Informations sur le gaz Hélium (he)
Qui à découvert l'hélium ?
L’hélium a été découvert pour la première fois en 1868 par le scientifique français Jules Janssen et l’astronome britannique Joseph Norman Lockyer. Les deux scientifiques ont observé une raie spectrale inhabituelle lorsqu’ils étudiaient la lumière émise par le soleil lors d’une éclipse solaire. Ils ont nommé cet élément « hélium » en référence au dieu grec du soleil, Hélios.
Cependant, la première observation de l’hélium a été faite en 1861 par l’astronome français Pierre Janssen, qui a également remarqué la raie spectrale inhabituelle lors d’une observation solaire. Cependant, il n’a pas réalisé la signification de cette observation à l’époque et n’a donc pas été crédité de la découverte de l’hélium.
Sir Joseph Norman Lockyer dit Norman Lockyer, né le à Rugby (Angleterre) et mort le à Salcombe Regis (Angleterre), est un scientifique et astronome britannique, connu pour la vulgarisation de ses recherches. Il est crédité avec Jules Janssen pour la découverte de l’hélium et est le fondateur de la revue Nature.
Il a comme autre particularité d’être un scientifique « amateur », son métier originel étant d’être fonctionnaire au ministère de la défense britannique.
Pierre Jules César Janssen, plus connu sous le nom de Jules Janssen, né le à Paris et mort le à Meudon, est un astronome français.
Le 18 août 1868, l’astronome français Jules Janssen, lors d’une éclipse total à Guntur en Inde, découvre un gaz inconnu qui sera ensuite nommé hélium en référence au mot grec hélios (Soleil).
Ou trouve t'on de l'hélium ?
L’hélium est un élément relativement rare sur Terre, car il est principalement produit par des réactions nucléaires dans les étoiles et ne peut être synthétisé artificiellement en quantités significatives sur Terre. Cependant, il se trouve dans des concentrations variables dans certaines roches et gaz naturels.
Notre planète produit en permanence de l’hélium. Cette production naturelle est du à la désintégration radioactive de l’uranium et de nombreux autres éléments dans la croute terrestre.
Les atomes d’hélium sont si léger que le gaz se fraie un chemin vers l’atmosphère. On retrouvera donc une grande partie de la production terrestre dans l’espace.
Une faible partie de la production naturelle est bloqué par des roches imperméables, ce qui forme des poches de gaz.
Ainsi, l’hélium utilisé dans le monde provient essentiellement des gisements de gaz naturel découverts dans le Texas, l’Oklahoma, le Kansas et sur le flanc est des Montagnes Rocheuses.
comment est produit l'hélium ?
La plupart de l’hélium commercial est extrait de gisements de gaz naturel souterrains, principalement en Russie, en Algérie et aux États-Unis. Ces gisements de gaz naturel contiennent des quantités variables d’hélium, qui sont souvent concentrées et séparées du gaz naturel à l’aide de techniques d’extraction et de raffinage. L’hélium est également présent dans les roches ignées et les minéraux tels que la péridotite, mais ces sources sont généralement trop difficiles et coûteuses à extraire pour être exploitées commercialement.
Lorsque le gaz naturel est extrait de ces gisements, il est souvent séparé et raffiné pour récupérer l’hélium. Le processus de récupération de l’hélium implique généralement plusieurs étapes, notamment le refroidissement du gaz naturel pour liquéfier les autres gaz présents, tels que le méthane et le dioxyde de carbone, qui sont ensuite séparés à l’aide de techniques de distillation. L’hélium est ensuite extrait du gaz naturel liquide à l’aide de processus de séparation supplémentaires.
En dehors de l’extraction à partir de gisements de gaz naturel, l’hélium peut également être produit par des réactions nucléaires artificielles. Cependant, ce processus est généralement très coûteux et n’est pas utilisé pour la production commerciale d’hélium.
Ce qu'il faut savoir sur l'hélium
- L’hélium est un gaz noble ou gaz rare (c’est a dire gaz peu réactif ou inerte)
- L’hélium est l’élément le plus abondant de l’Univers après l’hydrogène
- L’hélium est un gaz incolore, inodore et non toxique
- L’hélium est incombustible (ininflammable) et même ignifuge
- L’hélium ne devient pas radioactif en cas d’irradiation
- L’hélium ne joue aucun rôle biologique et on en trouve à l’état de traces dans le sang humain.
- Par sa faible densité l’hélium est plus léger que l’air
- 1m3 d’hélium permet de soulever 1kg (il s’agit d’une approximation, différents facteurs comme la pression atmosphérique sont à prendre en compte)
L'hélium, un gaz avec des propriétés incroyables
- Contrairement à la plupart des gaz, l’hélium se réchauffe lorsqu’il peut se détendre librement
- L’hélium est le gaz le moins hydrosoluble de tous les gaz connus
- La vitesse du son est supérieur à celle dans tout les autres gaz (sauf l’hydrogène)
- La molécule d »hélium est la plus petite de toutes les autres molécules
- Son point d’ébullition est le plus bas parmi tous les éléments
- Le hélium sous forme gazeuse est un excellent isolant électrique
- Contrairement aux autres éléments, il reste liquide jusqu’au zéro absolu (-273,15 °C)
- Avec le néon, l’hélium est chimiquement le moins réactif de tous les corps
Comparaison de l'air et de l'hélium
L’hélium et l’air sont deux substances très différentes.
