PRÉSENTATION Vouloir citer toutes les applications des

PRÉSENTATION
Vouloir citer
toutes les applications des
hautes fréquences et des micro-ondes dans
les procédés industriels mis en service ou en
développement est une gageure. Nous avons
préféré vous présenter dans ce numéro certaines applications récentes et performantes.
Outre les résultats obtenus dans chaque cas
présenté, l'accent est mis sur l'approche
transdisciplinaire
et multisectorielle, et est
placé au niveau de la richesse du génie des
procédés industriels. Nous avons rassemblé
des articles en plusieurs chapitres.
d'un
équipement
industriel.
(page 27)
concerne l'étude de l'influence de l'irradiation micro-onde en catalyse de reformage.
Les catalyseurs à base de Pt/ALO, à 0,2 %
(page 20)
aborde le problème du stockage définitif des
déchets ultimes de d'industrie
nucléaire
dans des matières résistant aux différentes
corrosions dans le temps. Le procédé de
vitrification
développé par le CEA sur des
cendres d'incinération de déchets contaminés fonctionne en continu en creuset froid.
et utilise ! es micro-ondes comme moyen de
1. Mise en température
L'échauffement d'un produit par rayonnement électromagnétique est provoqué par
la transformation en chaleur d'une partie de
l'énergie contenue dans une onde électromagnétique à hautes fréquences. Ne sont
concernés que les produits diélectriques,
c'est à dire les matériaux isolants ou mauvais conducteurs. L'article
(page
charges
L'article
chauffage.
ayant subi un traitement à haute température
(350'C),
sous champ électromagnétique
micro-onde, sont plus actifs et plus réactifs
vis à vis de l'isomérisation, lors
des réactions de contact avec les héxanes ; les réactions de craquage sont défavorisées. Cette
particularité permet ainsi d'ouvrir de nouvelles voies sur le mode d'activation des
catalyseurs.
2. Génie chimique
3. Les plasmas
Le chauffage micro-ondes est un mode de
chauffage différent des autres, par nature,
mais également à cause des distributions dc
température induites dans les objets chauffés par les distributions
de champs élec-
plasmas dans le domaine des dépôts et des
traitements de surface. L'article
triques. Sur ces sujets, le domaine de la chimie a connu une période d'euphorie, se traduisant par nombre de publications faisant
12)
présente l'équipement micro-ondes qui permet la vulcanisation en continu deprofilés
caoutchouc avec inserts métalliques pour
l'industrie automobile. Ces deux impératifs
que sont la présence d'inserts métalliques, et
la nécessaire absence de fuites d'ondes dans
un processus continu, ne pcuvent être obtenus qu'avec des applicateurs micro-onde
allusion à d'éventuels effets spécifiques ou
1. athei-miques ". Ceci n'a pas été sans effet
négatif sur la crédibilité de l'utilisation des
micro-ondes
en chimie.
Il semble
aujourd'hui que ! a technologie micro-onde
mieux appréhendée peut offrir un formidable potentiel
L'article
en synthèse
organique.
surdimensionnés, excités suivant des modes
spécifiques. L'article
(page
23)
(page 31)
décrit le procédé de dépôt en couche mince
de silice sur un substrat plastique pour
modifier ses propriétés (par exemple l'étanchéité à t'oxygène et/ou à la vapeur d'eau, la
résistance à l'abrasion). Les performances
du procédé sont exposées, l'un des points
clés du fonctionnement
du réacteur étant
l'obtention d'une fragmentation suffisante
de la molécule du précurseur pour élaborer
des couches exemptes de toute pollution.
L'article
fait le point sur la réalité et l'intérêt des
résultats obtenus jusqu'à présent en synthèse organique. Il montre que l'utilisation
concerne une application industrielle d'utilisation de la technique
HF 50 W pour
l'assemblage par collage du hayon awière de
la ZX Citroën. Cette technique permet de
concevoir des appareillages expérimentaux
instrumentés qui donnent, à partir d'échantillons de petite taille, des résultats d'essais
IE
,, (1
pour élaborer le
(page 35)
rationnelle du chauffage micro-ondes ouvre
(page 17)
extrapolables
micro-ondes
Une des voies prometteuses pour l'utilisation des rayonnements électromagnétiques
hautes fréquences concerne la génération de
cahier des
une nouvelle voie de synthèse en terme de
chimie anisotherme, grâce à une maîtrise
totale des distributions
de température. Les
montre que des films diamant de différentes
textures et morphologies ont pu être obtenus
par la
méthode
CVD
(Chemical
Vapor
avantages incontournables
en terme de
contrôle de la sélectivité réactionnelle sont
Deposition) assistée par plasma micro-onde
à partir d'un mélange gazeux H,-CH "
expliqués
à la lumière
de nombreux
exemples de synthèse chimique réalisés par
les auteurs. L'article
L'étude vise à maîtriser
les conditions
de
dépôt permettant le contrôle de la qualité, de
la morphologie et de la texture des films, en
particulier le rôle majeur joué par la densité
de puissance micro-onde injectée.
