Brevet FR3107159A1 — publié le 20210813

L'invention porte sur un ensemble comportant: - une pièce à traiter (11), - une torche plasma (10), - un générateur principal (17), - un générateur auxiliaire impulsionnel à haute tension (22), - la première borne du générateur auxiliaire (22) étant reliée électriquement à une première pièce électriquement conductrice (24) constituant une première électrode de décharge, - la deuxième borne du générateur auxiliaire (22) étant reliée à une deuxième pièce électriquement conductrice (26) constituant une deuxième électrode de décharge, - les deux électrodes de décharge (24, 26) étant séparées entre elles par au moins une barrière diélectrique (27) en matériau autre que l'air, et - une unité de contrôle (28) apte à activer lesdits générateurs (17, 22) simultanément ou successivement l'un après l'autre, de sorte qu’un arc plasma est amorcé directement entre l’électrode plasma (12) et la pièce à traiter (11) grâce à une décharge à barrière diélectrique. Figure 2a TORCHE PLASMA À AMORCAGE DIRECT ET TUYÈRE À BARRIÈRE DIÉLECTRIQUE CORRESPONDANTE La présente invention porte sur une torche plasma à amorçage direct ainsi que sur une tuyère à barrière diélectrique correspondante. Le principe de coupage plasma décrit dans le document US2806124 est basé sur l'établissement d'un arc plasma électrique entre une électrode et la pièce à découper. A cet effet, l'arc plasma passe à travers une tuyère située entre l’électrode et la pièce. Le diamètre de la tuyère est inférieur au diamètre qu’aurait eu un arc "libre" (c’est-à-dire de soudage). La tuyère est alimentée en gaz "plasmagène" dont la pression d’entrée (régulée) est supérieure à la pression atmosphérique, ce qui crée un écoulement qui permet à l’arc de passer dans le canal de sortie de la tuyère sans toucher les parois de la tuyère. On parle de constriction du plasma. Le jet de plasma ainsi formé est chauffé par effet Joule lors du passage du courant dans le plasma à très haute température (supérieure à 8000°C), et est éjecté de la tuyère à grande vitesse (supérieure à 1000m/s) par l’effet de la pression dans la tuyère. Lorsque le jet impacte la tôle, la chaleur fait fondre le métal et la vitesse du jet l’éjecte, ce qui permet d’obtenir une saignée dans la pièce à découper. La torche plasma est alimentée en courant électrique par un générateur de courant classiquement régulé en courant continu. En régime de coupe, ce générateur est relié à l’électrode, généralement par son pôle négatif, et à la pièce à découper, généralement par le pôle positif, reliée à la masse (la terre) de l’installation. Le pôle du générateur relié à la pièce est par ailleurs aussi relié électriquement à la tuyère de manière transitoire ou permanente par un contacteur, la plupart du temps avec une résistance en série dans ce circuit, pour pouvoir alimenter en courant un arc soufflé, c’est-à-dire non transféré à la pièce, établi entre l’électrode et la tuyère. En effet, avant d’établir l’arc entre l’électrode et la pièce à découper, il est aujourd’hui nécessaire d’amorcer un arc pilote entre l’électrode et la tuyère, dont le jet de plasma thermique à haute température est soufflé vers la pièce à découper. Une fois que la continuité du plasma thermique est établie grâce à l’arc pilote entre l’électrode et la pièce, il devient alors possible d’ouvrir le circuit électrique de la tuyère, et donc de transférer l’arc pilote à la tôle. Pour amorçer l’arc pilote, deux méthodes classiques principales existent. Suivant une première méthode dite "d'amorçage par court-circuit" décrite dans le document JP2014136241, l’électrode et la tuyère sont mise en contact sous tension du générateur principal, puis écartées de manière à établir l’arc pilote. Le document EP0144267 décrit une autre méthode d’amorçage par court-circuit directement entre l’électrode et la pièce, mais en passant par une mise en court-circuit simultanée de l’électrode, la tuyère, et la pièce, ce qui dégrade la tuyère lorsque l’arc s’établit à l’ouverture des contacts. Suivant une deuxième méthode par décharge haute tension (HT) et haute fréquence (HF), l’amorçage est réalisé par une étincelle précurseur de l’arc pilote, générée localement par un signal haute tension haute fréquence, typiquement de l’ordre de quelques kilovolts et de l'ordre du mégahertz. L’étincelle se déploie localement sur quelques millimètres, approximativement sur la ligne de plus courte distance entre l’électrode et la tuyère. La localisation du pied de l’étincelle sur l’arête de l’électrode est souvent favorisée par effet de pointe de l’arête renforçant le champ électrique local. Le signal HT/HF est généralement induit dans le circuit principal par un circuit électronique dédié, branché en parallèle du générateur principal entre l’électrode et la tuyère. On décrit ci-après en référence avec les figures 1a à 1d, les étapes du procédé d’amorçage par décharge locale haute tension (HT) et haute fréquence (HF) selon l'état de la technique. Comme on peut le voir sur la figure 1a, sous écoulement d'un gaz pilote (qui peut être le même que le gaz de coupe), la carte HT/HF 1 est énergisée et un signal HT/HF est induit dans le circuit principal. Sous l’effet de la tension, une étincelle 