une partie d'extrémité d'une bougie d'allumage à plasma utilisée dans une troisième forme de réalisation de la présente invention ; la Fig. 4B est une vue en coupe représentant une partie d'extrémité d'une 5 bougie d'allumage à plasma utilisée dans une quatrième forme de réalisation de la présente invention ; la Fig. 4C est une vue en coupe représentant une partie d'extrémité d'une bougie d'allumage à plasma utilisée dans une cinquième forme de réalisation de la présente invention ; 10 la Fig. 5A est une vue en coupe représentant une partie d'extrémité d'une bougie d'allumage à plasma utilisée dans une sixième forme de réalisation de la présente invention ; la Fig. 5B est un graphique illustrant l'évolution de la résistivité d'une couche de protection présente dans la sixième forme de réalisation 15 la Fig. 6A est une vue en coupe représentant une partie d'extrémité d'une bougie d'allumage à plasma utilisée dans une septième forme de réalisation ; la Fig. 6B est une vue en coupe représentant une partie d'extrémité d'une bougie d'allumage à plasma utilisée dans une huitième forme de réalisation ; la Fig. 6C est une vue en coupe représentant une partie d'extrémité d'une 20 bougie d'allumage à plasma utilisée dans une neuvième forme de réalisation ; la Fig. 6D est une vue en coupe représentant une partie d'extrémité d'une bougie d'allumage à plasma utilisée dans une dixième forme de réalisation ; la Fig. 7A est une vue en coupe représentant une partie d'extrémité d'une bougie d'allumage à plasma utilisée dans une onzième forme de réalisation ; 25 la Fig. 7B est une vue prise suivant la ligne 7B-7B de la Fig. 7A ; la Fig. 8A est un autre schéma de circuit applicable aux première à dixième formes de réalisation ; la Fig. 8B est un autre schéma de circuit applicable aux première à dixième formes de réalisation 30 la Fig. 9A est un schéma de circuit représentant un dispositif d'allumage à plasma selon la technique antérieure la Fig. 9B est une vue en coupe d'une partie d'extrémité illustrant la production de plasma dans une bougie d'allumage à plasma selon la technique antérieure la Fig. 10A est un schéma de circuit illustrant un dispositif d'allumage par étincelle selon la technique antérieure ; et la Fig. 108 est une vue schématique illustrant une décharge dans une bougie d'allumage selon la technique antérieure. (Première forme de réalisation) Considérant tout d'abord la Fig. 1, un dispositif d'allumage à plasma 1 comprend une bougie d'allumage à plasma 10, un circuit d'alimentation 20 en courant électrique de décharge pour la décharge et un circuit d'alimentation 30 en courant Io électrique de production de plasma pour produire un plasma. Les circuits d'alimentation électrique 20 et 30 sont tous deux des circuits d'alimentation électrique à haute tension. La bougie d'allumage à plasma 10 comporte une électrode centrale 110 en forme de tige, un isolant électrique 120 tel qu'un élément d'isolation cylindrique 15 servant à isoler et retenir l'électrode centrale 110, et un corps métallique 130 ayant la forme d'un cylindre et une extrémité fermée pour couvrir l'isolant électrique 120. Le bout (l'extrémité) de l'électrode centrale 110 est en matière électriquement conductrice à haut point de fusion, une tige intérieure d'électrode centrale en matière métallique à grande conductivité électrique et grande 20 conductivité thermique, cette matière étant par exemple de l'acier, est formée à l'intérieur, et une borne 112 d'électrode centrale qui dépasse de l'isolant électrique 120 et est connectée au circuit d'alimentation électrique de décharge 20 et au circuit d'alimentation électrique 30 de production de plasma à l'extérieur est formée à l'extrémité basale. 