Brevet FR2943209A1 — publié le 20100917

Domaine Technique L'invention se rapporte à un générateur de plasma et à une torche à plasma mettant en oeuvre un tel générateur de plasma. Etat de la technique La technique de projection par plasma, en anglais "plasma spraying", sert classiquement pour former un revêtement sur un substrat. Elle consiste, de manière générale, à produire un arc électrique, à insuffler un gaz plasmagène à travers cet arc électrique de manière à générer un flux de plasma à très haute température et à grande vitesse, puis à injecter dans ce flux de plasma des particules pour les projeter sur le substrat. Classiquement, les particules fondent, au moins partiellement, dans le plasma et peuvent ainsi adhérer efficacement les unes aux autres et sur le substrat lors de leur refroidissement. Cette technique peut ainsi être utilisée pour revêtir la surface d'un substrat métallique, céramique, en cermet, en polymère, en matériau organique ou en matériau composite, en particulier à matrice organique. Cette technique est notamment utilisée pour revêtir des pièces de formes variées, présentant par exemple des géométries planes ou de révolution, notamment cylindriques, ou des géométries complexes, ces pièces pouvant être de taille variable, la seule limite étant l'accessibilité par le jet de particules. L'objectif peut être, par exemple, d'apporter au substrat une fonctionnalité de surface telle que la résistance à l'abrasion, la modification du coefficient de frottement, la barrière thermique ou l'isolation électrique. Cette technique peut être également utilisée pour fabriquer des pièces massives, par une technique dite de "plasma formage". Grâce à cette technique, il est ainsi possible d'appliquer un revêtement d'une épaisseur de plusieurs millimètres, voire de plus de 10 mm. Des torches à plasma, ou "plasmatrons", sont par exemple décrites dans WO 96/18283, US 5,406,046, US 5,332,885, WO 01/05198 ou WO 95/35647 ou US5420391. Les critères de performance d'une torche à plasma en usage industriel peuvent s'établir comme suit : - une productivité de projection élevée, la productivité de projection étant définie par la quantité de matière déposée par unité de temps, - un haut rendement de projection, le rendement de projection étant défini par le rapport, en pourcentage massique, entre la quantité de matière déposée et la quantité de matière injectée dans le flux de plasma, une qualité maximale pour le revêtement, et en particulier la possibilité de réaliser un dépôt homogène et reproductible, y compris avec un débit de matière élevé, - une consommation énergétique minimale, un temps de maintenance le plus faible et un intervalle de temps entre deux opérations de maintenance consécutives le plus élevé possible, et - une pollution par perte de matière de la cathode réduite. Un objectif de la présente invention est de fournir une torche à plasma satisfaisant, au moins partiellement, ces critères. Résumé de l'invention A cet effet, l'invention propose un générateur de plasma comportant : une cathode s'étendant selon un axe X et une anode, la cathode et l'anode étant disposées de manière à pouvoir générer, dans une chambre, un arc électrique entre l'anode et la cathode sous l'effet d'une tension électrique ; et - un dispositif d'injection d'un gaz plasmagène comportant un conduit d'injection débouchant par un orifice d'injection dans la chambre. Dans un premier mode de réalisation principal, le rapport R entre : - la distance axiale x entre la position axiale pAC de rapprochement radial maximal de l'anode et de la cathode et la position axiale pi dudit orifice d'injection, et - la plus grande dimension transversale Dc de la cathode dans la région de la chambre en aval de la position pAc, dite � chambre d'arc � est inférieur à 3,2, de préférence inférieure à 2,5 et/ou supérieur à 0,5. Dans un deuxième mode de réalisation principal , le rapport R' entre : - la distance axiale x' séparant la position axiale pc de l'extrémité aval de la cathode et la position axiale pi dudit orifice d'injection, et la plus grande dimension transversale Dc de la cathode dans la chambre d'arc est inférieur à 3,5 de préférence inférieur à 3,0 et/ou supérieur à 1,2. Dans un troisième mode de réalisation principale de l'invention, le rapport R" entre : - la distance radiale y; dudit orifice d'injection, définie comme la distance minimale entre l'axe X et le centre dudit orifice d'injection et, - la plus grande dimension transversale Dc de la cathode dans la chambre d'arc est inférieur à 2,5, et de préférence supérieur à 1,25. Quel que soit le mode de réalisation principal considéré, les inventeurs ont constaté qu'un générateur de plasma selon l'invention permet de réaliser un dépôt avec une productivité et un rendement très élevés, avec une consommation électrique et une pollution par la cathode