2, c’est-à-dire une décharge plasma hors équilibre entretenue par un courant faible, de l’ordre de quelques milliampères à centaines de milliampères, apparaît localement entre l’électrode 3 et la tuyère 4. Comme on peut le voir sur la figure 1b, cette étincelle 2 crée un canal conducteur du courant qui sert de précurseur à l’établissement d’un arc pilote, c’est-à-dire un plasma à l’équilibre thermique caractérisé par un courant supérieur, au-dessus de 1A, et de l’ordre de 15 à 40 A industriellement. Cet arc pilote, établi entre l’électrode 3 et la tuyère 4, est soufflé hors de la tuyère 4 par un écoulement de gaz, formant un jet de plasma thermique 5 à haute température. La tension entre les bornes de la tuyère 4 et de l’électrode 3 est alors de quelques dizaines d’ampères, bien inférieure à la tension de claquage nécessaire à l’allumage de l’étincelle 2. Cela est dû au fait que le plasma thermique 5 de haute conductivité électrique a une faible résistance électrique par rapport au plasma hors équilibre de l’étincelle 2 qui ne peut pas se maintenir sans l’application d’un signal de haute tension. Comme on peut le voir sur la figure 1c, lorsque ce jet de plasma thermique 5 atteint la pièce 8 à découper, par exemple au cours de la descente contrôlée par la commande numérique de la torche vers la pièce 8, une partie du courant passe dans la tôle, passage favorisé par la résistance 9 du circuit de tuyère. A la détection de ce courant dans la tôle, par exemple au moyen d’un ampèremètre (A), il devient possible d’ouvrir le contacteur du circuit de tuyère, en l’isolant ainsi du générateur 7. Dès lors, l’arc est dit transféré, avec passage du courant exclusivement entre l’électrode 3 et la pièce 8 à découper, la tuyère 4 étant hors circuit. Comme on peut le voir sur la figure 1d, une fois le transfert réalisé, il est possible de démarrer le perçage de la tôle puis la coupe, généralement accompagné d’une augmentation de l’intensité et de la pression de gaz plasmagène, ainsi que d’un changement de gaz si nécessaire, lorsque le gaz pilote utilisé est différent du gaz de coupe. Toutefois, le procédé de transfert de l’arc de coupe au moyen d’un arc pilote établi d’abord entre l’électrode et la tuyère avant d’être transféré entre l’électrode et la pièce à découper présente plusieurs inconvénients. Tout d'abord, durant l’étape d'établissement de l'arc pilote, la tuyère est exposée au chargement thermique et à l’érosion induite par le retour du courant depuis le plasma dans le pied d’arc sur la tuyère, généralement de type anodique. Ce pied d’arc anodique est le siège de la mise en contact du plasma chaud (plusieurs milliers de degrés Celsius) avec le matériau de la tuyère, nécessairement bon conducteur électrique et généralement réalisé en cuivre, un alliage de cuivre ou un autre matériau bon conducteur électrique mais également bon conducteur de la chaleur. Ainsi, la tuyère s’use par effet de l’arc pilote. Cette usure peut être minimisée par la réduction de l’intensité de l'arc pilote, par l’utilisation de gaz pilotes inertes comme de l’argon, mais jamais complètement supprimée. De plus, l’accrochage de l’arc pilote sur la tuyère se situe généralement sur l’arête de sortie de celle-ci, à un endroit ou le maintien dans le temps des caractéristiques géométriques initiales de la tuyère est importante pour garantir que la qualité de coupe ne se dégrade pas au cours du temps avec l’usure de cette arête. En outre, l’étape d’établissement de l'arc pilote impose l’utilisation pour la tuyère d’un matériau bon conducteur électrique, ce qui rend possible l’établissement d’un passage du courant entre l’électrode et la pièce à travers la tuyère. Cela induit une destruction de la tuyère en cours de découpe par arc transféré à travers la tuyère, appelé aussi double arc ("double arcing" en anglais). Dans ce cas, le jet de plasma chaud passant dans le canal de la tuyère vient toucher les parois de la tuyère et établir un passage de courant à travers celle-ci. Les causes de la déstabilisation de la zone chaude du plasma central de coupe qui le conduisent à s’approcher trop près des parois de la tuyère en coupe sont multiples: projection d’une particule métallique issue de l’électrode, projection de métal fondu issu de la tôle lors du perçage, déviation du jet plasma lors de l’étirement du jet plasma sur un bord de tôle ou une traversée de saignée, encrassement progressif de la tuyère, etc… Certains dispositifs réduisant les risques de création de double arc sont connus. Par exemple, le document US5396043 décrit une capsule de protection de la tuyère à potentiel électrique flottant pour éviter les projections de métal issues de la pièce directement sur la tuyère amont. Toutefois, aucune technologie actuelle ne permet de supprimer complètement le risque de double arc car le transfert par arc pilote impose que la tuyère soit électriquement conductrice sur toute la surface de parcours du pied d’arc pilote depuis la zone d’amorçage, généralement immédiatement en regard de l’arête de la face de l’électrode, jusqu’à l’arête de sortie terminale ou s’accroche généralement le pied d’arc anodique de l’arc pilote. Enfin, l’usage d’un matériau nécessairement conducteur électrique pour la tuyère, en