Les gaz rares, aussi appelés gaz nobles, désignent les éléments chimiques du groupe 18 du tableau périodique. Cela regroupe l’hélium, le néon, le krypton, le xénon ou encore le radon. Ces gaz, présents en faible quantité dans l’atmosphère, ne peuvent être produits à l’infini. Cela étant dit, ils présentent tout de même, exception faite du radon, diverses applications au sein des industries : électronique, aérospatial, métallurgie, etc. Vous voulez en savoir plus sur le sujet ? Apportons sans plus attendre davantage de précisions !
LA FAMILLE DES GAZ RARES
Tout d’abord, les gaz rares ont tous la particularité d’être monoatomiques. Ils possèdent ainsi une importante inertie chimique, si bien qu’ils sont parfois qualifiés de gaz nobles ou gaz inertes. À savoir, cette inertie provient de la présence d’une couche extérieure saturée composée de deux électrons pour l’hélium et de huit électrons pour les autres.
En plus d’avoir une affinité électrique quasi inexistante, ces gaz présentent de très forts potentiels d’ionisation. Ainsi, dans des conditions normales, ils ne forment pas de liaisons et gardent un nombre d’électrons stables. Les forces de Van der Waals sont alors les seules forces qui lient les atomes les uns aux autres.
Enfin, les gaz rares entrent en fusion ou en ébullition à des températures très basses. Quoi qu’il en soit, diverses industries utilisent donc ces gaz nobles pour servir des objectifs variés.
L’HÉLIUM
L’hélium (HE), faisant donc partie des gaz rares, est présent en faible quantité dans l’atmosphère. Pour information, il résulte de la désintégration de plusieurs éléments radioactifs de la croûte terrestre et de l’entrée des rayons cosmiques dans l’atmosphère. En l’occurrence, sa faible masse lui permet d’échapper en partie à la force de gravité de la Terre. Toutefois, au sein de l’atmosphère, il existe un équilibre entre les pertes et les gains d’hélium. À savoir, on retrouve 5,3 cm3 d’hélium par mètre cube d’air. Actuellement, les poches de gaz naturels représentent la plus grande réserve d’hélium.
L’hélium est alors dissocié du mélange de gaz grâce à la liquéfaction successive de tous les constituants, exception faite de l’hélium. Ce procédé d’extraction s’effectue sous pression à basse température. L’hélium ainsi extrait peut ensuite servir à diverses applications.
QUELQUES APPLICATIONS DE L'HÉLIUM
L’hélium, de la famille des gaz rares sert par exemple en métallurgie. Dans la fabrication des métaux, l’hélium sert à créer un écran de gaz inerte, ce qui évite l’oxydation des métaux pendant le processus de soudure. Cette technique est utilisée pour la fabrication d’aluminium, d’acier inoxydable, du cuivre ou pour la fabrication des alliages de magnésium.
En parallèle, l’industrie aérospatiale utile aussi l’hélium pour l’alimentation les avions plus légers que l’air, les ballons & aérostats.
Enfin, l’industrie électronique se sert de l’hélium pour la fabrication de semi-conducteurs. Ce gaz permet notamment de créer une atmosphère protectrice pour la croissance de cristaux de germanium et de silicium pour les transistors et les lasers. L’hélium permet également d’améliorer la conductivité thermique.
Notez que d’autres applications existent notamment dans le secteur agroalimentaire ou encore dans le secteur de la santé.
LE NÉON
Quatrième élément le plus abondant au sein de l’univers, le néon est toutefois peu présent dans l’atmosphère. Appartenant aux gaz rares, celui-ci constitue le second gaz le plus léger. Il possède une capacité frigorifique 40 fois supérieure à l’hélium et 3 fois supérieure à l’hydrogène liquide. Ainsi, ce gaz incarne bien souvent un réfrigérant moins coûteux que l’hélium.
En parallèle, le néon possède une particularité : par rapport aux autres gaz rares, il a la décharge la plus intense aux tensions et aux courants normaux.
A savoir, la production de néon se fait à partir de l’air atmosphérique, grâce au procédé cryogénique de distillation fractionnée de l’air liquide. Plus clairement, ce procédé consiste à chauffer progressivement l’air liquide. Chaque composé passe alors à l’état gazeux, chacun à une température spécifique. En l’occurrence, le néon retrouve son état gazeux à -245,92°C.
LES APPLICATIONS DU NÉON
Grâce à ses caractéristiques, le néon, faisant partie des gaz rares, permet diverses applications. Tout d’abord, il sert notamment pour les enseignes publicitaires colorées. En l’occurrence, il sert ici de gaz de remplissage. Ses propriétés permettent aussi d’autres applications relatives avec les indicateurs optiques, les stabilisateurs de tension et les lasers. Avec d’autres gaz rares, le néon sert aussi à la fabrication de lampes fluorescentes spéciales.
Et bien évidemment, vous avez sans doute entendu parler de l’éclairage au néon. Toutefois, notez qu’il s’agit d’un abus de langage. En réalité, plusieurs gaz sont utilisés pour la fabrication des tubes fluorescents ou tubes luminescents (nom officiel).