limitées. Quel que soit le mode de réalisation principal considéré, de préférence, un générateur de plasma selon l'invention peut encore comporter une ou plusieurs caractéristiques des autres modes de réalisation principaux. Il peut en outre présenter encore une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes : - Parmi l'ensemble des orifices d'injection du dispositif d'injection, ledit orifice d'injection est celui ou un de ceux présentant la position axiale la plus en aval. - La distance axiale x est de préférence inférieure à 25 mm, de préférence inférieure à 18 mm et/ou de préférence supérieure à 5 mm, une distance x d'environ 13 mm étant particulièrement bien adaptée. - La distance axiale x' est de préférence inférieure à 30 mm, de préférence inférieure à 25 mm et/ou de préférence supérieure à 9 mm, voire supérieure à 15 mm, une distance x' d'environ 20 mm étant particulièrement bien adaptée. - La distance radiale y; est de préférence inférieure à 27 mm, de préférence inférieure à 20 mm voire inférieure à 15 mm et/ou de préférence supérieure à 6 mm, voire supérieure à 10 mm, une distance y d'environ 12 mm étant particulièrement bien adaptée. La distance axiale x" séparant la position axiale pAC de la position axiale PA du point le plus en aval de l'anode est de préférence inférieure à 60 mm, de préférence inférieure à 50 mm et/ou de préférence supérieure à 30 mm, une distance x" d'environ 45 mm étant particulièrement bien adaptée. - Le rapport R"' entre la distance radiale minimale yAC entre l'anode et la cathode à la position axiale pAc et la plus grande dimension transversale Dc de la cathode dans la chambre d'arc est de préférence inférieur à 1,25, de préférence inférieur à 0,5 et de préférence supérieur à 0,1, un rapport R"' d'environ 0,3 étant particulièrement bien adapté. - Le dispositif d'injection comporte une pluralité d'orifices d'injection, au moins une des conditions, et de préférence toutes les conditions, imposées sur les rapports R, R', R", et sur les distances x, x' x" et y, étant vérifiée quel que soit l'orifice d'injection considéré. - Le dispositif d'injection est un dispositif d'injection selon l'invention, comme décrit ci-dessous. - La cathode comporte une portion cylindrique, de préférence de section circulaire, de préférence prolongée, dans la chambre d'arc, par une portion conique. L'extrémité libre de la portion conique peut être notamment en forme de pointe ou arrondie. L'invention concerne également un dispositif d'injection de gaz plasmagène conformé de manière à créer un vortex autour de la cathode, en particulier autour de la partie aval de la cathode qui s'étend dans la chambre d'arc Un dispositif d'injection selon l'invention peut encore comporter une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes : Le dispositif d'injection est disposé en amont de la partie de la cathode s'étendant dans la chambre d'arc. Le dispositif d'injection peut en particulier être disposé à l'extrémité amont de la chambre. - Le dispositif d'injection comporte au moins un conduit d'injection. De préférence, le dispositif d'injection comporte au moins quatre conduits d'injection, voire au moins 8 conduits d'injection. Le diamètre de l'orifice d'injection d'un conduit d'injection est de préférence supérieur à 0,5 mm et/ou inférieur à 5 mm, de préférence d'environ 2 mm. - Un conduit d'injection est disposé de manière que la projection de l'axe d'injection dans un plan radial passant par le centre de l'orifice d'injection dudit conduit d'injection forme un angle a avec l'axe X supérieur à 10°, supérieur à 20° et inférieur à 70° ou inférieur à 60°. - Un conduit d'injection est disposé de manière que, dans une position assemblée dans laquelle le dispositif d'injection est intégré dans un générateur de plasma d'axe X, la projection de l'axe d'injection dans un plan transversal passant par le centre de l'orifice d'injection dudit conduit d'injection forme un angle 13 avec un rayon s'étendant dans ledit plan transversal et passant par l'axe X et par le centre dudit orifice d'injection, l'angle 13 étant inférieur à 45°, de préférence inférieur à 30°. - Plusieurs conduits d'injection, de préférence tous les conduits d'injection, présentent des mêmes valeurs pour x et/ou x'et/ou a et/ou 13. - Le dispositif d'injection présente la forme d'une couronne, de préférence s'étendant suivant un plan transversal, l'axe de la couronne étant l'axe X. - Le dispositif d'injection comporte une pluralité d'orifices d'injection répartis équiangulairement autour de l'axe X. L'invention concerne également une torche à plasma comportant : - un générateur de plasma selon l'invention, et - des moyens d'injection d'une matière à projeter dans un flux de plasma généré par ledit générateur de plasma. Les moyens d'injection de la matière à projeter peuvent déboucher à l'intérieur du générateur