L’hélium est un gaz incolore, inodore, non toxique et non réactif. Il a une densité très faible par rapport à l’air (0,1785 g/L à 25°C et 1 atm), ce qui signifie qu’il s’élève naturellement dans l’air. En raison de sa faible densité, l’hélium est souvent utilisé pour remplir des ballons et d’autres objets qui doivent flotter dans l’air.
En revanche, l’air est principalement composé de dioxygène (21%) et de diazote (78%), ainsi que de petites quantités d’autres gaz tels que l’argon, le dioxyde de carbone et le néon. Contrairement à l’hélium, l’air est nécessaire pour la vie des êtres vivants, car les organismes utilisent le dioxygène pour respirer et produire de l’énergie.
En termes de propriétés physiques, la densité de l’air est d’environ 1,2 g/L à 25°C et 1 atm, soit plus de 6 fois celle de l’hélium. De plus, l’air est compressible, tandis que l’hélium est beaucoup plus difficile à comprimer. Ces différences de densité et de compressibilité ont des implications importantes pour la façon dont l’hélium et l’air se comportent dans différents contextes, tels que dans les ballons ou les réservoirs de stockage.
- L’hélium est 6 fois plus léger que l’air
- Il est 50 fois plus compressible que l’eau
- Se diffuse à travers les solides 3 fois plus rapidement que l’air
- A une conductivité thermique 5 fois plus élevée que l’air
Utilisation de l'hélium
- L’hélium est administré dans des mélanges contenant un minimum de 20 % de dioxygène, à des patients aux prises avec une obstruction des voies respiratoires supérieures ou inférieures. La faible viscosité de l’hélium permet ainsi de diminuer le travail respiratoire
- L’hélium liquide est utilisé pour refroidir les aimants supraconducteur (IRM, le LHC {Grand Collisionneur de Hadrons})
- L’hélium à basse température est utilisé en cryogénie
- Il sert de fluide de transfert dans certain réacteur nucléaire refroidis au gaz
- Il permet de pré-refroidir l’hydrogène liquide des véhicules spatiaux
- Il sert d’atmosphère protectrice lors de la fabrication de circuit électronique, fibres optiques et production de certains métaux
- Permet de contrôler l’étanchéité d’équipements (réservoirs) et d’emballages alimentaires
- Permet la datation de roche et de minéraux (datation à l’hélium)
- Est utilisé en plongée sous forme de mélange (trimix, héliair, héliox) pour atteindre de grandes profondeurs en limitant les effets de « narcose à l’azote » (ivresse des profondeurs)
- Est utilisé dans les laser des lecteurs de codes barres (mélange hélium/néon)
- Les météorologues l’utilisent pour explorer l’atmosphère (ballons sondes météo)
- L’hélium est utilisé pour le publicité gonflable et pour la photographie aérienne par ballon captif
Questions Fréquentes
Où peut on acheter ou louer des bouteilles d’hélium ?
L’hélium est un gaz rare et précieux qui est souvent utilisé pour des applications scientifiques, médicales et industrielles, ainsi que pour les fêtes et les événements. Si vous cherchez à acheter de l’hélium en France, voici quelques options à considérer :
Les fournisseurs de gaz industriels : les grandes entreprises de gaz telles que Air Liquide, Linde, Air Products, Messer, Westfalen et Praxair sont des sources fiables d’hélium. Vous pouvez trouver des succursales de ces entreprises dans de nombreuses villes de France.
Les magasins de fête et d’événements : de nombreux magasins spécialisés dans la décoration de fête vendent des bouteilles d’hélium pour gonfler des ballons. Vous pouvez trouver ces magasins dans la plupart des grandes villes de France quelque Festi ou Feteci feteca.
Les sites en ligne : il existe plusieurs sites en ligne qui vendent de l’hélium en France, tels que Ballooneo.fr, Laboutiqueduvalise.fr, ou encore Location bouteille d’hélium.
Lorsque vous achetez de l’hélium, assurez-vous de connaître la quantité dont vous avez besoin et la taille de la bouteille requise pour votre utilisation spécifique. Vous devez également prendre en compte les coûts de location et de transport de la bouteille, ainsi que les considérations de sécurité liées à la manipulation de gaz comprimés.
Combien coûte une bouteille d’hélium?
Le coût d’une bouteille d’hélium peut varier en fonction de plusieurs facteurs, tels que la taille de la bouteille, la pureté de l’hélium, le fournisseur et le lieu d’achat. Voici quelques informations générales sur les coûts des bouteilles d’hélium en France :
Les petites bouteilles d’hélium de 0,25 à 0,42 m3, généralement utilisées pour gonfler des ballons de baudruches, coûtent entre 20 et 60 euros, selon la quantité d’hélium et la marque.
