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1 - TERMINOLOGIE DU VIDE

2 - CHARGES DE GAZ

3 - POMPAGE. NIVEAU DE PRESSION

  • 3.1 - Généralités
  • 3.2 - Enceinte sous vide moyen
  • 3.3 - Enceinte sous vide poussé

4 - SÉCURITÉ

  • 4.1 - Sécurité mécanique
  • 4.2 - Sécurités liées à la physicochimie de certaines opérations sous vide
  • 4.3 - Environnement

Article de référence | Réf : BM4000 v1

Pompage. Niveau de pression
Techniques du vide - Introduction

Auteur(s) : Jean LECLERC

Date de publication : 10 oct. 1997

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Auteur(s)

  • Jean LECLERC : Ingénieur de l’École supérieure de chimie industrielle de Lyon Docteur 3e cycle Chimie minérale et structurale Consultant

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INTRODUCTION

Le vide est le terme couramment utilisé pour désigner l’état d’un gaz raréfié ou l’ambiance correspondant à un état dont la pression est inférieure à celle de l’atmosphère. C’est un domaine très vaste. Si la métallurgie sous vide, l’imprégnation, le dessèchement, le séchage assisté ou non par le rayonnement infrarouge et les micro-ondes, etc., peuvent se contenter d’un vide grossier ou moyen, les revêtements sous vide, l’élaboration des semi-conducteurs demandent un vide poussé. Par ailleurs, les recherches sur les phénomènes de surface et de catalyse, les recherches en physique nucléaire et en physique des particules nécessitent du vide propre, de l’ultravide et même de l’extrême-vide.

Dès 1964, dans quelques laboratoires, certains ont obtenu des pressions de 10 −12 Pa. Bien que ce niveau soit très bas, ce n’est pas encore le vide parfait.

Afin d’éviter la contamination de l’espace, on n’utilise que très partiellement le vide spatial. On utilise seulement l’antigravité. Cela est hors de propos dans les articles de cette rubrique, articles qui ont été écrits dans le but de faire connaître les techniques du vide utilisables sur terre et de guider l’ingénieur et le technicien dans leurs applications.

Il est bien évident que couvrir une échelle s’étendant sur plus de 15 puissances de 10 nécessite des appareillages différents et faisant appel à divers domaines de la physique et de la chimie. Si le matériel actuel est de plus en plus performant, il n’en est pas devenu moins exigeant pour autant. Au contraire, la spécificité des applications entraîne une multiplication d’équipements très élaborés. Le choix du matériel de pompage, des équipements de mesure et de contrôle, des matériaux mis en œuvre devient primordial et une bonne connaissance de la science du vide est indispensable. Si l’on veut profiter des progrès réalisés, il faut savoir prendre des précautions dès la conception de l’installation.

Afin de couvrir tous les domaines de connaissances nécessaires au technicien du vide, la rubrique a donc été décomposée en différents articles. Le lecteur trouvera une partie théorique, une description des matériels et tout ce qu’il est nécessaire de respecter dans l’élaboration des enceintes. Des exemples d’applications ainsi qu’un formulaire sont également donnés dans les divers traités de la collection des Techniques de l’Ingénieur.

Il ne suffit pas d’avoir de bonnes connaissances techniques et scientifiques pour réussir dans le domaine du vide. Un solide bon sens et une bonne faculté de raisonnement sont nécessaires pour arriver à agir avec succès en cas de pannes vicieuses. Et surtout, trois qualités sont indispensables à celui qui veut faire du « bon » vide :

  • la patience : la pression ne descend pas d’un facteur 104 et a fortiori d’un facteur 1010 en quelques minutes ;

  • la propreté : un cheveu sous un joint, une rayure, une trace de doigt peuvent compromettre le succès d’une expérience ;

  • la ténacité, voire l’obstination : la recherche de fuites inlassablement recommencée est une rude épreuve pour les nerfs.