de plasma, et en particulier dans la chambre d'arc, ou déboucher à l'extérieur du générateur de plasma, en particulier à l'embouchure de la chambre d'arc. Lesdits moyens d'injection de la matière à projeter peuvent être agencés de manière à injecter ladite matière à projeter selon un axe s'étendant dans un plan radial (passant par l'axe X) et formant avec un plan transversal à l'axe X un angle 0, en valeur absolue, inférieur à 40°, inférieur à 30°, inférieur à 20°, un angle inférieur à 15° étant bien adapté. Le conduit d'injection peut être rentrant (angle e négatif, comme représenté sur la figure 8) par rapport au flux de plasma, sortant (angle e angle positif), ou être orienté perpendiculairement par rapport à l'axe X du générateur de plasma ( e = 0, comme représenté sur la figure 1).30 Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à la lecture du dessin annexé dans lequel : - la figure 1 représente, en coupe longitudinale, une torche à plasma dans un mode de réalisation selon de l'invention ; la figure 2 représente un détail de la figure 1 ; - les figures 3a et 3b représentent, en coupe longitudinale et en coupe transversale, (suivant le plan A-A représenté sur la figure 3a), un dispositif d'injection de gaz plasmagène mis en oeuvre dans la torche à plasma de la figure 1 ; - la figure 7a représente en coupe longitudinale un dispositif d'injection de gaz plasmagène mis en oeuvre dans la variante de la torche à plasma selon la figure 6 et les figures 7b et 7c représentent ce dispositif en coupe transversale suivant les plans A-A et B-B représentés sur la figure 7a, respectivement ; - les figures 4, 5, 6 et 8 représentent, en coupe longitudinale, des variantes de torches à plasma selon l'invention. Dans les différentes figures, des références identiques sont utilisées pour désigner des organes identiques ou analogues. La description détaillée et le dessin sont fournis à des fins illustratives et non limitatives. Définitions Dans la présente description, les qualificatifs � amont � et � aval � sont utilisés en référence au sens d'écoulement du flux de gaz plasmagène. Un �plan transversal � est un plan perpendiculaire à l'axe X. Un � plan radial � est un plan contenant l'axe X. Par �position axiale �, on désigne une position selon l'axe X. Autrement dit, la position axiale d'un point est donnée par sa projection normale sur l'axe X. La position axiale pAC de rapprochement radial maximal de l'anode et de la cathode est définie comme la position, sur l'axe X, du plan transversal dans lequel la distance entre l'anode et la cathode est minimale. Cette distance radiale (c'est-à-dire mesurée dans un plan transversal) est appelée � distance radiale minimale � et notée yAC comme représenté sur la figure 2. Si la distance entre l'anode et la cathode est minimale dans plusieurs plans transversaux, la position PAC désigne la position du plan le plus en amont. La � chambre � est le volume qui s'étend depuis l'ouverture de sortie par laquelle le plasma sort dudit générateur de plasma vers l'intérieur du générateur de plasma. La chambre est constituée, en amont, d'une � chambre de détente � dans laquelle le gaz plasmagène est injecté, et d'une � chambre d'arc � dans laquelle l'arc électrique est généré. On considère que le plan transversal à la position PAC délimite la frontière entre la chambre de détente et la chambre d'arc. La plus grande dimension transversale Dc de la cathode dans la chambre d'arc est mesurée en ne tenant compte que de la partie de la cathode qui s'étend dans la chambre d'arc. Lorsque, comme dans le mode de réalisation préféré de l'invention, la cathode comporte, s'étendant dans la chambre d'arc, une portion cylindrique de section circulaire, se terminant par une portion conique formant une pointe, cette dimension transversale correspond au diamètre de la portion cylindrique de la cathode. Par "comportant un", on entend, "comportant au moins un", sauf indication contraire. Description détaillée On se reporte à présent à la figure 1. Une torche à plasma 10 comporte classiquement un générateur de plasma 20 et des moyens d'injection 21 d'une matière à projeter dans le flux de plasma produit par le générateur de plasma 20. Le générateur de plasma 20 comporte une cathode 22 s'étendant selon un axe X et une anode 24 agencés de manière à pouvoir générer, dans une chambre 26, un arc électrique E sous l'effet d'une tension électrique produite au moyen d'un générateur électrique 28. Le générateur de plasma 20 comporte également un dispositif d'injection 30 afin d'injecter un gaz plasmagène G dans la chambre 26. Le générateur de plasma peut également comporter une chambre de mise en pression ou d'uniformisation de pression du gaz plasmagène, non représentée, en amont du dispositif d'injection 30. Le générateur de plasma 20 comporte enfin un corps 34 permettant de solidariser les