25 L'isolant électrique 120 est constitué d'alumine très pure, ou d'une matière analogue, présentant d'excellentes caractéristiques de résistance thermique, de résistance mécanique, de résistance diélectrique à haute température, de conductivité thermique et autres. Un espace cylindrique de décharge 140 s'étendant vers le bas depuis la face du bout de l'électrode centrale 110 est formé au bout. Une portion d'engagement 125 de l'électrode centrale, destinée à venir contre un corps 130 par l'intermédiaire d'une garniture 126 pour préserver l'étanchéité à l'air entre l'isolant électrique 120 et le corps 130 est formée au milieu. Une portion de tête 122 d'isolant électrique servant à isoler l'électrode centrale 110 par rapport au corps 130 et à empêcher une haute tension de s'échapper vers autre chose que l'électrode, est formée 35 à l'extrémité basale. Le corps 130 contenant une électrode de masse annulaire 131 est en matière métallique à haut point de fusion et grande conductivité thermique. L'électrode annulaire de masse 131 dont le bout est recourbé vers l'intérieur dans la direction radiale et par laquelle est couvert l'isolant électrique 120 est formée au bout du corps 130. Une portion filetée 133 du corps sert à fixer le dispositif d'allumage à plasma 1 à un bloc-moteur 40 d'un moteur à combustion interne (non représenté) afin que l'électrode de masse 131 puisse être exposée ou découverte dans le moteur à combustion interne, et sert également à maintenir le corps 130. Le bloc-moteur 40 électriquement à la terre est formé sur le pourtour extérieur au niveau du milieu. Une portion hexagonale 134 du corps, servant à serrer la portion filetée 133, est formée sur le pourtour extérieur de l'extrémité basale. Une ouverture 132 de l'électrode de masse, communiquant avec la partie diamétrale intérieure de l'isolant électrique 120, est formée dans l'électrode de masse 131. Par ailleurs, le diamètre de l'ouverture 132 de l'électrode de masse augmente vers le bout suivant un angle plus large de façon à être plus grand que le diamètre intérieur de l'isolant électrique 120. La surface du bout de l'électrode centrale 110 au contact d'un espace de décharge 140 n'est pas en regard de la surface intérieure du pourtour de l'ouverture 132 de l'électrode de masse au contact de l'espace de décharge 140, et les deux surfaces sont formées de manière à être à peu près perpendiculaires l'une à l'autre. Par ailleurs, la portion annulaire semi-conductrice 150 en butée contre l'électrode de masse 131 de manière à être conductrice avec l'électrode de masse 131 est formée au bout de l'isolant électrique 120. Comme portion semi-conductrice 150, on utilise par exemple une céramique semi-conductrice contenant de l'oxyde d'étain et de l'hafnium. Le circuit d'alimentation électrique de décharge 20 comprend une première batterie 21, une clé d'allumage 22, une bobine d'allumage 23, un allumeur 24 comportant un transistor et une unité de commande électronique 25, et est connecté par l'intermédiaire d'un redresseur 26 à la bougie d'allumage à plasma 10. La première batterie 21 est mise à la terre du côté d'une anode et un redressement est exécuté par le redresseur 26 de façon que l'électrode centrale 110 puisse servir d'anode. Le circuit d'alimentation électrique 30 de production de plasma comporte une seconde batterie 31, une résistance 32 et des condensateurs 33 de production de plasma et est connecté par l'intermédiaire d'un redresseur 34 à la bougie d'allumage à plasma 10. La seconde batterie 31 est mise à la terre du côté d'une cathode et un redressement est réalisé par le redresseur 34 de façon que l'électrode centrale 110 puisse servir d'anode. Lorsque le commutateur d'allumage 22 est mis en position de marche, une tension primaire négative, d'une basse tension, est appliquée à un premier enroulement 231 de la bobine d'allumage 23, depuis la première batterie 21, sous l'effet d'un signal d'allumage produit par l'ECU 25. La tension primaire est coupée par la commutation de l'allumeur 24, un champ magnétique change dans la bobine d'allumage 23 et une tension secondaire positive de 10 à 30 kV est induite, par auto- induction, dans un enroulement secondaire 232 de la bobine d'allumage 23. Pendant ce temps, les condensateurs 33 de production de plasma sont chargés par la seconde batterie 31 (qui produit par exemple un courant de 450 V, 120 A). Lorsque la tension secondaire appliquée dépasse une tension de décharge proportionnelle à une distance de décharge 141 entre l'électrode centrale 110 et l'électrode de masse 131, une décharge s'amorce entre les deux électrodes, et le gaz présent dans l'espace