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VIDE TECHNIQUE DU

Le but de la technique du vide est d'obtenir des pressions inférieures à la pression atmosphérique en diminuant la quantité de matière présente sous la forme de gaz ou de vapeur. On utilise à cet effet différents modèles de pompes selon la pression que l'on souhaite obtenir. Les procédés mis en œuvre sont fondés pour l'essentiel sur la connaissance de l'état gazeux. C'est avec l'apparition de l'ère industrielle, quand la compréhension de la chaleur puis celle de la nature atomistique de l'énergie devinrent des questions pertinentes, que l'étude de l'état gazeux prit toute son importance. Conduite au moyen de l'outil mathématique et conceptuel de l'époque, cette étude aboutit, à la fin du xixe siècle, à la « théorie cinétique des gaz » qui permet de prédire les rapports entre les propriétés microscopiques d'un gaz et son comportement moyen. Disposant désormais de règles formalisées suffisantes, l'emploi des basses pressions devint possible à toute échelle, du laboratoire à l'industrie.

Avec le développement des inventions liées à l'électricité, il a fallu simultanément approfondir les connaissances et perfectionner les techniques.

La technique du vide présente des imbrications particulières avec la physique de l'état solide, la caractérisation des interfaces, les technologies des couches minces. De ce fait, c'est très souvent dans les mêmes lieux et par les mêmes personnes que les objectifs d'amélioration ont été poursuivis. Malgré la spécialisation croissante du travail, il est vraisemblable que le domaine des hautes énergies, la détection des ondes gravitationnelles, les nanotechnologies et la conquête de l'espace sont autant de défis qui perpétueront les caractères spécifiques de la technique du vide.

Historique

Le concept du vide est admis par les philosophes grecs fondateurs de l'atomisme. Leucippe (vers 440 av. J.-C.) et Démocrite (420 av. J.-C.) postulent que « toutes les choses sont composées d'atomes en incessant mouvement dans le vide ». Hélas, cette approche mécanistique ne trouve pas sa place dans la perfection aristotélicienne. La nature a donc le vide en horreur jusqu'en 1644. À cette date, Torricelli établit l'existence de la pression atmosphérique avec pour conséquence immédiate la notion du vide. Naturellement, c'est la pression atmosphérique qui constitue le sujet d'intérêt. Vers 1650, Otto von Guericke montre, par les effets produits, la force que l'on peut en attendre. Une application est tentée par Denis Papin en 1690 et réussie par Thomas Newcomen en 1712 : en utilisant le vide partiel créé par la condensation de la vapeur d'eau dans un cylindre, un piston mobile déplace des charges. Le rendement n'est pas bon, mais ces inventions contribueront à la naissance de la thermodynamique. Au xviie siècle, Robert Boyle et Edme Mariotte établissent la loi de la compressibilité des gaz. Au xixe siècle, John Dalton justifie l'hypothèse atomique, tandis que les lois de l'électromagnétisme et la théorie cinétique des gaz seront l'œuvre de James Clerk Maxwell. Un tube à électrodes est construit par Heinrich Geissler en 1855. Les décharges électriques dans les gaz seront un sujet d'études réclamant des moyens de pompage. A. Toepler invente la pompe à chute de mercure en 1862. L'observation par Thomas Edison, en 1883, qu'un filament métallique incandescent émet des électrons va permettre de poursuivre la mise au point de deux inventions aux conséquences inestimables : d'une part, la lampe d'éclairage « à vide » et, d'autre part, la triode de Lee De Forest qui, en 1907, ouvre l'ère de la communication sans fil. Les applications se multiplient, et Wolfgang Gaede développe, à partir de 1909, les solutions technologiques au problème posé par l'industrialisation.[...]

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Écrit par

  • : docteur en métallurgie, ingénieur au Centre national de la recherche scientifique, président de la commission enseignement à la Société française du vide

Classification

Pour citer cet article

Pierre AILLOUD. VIDE TECHNIQUE DU [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

Article mis en ligne le et modifié le 14/03/2009

Médias

Effets de la diminution de pression - crédits : Encyclopædia Universalis France

Effets de la diminution de pression

Domaines - crédits : Encyclopædia Universalis France

Domaines

Pompe à palettes - crédits : Encyclopædia Universalis France

Pompe à palettes

Autres références

  • EXPERIMENTA MAGDEBURGICA DE VACUO SPATIO (O. von Guericke)

    • Écrit par
    • 534 mots
    • 1 média

    En 1672 paraît à Amsterdam un ouvrage de 250 pages intitulé Experimenta nova (ut vocantur) Magdeburgica de vacuospatio(Expériences nouvelles dites de Magdebourg sur l’espace vide). L’auteur, Otto von Guericke (1602-1686), est un physicien, ingénieur et homme politique allemand, considéré...

  • GEISSLER HEINRICH (1815-1879)

    • Écrit par
    • 338 mots

    Mécanicien et physicien allemand, né à Igelshied (Thuringe) et mort à Bonn. Fils d'un souffleur de verre, Heinrich Geissler apprit lui-même ce métier dans le duché de Saxe-Werningen et l'exerça dans plusieurs universités allemandes, parmi lesquelles l'université de Munich....

  • GETTER

    • Écrit par
    • 197 mots

    Pastilles de métaux oxydables (on utilise fréquemment les métaux alcalins ou alcalino-terreux) que l'on introduit dans les tubes électroniques au moment de la mise en place des électrodes et qui permettent de parfaire le vide dans les tubes. Le métal du getter est coulé dans une coupelle métallique...

  • GUERICKE OTTO VON (1602-1686)

    • Écrit par et
    • 524 mots
    • 1 média

    Physicien et homme politique allemand, Otto von Guericke s’est illustré par ses travaux sur le vide et les effets de la pression atmosphérique, ainsi que par la mise au point de la première machine électrostatique.

    Né le 20 novembre 1602 à Magdebourg, Otto von Guericke, après des études...

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