autres organes. Le corps 34 accueille un support de cathode 36 sur lequel est fixée la cathode 22, un support d'anode 38 sur lequel est fixée l'anode 24 et un corps isolant électriquement 40 interposé entre l'ensemble constitué du support de cathode 36 et de la cathode 22 d'une part et l'ensemble constitué du support d'anode 38 et de l'anode 24 d'autre part, de manière à les isoler électriquement l'un de l'autre. Le corps 34 est en général formé de deux coques 34' et 34" qui sont serrées autour des supports d'anode de cathode et du dispositif d'injection comme représenté sur la figure 1. De préférence le corps 34 est monobloc. En particulier, dans un mode de réalisation, le dispositif d'injection constitue avec le support d'anode un corps monobloc, comme représenté par exemple sur la figure 8. Avantageusement, un corps monobloc permet d'améliorer le centrage des pièces par rapport à l'axe de la torche et rend plus facile le montage et le démontage de la torche. Le corps isolant électriquement 40 est de préférence constitué d'un matériau résistant au rayonnement du plasma. La nature des moyens utilisés pour l'isolation électrique peut être également adaptée en fonction de la température locale. Par exemple, comme représenté sur la figure 8, une pièce isolante 41 de résistance thermique réduite peut être disposée dans la région qui n'est pas directement exposée au plasma. Les supports de cathode 36 et d'anode 38 sont respectivement au même potentiel électrique que la cathode 22 et l'anode 24. Cependant, la cathode 22 et l'anode 24 sont classiquement des pièces d'usure constituées de cuivre et de tungstène alors que les corps de cathode 36 et d'anode 38 sont classiquement en alliage de cuivre. Les bornes + et û du générateur électrique 28 sont connectées directement ou indirectement respectivement à l'anode 24 et à la cathode 22. Le générateur électrique 28 est classiquement adapté pour pouvoir créer entre l'anode et la cathode une tension supérieure à 40V et/ou inférieure à 120V. La figure 2 montre que la cathode 22, en forme de tige d'axe X, comporte successivement, coaxialement, depuis l'amont vers l'aval, une portion tronconique 45, de diamètre décroissant, une portion cylindrique 46 de section transversale circulaire et une portion conique 48 de sommet arrondi. Dans un mode de réalisation, la portion cylindrique présente un diamètre supérieur à 5 mm, supérieur à 6 mm et/ou inférieur à 11 mm, inférieur à 10 mm, un diamètre d'environ 8 mm étant bien adapté. Le diamètre de la portion cylindrique 46, noté Dc. est appelé "diamètre de la cathode", et est de préférence d'environ 8 mm. La position axiale de l'extrémité aval 50 de la cathode 22 est notée ci-après pc. La cathode 22 peut être constituée de tungstène, éventuellement dopé avec un dopant permettant d'abaisser le potentiel d'extraction du métal constituant la cathode par rapport à celui du tungstène. Le tungstène peut notamment être dopé par un oxyde de thorium et/ou de lanthane et/ou de cérium et/ou d'yttrium. Ceci permet avantageusement d'augmenter la densité de courant au point de fusion du métal ou de diminuer la température de fonctionnement de quelques centaines de degré °C par rapport à l'emploi d'une cathode en tungstène pur. La cathode peut être d'une même matière ou non. Par exemple sur la figure 8, la cathode 22 comporte une partie aval 22a en tungstène, dopé ou non, et une partie amont 22b, en cuivre, pour la fixation au support de cathode. L'anode 24 présente la forme d'un manchon d'axe X, dont la surface intérieure 54 comporte successivement, depuis l'amont vers l'aval, une portion tronconique 56 et une portion cylindrique 58, de section circulaire. Comme la cathode, l'anode peut être d'une même matière ou non. Afin de réduire l'érosion de l'anode par le pied d'arc de la colonne plasma, au moins une partie de la surface intérieure 54 de l'anode, et en particulier en aval de la zone d'amorçage de l'arc (située sur la portion tronconique 56), est réalisée en un métal réfractaire et conducteur, préférentiellement en tungstène. La surface intérieure de la portion cylindrique 58 de l'anode peut être également protégée par un revêtement ou une chemise 57, par exemple en tungstène, comme représenté sur la figure 8. La position axiale de l'anode 24 est telle qu'une partie de la portion cylindrique 46 et la portion conique 48 de la cathode 22 sont disposées en regard de la portion tronconique 56, c'est-à-dire dans le volume de la chambre 26 délimité radialement par la portion tronconique 56. