Hélium

L‘hélium en tant que gaz inerte dispose de nombreuses caractéristiques particulières.

  • C‘est, après l‘hydrogène, l‘élément qui a la plus petite masse moléculaire.
  • C‘est un gaz absolument inerte. Même à des températures très élevées, il ne forme pas de liaisons chimiques.
  • Il est à peine soluble dans des métaux et des alliages métalliques.
  • Il traverse, grâce à son petit diamètre atomique, la plupart des matériaux non métalliques.
  • Il a, à l’état liquide, le point d‘ébullition le plus bas de tous les gaz avec 4,2 Kelvin ou -269 °C, et est ainsi le liquide le plus froid sur terre.

Ces caractéristiques rendent l‘hélium indispensable sur un grand nombre d‘applications. L‘atmosphère ne contient que des traces d‘hélium (5 vpm = 0,0005 %) ce qui rend une extraction à partir de l‘air très couteuse et non rentable. Fort heureusement, suite à des conditions géologiques particulières, il existe des sources de gaz naturel riches en hélium, qui permettent une extraction rentable.

 

Logistique mondiale

À l’heure actuelle, l‘hélium est extrait à partir de sources de gaz naturel aux États-Unis, en Russie, en Algérie, au Qatar, en Pologne et en Australie. De grands liquéfacteurs d‘hélium sont exploités sur chaque site. Afin de garantir un transport sans perte de l‘hélium liquide, Messer utilise des isocontainers isolés sous vide spécifiques d‘une capacité de stockage nominale d‘environ 40 000 l chacun. Le groupe Messer dispose de sa propre flotte de ces containers spécifiques.

Après leur remplissage sur le site de la source correspondante, les isocontainers sont acheminés par transport routier voire par transport maritime aux centres de conditionnement du groupe Messer. Ceux-ci se trouvent en Europe à Mitry-Mory (France), Lenzburg (Suisse), Gumpoldskirchen (Autriche) et Pancevo (Serbie) ainsi qu‘à Wujiang et Foshan (Chine).

À Gumpoldskirchen, Messer exploite un réservoir de stockage pour hélium liquide d‘une capacité de 120 000 l. Il permet de parer à des pénuries de courte durée au niveau de l‘approvisionnement primaire d’hélium en Europe.

 

Dépotage

Dans nos centres de remplissage, l‘hélium liquide est directement dépoté depuis les isocontainers vers des récipients d‘hélium liquide isolés sous vide plus petits, les « Dewar ». La quantité d‘hélium transférée est déterminée par une pesée. Le flash gazeux inévitable lors du dépotage est recueilli pour être valorisé, puis il est nettoyé le cas échéant par une adsorption à basse température et conditionné à l‘aide de compresseurs sous forme d‘hélium gazeux dans des bouteilles et des cadres.

 

Équipement perfectionné

Afin d‘éviter des pertes liées à l‘évaporation, l‘hélium liquide est livré dans des réservoirs isolés sous vide spécifiques. Messer dispose de réservoirs « Dewar » allant de 50 à 450 l pour approvisionner ses clients selon leurs besoins.

Afin de pouvoir transférer l‘hélium liquide, les réservoirs doivent être équipés d‘une canne de soutirage. Le raccordement d‘une bouteille d‘hélium sous pression (gaz de pressurisation) équipée d‘un régulateur de pression approprié permet d‘augmenter la pression dans le ciel gazeux du réservoir afin d‘extraire l‘hélium liquide à travers la canne et la ligne de soutirage.

Des techniciens de Messer spécialement formés peuvent, au besoin, vous assister lors du dépotage.

 

Indispensable pour de nombreuses applications

Grâce à ses caractéristiques particulières, l‘hélium peut aussi être utilisé pour de nombreuses applications très spécifiques.

L‘hélium liquide est utilisé en tant que fluide frigorigène partout où il faut atteindre des températures extrêmement basses (sous les -200 °C), mais où, pour des raisons économiques, il n‘est pas possible d‘utiliser des installations de réfrigération classiques. Ces applications ont souvent un lien avec la supra conductivité. La plus grande utilisation est d‘ailleurs à la tomographie à résonance magnétique nucléaire (IRM) et à l‘analyse de résonance magnétique nucléaire (RMN) ainsi qu‘à l‘exploitation d‘aimants supra conducteurs sur des accélérateurs de particules.

Bien que l‘application la plus connue de l‘hélium gazeux soit certainement son utilisation en tant que gaz ascensionnel pour les ballons et les aéronefs, il est utilisé dans d‘autres applications techniques. Ainsi, grâce à sa conductibilité thermique élevée, l‘hélium est utilisé pour de nombreux processus dans la technologie de soudage et coupage ainsi que dans la technologie du laser ou lors de la fabrication de fibres optiques comme réfrigérant. De plus, sa capacité de diffusion élevée en fait, par exemple, un gaz vecteur idéal dans la chromatographie gazeuse, ou bien le gaz de traçage le plus utilisé lors de la recherche de fuites.

Tout comme les nombreuses applications, les exigences de qualité et les types de conditionnement de l‘hélium gazeux sont également très variés. La pureté de l‘hélium va ainsi du gaz ballon jusqu‘au « 6.0 », c‘est-à-dire une pureté de 99,9999 %. Le type de conditionnement va de la cartouche de gaz d‘un litre en passant par des bouteilles et des cadres de 200 et 300 bar jusqu‘à l‘approvisionnement en trailer qui contient, à 300 bar, plus de 4 000 m3 d‘hélium gazeux.