Caractérisation des aérosols émis par interaction laser-matière dans le cadre d’expériences de décapage de peintures par laser

Pascale DEWALLE, thèse de doctorat de l'université Paris Ouest - Nanterre la Défense, discipline sciences physiques et sciences de l'ingénieur, spécialité énergétique et génie des procédés, 250 p., soutenue le 10 avril 2009

L'ablation par laser est un procédé envisagé pour le décapage de peintures pour l'assainissement et le démantèlement des installations nucléaires. Il est alors nécessaire de s'intéresser aux "produits" de l'ablation se présentant sous forme de particules et de gaz.
La concentration numérique et massique des particules, leur granulométrie, leur morphologie et leur masse volumique ont été déterminées pour deux peintures murales. Les espèces gazeuses principales ont également été identifiées.
L'aérosol généré est composé de particules nanométriques, très majoritaires en nombre, et de particules submicroniques. Elles possèdent des morphologies et des compositions chimiques bien distinctes: des agrégats carbonés et des particules sphériques de dioxyde de titane ont été identifiés. Les résultats ont permis de conclure que Les agrégats nanométriques proviennent de la vaporisation du polymère de La peinture tandis que les particules submicroniques sphériques résuLtent de l'éjection mécanique des particules de dioxyde de titane.
Le panache de matière résultant de l'interaction Laser-peinture a été visualisé à différents stades de son expansion par trois techniques optiques: L'extinction, la diffusion et l'émission de la lumière. Les clichés obtenus mettent en évidence une onde de choc suivie d'une éjection de matière selon une forme particulière de "champignon". Les mesures issues de ces résultats montrent que la partie périphérique du panache contient les particules primaires des agrégats carbonés; il s'agit de la zone la plus chaude, atteignant quelques milliers de kelvins. Sa partie centrale est formée des particules sphériques de dioxyde de titane.