de décharge 140 passe à l'état de plasma dans une petite zone. Le gaz à l'état de plasma possède une conductivité électrique, il provoque la décharge d'une charge électrique emmagasinée entre les deux électrodes des condensateurs 33, il provoque le passage à l'état de plasma du gaz dans l'espace de décharge 140 et il agrandit la zone. La température et la pression d'un tel gaz à l'état de plasma augmentent et le gaz est injecté dans la chambre de combustion d'un moteur à combustion interne. A ce stade, le circuit d'alimentation 20 en courant électrique de décharge et le circuit d'alimentation 30 en courant électrique de production de plasma peuvent également être employés dans des deuxième à onzième formes de réalisation, lesquelles formes de réalisation sont décrites ci-après. Dans la première forme de réalisation, illustrée sur la Fig. 2, puisque l'électrode centrale 110 est une anode, des électrons passent par décharge depuis l'électrode de masse 131 vers l'électrode centrale 110, seuls les électrons 51 ayant une faible masse frappent l'électrode centrale 110, des ions positifs 50, qui ont une forte mase, notamment des ions azote, repoussant l'électrode centrale 110 servant d'anode dans le gaz à l'état de plasma, et de ce fait la surface de l'électrode centrale 110 n'est pas érodée par la pulvérisation cathodique. D'autre part, l'électrode de masse 131 est une cathode et, de ce fait, la surface de celle-ci peut être érodée par des ions positifs 50 qui ont une forte masse. Cependant, puisque la surface de l'électrode de masse 131 en regard de l'espace de décharge 140 est placée de manière à être à peu près perpendiculaire à la direction d'injection du gaz à l'état de plasma, les ions positifs 50 frappent de manière oblique la surface de l'électrode de masse 131. Par conséquent, la force de collision des ions positifs 50 diminue, le degré d'érosion par pulvérisation cathodique devient inférieur à celui du cas selon la technique antérieure où l'électrode centrale est une cathode. Par ailleurs, le diamètre de l'ouverture 132 de l'électrode de masse augmente vers le bout (extrémité libre ou extrémité inférieure sur la figure) suivant un grand angle de manière à être plus grand que le diamètre intérieur de l'isolant électrique 120 et, de ce fait, la force de collision des ions positifs 50 décroît encore. De plus, même si l'érosion de la surface de l'électrode de masse 131 progresse, le changement de la distance de décharge 141 dans la direction axiale est faible et, de ce fait, une augmentation rapide de la tension de décharge est empêchée et on évite un raté d'allumage. Par ailleurs, puisque l'électrode de masse 131 est directement vissée dans le bloc-moteur 40 par la portion filetée 133 du corps, l'électrode de masse 131 est plus susceptible de dissiper la chaleur que l'électrode centrale 110. Par conséquent, il est possible de supprimer davantage l'usure d'une électrode que dans le cas de la technique antérieure où l'électrode centrale 110 est une cathode. De plus, du fait de la formation de la portion semi-conductrice 150 sur une partie de la surface de l'isolant électrique 120, des électrons sont déchargés en abondance depuis la surface de la portion semi-conductrice 150 puisque la portion semi-conductrice présente de nombreux défauts de réseau et est susceptible de décharger des électrons et que le trajet de décharge lorsqu'un flux d'électrons s'élève depuis la surface de l'isolant électrique 120 du fait de la force électrostatique de répulsion due aux électrons déchargés à la surface de l'isolant électrique 120. De la sorte, même lorsqu'une décharge se répète, il est possible d'empêcher le phénomène de formation de canaux, dans lequel le métal dispersé par pulvérisation cathodique se dépose à la surface de l'isolant électrique 120 et il se forme un trajet électriquement conducteur. (Deuxième forme de réalisation) Dans une deuxième forme de réalisation, illustrée sur la Fig. 3A, une couche de protection 160 est formée de façon à couvrir la surface découverte dans le bloc- Io moteur 40 en dehors de la surface en regard de l'espace de décharge 140 de l'ouverture 132 de l'électrode de masse. Par ailleurs, le