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, la position axiale pAC se situe sensiblement au niveau de la jonction entre la portion cylindrique 46 et la portion conique 48 de la cathode 22. La chambre 26 comporte successivement, depuis l'amont vers l'aval, une chambre de détente 26' s'étendant axialement depuis le fond 59 de la chambre 26, jusqu'à la position pAC, puis une chambre d'arc 26" s'étendant axialement depuis la position PAC jusqu'à la position PA d'une ouverture de sortie 60, délimitée par l'extrémité aval de l'anode et par laquelle le plasma sort du générateur de plasma. De préférence, le diamètre de l'ouverture de sortie 60 est supérieur à 4 mm, de préférence supérieur à 5 mm et/ou inférieur à 15 mm, de préférence inférieur à 9 mm. La chambre 26 peut déboucher par l'ouverture de sortie 60 par l'intermédiaire d'une tuyère s'étendant de préférence selon l'axe X et dont le diamètre peut varier suivant la position de la section transversale considérée, comme représenté par exemple sur la figure 4 ou être constant, comme représenté sur la figure 1. Le dispositif d'injection 30, représenté plus en détail sur les figures 3a et 3b, est conformé et disposé de manière à pouvoir créer un flux de gaz tournant autour de la portion cylindrique 46, voire autour de la portion conique 48, de la cathode 22. De préférence, le dispositif d'injection 30 présente la forme d'une couronne d'axe X. La paroi latérale 70 de cette couronne est percée de huit conduits d'injection 72, sensiblement rectilignes. Chaque conduit d'injection 72 débouche vers l'intérieur de la couronne par un orifice d'injection 74. Le centre d'un orifice d'injection 74 définit la position axiale p; et la distance radiale y; de cet orifice d'injection. La section transversale d'un conduit d'injection 72 est sensiblement cylindrique et présente un diamètre D compris entre 0,5 mm et 5 mm. La distance radiale y, entre l'axe X et le centre de l'un quelconque des orifices d'injection est constante. Elle est de préférence supérieure à 10 mm et/ou inférieure à 20 mm, une distance radiale y; d'environ 12 mm étant bien adaptée. Les orifices d'injection 74 sont répartis dans un même plan transversal P (selon la coupe A-A). Ils présentent tous le même diamètre D, la même position axiale p (= p;) et la même distance radiale, y ( = y; ). Un conduit d'injection 72 débouche vers l'axe de la couronne, suivant un axe d'injection Ii. Dans un plan radial passant par le centre de l'orifice d'injection 74, la projection de l'axe d'injection I; forme, avec l'axe X, un angle a de 45°, comme représenté sur la figure 3a. Dans un plan de projection transversal, passant par le centre de l'orifice d'injection 74, l'axe d'injection I; forme, avec un rayon passant par l'axe X et le centre dudit orifice d'injection 74, un angle [3 de 25°, comme représenté sur la figure 3b. Le dispositif d'injection 30 est disposé dans la chambre de détente 26'. On note x la distance axiale entre la position axiale PAC de rapprochement radial maximal de la cathode 22 et de l'anode 24 et la position p des orifices d'injection du plan P, le plus en aval. On note R le rapport entre x et le diamètre Dc de la portion cylindrique 46 de la cathode 22 (R = pAc/Dc). Dans le mode de réalisation de la figure 1 ou de la figure 2, x est d'environ 15 mm et le rapport R est d'environ 1,88. On note x' la distance axiale séparant la position axiale pC de l'extrémité aval 50 de la cathode 22 et la position p. On note R' le rapport entre x' et le diamètre Dc de la cathode 22 (R' = x'/Dc). Dans le mode de réalisation de la figure 1 ou de la figure 2, x' est égal à environ 20 mm et le rapport R' est de 2,5. Enfin, on note le rapport R" le rapport entre la distance radiale y entre l'axe X et les conduits d'injection 72 et le diamètre Dc de la cathode 22 (R" = y/DC). Dans le mode de réalisation de la figure 1 ou de la figure 2, y est égal à environ 13 mm et le rapport R" est égal à environ 1,63. Sans être liés par une théorie, les inventeurs ont constaté que lorsqu'au moins un des rapports R, R' et R" est conforme à l'invention, les performances de la torche à plasma sont particulièrement remarquables, notamment lorsque le gaz plasmagène est injecté en amont de la cathode, et en particulier injecté de manière à pouvoir tourner autour de la cathode. L'utilisation d'un dispositif d'injection selon l'invention s'est avérée particulièrement avantageuse à cet effet. Selon l'invention, le gaz plasmagène est injecté très proche de l'extrémité aval de la cathode. Le jet de gaz plasmagène est faiblement amorti sur cette courte distance et le gaz plasmagène est également moins réchauffé au moment où il atteint l'arc. Il conserve donc une viscosité élevée facilitant l'entraînement et l'allongement de l'arc et permettant ainsi d'augmenter la puissance du générateur de plasma. De plus, la rotation du gaz autour de la cathode permet également, avantageusement, de limiter l'usure des électrodes. Le gaz plasmagène G dont l'écoulement est représenté sur la figure 2 par la flèche F, est de préférence un gaz choisi parmi de l'argon et/ou de l'hydrogène et/ou de l'hélium et/ou l'azote. Le générateur de plasma 20 comporte