Souvent considéré comme le 4e état de la matière, le plasma est moins connu que ses homologues liquide, solide ou gazeux. Pourtant, il pourrait très prochainement contribuer à nous donner un peu d'air pur. En effet, depuis quelques années, plusieurs laboratoires français associent catalyseurs d'oxydation et plasmas « froids » – des gaz très peu ionisés – pour détruire, à moindre coût, des molécules diluées dans l'air : les COV¹ et les odeurs.

En 2002, le GDR « Cataplasme »² a été créé pour comprendre les mécanismes fondamentaux impliqués dans cette application. Depuis, les publications, très peu nombreuses au départ, se succèdent. En août 2004, le LPTP³, un des laboratoires du GDR, a d'ailleurs fait paraître une étude dans Applied Physics Letters⁴ qui explore une nouvelle manière d'amorcer un plasma froid à l'intérieur d'un catalyseur. Antoine Rousseau, directeur du GDR, en explique le principe : « Dans ces plasmas, on introduit l'énergie de manière très astucieuse : les électrons libres, peu nombreux, sont efficacement accélérés par le champ électrique. Une fois qu'ils ont engrangé assez d'énergie (plusieurs dizaines de milliers de degrés), ils vont pouvoir créer des espèces à grande réactivité chimique, les radicaux libres, qui vont enclencher l'oxydation des polluants. Le gaz neutre reste lui à température ambiante, d'où l'appellation plasma froid. Le catalyseur sert ensuite à orienter les réactions chimiques dans le bon sens ». Sans l'action de ces plasmas, il faudrait chauffer le milieu réactionnel à grands frais afin que le catalyseur puisse oxyder des molécules très diluées. Les recherches des différents laboratoires du GDR permettent déjà d'envisager l'élimination des mauvaises odeurs dans les halls d'immeubles. Dans une récente étude, les chercheurs du LPGP⁵ et du Lacco⁶ ont réussi à amorcer un plasma à l'intérieur d'un catalyseur placé entre deux électrodes. Ils ont ainsi pu éliminer, à un très faible coût énergétique, 97 % d'une olécule à l'odeur de Roquefort, la 2-heptanone. À l'heure où les normes sur la qualité de l'air sont de plus en plus restrictives, l'enjeu de ses recherches est énorme, les applications devraient donc précéder la connaissance totale du phénomène. Ce qui n'empêche pas les chercheurs de travailler d'arrache-pied pour comprendre les relations qu'entretiennent plasma froid et catalyseur, un couple à l'avenir aussi radieux que le plus célèbre des plasmas, le soleil.

Géraud Chabriat