diamètre de l'ouverture 132 de l'électrode de masse augmente de manière à être plus grand vers le bout, et une ouverture 161 dans la couche de protection, communiquant avec l'ouverture 132 de l'électrode de masse, est formée dans la couche de protection 160. La couche de protection 160a est dotée d'une forme à peu près annulaire avec une matière isolante séparée de l'électrode de masse 131 et est assemblée avec l'électrode de masse 131 par vissage, emboîtement ou autre. Dans la présente forme de réalisation, outre les avantages similaires à ceux Io de la première forme de réalisation, même lorsque, à la suite d'une longue utilisation, l'érosion de la surface en regard de l'espace de décharge de l'ouverture 132 de l'électrode de masse progresse du fait de la pulvérisation cathodique et qu'une partie érodée 139 descendant vers l'extérieur se forme comme représenté sur la Fig. 3B, la forme de l'ouverture par laquelle est injecté du gaz à l'état de plasma est maintenue à 15 l'aide de l'ouverture 161 de la couche de protection. Par ailleurs, la couche de protection 160 peut également protéger l'électrode de masse 131 contre la chaleur produite dans le bloc-moteur 40 pendant la combustion et, de ce fait, on peut s'attendre à une prolongation de la durée de vie de l'électrode de masse 131. 20 (Troisième forme de réalisation) Dans une troisième forme de réalisation, illustrée sur la Fig. 4A, la couche de protection 160 est formée de façon que seulement une partie de la surface latérale de l'ouverture de l'électrode de masse 131 soit exposée à l'espace de décharge 140 en tant qu'ouverture 132 de l'électrode de masse. 25 Outre les avantages de la deuxième forme de réalisation, l'intensité du champ électrique augmente dans la partie de décharge, et la décharge est facilitée par la diminution de la superficie de l'ouverture 132 de l'électrode de masse. Il est ainsi possible de réduire encore la vitesse d'usure de l'électrode de masse 131. On considère généralement que, lorsque le phénomène de formation de 30 canaux apparaît sur la paroi intérieure de l'isolant électrique 120 formant l'espace de décharge 140, la décharge d'électrons dans l'espace de décharge 140 est gênée. Cependant, on s'attend à ce que le phénomène de formation de canaux sur la face inférieure de l'isolant électrique 120 ait pour fonctions de supprimer l'accroissement d'un potentiel de décharge et de compenser l'usure de l'électrode de masse 131. Par conséquent, puisque la superficie de l'ouverture de l'électrode de masse 132 est petite, la partie de décharge apparaît dans une zone spécifique, l'érosion par pulvérisation cathodique se concentre dans la petite zone, le phénomène de formation de canaux est susceptible de survenir sur la face inférieure de l'isolant électrique 120, l'accroissement du potentiel de décharge est supprimé et l'usure de l'électrode de masse 131 est compensée. On s'attend donc à ce que la durée de vie du dispositif d'allumage à plasma soit encore améliorée. (Quatrième forme de réalisation) Dans une quatrième forme de réalisation, illustrée sur la Fig. 4B, l'ouverture 161 de la couche de protection 160 se présente sous une forme conique, de telle sorte que le diamètre de celle-ci puisse diminuer progressivement vers le bout (l'extrémité libre, qui se trouve tout en bas sur la figure). La couche de protection 160 est électriquement isolante et n'est pas érodée par la pulvérisation cathodique. De ce fait, elle peut prendre la forme conique de manière à faire saillie vers l'intérieur de l'espace de décharge 140. Par conséquent, outre les avantages des première, deuxième et troisième formes de réalisation, même lorsque l'érosion de l'ouverture 132, sur laquelle n'est pas formée la couche de protection 160, de l'électrode de masse 131 progresse du fait d'une utilisation prolongée, il est possible de réguler le flux d'un gaz à l'état de plasma lors de son injection, d'accroître la directivité de la direction d'injection du gaz à l'état de plasma et d'améliorer encore la stabilité d'un dispositif d'allumage à plasma du fait de la partie conique 161 formée dans la couche de protection 160. (Cinquième forme de réalisation) Dans une