également des moyens de refroidissement aptes à refroidir l'anode 24 et/ou la cathode 22 et/ou le support de cathode 36 et/ou le support d'anode 38. En particulier, ces moyens de refroidissement peuvent comprendre des moyens pour faire circuler un fluide frigorigène, par exemple de l'eau, de préférence avec un régime turbulent, le nombre de Reynolds définissant le régime turbulent de ce fluide pouvant être de préférence supérieur à 3000, de préférence encore supérieur à 10000. Une chambre de refroidissement 76, d'axe X, peut notamment être ménagée dans le support d'anode 38 de manière à autoriser une circulation du liquide frigorigène à proximité de l'anode 24. Les moyens de refroidissement peuvent être également communs au corps 34, à l'anode et à la cathode, comme représenté sur la figure 8. La torche à plasma 10 comporte, outre le générateur de plasma 20, des moyens d'injection 21 disposés, dans le mode de réalisation représenté, de manière à injecter de la matière particulaire à projeter à proximité de l'ouverture de sortie 60 de la chambre 26. Tous les moyens d'injection classiquement utilisés, à l'intérieur ou à l'extérieur de la chambre d'arc 26", peuvent être envisagés. Ainsi, les moyens d'injection de la matière particulaire à projeter ne sont pas nécessairement extérieurs au générateur de plasma, mais peuvent y être intégrés, comme représenté sur la figure 5. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, les moyens d'injection 21 sont disposés de manière qu'au moins une partie de la matière à projeter soit injectée vers l'axe X selon un axe formant avec un plan transversal P' un angle 0 d'environ 0°. Sur la figure 8, l'angle 0 est d'environ 15°. Le fonctionnement d'une torche à plasma selon l'invention est similaire à celui des torches à plasma selon la technique antérieure. Une tension électrique est créée au moyen du générateur électrique 28 entre la cathode 22 et l'anode 24 de manière à créer un arc électrique E. Du gaz plasmagène G est alors injecté avec un débit typiquement supérieur à 30 1/min et inférieur à 100 1/min, à une température supérieure à 0°C et inférieure à 50°C, et à une pression absolue inférieure à 10 bars au moyen du dispositif d'injection 30 en amont de l'extrémité aval 50 de la cathode 22. Le flux de gaz plasmagène G tourne autour de la cathode 22 en progressant dans la chambre 26 vers l'ouverture de sortie 60. En traversant l'arc électrique E, le gaz plasmagène G se transforme en plasma à très haute température, typiquement à une température supérieure à 8000 K, voire supérieure à 10000 K. Le flux de plasma sort de la chambre 26, sensiblement selon l'axe X, à une vitesse typiquement supérieure à 400 m/s et inférieure à 800 mis. Simultanément, de la matière à projeter, sous forme particulaire, est injectée dans le flux de plasma au moyen des moyens d'injection 21. La matière à projeter peut en particulier être une poudre inorganique, métallique et/ou céramique et/ou de cermet, voire une poudre organique, ou éventuellement un liquide tel qu'une suspension ou une solution de la matière à projeter. Cette matière est alors entraînée par le flux de plasma et réchauffée, voire fondue par la chaleur du plasma. Lorsque la torche à plasma 10 est orientée vers un substrat, la matière est ainsi projetée contre ce substrat. En refroidissant, elle se solidifie et adhère au substrat. Exemples Les exemples suivants sont fournis à des fins illustratives et ne limitent pas la portée de l'invention. Une torche à plasma selon l'invention, similaire à celle représentée sur la figure 8, a été comparée à deux torches commerciales disponibles sur le marché, une torche classique de type � F4 � et une torche tri-cathode de dernière génération. Pour les deux torches à plasma de la technique antérieure, les conditions d'utilisation correspondent aux conditions nominales préconisées par le fabricant ou à des conditions considérées comme meilleures encore. Le tableau 1 suivant résume les caractéristiques techniques des trois torches à plasma testées ainsi que les conditions du test. Les deux torches à plasma utilisées pour la comparaison comportent des orifices d'injection de gaz plasmagène débouchant sur le fond de la chambre. Les paramètres dimensionnels définissant le dispositif d'injection du gaz plasmagène selon l'invention ne s'appliquent donc pas à ces deux torches à plasma. Tableau 1 Torche à plasma Invention Torche Torche tri- classique de cathode de type � F4 � dernière génération Position du dispositif d'injection du gaz plasmagène par rapport à la latérale depuis l'arrière depuis cathode l'arrière Dispositif Angle a 45° Non applicable Non d'injection du applicable gaz plasmagène Angle (3 25° x(=PAcùPi) 13mm R (= x/Dc) 1,6 x' (= pc ù p;) 20 mm R' (=x'/Dc) 2,5 y 12,5 mm R" (= y/Dc) 1,75 Chambre d'arc Diamètre cathode (De) 8 mm R (=yAC/DC) 0,3 X" (=PA-pAC) 43,5 