raison du rôle d’anode qu'elle joue en étant reliée au générateur pendant la phase d’établissement de l'arc pilote, empêche l’utilisation de matériaux plus réfractaires, c’est-à-dire à température de fusion plus élevée, que les métaux comme le cuivre ou l’aluminium. Il est donc actuellement impossible d’utiliser des céramiques réfractaires comme matériau pour l’électrode. Par ailleurs, les dispositifs d’amorçage actuels de l’arc pilote entre l’électrode et la tuyère présentent également des inconvénients. Ainsi, l’amorçage de l’arc pilote par court-circuit a l’inconvénient d’imposer au moins une partie mobile dans la torche, avec sa commande, ses guidages et son entraînement. Cette complexité est source de masse et de coûts supplémentaires. Cela induit une perte de la précision relative des composants les uns par rapport aux autres en raison des jeux nécessaires au mouvement. La mise en contact par court-circuit est également source d’usure mécanique, et peut induire un collage des pièces les unes par rapport aux autres par fusion de matière. L’amorçage de l’arc pilote par décharge HT/HF entre l’électrode et la tuyère a pour principal inconvénient de devoir générer simultanément aux bornes de l’électrode et de la tuyère une haute tension alternative à haute fréquence en superposition à la tension à vide continue du générateur principal, typiquement celle du réseau électrique de l’ordre de 200 à 440 Volts. En effet, dans le système électrique ainsi formé, il existe une mise en parallèle du générateur HT/HF et du générateur principal, qui doivent être allumés simultanément pour permettre à la décharge sous forme d'étincelle alimentée par le générateur HT/HF de servir de précurseur à l’arc alimenté par le générateur de courant principal. Or, ce couplage en parallèle des deux générateurs pendant la phase d’amorçage de l’arc pilote pose plusieurs difficultés. Tout d'abord, ce couplage impose au générateur HT/HF de faible intensité (quelques milliampères) d’être connecté au circuit du générateur pour les forts courants (plusieurs centaines d’ampères). Ce générateur étant généralement loin de la torche de découpe, à plusieurs dizaines de mètres sur le site de production, ces lignes conductrices massives génèrent des pertes haute fréquence importantes, à la fois par rayonnement électromagnétique et par pertes diélectriques sur toute la surface des câbles conducteurs. Ces émissions électromagnétiques posent des problèmes de compatibilité avec les autres équipements électroniques voisins et rendent la certification difficile. Par ailleurs, le générateur principal n’est pas conçu pour supporter à ses bornes de sortie des hautes tensions susceptibles d'endommager ses composants électroniques. Il est donc nécessaire de lui adjoindre un circuit de protection, par ailleurs rendu obligatoire par la plupart des réglementations électriques, qui relie ses bornes de sorties (auxquelles sont connectées le circuit HT/HF pendant l’amorçage) à la terre par le biais de résistances, de varistances et/ou de condensateurs. Ce circuit de protection est de nouveau source de pertes pour le signal HT/HF. Les dispositifs actuels dans lesquels le générateur HT/HF et le générateur principal doivent être connectés simultanément aux bornes de l’électrode et de la tuyère, c’est-à-dire en parallèle, sont donc insatisfaisants car ils couplent le circuit de protection du générateur principal, dont l’objectif est de dissiper les surtensions, à un circuit HT/HF d’objectif précisément contraire. L'invention vise à remédier efficacement aux inconvénients précités en proposant un ensemble comportant: - une pièce à traiter, - une torche plasma placée au-dessus de la pièce à traiter, ladite torche plasma comportant: - au moins une électrode plasma, et - au moins une tuyère, dite tuyère plasma, comportant un canal à travers lequel est destiné à passer un arc plasma, - un générateur principal comportant deux bornes, - ladite électrode plasma et ladite pièce à traiter étant reliées chacune respectivement à une des deux bornes du générateur principal, - des moyens d'alimentation en gaz jusqu'au canal de la tuyère plasma, ledit ensemble comportant en outre: - un générateur auxiliaire impulsionnel à haute tension ayant une première borne et une deuxième borne, - la première borne du générateur auxiliaire impulsionnel à haute tension étant reliée électriquement à une première pièce électriquement conductrice constituant une première électrode de décharge, - la deuxième borne du générateur auxiliaire impulsionnel à haute tension étant reliée à une deuxième pièce électriquement conductrice indépendante et isolée de la première électrode de décharge, ladite deuxième pièce électriquement conductrice constituant une deuxième électrode de décharge, - les deux électrodes de décharge étant séparées entre elles par au moins une barrière diélectrique en matériau non conducteur de l’électricité autre que l'air, de telle sorte qu’il n’existe pas de chemin conducteur de courant permettant d’établir un arc électrique entre la première électrode de décharge et la deuxième électrode de décharge, et - une unité de contrôle apte à activer lesdits générateurs simultanément ou successivement l'un après l'autre dans un