Épuration et liquéfaction de l’hélium

1 - Le produit hélium

• 1.1 - Brève histoire de l’hélium
  Tableau 1
• 1.2 - Origine de l’hélium
• 1.3 - Production et consommation de l’hélium dans le monde
  Figure 1 - Évolution de la consommation mondiale d’hélium Tableau 2

2 - Épuration de l’hélium

• 2.1 - Impuretés contenues dans l’hélium
• 2.2 - Dessiccation
  Figure 2 - Teneur en eau en fonction de la pression et de la température Figure 3 - Mécanisme de l’adsorption Figure 4 - Isotherme d’adsorption d’eau sur tamis moléculaire 5 A Figure 5 - Dessiccateur par adsorption : structure et fonctionnement
• 2.3 - Élimination des gaz de l’air
  Figure 6 - Isothermes d’adsorption Figure 7 - Épurateur par adsorption : structure et fonctionnement Figure 8 - Épurateur à absorption refroidi à l’azote liquide (document Air liquide) Figure 9 - Principe du cryopiégeage Figure 10 - Épurateur par cryopiégeage : structure et fonctionnement Figure 11 - Tube à ailettes (document Wieland) Figure 12 - Gestion de l’hélium pendant les phases d’épuration et de régénération

3 - Liquéfaction de l’hélium

• 3.1 - Généralités
  Figure 13 - Liquéfaction de l’hélium : extraction d’énergie entre 300 K et 4,4 K Figure 14 - Prérefroidissement à l’azote liquide
• 3.2 - Liquéfaction en petites quantités pour le laboratoire
  Figure 15 - Cycles thermodynamiques utilisés pour des liquéfacteurs de petite et moyenne taille
• 3.3 - Liquéfaction en grandes quantités en sortie de puits
  Figure 16 - Adsorbeurs de protection du cycle Figure 17 - Échangeurs et adsorbeurs d’un liquéfacteur de 60 L/h (document Air Liquide) Figure 18 - Liquéfacteur HELIAL 60 L/h sans prérefroidissement azote liquide, 120 L/h avec prérefroidissement (document Air Liquide) Figure 19 - Différentes structures de détente au bout froid Figure 20 - Cycles thermodynamiques de liquéfaction industrielle

4 - Stockage et distribution industrielle de l’hélium liquide

• 4.1 - Centres de reliquéfaction
  Figure 21 - Structure d’un centre de reliquéfaction
• 4.2 - Usines de liquéfaction industrielles
• 4.3 - Distribution de l’hélium
  Figure 22 - Transfert par gravité Figure 23 - Centre de distribution d’hélium