VIDE TECHNIQUE DU
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Dynamique des gaz aux basses pressions
Lors de la descente en vide d'une installation, le gaz est mis en mouvement dans un circuit de pompes, canalisations et vannes qui pourvoit aux utilisations prévues. L'idée élémentaire est de détendre le gaz dans un accroissement de volume, puis de l'isoler et de le comprimer, en général à la pression atmosphérique, pour pouvoir le refouler. C'est le rôle de la pompe. On la caractérise d'abord par une grandeur qui traduit la vitesse avec laquelle le volume supplémentaire est délivré. On emploie indifféremment le terme de débit-volume (qv) ou vitesse de pompage (S) qui s'exprime en mètres cubes par heure ou en litres par seconde (1 m3h− 1 = 0,28 ls−1). Cette grandeur dépend pour l'essentiel des caractéristiques mécaniques de la pompe, si celle-ci est de bonne qualité, et assez peu de la pression. Elle est indiquée dans les documentations des constructeurs. Sous la pression pa, dn molécules traversent ainsi la bride d'admission de la pompe toutes les unités de temps dt, puis sont refoulées un peu plus tard à l'extérieur sous un volume évidemment plus petit. On peut appliquer la loi des gaz parfaits aux dn molécules. On a ainsi : paS = kTdn/dt = Q. Q est le flux gazeux, mesuré en hPa ( m3h−1 ou hPa ( ls−1. Si l'on utilise la masse moléculaire M du gaz, on obtient le débit massique qm = QM/RT, où R est la constante des gaz parfaits (8,31 JK−1 mol−1). En l'absence de fuite et d'endroit capable de piéger les molécules, dn reste égal à lui-même ; et, si l'on admet de plus que la température ne varie pas, le flux est constant tout le long du circuit. On peut écrire : Q = piSi = cte. On dit que le flux est conservatif.
Appliquons cette condition à une section située dans une canalisation en amont de la pompe, où la pression pe est toujours supérieure à la pression pa en raison de l'éloignement dans le sens contraire de l'écoulement du gaz. Le flux permet d'expliciter les pressions : pe = Q/Se et pa = Q/S. Se est la vitesse de pompage effective. Le flux étant conservatif, on peut généraliser la notion à tout point du circuit. La perte de [...]
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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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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
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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
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
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
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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
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Pour citer l’article
Pierre AILLOUD, « VIDE TECHNIQUE DU », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 02 février 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/technique-du-vide/