Le terme "Plasma" désigne un gaz ionisé électriquement neutre. Les
plasmas sont couramment définis comme le quatrième état de la matière
(solides, liquides, gaz, plasmas par ordre croissant de température). Les
plasmas constituent environ 99% de l'Univers. Les variations de température
et de densité (Fig. II.1) mettent en évidence la multitude de
plasmas existant dans l'Univers pour des températures comprises entre 100 et
10 K et de densités entre 100 et 10
particules.m
.
Les plasmas naturels (terrestres ou spatiaux) se retrouvent de façon disparate dans les nébuleuses, dans le nuage d'hydrogène composant le milieu interstellaire, dans les étoiles (du coeur de l'étoile siège de réactions de fusion nucléaires au vent stellaire en passant par l'atmosphère ténue), et dans l'environnement terrestre (ionosphère, magnétosphère, foudre).
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Depuis le début du XX
siècle, le développement de la physique
des plasmas a permis la découverte de nombreuses applications technologiques.
On citera les exemples des objets les plus courants tels les "lampes à
néon"
(tubes à décharge contenant un plasma de gaz rare ionisé), les
télévisions à écran plasma, les composants électroniques
nécessitant un traitement de la surface par un plasma pour la gravure et le
dépôt de film, ou encore les radiocommunications grandes distances
utilisant la réflexion d'une onde radiométrique sur l'ionosphère. Les
plasmas sont aussi utilisés comme "combustibles" dans les moteurs ioniques :
ces moteurs utilisent l'accélération des particules chargées d'un plasma
magnétisé plongées dans un champ électrique haute tension pour produire
une poussée. Enfin, les plasmas sont au coeur des recherches sur la
production d'énergie
électrique par fusion thermonucléaire, soit par confinement magnétique
(tokamak), soit par confinement inertiel. Les progrès réalisés dans ces
domaines ces dernières années sont très prometteurs : le budget
énergétique que fournissent ces réactions de fusion est théoriquement
considérable
par rapport aux méthodes de production actuelles.