cinquième forme de réalisation, illustrée sur la Fig. 4C, la couche de protection 160 est un élément constituant un film formé à la surface de l'électrode de masse 131, à l'exclusion de l'ouverture 132 de l'électrode de masse. Comme procédé pour former la couche de protection 160 on peut adopter, par exemple, l'application d'un revêtement par pulvérisation thermique, dépôt chimique en phase vapeur ou autre. (Sixième forme de réalisation) Dans une sixième forme de réalisation, illustrée sur la Fig. 5A, la couche de protection 160 contient des matières ayant des conductivités électriques différentes et constitue une multicouche. Une couche 170 située le plus à l'intérieur au contact de l'électrode de masse 131 est électriquement conductrice, une couche 190 située le 35 plus à l'extérieur en regard de l'espace de décharge est électriquement isolante et une couche inclinée 180 à caractéristiques intermédiaires entre celles de la couche intérieure 170 et de la couche extérieure 190 est formée entre la couche intérieure 170 et la couche extérieure 190. Comme représenté sur la Fig. 5B, une matière électriquement conductrice à résistance spécifique (résistivité) de 104 S2•cm ou moins est utilisée pour la couche intérieure 170, une matière électriquement isolante à résistivité de 108 S2•cm ou plus est utilisée pour la couche extérieure 190, et une matière produite en mélangeant dans des proportions données la matière électriquementconductrice et la matière électriquement isolante de façon que la résistivité puisse augmenter progressivement depuis la couche intérieure 170 vers la couche extérieure 190 est employée pour la couche inclinée 180. Ainsi, la conductivité électrique est amenée à diminuer progressivement depuis la couche intérieure 170 vers la couche extérieure 190. Un corps fritté intégrant l'électrode de masse 131 et la couche de protection 160 peut être réalisé en tassant une matière pulvérulente dans un moule à l'intérieur d'une chambre à vide, en formant un corps moulé à peu près annulaire, en mettant en outre le corps moulé sous pression et en appliquant simultanément des impulsions de tension au corps moulé via le moule, et en frittant le corps moulé grâce à l'énergie thermique générée dans le corps moulé. Ensuite, le corps 130 dans lequel sont complètement intégrées l'électrode de masse 131 et la couche de protection 160 peut être réalisé en réunissant le corps fritté avec le bout de la portion filetée 133 du corps, par soudage laser ou autre. En variante, un élément constituant un film semblable à celui de la cinquième forme de réalisation peut être formé à l'aide de matières à résistivité arbitraire comprise entre la conductivité électrique et l'isolation électrique et en stratifiant plusieurs films ayant des conductivités électriques différentes. (Septième forme de réalisation) Dans une septième forme de réalisation, illustrée sur la Fig. 6A, l'ouverture 132 de l'électrode de masse communiquant avec le diamètre intérieur de l'isolant électrique 120 est formée dans l'électrode de masse 131. De plus, les diamètres intérieurs de l'isolant électrique 120 et de l'ouverture 132 de l'électrode de masse augmentent vers le bas (du côté de l'extrémité libre) du bout. En outre, le diamètre de l'ouverture 132 de l'électrode de masse augmente vers le bout suivant un angle plus large de façon à être plus grand que le diamètre intérieur de l'isolant électrique 120. Par conséquent, outre les avantages de la première forme de réalisation, puisque le diamètre intérieur de l'électrode de masse 131 augmente vers le bout, la distance de transfert parcourue par les ions positifs 50 dans la direction radiale, c'est-à-dire dans la direction perpendiculaire à la direction d'injection, jusqu'à ce que les ions positifs 50 frappent la surface de l'ouverture 132 de l'électrode de masse 131 augmente. Par ailleurs, la force de collision des ions positifs à l'état de plasma décroît et l'érosion de l'électrode de masse par la pulvérisation cathodique peut être réduite. Cette configuration peut être adoptée également dans les première à sixième formes de réalisation. (Huitième forme de réalisation) Dans une huitième forme de