VIDE TECHNIQUE DU
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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 [...]
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Écrit par :
- Pierre AILLOUD : docteur en métallurgie, ingénieur au Centre national de la recherche scientifique, président de la commission enseignement à la Société française du vide
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Autres références
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GEISSLER HEINRICH (1815-1879)
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. Entré en tant que mécanicien à l'université de Bonn (1852), il y établit un laboratoire de fabrication d'instruments de physiq […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/heinrich-geissler/#i_34069
GETTER
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 ; après scellement du tube, celle-ci est violemment chauffée soit par induction à l'aide d'une bobin […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/getter/#i_34069
GUERICKE OTTO VON (1602-1686)
Physicien allemand, né à Magdeburg et mort à Hambourg. Otto de Guericke, bourgmestre de Magdeburg, se signale à l'attention du monde savant, peu après 1650, par ses expériences sur le vide et sur l'électricité, bien antérieures à celles de C. Huygens, de D. Papin et de C. F. Du Fay. Dès 1632, il cherche à établir le vide dans un récipient rempli d'eau et dont le liquide est ensuite évacué, mais le […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/otto-von-guericke/#i_34069
LYOPHILISATION
Dans le chapitre « Phase de congélation » : […] Il est impossible d'exposer ici toutes les conditions à respecter pour mener à bien la congélation de la substance à lyophiliser. On se limitera donc au choix de la température de congélation et à celui de la vitesse d'abaissement de la température. Le problème du choix de la température de congélation est celui du point de congélation des différents eutectiques possibles de cette substance. Preno […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/lyophilisation/#i_34069
MOLÉCULAIRES JETS & FAISCEAUX
Dans le chapitre « Jets et faisceaux moléculaires supersoniques (de 0,01 à 40 électronvolts) » : […] Dans une analyse théorique de 1951, A. Kantrowitz et J. Grey ont suggéré de remplacer l'effusion thermique par une extraction de jet supersonique libre . Un tel jet est formé dans une enceinte sous vide reliée à un réservoir de gaz ou de vapeur à haute pression (par exemple de 1 à 200 bar) à travers une microtuyère généralement cylindrique. Son diamètre D est par exemple de 0,1 mm mais toujours […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/jets-et-faisceaux-moleculaires/#i_34069
PAPIN DENIS (1647-vers 1712)
Inventeur et physicien français né à Chitenay, près de Blois, et mort à Londres. Abandonnées depuis Héron d'Alexandrie ( iii e s.), les recherches sur la vapeur sont reprises, au xvii e siècle, après la découverte, toute récente, de la pression atmosphérique. Denis Papin, élève de Huygens, devra beaucoup, en particulier, à l'expérience sur le vide que son maître exécute à Paris en 1673. Dans un […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/denis-papin/#i_34069
PASCAL BLAISE (1623-1662)
Dans le chapitre « Physique » : […] L'œuvre de Pascal en physique porte seulement sur la pneumatique et l' hydrostatique et, en outre, elle y est restreinte aux concepts et principes de base. Elle n'en est pas moins de grande portée, pour une double raison : d'abord Pascal a clarifié, approfondi et justifié, par des expériences particulièrement probantes, les conceptions nouvelles qui avaient été dégagées depuis la fin du xvi e siè […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/blaise-pascal/#i_34069
PÉTROLE - Le raffinage
Dans le chapitre « La distillation sous vide » : […] La distillation sous vide du résidu atmosphérique s'effectue aussi par une séparation liquide-vapeur, mais, pour provoquer la vaporisation partielle sans décomposer le produit par la chaleur, il est nécessaire d'opérer sous vide et d'injecter de la vapeur surchauffée. Du fond de la tour atmosphérique, le résidu est pompé à travers un four tubulaire où l'on introduit de la vapeur surchauffée, si bi […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/petrole-le-raffinage/#i_34069
ROBERVAL GILLES PERSONNE DE (1602-1675)
L'utilité durable d'une ingénieuse balance a assuré la mémoire du nom de ce mathématicien né à Roberval et mort à Paris. Ce n'est pas dérisoire. L'instrument témoigne de ce que l'inventeur joignait le sens de l'utile à une conception savante, préfiguration du principe des travaux virtuels. Roberval eut cependant bien d'autres mérites. Professeur au Collège royal en 1634, membre de l'Académie royal […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/roberval-gilles-personne-de/#i_34069
SAVERY THOMAS (vers 1650-1715)
Capitaine de marine et ingénieur militaire anglais, Thomas Savery a été l’un des acteurs majeurs de l’émergence de la machine à vapeur en Europe au tournant du xviii e siècle. On ne peut le considérer, pas plus que Denis Papin, comme l’inventeur de ce moteur nouveau qui jouera un rôle central dans la révolution industrielle, mais ses travaux marquent une étape importante entre les modèles expéri […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/thomas-savery/#i_34069
SIDÉRURGIE
Dans le chapitre « Traitements par le vide » : […] Les traitements par le vide ont été d'abord mis au point et utilisés pour diminuer la teneur en hydrogène. La loi de Sieverts : (où Q représente la chaleur de dissolution, T la température absolue, R la constante des gaz parfaits, p la pression) indique que la solubilité s baisse quand p décroît. Le traitement par le vide a été étendu à la désoxydation par le carbone : ou, inversement, à la dé […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/siderurgie/#i_34069
SPECTROMÉTRIE DE MASSE
Dans le chapitre « Les systèmes d'introduction » : […] Puisque l'analyse en masse est fondée sur les trajectoires des ions accélérés, il est important que celles-ci ne soient pas perturbées par les collisions des ions avec les molécules du gaz résiduel, d'où la nécessité de placer l'appareillage dans un vide dont la pression résiduelle soit comprise entre 10 —4 et 10 —7 Pa. L'échantillon à analyser, suivant son état physique : solide, liquide ou gaz […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/spectrometrie-de-masse/#i_34069
TORRICELLI EVANGELISTA (1608-1647)
Physicien et mathématicien italien, né à Faenza et mort à Florence, inventeur du baromètre. Les écrits de Galilée inspirèrent à Torricelli un traité de mécanique, De motu ( Du mouvement ), qui devait à son tour influencer Galilée. Invité à Florence en 1641, Torricelli assure les fonctions de secrétaire et d'assistant auprès de Galilée, durant les trois derniers mois de la vie de l'astronome. Il l […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/evangelista-torricelli/#i_34069
VIDE MESURE DU
Le terme mesure du vide désigne la mesure des pressions inférieures à la pression atmosphérique. Elle fait appel à des procédés et à un appareillage spécifiques, ainsi qu'à des méthodes particulières conduisant à des mesures le plus généralement indirectes, en raison de la faible intensité des forces en présence et de la petitesse des quantités de matière à mesurer. Le seul appareil absolu utilisé […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/mesure-du-vide/#i_34069
VIDE, physique
« La nature a horreur du vide » : tel est le dogme que l'on attribue couramment à l'aristotélisme médiéval. De fait, si un vrai vide existait entre deux corps matériels, on comprend mal comment ils pourraient interagir : sauf à admettre une inacceptable action à distance sans médiation aucune, toute influence, de quelque nature qu'elle soit, devrait se propager à travers ce vide – qui cesserait ip […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/vide-physique/#i_34069
Voir aussi
Pour citer l’article
Pierre AILLOUD, « VIDE TECHNIQUE DU », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 12 décembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/technique-du-vide/