mm Diamètre ouverture de sortie (canal cylindrique) 6,5 mm 9 mm Générateur Courant électrique (A) 750 630 530 électrique Tension électrique (V) 72 68,5 103 Puissance électrique (kW) 54 43 55 Gaz plasmagène Argon (1/min) 50 38 30 Hydrogène (1/min) 16 13 0 Hélium (1/min) 0 0 35 Projection de la Gaz porteur Ar Ar Ar poudre Débit gaz porteur (1/min) 3 x 4 + 1 3,2 3 x 3,5 Débit d'injection poudre (g/min) 120 40 100 Distance de tir (distance ouverture de sortie- 140 110 90 substrat) (mm) Diamètre orifice d'injection de la poudre à 2 mm 1,5 mm 1,8 mm projeter Distance entre les moyens d'injection de la 9 mm 6 mm 6,5 mm poudre et l'axe de la torche Angle d'injection par rapport l'axe de la torche 90° 90° 90° Composition poudre projetée Oxyde de chrome Granulométrie poudre projetée 17-45 �m Résultats Rendement de projection (%) 52 40 50 Productivité (g/min) 62,4 16 50 Consommation énergétique par kg déposé (kWh) 14,4 44,8 18,3 Comme cela apparait clairement à présent, une torche à plasma selon l'invention permet d'atteindre un rendement et une productivité particulièrement élevés, pour une 5 consommation énergétique réduite. Des mesures d'usure ont montré que, à puissance équivalente, l'usure des électrodes d'une torche à plasma selon l'invention, en particulier avec les angles a et tels que décrits ci-dessus, est inférieure à celle des torches classiques, et en particulier à celle des électrodes 14 de la torche à plasma F4. Avantageusement, la contamination en cuivre et/ou en tungstène de la couche déposée en est réduite. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés. En particulier, une torche à plasma selon l'invention peut être de tout type connu, en particulier du type �à plasma d'arc soufflé � ou �à cathode chaude �, notamment � à cathode chaude de type tige �. Le nombre et la forme des anodes et cathodes ne sont pas limités à ceux décrits et représentés. Dans un mode de réalisation, le générateur de plasma comporte plusieurs anodes et/ou plusieurs cathodes, et en particulier au moins trois cathodes. De préférence cependant, le générateur de plasma comporte une seule cathode et/ou une seule anode. Avantageusement, le générateur de plasma est plus facile à piloter. La forme de la chambre n'est pas non plus limitative. Le dispositif d'injection peut également être différent de celui représenté sur la figure 1. Par exemple, il peut comporter une unique couronne ou plusieurs couronnes. Le nombre de conduits d'injection n'est pas limitatif. Leur section n'est pas nécessairement circulaire, et pourrait être, par exemple oblongue ou polygonale, en particulier rectangulaire. L'agencement des conduits d'injection pourrait être également différent de celui représenté sur la figure 1. Les conduits d'injection pourraient par exemple s'étendre suivant une hélice ou, de manière générale, être disposés de manière que les orifices d'injection ne soient pas tous dans un même plan transversal. Ils pourraient notamment s'étendre selon deux (comme représenté sur la figure 6), trois, quatre ou plus plans transversaux. Dans le dispositif d'injection représenté sur la figure 6 et détaillé dans les figures 7a, 7b et 7c, vingt orifices d'injection 74 sont répartis dans des premier et deuxième plans transversaux, P i et P2. Huit orifices d'injection 74f, équiangulairement répartis autour de l'axe X, s'étendent dans le premier plan transversal PI. Ils présentent tous un même diamètre DI et la même distance radiale, yj. La projection d'un axe d'injection Il d'un orifice d'injection 741 dans un plan transversal forme un angle (3i avec un rayon s'étendant dans ledit plan transversal et passant par l'axe X et par le centre dudit orifice d'injection. Les douze autres orifices d'injection 742 équiangulairement répartis, s'étendent dans le deuxième plan transversal P2, en aval de P,, et présentent un même diamètre D2, plus grand que D,, et une même distance radiale y2, égale à y,. La projection d'un axe d'injection 12 d'un orifice d'injection 742 dans un plan transversal forme un angle f32 avec un rayon s'étendant dans ledit plan transversal et passant par l'axe X et par le centre dudit orifice d'injection. L'angle P2 est inférieur à l'angle (3,. De préférence, le rapport de la section cumulée S1 des orifices 74, et de la section cumulée S2 des orifices 742 (= Sl/S2) est compris entre 0,25 et 4,0. On appelle � section cumulée � la somme des aires de toutes les sections transversales d'un ensemble d'orifices. Dans un mode de réalisation y, pourrait être différent de y2. Les orifices appartenant à un même plan transversal pourraient également présenter des distances radiales y; différentes les unes des autres. Les orifices d'injection pourraient également être regroupés par groupe de deux, trois ou plus. Ainsi, dans un mode de réalisation, le dispositif d'injection peut comporter quatre couples de trous, lesdits