intervalle de temps très court, de sorte qu’un arc plasma est amorcé directement entre l’électrode plasma et la pièce à traiter grâce à une décharge à barrière diélectrique établie par le générateur auxiliaire impulsionnel à haute tension et les électrodes de décharge. Le générateur auxiliaire impulsionnel à haute tension chargé d’établir la décharge à barrière diélectrique hors équilibre est ainsi découplé par rapport au générateur principal chargé de fournir le courant d’arc. En effet, les deux générateurs ne sont plus branchés en parallèle comme dans les réalisations antérieures. L'invention permet de diminuer la puissance du générateur auxiliaire impulsionnel à haute tension et donc son coût, de supprimer les pertes et les émissions électromagnétiques du signal HT/HF dans les lignes du générateur principal, ainsi que de supprimer le risque d’endommagement des composants du générateur principal qui ne sont plus exposés à un signal haute tension. L’amorçage direct du plasma d’arc entre l’électrode et la tuyère permet également d'éviter le retour destructeur du courant d’arc par la tuyère pendant la phase d’arc pilote qui n'est plus réalisée. On réduit en outre les temps de transfert et on améliore la productivité du fait de la suppression de la phase d'arc pilote dans le cycle de transfert. L'invention permet également d'utiliser, pour le matériau diélectrique, un matériau réfractaire, à haut point de fusion, par exemple un matériau céramique. Il est à noter que la décharge à barrière diélectrique prend la forme d’un jet lumineux de faible énergie, non dangereux pour l’œil humain. Cette décharge peut donc être utilisée comme dispositif de pointage par les opérateurs de la machine de coupage ou de soudage pour pré-positionner la torche à l’endroit souhaité au-dessus de la tôle avant déclenchement du programme d’usinage automatique. Selon une réalisation de l'invention, une des deux électrodes de décharge est constituée par l'électrode plasma. Selon une réalisation de l'invention, la tuyère plasma comporte au moins une partie conductrice et au moins une partie diélectrique formant au moins une partie de la barrière diélectrique, une des deux électrodes de décharge étant constituée par la partie conductrice de la tuyère plasma. Cela permet de supprimer le risque de double arc en phase de coupe grâce à la nature diélectrique de la partie isolante recouvrant la partie électrique de la tuyère. Selon une réalisation de l'invention, la tuyère plasma comporte une partie conductrice majoritaire réalisée dans un matériau électriquement conducteur, et est recouverte au moins en partie par une couche de matériau diélectrique constituant la partie diélectrique. Selon une réalisation de l'invention, la tuyère plasma comporte une partie diélectrique majoritaire au sein de laquelle est insérée une pièce en matériau conducteur constituant la partie conductrice. Selon une réalisation de l'invention, la tuyère plasma présente une partie diélectrique au sein de laquelle est insérée une pièce en matériau conducteur, l’ensemble "partie diélectrique-pièce en matériau conducteur" étant assemblé à un support de tuyère en matériau conducteur de la chaleur, tel qu'un alliage de cuivre ou d’aluminium. Selon une réalisation de l'invention, une seconde tuyère, dite tuyère aval, est située en aval de la tuyère plasma, ladite tuyère aval comportant au moins une partie conductrice constituant une des électrodes de décharge. Selon une réalisation de l'invention, les moyens d'alimentation en gaz sont aptes à générer un écoulement d'un gaz d’amorçage direct différent d'un gaz de coupe, le gaz d'amorçage direct pouvant prendre la forme d'un gaz inerte ou rare, préférentiellement de l'azote ou de l'argon Selon une réalisation de l'invention, les moyens d'alimentation en gaz intègrent des moyens de régulation de l'écoulement du gaz d’amorçage direct, de sorte que l'écoulement du gaz d'amorçage soit laminaire en sortie du canal de tuyère. Selon une réalisation de l'invention, les moyens d'alimentation en gaz intègrent des moyens de régulation de pression de l’écoulement de gaz d’amorçage direct, de sorte qu'une pression dans une chambre d’arc soit comprise entre 0.5 et 5 bars relatifs, préférentiellement entre 1.5 et 2.5 bars relatifs. Selon une réalisation de l'invention, l'unité de contrôle est configurée de façon à maintenir la décharge à barrière diélectrique pendant et/ou entre les phases de coupe de la pièce à traiter. De la sorte, il est possible de découper des tôles ajourées ou des grillages. Selon une réalisation de l'invention, le matériau non conducteur de la barrière diélectrique est un matériau céramique. Selon une réalisation de l'invention, le matériau céramique est choisi parmi: - l'alumine (Al2O3) et ses variétés comme le saphir, - le nitrure de bore sous ses différentes formes cristallines a-BN (amorphe), h-BN (hexagonale), c-BN (cubique), ou w-BN (wurtzite), - le nitrure d’Aluminium (AlN), - le carbure de silicium (SiC), - la vitrocéramique usinable composée de fluorophlogopite (mica) et de verre borosilicate, dans des proportions variables, par exemple respectivement proche de 55%-45% en poids. Selon une réalisation de l'invention, le générateur auxiliaire impulsionnel