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    Comment est fabriqué l'hélium ?
    Bien que l'hélium soit abondant dans l'espace, le type qui est utilisé pour les ballons et à d'autres fins est extrait du gaz naturel et n'est pas si facile à atteindre. Ivan Shutov/EyeEm/Getty Images

    Si vous mettez de l'hélium dans un ballon et que vous lâchez le ballon, le ballon s'élèvera jusqu'à ce qu'il atteigne une hauteur d'un peu moins de 33, 000 pieds (10 kilomètres), à ce moment-là, il éclatera car la pression atmosphérique et la résistance de la peau du ballon ne seront pas suffisantes pour résister à la pression du gaz à l'intérieur [source :BBC Science Focus].

    L'hélium qui s'en échappe est plus léger que les autres gaz de l'atmosphère, n'a donc aucune raison de s'arrêter - il continue de fonctionner et fuit dans l'espace. C'est pourquoi il n'y a qu'une trace d'hélium — 0,0005 % — dans l'atmosphère à un moment donné [source :Jefferson Lab].

    L'hélium est abondant dans l'espace, où il est produit en tant que produit de la réaction de fusion à l'intérieur d'étoiles telles que le soleil. L'hélium naturellement présent sur Terre, bien que, vient d'un autre type de processus. Au plus profond de la Terre, les éléments radioactifs tels que l'uranium et le thorium se désintègrent et se transforment en d'autres éléments. Le sous-produit de ces réactions sont de minuscules fragments appelés particules a, qui se compose de deux neutrons et de deux protons. Ces particules captent les électrons de l'environnement qui les entoure et se transforment en hélium, qui s'élève progressivement à travers la croûte et est émis dans l'atmosphère, où il continue de monter jusqu'à ce qu'il entre dans l'espace [source :Université de Pittsburgh].

    Heureusement pour nous, l'hélium se retrouve également dans le gaz naturel que les foreurs de pétrole et de gaz extraient du sol pour l'utiliser comme combustible [source :Université de Pittsburgh]. Cela nous donne une réserve que nous pouvons utiliser pour gonfler des ballons, ainsi que pour une grande variété d'autres procédés industriels, allant du soudage à l'arc à l'IRM en passant par la fabrication de puces de silicium pour ordinateurs. Il doit y avoir une certaine quantité d'hélium dans le gaz naturel - au moins 0,3 % en volume - pour justifier toutes les difficultés à le séparer du gaz naturel. Cela se fait grâce à des procédés industriels qui filtrent d'autres impuretés, comme l'eau, le dioxyde de carbone et le sulfure d'hydrogène du gaz. Finalement, un procédé appelé traitement cryogénique est utilisé pour refroidir le gaz et éliminer le méthane qui le compose en grande partie, laissant une forme brute d'hélium qui est d'environ 50 à 70 pour cent pur, avec de petites quantités d'argon, néon et hydrogène constituant le reste. Puis, l'hélium brut est purifié par un autre processus de refroidissement et de filtrage qui donne une forme d'hélium pur à plus de 99 % [source :NAP].

    Le problème est qu'il n'y a pas beaucoup d'endroits avec des gisements de gaz naturel qui contiennent suffisamment d'hélium, et l'extraction de l'hélium est difficile à faire de manière efficace et abordable et la plus grande partie provient de quelques sources, y compris la réserve nationale d'hélium du gouvernement américain au Texas. Avec une telle demande d'hélium pour l'industrie, il n'y a tout simplement pas assez pour tout le monde. Cette pénurie a nui à des entreprises telles que Party City, une entreprise d'articles de fête, qui devrait fermer 45 de ses magasins en 2019 [source :Gibson].

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    Sources

    • BBC Science Focus. « À quelle hauteur un ballon à hélium peut-il flotter ? » Sciencefocus.com. (Mai 13, 2019) https://www.sciencefocus.com/science/how-high-can-a-helium-balloon-float/
    • Gibson, Kate. "Dégonflé par la pénurie d'hélium, Party City fermera 45 magasins." CBS News. 10 mai 2019. (13 mai 2019) https://www.cbsnews.com/news/party-city-helium-to-close-45-tores/
    • Laboratoire Jefferson. « L'élément hélium. » Education.jlab.org. (Mai 13, 2019) https://education.jlab.org/itselemental/ele002.htmlAcadémies nationales des sciences, Ingénierie et médecine. "L'impact de la vente de la réserve fédérale d'hélium. " Nap.edu. 2000. (13 mai 2019) https://www.nap.edu/read/9860/chapter/7
    • Université de Pittsburgh. "Hélium :sources et utilisations." Researchservices.pitt.edu. (Mai 13, 2019) https://researchservices.pitt.edu/helium/sourcesanduses

    Publié à l'origine :1er avril 2000

    Comment est fabriqué l'hélium FAQ

    Comment se forme l'hélium ?
    La désintégration radioactive du thorium et de l'uranium provoque la formation d'hélium. Ils sont extrêmement instables et ont tendance à se décomposer.
    D'où provient l'hélium ?
    Presque tout l'hélium est extrait du gaz naturel. Cet approvisionnement en hélium provient de gisements de gaz souterrains situés aux États-Unis et en Russie.
    Comment les gens collectent-ils l'hélium ?
    L'hélium est extrait avec le gaz naturel. Il s'agit d'un long processus où une perceuse est utilisée pour forer des puits très profondément dans la croûte terrestre. L'appareil de forage doit pénétrer la couche de la croûte appelée Cap Rock afin d'atteindre les éventuelles réserves de gaz naturel.
    L'hélium peut-il être fabriqué artificiellement ?
    L'hélium peut être trouvé en abondance partout dans l'univers. En réalité, c'est le deuxième élément le plus abondant connu de l'homme. En raison de sa composition chimique, il n'est pas possible de produire de l'hélium artificiellement, c'est pourquoi il est extrait de puits de gaz naturel.
    Qui utilise le plus d'hélium ?
    Le plus gros consommateur d'hélium est la NASA, qui utilise environ 75 millions de pieds cubes d'hélium. Ceci est suivi de près par le département américain de la Défense, qui utilise de l'hélium pour refroidir l'oxygène et l'hydrogène utilisé comme carburant de fusée.
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