4. Métrologie
- Contrôle -
Dimensionnement des équipements
La mise en oeuvre, avec succès, des équipements basés sur les hautes fréquences et
micro-ondes repose sur quatre éléments
clés. Elle passe tout d'abord par une bonne
connaissance des caractéristiques
dynamiques des matériaux à traiter, et par un
contrôle in-situ des produits traités, qui fait
appel à des capteurs spécifiques et rapides.
Elle suppose, de plus, la mise à disposition
des utilisateurs
et des équipementiers
d'outils de modélisation assurant le couplage des phénomènes mis en jeu dans les procédés, ainsi que par l'intégration
dans les
Part de marché
diélectrique
dans les pays industrialisés
Micro-ondes
Haute fréquences
5%
3,4%
Allemagne
c
5,7%
7,0%
Grande Bretagne
2,6%
7,0%
France
Autres Pays
8,3 %
12,0%
Amérique
18,4%
30,6%
du Nord
process à flux tendu de matériels automatisés répondant parfaitement à des critères de
conception à coûts objectifs. L'article
du chauffage
TOTAL
Chiffre
d'affaire
40% 60%
de la vente d'équipements
en Europe : 100 MF.
1, , 7 1,, (page 40)
décrit deux méthodes complémentaires de
caractérisation permettant d'avoir accès aux
constantes diélectriques des matériaux dans
des conditions similaires à celles des procédés industriels. L'article
Laboratoires
ENSCT - Ecole nationale supérieur de Chimie de Toulouse
ERICA - Cetiat, Villeurbanne
ITF - Institut textile de France, Villeneuve-d'Ascq
Laboratoire d'Etectrothermie
(page 43)
rappelle les potentialités des rayonnements
micro-ondes en contrôle non destructif et en
métrologie. On examine plus particulièrement l'apport des techniques d'imagerie
micro-ondes active sur des applications pratiques pour contrôler des produits tels que le
papier, le bois, les textiles, les composites
plâtres, ou encore les laines de verre ou de
roche. Enfin, l'article
micro-ondes - ENSEEIHT,
Laboratoire de Microstructure
Toulouse
et Mécanique des matériaux (LM3) - ENSAM,
Paris
Laboratoire des Signaux et systèmes (LSS) - Supë) ec. Gif-sur-Yvette
Laboratoire
de Spectroscopie
et des Techniques
micro-ondes
- Vandoeuvre-) es-
Nancy
Master - ENSCPB, Talence
Constructeurs
et partenaires
CEFF - Compiègne (hautes fréquences)
MES - Fresnes (micro-ondes)
SAIREM
- Vaulx-en-Velin
(hautes fréquences et micro-ondes)
Club rayonnements - EDF, Moret-sur-Loing
(page 46)
IMP ! (Internationa) Microwave
Power Institute) - Vienna, Virginie
(USA)
indique la démarche suivie par un constructeur pour développer une nouvelle génération d'appareillages répondant à des critères
de conception à des coûts objectifs, tout en
gardant les principes de la technologie 50 W
pour répondre aux spécifications des normes
NE 50011 et CNOMO.
- Les applications industrielles des rayonnements micro-ondes
Dossier thématique CINELI,
Centre Français de l'Electricité, 1991
Claude Oberlin,
R
- Les applications 62vovarvtes des hautes,fréquences et des microondes dans l'Inderstrie
Guides de l'Innovation,
Centre Français de l'Electi-icité, 1996
REE présente ses remerciements
aux
auteurs pour leurs excellentes contribution.
Nous adressons aussi des remerciements
Techniques de l'Ingénieur
particuliers à Claude Oberlin, président du
Club 14 de la SEE, et membre du Comité de
- Foundations and Industrial Applications of Microwaves and Radio Frequency
publication de REE, pour la part qu'il a
prise dans l'élaboration et la réalisation de
ce dossier.
- Clialf
,fiige par pertes diélec-t-iqites
- Electrothermie
- D830 et mise à jour, D831
Fields ; G. ROUSSY, J.A. PEARCE, John Wiley and Sons, 1995.
REE