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Auteur(s)
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Jean LECLERC : Ingénieur de l’École supérieure de chimie industrielle de Lyon - Docteur 3e cycle chimie minérale et structurale - Consultant
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La très grande diversité des applications du vide nous oblige à ne donner ici que des généralités. Il faut néanmoins remarquer que les progrès réalisés pour l’industrie de la microélectronique et de la nanotechnologie ont été source d’innovations et de développements qui se sont répercutés sur d’autres industries. La fer tilisation croisée est difficile entre toutes les applications (nucléaire, spatiale, médicale, agroalimentaire, chimie fine…). Chacune d’elles s’exprime dans un langage et une culture qui lui est propre. Aussi, il ne faut pas hésiter à rencontrer les divers acteurs des applications du vide pour s’améliorer.
On ne fait pas le vide pour faire du vide, hormis quelques applications (accélérateurs de particules, tubes électroniques…).
La science du vide est la même pour tous.
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Évolution de la nature chimique
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1. Production du vide
1.1 Généralités
Faire le vide ou réaliser le vide dans une chambre de travail ou une enceinte consiste à diminuer (en principe, par élimination) le nombre de molécules des différents gaz présents de ce volume.
À la pression atmosphérique normale (1,01325.105 Pa), dans un volume d’un litre à 0 °C, il y a 2,7.1022 molécules et atomes de gaz. En vide primaire, c’est à dire à 10−1 hPa, il en reste donc encore 2,7.1018 molécules, soit 99,99 % de vide. C’est la nature de ces molécules restantes (soit 2,7.1018 par litre) qui intéresse l’exploitant, car elles sont sources de mauvaise qualité d’un produit ou de dysfonctionnement dans un système. Si l’on passe à un niveau de pression de 10−6 hPa, il reste encore 2,7.1013 molécules par litre, soit encore beaucoup trop pour certaines applications qui chassent les impuretés à un très bas niveau (10−9 voire 10−12).
Dans le monde des « vidistes », l’hectopascal (hPa) est l’unité couramment utilisée. Toutefois, dans la suite de ce texte, nous nous conformerons à la normalisation et nous utiliserons le pascal (Pa).
Les utilisateurs du vide ont pris l’habitude de définir le niveau de vide dans un système par la mesure de sa pression . Cette mesure de pression ne renseigne en rien sur la nature chimique des gaz et encore moins sur la présence de poussières ou de particules. Les applications nouvelles relevant parfois de technologies très élaborées, sont de plus en plus nombreuses et rendent obligatoire cette connaissance.
On rencontre différents régimes d’écoulement dans une canalisation cylindrique de diamètre D, le gaz étant à la pression p (tableau 1).
Les pompes à vide ne peuvent « pomper » que les molécules qui se trouvent dans la phase gazeuse. Or, à partir de 1 Pa, il y a, en moyenne, plus de molécules de gaz sur la surface des parois...
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Production du vide
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - PERILLAT-AMEDE (D.) - Mesure du vide. - TI R 2 050.
-
(2) - ROMMEL (G.) - Dimensionnement et calcul des installations sous vide. - TI B 4 080.
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(3) - ROMMEL (G.) - Technique du vide. Généralités. - TI B 4 020.
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(4) - VERTES (M.) - Types of contaminations, their depositions on surface and the technology of cleaning of metal and glass parts of UHV equipement. - Vuoto vol. XX no 2 avril-juin 1990.
-
(5) - SANTELER (D.), WARREN (D.) - Computer solution to chamber-gas fractionation during pumpdown. - JVST A11 (1) janv.-févr. 1993.
-
(6) - SANTELER (D.) - Computer design and analysis of vacuum systems. - JVST A5 (4) juill.-août 1987 p. 2 472-2 478.
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