VIDE TECHNIQUE DU

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Processus de pompage

Si l'on extrait continuellement le gaz d'un réservoir, la pression doit tendre vers zéro. On constate qu'il n'en est rien. Après une descente relativement rapide, la pression n'évolue plus que très lentement et finit par se stabiliser à une valeur pl, dite pression limite. On en déduit qu'une ou plusieurs sources de gaz « indésirables » viennent alimenter le réservoir. À tout instant, la pression est fixée par les valeurs relatives du flux Qe évacué par la pompe et du flux Qi injecté par les sources. Comme il y a conservation de la matière, on peut écrire, en régime isotherme : d(pV)/dt = Qi − Qe ; V est évidemment constant et Qe = pSe (cf. supra). Il est difficile d'expliciter Qi par rapport à la pression. Quand cette dernière est supérieure à 10−5 hPa, on peut admettre que, si l'installation est correctement réalisée, Qi est négligeable. La pression à l'instant t (p(t)) diminue selon une loi cinétique simple : p(t) = p(0)exp Set/V, où p(0) est la pression initiale (à l'instant t = 0). Il suffit de connaître les dimensions géométriques et les caractéristiques de la pompe. On voit, à la lumière de la théorie cinétique, que cette période correspond au pompage volumétrique. Quand p est inférieure à 10−5 hPa, Qi prend une importance relative. C'est le domaine du pompage surfacique. Les gaz « indésirables » proviennent d'au moins trois sources : les petites cavités, d'origine mécanique (les vis et écrous, trous borgnes, portées) ; les sources permanentes diverses (les microfuites, la perméation, les substances volatiles et la rétrodiffusion des pompes), enfin, la désorption (interactions entre les gaz et les surfaces). Les parois sont des témoins de l'histoire de l'installation. Après une ouverture à l'air, elles sont toujours recouvertes d'eau condensée et, éventuellement, de traces d'hydrocarbures ou de produit de nettoyage. Si des pressions inférieures à 10−7 hPa sont attendues, il faut dégazer les parois en élevant la température de l'installation. La recherche de l'ultravide réclame des installations capables de supporter quelque 400 0C. On espace donc le plus possible les ouvertures en employant des sas d'introduction. Diminuer Qi est un objectif impérieux, car de sa valeur dépend la pression limite pl. Cette dernière n'est pas exploitable en soit, mais constitue un critère de qualité de l'installation.

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Effets de la diminution de pression

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  • : 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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Pour citer l’article

Pierre AILLOUD, « VIDE TECHNIQUE DU », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 27 novembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/technique-du-vide/