De plus, il faudra à l’ingénieur ou au technicien du vide être multi-disciplinaire : mécanicien, physicien et chimiste, électricien et électronicien, thermicien, métallurgiste..., car la science et la technique touchent toutes les disciplines.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bm4000


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3. Pompage. Niveau de pression

3.1 Généralités

  • Le vide est une technologie déroutante : le vidiste est souvent à la recherche du diagnostic lui permettant de comprendre ce qui se passe dans son installation, puis le traitement appliqué, il en analyse les effets pour aboutir au résultat escompté. Les instruments de mesure (peu nombreux) ne le renseignent que très mal sur ce qui se passe à l’intérieur. La complexité des phénomènes due à l’interdépendance des paramètres physicochimiques rend l’interprétation difficile.

    La réussite est d’ailleurs régulièrement remise en cause au cours du temps car l’exploitation nécessite elle aussi toutes les qualités requises. L’ouverture d’une porte ou d’un sas, le changement d’une jauge, l’arrêt puis la remise en route d’un groupe de pompage doivent se faire avec des procédures rigoureuses.

    Bien qu’entourés par le vide spatial (que nous commençons à apprivoiser), nous sommes contraints de dépenser énormément d’énergie pour réaliser un vide qui est loin d’en avoir la qualité.

  • Le demandeur néophyte d’une installation sous vide à un concepteur vidiste se trouve très vite dans l’embarras par les questions que lui pose celui-ci :

    • quel sera le niveau de pression à atteindre ; et pourquoi ?

    • quelle est la charge dégazante ?

    • quelle est l’importance de la qualité du vide à obtenir ?

    • l’installation sera-t-elle à fonctionnement continu ou dis-continu ? etc.

    On peut remplir ainsi un questionnaire important faisant, en plus, entrer les problèmes de site, d’économie, etc.

    Les progrès récents (depuis les années soixante-dix) permettent aux spécialistes du vide de proposer tout un arsenal de solutions pour des applications classiques. Mais ces solutions sont des compromis et si la prévision ou la spécification changent quelque peu, le problème est à revoir entièrement.

  • Le problème du coût est très souvent un facteur décisif et quelquefois, il vaut mieux investir dans le choix des matériaux ou dans un bon traitement de surface que dans un système de pompage plus puissant. Une pompe capable de 10−4 Pa avec le débit théorique suffisant n’évacuera pas toujours l’enceinte à 10−4...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - ROMMEL (G.) -   Notions de base en technique du vide  -  . S.F.V. 1995.

  • (2) - DUVAL (P.) -   Le vide. Ses applications, son obtention  -  . S.F.V. 1993.

  • (3) - DUVAL (P.) -   High Vacuum Production in the microelectronics industry  -  . Elsevier 1988.

  • (4) - O’HANLON (J.F.) -   A user’s guide to vacuum technology  -  . John Wiley & Sons 1980.

  • (5) - HABLANIAN (M.H.) -   High Vacuum Technology  -  . A practical guide. Marcel Dekker 1990.

  • (6) - HARRIS (N.S.) -   Modern Vacuum Practice  -  . Mac Graw Hill 1989.

  • (7) - RICARD (A.) -   Plasmas réactifs  -  ....

NORMES

  • Système d’unités SI et recommandations pour l’utilisation des multiples et de certaines autres unités. - ISO 1000 - 1981

  • Atmosphère standard. - ISO 554 - 1976

  • Technologie du Vide : vocabulaire partie 1. - ISO 3529/I - 1981

  • Technologie du Vide : vocabulaire partie 2. - ISO 3529/II - 1981

  • Technologie du Vide : vocabulaire partie 3. - ISO 3529/III - 1981

  • Technologie du Vide : raccords rapides. Dimensions. Partie 1 : raccords à collier. - ISO 2861/I - 1974

  • Technologie du Vide : assemblage rapide. Dimensions. Partie 2 : raccords de type fileté. - ISO 2861/II - 1980

  • Technologie du Vide : dimensions des brides. - DIS 1609-3 -

  • ...

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