LE XÉNON
Faisant partie de la famille des gaz rares, le xénon (Xe) incarne en réalité le gaz le plus rare et par conséquent le plus cher. Pour préciser, l’atmosphère terrestre présente une concentration de 0,08 ppm de xénon. Découvert en 1898 par Ramsay et Travers, il s’agit alors d’un gaz inodore et incolore. Lorsque ce dernier est sollicité à l’intérieur d’une lampe à décharge, il émet une lumière bleue ou violette. De surcroît, il s’agit d’un gaz inerte vis-à-vis de la plupart des réactions chimiques. Son oxydation reste toutefois possible au contact d’oxydants très puissants.
Pour information, le xénon incarne un sous-produit de la séparation de l’air en azote et en oxygène. La plupart du temps, une distillation fractionnée avec une double colonne sert à provoquer cette séparation. Ce procédé permet tout d’abord d’obtenir de l’oxygène liquide contenant du xénon et du krypton en faible quantité. Puis, des distillations fractionnées permettent d’obtenir le xénon. Pour extraire 1 litre de xénon, une énergie de 220 watts-heure s’avère nécessaire.
LES UTILISATIONS DU XÉNON
Le xénon, un des gaz rares, présente un intérêt pour diverses industries. Tout d’abord, ce gaz sert au sein de l’industrie du verre. Comme le krypton, il permet d’isoler les doubles vitrages pour arriver à de meilleures performances thermiques.
Ensuite, le xénon sert dans l’éclairage à incandescence. Pour la même quantité de lumière produite, il permet de consommer moins d’énergie par rapport à une lampe à incandescence classique.
Dans le domaine médical, le xénon est utilisé pour l’anesthésie ou encore dans certains dispositifs d’imagerie médicale.
Enfin, d’autres utilisations existent, notamment en chimie analytique, ou encore dans le secteur aérospatial.
LE KRYPTON
Incolore et inodore, le krypton (Kr) fait également partie du groupe des gaz rares. Celui-ci est faiblement présent dans l’atmosphère (1 ppm), de la même manière que le néon ou l’hélium. Peu volatile, ce gaz noble présente une température de fusion de -156,6°C et une température d’ébullition de -152,31°C.
LES UTILISATIONS DU KRYPTON
Grâce à ses caractéristiques, le krypton sert dans plusieurs industries. Tout d’abord, il est employé par l’industrie du verre et notamment pour la fabrication des fenêtres. Plus exactement, le krypton sert à améliorer l’isolation thermique des doubles vitrages. Il constitue alors une alternative à l’air et au gaz argon pour remplir l’espace entre les deux vitres.
Ce gaz sert aussi à la fabrication des lasers de type ultraviolet. Il peut aussi servir la production de feux de position halogène, qui produisent deux fois plus de lumière que les phares traditionnels.
En parallèle, le krypton, faisant partie du groupe des gaz rares, sert à la fabrication d’ampoules électriques ou à incandescence. Le secteur médical utilise également ce gaz pour les scintigraphies pulmonaires. Dans ce cas, le krypton 81 métastable est employé. Enfin, toujours dans le secteur médical, le krypton peut jouer un rôle d’anesthésique.
GAZ LAB : VOTRE FOURNISSEUR DE GAZ RARES
Vous avez besoin de vous approvisionner en gaz rares pour votre industrie ? En fonction de vos besoins et de votre profil de consommation, Gaz Lab peut vous livrer des bouteilles individuelles. Pour préciser, nous pouvons vous fournir des récipients de moins d’un litre ou des bouteilles de 50 litres. En parallèle, nous avons la possibilité de vous fournir divers matériels, dont vous pourriez avoir besoin.
Que vous ayez besoin d’hélium, de krypton, de xénon ou encore de néon, n’hésitez donc pas à nous solliciter. À savoir, nous sommes en mesure de vous fournir les gaz rares pures ou mélangés.
GAZ LAB AU SERVICE DES DIVERSES INDUSTRIES
Comme évoqué, les gaz rares ont des applications dans diverses industries. Cela inclut l’industrie du verre, l’industrie du laser, le secteur médical, l’industrie aérospatiale, l’industrie électronique ou encore la métallurgie.
Dans ce contexte, Gaz Lab se tient au service des différentes industries afin de répondre à leurs besoins. Pour toute demande, n’hésitez sur tout pas à nous contacter !
INDUSTRIE DU VERRE
Pour rappel l’industrie du verre utilise certains gaz rares pour améliorer l’isolation des vitrages. En l’occurrence, le krypton ou encore le xénon peuvent servir d’isolants afin d’améliorer les performances thermiques des doubles vitrages.
INDUSTRIE AÉROSPATIALE
L’industrie aérospatiale utilise notamment l’hélium et le xénon parmi les gaz rares.
INDUSTRIE ÉLECTRONIQUE
L’industrie électronique a ensuite besoin d’hélium pour la fabrication de certains composants et notamment pour la fabrication de semi-conducteurs. Ce gaz permet notamment de créer une atmosphère protectrice durant le processus de production.
LES GAZ RARES DANS LA MÉTALLURGIE
Vous avez besoin d’hélium pour votre industrie métallurgique ? Ce gaz pourra notamment vous permettre d’éviter l’oxydation des métaux pendant la phase de soudure.
D’autres industries se servent des gaz rares. Quels que soient vos besoins, n’hésitez surtout pas à solliciter notre équipe pour être approvisionné en hélium, en néon, en xénon ou encore en krypton. Contactez-nous sans hésiter si vous avez la moindre demande !