couples étant de préférence répartis équiangulairement. Lorsque les orifices d'injection sont disposés dans plusieurs plans transversaux, les orifices d'injection d'un premier plan peuvent être alignés selon la direction de l'axe X ou décalés avec ceux d'un deuxième plan, par exemple décalés angulairement d'un angle constant. REVENDICATIONS1. Générateur de plasma comportant : une cathode (22) s'étendant selon un axe X et une anode (24), la cathode et l'anode étant disposées de manière à pouvoir générer, dans une chambre (26), un arc électrique entre l'anode et la cathode sous l'effet d'une tension électrique ; et - un dispositif d'injection (30) d'un gaz plasmagène comportant un conduit d'injection (72) débouchant par un orifice d'injection (74) dans la chambre, caractérisé en ce qu'au moins une des trois conditions suivantes est respectée : 1) le rapport R entre la distance axiale x entre la position axiale pAC de rapprochement radial maximal de l'anode et de la cathode et la position axiale (pi) dudit orifice d'injection, et - la plus grande dimension transversale (Dc) de la cathode dans la région de la chambre en aval de la position pAc, dite � chambre d'arc � est inférieur à 3,2 2) le rapport R' entre : - la distance axiale x' séparant la position axiale pc de l'extrémité aval de la cathode et la position axiale (pi) dudit orifice d'injection, et - la plus grande dimension transversale (Dc) de la cathode dans la chambre d'arc est inférieur à 3,5 3) le rapport R" entre : - la distance radiale (yi) dudit orifice d'injection, définie comme la distance minimale entre l'axe X et le centre dudit orifice d'injection, - la plus grande dimension transversale (Dc) de la cathode dans la chambre d'arc est inférieur à 2,5. 2. Générateur de plasma selon la revendication précédente, dans lequel, parmi l'ensemble des orifices d'injection dudit dispositif d'injection, ledit orifice d'injection est celui ou un de ceux présentant la position axiale (pi) la plus en aval.3. Générateur de plasma selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la distance axiale x est supérieure à 5 mm et inférieure à 25 mm. 4. Générateur de plasma selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la distance axiale x' est supérieure à 9 mm et inférieure à 30 mm. 5. Générateur de plasma selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la distance axiale x" séparant la position axiale pAC de la position axiale (pA) du point le plus en aval de l'anode est supérieure à 30 mm et inférieure à 60 mm. 6. Générateur de plasma selon la revendication précédente, dans lequel ladite distance radiale (yi) dudit orifice d'injection est inférieure à 27 mm et supérieure à 6 mm. 7. Générateur de plasma selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif d'injection comporte une pluralité d'orifices d'injection, au moins une des conditions imposées sur les rapports R, R', R", et sur les distances x, x' x" et y, étant vérifiée quel que soit l'orifice d'injection considéré. 8. Générateur de plasma selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif d'injection (60) est disposé en amont de la position PAC. 9. Générateur de plasma selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le rapport R"' entre la distance radiale minimale YAC entre l'anode et la cathode à la position pAC et la plus grande dimension transversale (Dc) de la cathode dans la chambre d'arc est inférieur à 1,25. 10. Générateur de plasma selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif d'injection est conformé de manière à pouvoir créer un vortex autour de la cathode. 11. Générateur de plasma selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif d'injection comporte un conduit d'injection disposé de manière que - la projection de l'axe d'injection (Ii) dans un plan radial passant par le centre de l'orifice d'injection dudit conduit d'injection forme un angle a avec l'axe X supérieur à 10° et inférieur à 70° et/ou que - la projection de l'axe d'injection (Ii) dans un plan transversal passant par le centre de l'orifice d'injection dudit conduit d'injection forme un angle f3 avec un rayon s'étendant dans ledit plan transversal et passant par l'axe X et par le centre dudit orifice d'injection, l'angle [3 étant inférieur à 45°. 12. Générateur de plasma selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif d'injection comporte un conduit d'injection disposé de manière que - l'angle a est supérieur à 20° et inférieur à 60° et/ou que l'angle f3 est inférieur à 30°. 13. Générateur de plasma selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant une seule cathode et/ou une seule anode. 14. Torche à plasma comportant : - un générateur de plasma selon l'une quelconque des revendications précédentes, et des moyens d'injection d'une matière à projeter dans un flux de plasma généré par ledit générateur de plasma.