réalisation, illustrée sur la Fig. 6B, la portion Io semi-conductrice 150 comporte un film formé à la surface de l'isolant électrique 120. La portion semi-conductrice 150 peut facilement être formée par un procédé tel que le dépôt en phase vapeur, l'impression d'un film épais, le dépôt chimique en phase vapeur ou autre. Dans la présente configuration, on peut également parvenir aux mêmes 15 avantages que ceux de la septième forme de réalisation. La présente configuration peut aussi être adoptée dans les première à sixième formes de réalisation. (Neuvième forme de réalisation) Dans une neuvième forme de réalisation, illustrée sur la Fig. 6C, la surface 20 de l'électrode de masse 131 et la surface de l'électrode centrale 110 sont situées de manière à être à peu près perpendiculaires l'une à l'autre. L'électrode centrale 110 est une anode, l'électrode de masse 131 est une cathode. Par conséquent, des ions positifs à l'état de plasma frappent de manière oblique la surface de l'électrode de masse 110. De ce fait, la force de collision des ions positifs décroît et le degré 25 d'érosion provoqué par la pulvérisation cathodique diminue en comparaison du cas selon la technique antérieure où l'électrode centrale 110 est une cathode. Cette configuration peut être adoptée également dans les première à sixième formes de réalisation. (Dixième forme de réalisation) 30 Dans une dixième forme de réalisation, illustrée sur la Fig. 6D, une surface intérieure 123 de l'isolant électrique 120 se présente sous la forme d'une surface à courbure concave, tandis que le diamètre de la surface intérieure 123 augmente vers le bout. Cette configuration empêche le phénomène de formation de canaux sur la surface 123 de l'isolant électrique en regard de l'espace de décharge 140. La présente configuration peut être employée également dans les première à sixième formes de réalisation. (Onzième forme de réalisation) Dans une onzième forme de réalisation, illustrée sur la Fig. 7A et la Fig. 7B, l'électrode de masse 131 comporte plusieurs pointes 136 faisant saillie vers le centre dans la direction radiale. L'intensité d'un champ électrique est concentrée localement sur les pointes 136, la décharge est encore facilitée, la force de collision des ions positifs décroît puisque les parties autres que les pointes 136 ressortent à l'extérieur, et la durée de vie de l'électrode de masse 131 se trouve encore globalement améliorée. La présente configuration peut être employée également dans les première à dixième formes de réalisation. Dans les première à onzième faillies de réalisation, les circuits d'alimentation électriques 20 et 30 peuvent être modifiés comme représenté sur la Fig. 8A et la Fig. 8B. (Variantes) Dans le cas de la Fig. 8A, le côté cathode de la première batterie 21 du circuit l'alimentation 20 en courant électrique de décharge est à la terre, et les polarités de la bobine d'allumage 23 et de l'allumeur 24 sont établies en fonction de la polarité de la première batterie 21. Il est possible d'appliquer une forte tension positive à la bougie d'allumage à plasma 10. Les avantages similaires à ceux de la première forme de réalisation peuvent être obtenus. En outre, dans le cas de la Fig. 8B, le circuit d'alimentation 30 en courant électrique de production de plasma est connecté à la première batterie 21 par l'intermédiaire d'un convertisseur continu-continu 38 ou analogue, si bien que différentes tensions sont produites par le circuit d'alimentation 20 en courant électrique de décharge et le circuit d'alimentation 30 en courant électrique de production de plasma. Les formes de réalisation ci-dessus peuvent également être appliquées à un 30 moteur multicylindre ayant plusieurs bougies d'allumage. 35 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'allumage à plasma (1), comprenant : une bougie d'allumage à plasma (10) munie d'une électrode centrale (110 5 d'une électrode de masse (131) et d'un élément d'isolation (120) pour isoler l'électrode centrale (110) par rapport à l'électrode de masse (131) ; et un circuit d'alimentation électrique (20, 30) pour fournir une haute tension entre l'électrode centrale (110) et l'électrode de masse (131), de façon que la bougie d'allumage à plasma (10) active un gaz dans un espace de décharge (140) de 10 l'élément d'isolation (120) pour le faire passer à l'état de plasma à haute température et forte pression sous l'effet de la haute tension, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation électrique (20, 30) est connecté à l'électrode centrale (110) et à l'électrode de masse (131) servant respectivement d'anode et de cathode. 