à haute tension comporte: - un transformateur d’isolation, - un bloc générateur d’impulsions comportant des composants actifs de commutation, - un transformateur élévateur de tension permettant d'augmenter une amplitude de tension des impulsions générées par le bloc générateur d'impulsions. Selon une réalisation de l'invention, le générateur auxiliaire impulsionnel à haute tension est apte à générer des impulsions dont la tension maximale est comprise entre 1000 et 30000 Volts, dont la largeur d’impulsion est comprise entre 100 ns et 500 µs, et à une fréquence comprise entre 0.1 et 500 kHz. Selon une réalisation de l'invention, ledit ensemble comporte en outre un circuit de protection reliant l’électrode plasma à la terre par un circuit comportant au moins un des composants suivants: condensateur, varistance, résistance, contacteur. L'invention a également pour objet une tuyère plasma destinée à être utilisée dans l'ensemble tel que précédemment défini comportant au moins une partie conductrice et au moins une partie diélectrique formant au moins une partie d'une barrière diélectrique. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. Ces figures ne sont données qu’à titre illustratif mais nullement limitatif de l’invention. [Fig. 1b] [Fig. 1c] [Fig. 1d] Les figures 1a à 1d, déjà décrites, représentent des étapes d'amorçage d'une torche plasma par une technique connue de décharge à haute tension et haute fréquence; [Fig. 2b] [Fig. 2c] Les figures 2a à 2c représentent des étapes d'amorçage direct d'une torche plasma par une technique selon la présente invention; [Fig. 3b] [Fig. 3c] [Fig. 3d] Les figures 3a à 3d sont des représentations schématiques illustrant des variantes de réalisation d'une tuyère à barrière diélectrique selon la présente invention; [Fig. 4b] [Fig. 4c] [Fig. 4d] [Fig. 4e] [Fig. 4f] [Fig. 4g] Les figures 4a à 4g sont des représentations schématiques illustrant des variantes de réalisation des électrodes de décharge à barrière diélectrique; La figure 5 est une représentation schématique d'un générateur auxiliaire impulsionnel à haute tension. Sur les figures 2a et suivantes, les éléments identiques, similaires, ou analogues, conservent la même référence d'une figure à l'autre. Les figures 2a, 2b et 2c montrent une torche plasma 10 placée au-dessus de la pièce à traiter 11 pour découpage, soudage, gougeage, rechargement, projection, ou autre. La torche plasma 10 comporte au moins une électrode plasma 12, dont au moins une partie de la face accrochant le pied d’arc plasma 14 est réalisée dans un matériau électriquement conducteur, et au moins une tuyère, dite tuyère plasma 15, comportant un canal 16 à travers lequel passe l’arc plasma 14. Un générateur principal 17 comporte une première borne, par exemple une borne négative, et une deuxième borne, par exemple une borne positive. Suivant un exemple de réalisation, le générateur principal 17 est un générateur de courant continu apte à générer un courant compris entre 30 A et 1500 A. La tension maximale à vide est comprise par exemple entre 150 Volts et 450 Volts. La tension en charge, sous arc plasma, correspondante est comprise entre 60 Volts et 220 Volts. La puissance du générateur principal est de plusieurs dizaines à quelques centaines de kilowatts. L'électrode plasma 12 et la pièce à traiter 11 sont reliées chacune respectivement à la première borne et la deuxième borne du générateur principal 17. On prévoit également des moyens d'alimentation en gaz 19 jusqu'au canal 16 de la tuyère plasma 15. Le gaz est acheminé via un passage entre l'électrode plasma 12 et une face interne de la tuyère plasma 15. Par ailleurs, un générateur auxiliaire impulsionnel à haute tension 22 comporte une première borne et une deuxième borne. Suivant un exemple de réalisation, le générateur auxiliaire 22 est apte à générer des impulsions dont la tension maximale est comprise entre 1000 Volts et 30000 Volts, dont la largeur d’impulsion est comprise entre 100 ns et 500 µs, et à une fréquence comprise entre 0.1 kHz et 500 kHz. Le générateur auxiliaire 22 pourra présenter une puissance de l'ordre de quelques dizaines à quelques centaines de Watts. La première borne du générateur auxiliaire 22 est reliée électriquement à une première pièce électriquement conductrice 24 constituant une première électrode de décharge. Dans l'exemple représenté sur les figures 2a à 2c, l'électrode de décharge 24 est constituée par l'électrode plasma 12 réalisée dans un matériau conducteur. La deuxième borne du générateur auxiliaire 22 est reliée à une deuxième pièce électriquement conductrice 26 indépendante et isolée de la première électrode de décharge 24. La deuxième pièce électriquement conductrice 26 constitue une deuxième électrode de décharge. Dans l'exemple représenté sur les figures 2a, 2b, et 2c, la tuyère plasma 15 comporte au moins une partie conductrice 15.1 constituant la deuxième électrode de décharge 26 et au moins une partie diélectrique 15.2 formant au moins une partie d'une barrière diélectrique 27. En effet, les deux électrodes 24, 26 sont séparées entre elles par au moins une barrière diélectrique 27 en matériau non conducteur de l’électricité autre que l'air, de telle sorte qu’il n’existe pas de chemin