Les bouteilles d’hélium plus grandes, de 1,5 à 10 m3, utilisées pour des applications industrielles ou scientifiques, peuvent coûter entre 200 et 1000 euros, en fonction de la taille, de la pureté et du fournisseur.
Le coût de la location d’une bouteille d’hélium peut également varier en fonction de la taille et de la durée de location. Les entreprises de gaz et les magasins de fête peuvent proposer des contrats de location pour les bouteilles d’hélium.
Il est important de prendre en compte les coûts de la bouteille, de l’hélium et de la livraison (si nécessaire) lors de l’estimation du coût total. Il est également important de se rappeler que l’hélium est un gaz rare et précieux, ce qui peut influencer son prix.
Pourquoi les ballons sont gonflés à l'hélium et pas à l'hydrogène ?
Les ballons peuvent être gonflés avec différents types de gaz, mais l’hélium est généralement préféré à l’hydrogène pour des raisons de sécurité.
L’hélium est un gaz ininflammable, contrairement à l’hydrogène, qui est hautement inflammable. Si un ballon rempli d’hydrogène est exposé à une source d’ignition, il peut s’enflammer et exploser. Cela a été démontré dans le passé lors d’incidents tragiques, comme l’accident de Hindenburg en 1937, où un dirigeable rempli d’hydrogène a pris feu et a causé la mort de 36 personnes.
De plus, l’hélium est également plus léger que l’air, ce qui signifie qu’il permet aux ballons de flotter plus facilement. L’hydrogène est encore plus léger que l’hélium, mais comme mentionné précédemment, il présente des risques d’explosion.
Enfin, l’hélium est un gaz rare et précieux, et sa disponibilité est donc plus limitée que celle de l’hydrogène. Cela peut rendre l’hélium plus cher à utiliser pour gonfler des ballons, mais cela n’affecte pas la décision de l’utiliser pour des raisons de sécurité.
En résumé, l’hélium est souvent préféré à l’hydrogène pour gonfler les ballons en raison de sa sécurité, de sa légèreté et de sa disponibilité.
Pourquoi l'hélium n'est pas dangereux ?
Bien que tous les produits chimiques ou les gaz aient des risques potentiels associés à leur manipulation et leur utilisation, l’hélium est généralement considéré comme un gaz non dangereux. Voici quelques raisons pour lesquelles l’hélium est considéré comme sûr :
Non toxique : L’hélium est un gaz non toxique, ce qui signifie qu’il n’affecte pas la santé des personnes qui le manipulent ou le respirent. Cela le rend sûr pour une utilisation dans des applications médicales telles que l’imagerie par résonance magnétique (IRM) et pour la respiration de plongeurs en profondeur.
Non inflammable : Contrairement à l’hydrogène, qui est inflammable et peut exploser s’il est exposé à une source d’ignition, l’hélium est un gaz ininflammable et ne pose donc pas de risque d’incendie ou d’explosion.
Faible densité : L’hélium est plus léger que l’air, ce qui signifie qu’il se disperse facilement et ne s’accumule pas dans des zones confinées. Cela rend l’hélium moins susceptible de causer des problèmes de ventilation ou des risques d’étouffement.
Propriétés inoffensives : L’hélium ne réagit pas avec d’autres substances chimiques ou ne produit pas de produits chimiques dangereux lorsqu’il est utilisé. Il est également non corrosif et non toxique pour l’environnement.
En résumé, l’hélium est considéré comme sûr car il est non toxique, non inflammable, a une faible densité et ne produit pas de produits chimiques dangereux lorsqu’il est utilisé.
Pourquoi l’hélium rend la voix aiguë ?
Lorsque l’on respire de l’hélium, le son de la voix devient aigu en raison d’un effet physique connu sous le nom d’héliumophonie. L’hélium est un gaz beaucoup plus léger que l’air, ce qui signifie que le son se déplace plus rapidement à travers lui. Lorsque l’hélium est inhalé, il remplace l’air dans les poumons et les cordes vocales, ce qui modifie les propriétés de résonance de la voix.
Normalement, les cordes vocales vibrent à une fréquence spécifique pour produire le son de la voix. Lorsque l’on respire de l’air, le son de la voix est modifié en traversant le larynx et la bouche, et les cavités de la tête et du visage résonnent différemment pour produire une voix unique. Cependant, lorsque l’on respire de l’hélium, les cordes vocales continuent de vibrer à la même fréquence, mais le son est modifié en traversant les cavités vocales remplies d’hélium, qui ont une résistance acoustique différente de celle de l’air.
L’héliumophonie produit donc un son aigu, qui peut sembler drôle et amusant, mais il est important de noter que l’inhalation d’hélium peut être dangereuse. Inhaler de l’hélium directement à partir d’une bouteille peut causer une asphyxie, car il remplace l’oxygène dans les poumons. De plus, l’hélium comprimé peut causer des dommages aux poumons si il est inhalé de manière répétée.
Comment est utilisé l'hélium chez PHODIA ?
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