15 2. Dispositif d'allumage à plasma (1) selon la revendication 1, dans lequel : l'élément d'isolation (120) est doté d'une forme cylindrique couvrant un pourtour extérieur de l'électrode centrale (110) dotée d'une forme de tige, et s'étend plus loin vers l'extérieur qu'une face d'extrémité de l'électrode centrale (110) ; et l'électrode de masse (131) est dotée d'une forme cylindrique ayant une 20 extrémité inférieure qui couvre un pourtour extérieur de l'élément d'isolation (120) et recourbée dans une direction radiale, à une extrémité formant un bout, vers un centre de l'espace de décharge (140), et ayant une ouverture (132) d'électrode de masse qui communique avec un diamètre intérieur de l'élément d'isolation (120). 3. Dispositif d'allumage à plasma (1) selon la revendication 1 ou 2, 25 comprenant en outre : une couche de protection (160) formée pour couvrir une surface de l'électrode de masse (131) dans un état où au moins une partie d'une surface de l'ouverture (132) de l'électrode de masse en regard de l'espace de décharge (140) est découverte en direction de l'espace de décharge (140). 30 4. Dispositif d'allumage à plasma (1) selon la revendication 3, dans lequel : la couche de protection (160) est une multicouche (170, 180, 190) qui contient des matières ayant des conductivités électriques différentes ; la multicouche (170, 180, 190) comporte une couche (170) située le plus à l'intérieur au contact de la surface de l'électrode de masse (131) et électriquement 15conductrice, et une couche (190) située le plus à l'extérieur en regard de l'espace de décharge (140) et électriquement isolante ; et une conductivité électrique est amenée à décroître progressivement depuis la couche intérieure (170) vers la couche extérieure (190). 5. Dispositif d'allumage à plasma (1) selon la revendication 3 ou 4, dans lequel la couche de protection (160) est un élément constituant un film formé à la surface de l'électrode de masse (131). 6. Dispositif d'allumage à plasma (1) selon la revendication 4, dans lequel la couche de protection (160) est un corps moulé fritté, qui est réalisé en mélangeant dans des proportions données des matières ayant des conductivités électriques différentes. 7. Dispositif d'allumage à plasma (1) selon la revendication 3, dans lequel la couche de protection (160) est en matière isolante et est un élément formé séparément de l'électrode de masse (131). 8. Dispositif d'allumage à plasma (1) selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, dans lequel un diamètre d'une ouverture (161) de la couche de protection (160) décroît progressivement vers une extrémité libre. 9. Dispositif d'allumage à plasma (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel un diamètre intérieur de l'élément d'isolation (120) et un diamètre d'une ouverture (132) de l'électrode de masse (131) augmentent progressivement de façon qu'un diamètre de l'espace de décharge (140) puisse augmenter vers une extrémité libre. 10. Dispositif d'allumage à plasma (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, comprenant en outre : une portion semi-conductrice (150) qui constitue une partie d'une surface de l'élément d'isolation (120), est en regard de l'espace de décharge (140) et en butée contre l'électrode de masse (131). 11. Dispositif d'allumage à plasma (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel un diamètre d'une ouverture (132) d'électrode de masse augmente suivant un angle plus large de façon à être plus grand qu'un diamètre intérieur de l'élément d'isolation (120). 12. Dispositif d'allumage à plasma (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel l'électrode de masse (131) comporte plusieurs saillies (136) s'étendant radialement vers l'intérieur.