conducteur de courant permettant d’établir un arc électrique entre la première électrode 24 et la deuxième électrode 26. Une unité de contrôle 28 est apte à commander une activation et une désactivation des générateurs 17, 22. On décrit ci-après le fonctionnement de la torche plasma 10 à amorçage direct selon la présente invention. Comme on peut le voir sur la figure 2a, sous écoulement d'un gaz, dit gaz d'amorçage direct, le générateur principal 17, dont les deux bornes sont connectées respectivement à l’électrode 12 et à la pièce à découper 11, délivre sa tension à vide maximale, et un courant nul malgré la consigne d’un courant de transfert de quelques ampères. Cet état est observable tant qu’aucun canal conducteur du courant électrique n’est établi entre l’électrode 12 et la pièce 11, en raison du caractère isolant du gaz d’amorçage et d’une tension de claquage entre l’électrode 12 et la pièce 11 bien supérieure à la tension à vide du générateur principal. Comme on peut le voir sur la figure 2b, lorsque l'activation du générateur auxiliaire 22 est commandée par l'unité de contrôle 28, une décharge à barrière diélectrique est créée entre les électrodes 24 et 26 et se propage hors de la torche plasma 10. Cela a pour effet d'établir un plasma hors équilibre à forte densité électronique par rapport au milieu ambiant, et qui s’étend spatialement entre l’électrode plasma 12 et la pièce à découper 11. Ce plasma hors équilibre présente une température comprise entre la température ambiante et quelques centaines de degrés au maximum, sans retour de courant dans la tuyère 15 à revêtement diélectrique. Comme on peut le voir sur la figure 2c, le canal conducteur établi entre l’électrode plasma 12 et la pièce à découper 11 permet au générateur principal 17 d’établir un arc plasma 14 directement entre l’électrode 12 et la pièce 11. Autrement dit, l'unité de contrôle 28 active simultanément les générateurs 17, 22, de sorte qu’un arc plasma 14 est amorcé directement entre l’électrode plasma 12 et la pièce à traiter 11 grâce à la décharge à barrière diélectrique 27 établie par le générateur auxiliaire 22 et les électrodes 24 et 26. Une fois que l'arc plasma 14 est amorcé, il est possible de désactiver le générateur auxiliaire 22. Alternativement, les générateurs 17, 22 pourront être activés successivement l'un après l'autre dans un intervalle de temps très court, notamment inférieur à 0.1s, c’est-à-dire que l'unité de contrôle 28 commande dans un premier temps l'activation du générateur auxiliaire 22 puis l'activation du générateur principal 17 moins de 0.1s après avoir désactivé le générateur 22. Une telle durée permet également d'obtenir l'établissement direct d'un arc plasma 14 entre l'électrode plasma 12 et la pièce 11. Dans le mode de réalisation de la figure 3a, la tuyère 15 comporte une partie conductrice 15.1 majoritaire réalisée dans un matériau électriquement conducteur comme par exemple du cuivre, de l’aluminium, ou leurs alliages, et est recouverte au moins en partie par une couche de matériau diélectrique 15.2 constituant la barrière diélectrique 27. Il est possible d’utiliser un seul matériau ou de sélectionner un matériau diélectrique réfractaire pour réaliser le canal de tuyère 16, et un second matériau diélectrique à plus faible tenue en température, moins onéreux, pour le reste de l’électrode (par exemple un revêtement plastique en résine thermoplastique, thermodurcissable, etc…). Dans le mode de réalisation des figures 3b et 3c, la tuyère 15 comporte une partie diélectrique 15.2 majoritaire au sein de laquelle est insérée une pièce 15.1 en matériau conducteur constituant la partie conductrice reliée au générateur auxiliaire impulsionnel à haute tension 22. La pièce conductrice 15.1 coaxiale avec le canal 16 pourra présenter une forme annulaire d'orientation radiale, comme cela est représenté sur la figure 3b, ou une forme annulaire d'orientation axiale, comme cela est représenté sur la figure 3c. La tuyère 15 pourra présenter des évidements 18 comme cela est représenté sur la figure 3b, par exemple pour y faire circuler un fluide de refroidissement de la tuyère Dans le mode de réalisation de la figure 3d, la tuyère 15 présente une extrémité formée par une partie diélectrique 15.2 au sein de laquelle est insérée une pièce en matériau conducteur 15.1. L’ensemble "partie diélectrique 15.2 -pièce en matériau conducteur 15.1" est assemblé à un support de tuyère 20 en matériau conducteur de la chaleur, tel qu'un alliage de cuivre ou d’aluminium. Dans le mode de réalisation de la figure 4a, l'électrode de décharge 24 est constituée par une pièce électriquement conductrice rapportée disposée autour de l'électrode 12 et recouverte d'une couche de matériau diélectrique, tel que du plastique ou de la céramique. Dans le mode de réalisation de la figure 4b, l'électrode de décharge 24 et l'électrode de décharge 26 sont constituées par deux pièces électriquement conductrices intégrées à l'intérieur la tuyère plasma 15 et séparées entre elles par la partie diélectrique 15.2. Dans le mode de réalisation de la figure 4c, l'électrode de décharge 24 est constituée par une pièce électriquement conductrice rapportée fixée à une extrémité de la tuyère plasma 15. Dans