Rare et coûteux | L'hélium est une ressource gazeuse rare qu'il ne faut pas négliger
En regardant tIl l'univers entier,héliumpeut acCojusqu'à 23% de la masse dehéliumMais dans l'atmosphère terrestre, la concentration d'hélium est très faible, seulement 5,2 parties par million (5,2 ppmv) en volume. Cela s'explique par le fait que héliumIl possède un poids atomique relativement faible et sa vitesse moléculaire est plus rapide que celle des autres gaz de l'atmosphère, ce qui lui permet de s'échapper facilement de l'atmosphère terrestre.
De plus, l'hélium est un gaz très stable ; il n'est pas facilement adsorbé ni transformé par d'autres réactions chimiques gazeuses dans l'atmosphère terrestre, ce qui explique également son absence d'accumulation. En revanche, bien que plus léger, l'hydrogène peut former des composés, comme l'eau avec l'oxygène et divers hydrocarbures avec le carbone, ce qui explique sa plus grande concentration sur Terre.
L'hélium possède huit isotopes, dont seulement deux sont stables : l'hélium-3 et l'hélium-4. L'hélium-4 est le composant majoritaire de l'hélium dans l'atmosphère terrestre, représentant environ 99,99986 % de l'hélium total. L'hélium-3 est présent dans d'autres gaz atmosphériques, ce qui explique sa faible concentration sur Terre (environ 0,00014 %). Les essais d'armes nucléaires produisent encore de faibles quantités d'hélium-3. Figurant parmi les premiers éléments à s'être formés dans l'Univers, l'hélium-3 présent sur Terre est principalement issu du Big Bang et des réactions de fusion nucléaire au sein des étoiles.
L'autre est l'hélium-4 radioactif, qui est une particule α libérée par la désintégration d'éléments radioactifs (tels que le thorium et l'uranium) à l'intérieur de la Terre. L'hélium-4 se trouve principalement dans la croûte terrestre, notamment dans les bassins sédimentaires, et peut être libéré à la surface par des failles ou des fluides géologiques.
Pourquoi héliumcher?
héliumest largement utilisé comme gaz rare, mais le héliumLes ressources terrestres sont extrêmement limitées.
héliumL'hélium est largement utilisé dans l'industrie militaire, la recherche scientifique, la pétrochimie, la réfrigération, le secteur médical, la fabrication de semi-conducteurs, la détection de fuites de pipelines, les expériences sur la supraconductivité, la métallurgie, la plongée sous-marine, le soudage de haute précision, la production de produits optoélectroniques, etc. Les exemples les plus connus sont les ballons gonflables à l'hélium et les navires transportant des passagers. La demande en hélium est si forte dans tous les secteurs d'activité que son prix ne peut être que relativement élevé.
De plus, l'obtention et le recyclage des ressources en hélium sont difficiles. L'hélium utilisé pour gonfler un ballon ne peut être recyclé, et une fois utilisé, cela signifie que… héliumLa ressource est perdue.
Comment se procure-t-on ce précieux gaz ?
Actuellement, il existe quatre principaux moyens d'obtenir hélium.
La première méthode consiste à séparer le gaz naturel. Cette méthode utilise du gaz naturel contenant de l'hélium comme matière première et permet d'obtenir de l'hélium pur grâce à des étapes telles que la liquéfaction fractionnée, l'adsorption sur charbon actif et la purification.
La seconde est la méthode de synthèse de l'ammoniac. Dans le processus de production industrielle d'ammoniac synthétique, les gaz résiduaires contiennent hélium, qui peut être obtenu par séparation et purification ;
La troisième méthode est le fractionnement par air. Cette méthode extrait l'hélium d'un mélange néon-hélium par fractionnement dans l'air liquide ;
Enfin, il existe une méthode utilisant du minerai d'uranium. Dans cette méthode, le minerai d'uranium contenant de l'hélium est grillé pour séparer le gaz, puis les impuretés sont éliminées chimiquement afin d'obtenir de l'uranium pur. hélium.