le mode de réalisation de la figure 4d, une seconde tuyère 30, dite tuyère aval, est située en aval de la tuyère plasma 15. L'électrode de décharge 24 est constituée par la tuyère 30 réalisée dans un matériau conducteur. La tuyère aval 30 pourra également avoir une fonction de protection de la tuyère plasma 15. Dans le mode de réalisation de la figure 4e, la tuyère aval 30 comporte au moins une partie conductrice 30.1 et au moins une partie diélectrique 30.2 constituant l'électrode de décharge 26. Les différents modes de réalisation de la tuyère plasma 15 sont applicables pour la tuyère aval 30. Dans le mode de réalisation de la figure 4f, l'électrode de décharge 24 est constituée par une pièce conductrice située autour de l'anode 12 tandis que l'électrode de décharge 26 est constituée par une partie conductrice 30.2 de la tuyère aval 30. Dans le mode de réalisation de la figure 4g, la tuyère aval 30 est disposée de manière annulaire autour de la tuyère plasma 15. La portion de la tuyère 30 intégrant l'électrode 26 pourra s'étendre radialement vers l'intérieur par rapport au reste de la tuyère 30. Les moyens d'alimentation en gaz 19 sont aptes à générer un écoulement d'un gaz d’amorçage direct qui pourra être différent d'un gaz de coupe, c’est-à-dire du gaz utilisé en régime continu pour assurer la coupe de la pièce 11. Le gaz d'amorçage direct pourra prendre la forme d'un gaz inerte ou rare, préférentiellement de l'azote N2 ou de l'argon Ar. Les moyens d'alimentation en gaz 19 pourront intégrer des moyens de régulation de l'écoulement du gaz d’amorçage direct, de sorte que l'écoulement du gaz d'amorçage soit laminaire en sortie du canal de tuyère 16. Les moyens d'alimentation en gaz 19 pourront également intégrer des moyens de régulation de pression de l’écoulement de gaz d’amorçage direct, de sorte que la pression dans une chambre d’arc soit comprise entre 0.5 et 5 bars relatifs, préférentiellement entre 1.5 et 2.5 bars relatifs. La chambre d'arc correspond à l'espace s'étendant entre l'électrode plasma 12 et la tuyère 15 dans laquelle se forme l'arc plasma 14 avant son entrée dans le canal de la tuyère 15. L'unité de contrôle 28 est de préférence configurée de façon à maintenir la décharge à barrière diélectrique pendant et/ou entre les phases de coupe. Avantageusement, le matériau non conducteur de la barrière diélectrique 27 est un matériau céramique. Ce matériau céramique est de préférence choisi parmi: - l'alumine (Al2O3) et ses variétés comme le saphir, - le nitrure de bore sous ses différentes formes cristallines a-BN (amorphe), h-BN (hexagonale), c-BN (cubique), ou w-BN (wurtzite), - le nitrure d’Aluminium (AlN), - le carbure de silicium (SiC), - la vitrocéramique usinable composée de fluorophlogopite (mica) et de verre borosilicate, dans des proportions variables, par exemple respectivement proche de 55%-45% en poids. Comme on peut le voir sur la figure 5, le générateur auxiliaire impulsionnel 22 comporte notamment un transformateur d’isolation 31, par exemple branché sur le réseau d’alimentation électrique à tension alternative. Le transformateur 31 pourra comporter un entrefer en tôles d’acier feuilletées. Un bloc générateur d’impulsions 32 comporte des composants actifs de commutation. Un transformateur élévateur de tension 33, par exemple à entrefer en ferrite ayant un rapport d’enroulement élevé entre le secondaire et le primaire, permet d'augmenter l'amplitude de tension des impulsions générées par le bloc 32. Comme on peut le voir sur la figure 4g, il est possible de prévoir un circuit de protection 35 reliant l’électrode plasma 12 à la terre par un circuit comportant au moins un des composants suivants: condensateur, varistance, résistance, et contacteur. Ensemble comportant: - une pièce à traiter (11), - une torche plasma (10) placée au-dessus de la pièce à traiter (11), ladite torche plasma comportant: - au moins une électrode plasma (12), et - au moins une tuyère, dite tuyère plasma (15), comportant un canal (16) à travers lequel est destiné à passer un arc plasma (14), - un générateur principal (17) comportant deux bornes, - ladite électrode plasma (12) et ladite pièce à traiter (11) étant reliées chacune respectivement à une des deux bornes du générateur principal (17), - des moyens d'alimentation en gaz (19) jusqu'au canal (16) de la tuyère plasma (15), caractérisé en ce que ledit ensemble comporte en outre: - un générateur auxiliaire impulsionnel à haute tension (22) ayant une première borne et une deuxième borne, - la première borne du générateur auxiliaire impulsionnel à haute tension (22) étant reliée électriquement à une première pièce électriquement conductrice (24) constituant une première électrode de décharge, - la deuxième borne du générateur auxiliaire impulsionnel à haute tension (22) étant reliée à une deuxième pièce électriquement conductrice (26) indépendante et isolée de la première électrode de décharge (24), ladite deuxième pièce électriquement conductrice (26) constituant une deuxième électrode de décharge, - les deux électrodes de décharge (24, 26) étant séparées entre elles par au moins une barrière diélectrique (27) en matériau non conducteur de l’électricité autre que l'air, de telle sorte qu’il n’existe pas de chemin conducteur de courant permettant d’établir un arc électrique entre la première électrode de décharge (24) et la deuxième électrode de décharge (26), et - une unité de contrôle (28) apte à activer lesdits générateurs (17, 22) simultanément ou successivement l'un après l'autre dans un intervalle de temps très court, de sorte qu’un arc plasma (14) est amorcé directement entre l’électrode plasma (12) et la pièce à traiter (11) grâce à une décharge à barrière diélectrique établie par le générateur auxiliaire impulsionnel à haute tension (22) et les électrodes de décharge (24, 26). Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une des deux électrodes de décharge (24, 26) est constituée par l'électrode plasma (12). Ensemble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la tuyère plasma (15) comporte au moins une partie conductrice (15.1) et au moins une partie diélectrique (15.2) formant au moins une partie de la barrière diélectrique (27), une des deux électrodes de décharge (24, 26) étant constituée par la partie conductrice de la tuyère plasma (15). Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que la tuyère plasma (15) comporte une partie conductrice majoritaire (15.1) réalisée dans un matériau électriquement conducteur, et est recouverte au moins en partie par une couche de matériau diélectrique constituant la partie diélectrique (15.2). Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que la tuyère plasma (15) comporte une partie diélectrique majoritaire (15.2) au sein de laquelle est insérée une pièce en matériau conducteur constituant la partie conductrice (15.1). Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce la tuyère plasma (15) présente une partie diélectrique (15.2) au sein de laquelle est insérée une pièce en matériau conducteur (15.1), l’ensemble "partie diélectrique-pièce en matériau conducteur" étant assemblé à un support de tuyère (20) en matériau conducteur de la chaleur, tel qu'un alliage de cuivre ou d’aluminium. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'une seconde tuyère (30), dite tuyère aval, est située en aval de la tuyère plasma (15), ladite tuyère aval (30) comportant au moins une partie conductrice (30.1) constituant une des électrodes de décharge (24, 26). Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation en gaz (19) sont aptes à générer un écoulement d'un gaz d’amorçage direct différent d'un gaz de coupe, le gaz d'amorçage direct pouvant prendre la forme d'un gaz inerte ou rare, préférentiellement de l'azote ou de l'argon Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation en gaz (19) intègrent des moyens de régulation de l'écoulement du gaz d’amorçage direct, de sorte que l'écoulement du gaz d'amorçage soit laminaire en sortie du canal de tuyère (16). Ensemble selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation en gaz (19) intègrent des moyens de régulation de pression de l’écoulement de gaz d’amorçage direct, de sorte qu'une pression dans une chambre d’arc soit comprise entre 0.5 et 5 bars relatifs, préférentiellement entre 1.5 et 2.5 bars relatifs. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'unité de contrôle (28) est configurée de façon à maintenir la décharge à barrière diélectrique pendant et/ou entre des phases de coupe de la pièce à traiter (11). Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le matériau non conducteur de la barrière diélectrique (27) est un matériau céramique. Ensemble selon la revendication 12, caractérisé en ce que le matériau céramique est choisi parmi: - l'alumine (Al2O3) et ses variétés comme le saphir, - le nitrure de bore sous ses différentes formes cristallines a-BN (amorphe), h-BN (hexagonale), c-BN (cubique), ou w-BN (wurtzite), - le nitrure d’Aluminium (AlN), - le carbure de silicium (SiC), - la vitrocéramique usinable composée de fluorophlogopite (mica) et de verre borosilicate, dans des proportions variables, par exemple respectivement proche de 55%-45% en poids. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le générateur auxiliaire impulsionnel à haute tension (22) comporte: - un transformateur d’isolation (31), - un bloc générateur d’impulsions (32) comportant des composants actifs de commutation, - un transformateur élévateur de tension (33) permettant d'augmenter une amplitude de tension des impulsions générées par le bloc générateur d'impulsions (32). Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le générateur auxiliaire impulsionnel à haute tension (22) est apte à générer des impulsions dont la tension maximale est comprise entre 1000 et 30000 Volts, dont la largeur d’impulsion est comprise entre 100 ns et 500 µs, et à une fréquence comprise entre 0.1 et 500 kHz. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un circuit de protection (35) reliant l’électrode plasma (12) à la terre par un circuit comportant au moins un des composants suivants: condensateur, varistance, résistance, contacteur. Tuyère plasma (15) destinée à être utilisée dans l'ensemble tel que défini selon l'une quelconque des revendications précédentes comportant au moins une partie conductrice (15.1) et au moins une partie diélectrique (15.2) formant au moins une partie d'une barrière diélectrique (27).