Actinium
Données physico-chimiques
Données atomiques
| Numéro atomique | Masse atomique | Configuration électronique | Structure cristalline | Rayon atomique |
| 89 | 227 g.mol-1 | [Rn] 7s2 6d1 | Cubique à faces centrées | 195 pm |
Données physiques
| Masse volumique | Température de fusion | Température d’ébullition | Conductibilité thermique |
| 10,07 g.cm-3 | 1 050°C | 3 198°C | 12 W.m-1.K-1 |
Données chimiques
| Électronégativité de Pauling |
| 1,1 |
Radium
Données physico-chimiques
Données atomiques
| Numéro atomique | Masse atomique | Configuration électronique | Structure cristalline | Rayon métallique (coordinence 12) |
| 88 | 226,03 g.mol-1 | [Rn] 7s2 | cubique centré | 215 pm |
Données physiques
| Masse volumique | Température de fusion | Température d’ébullition | Conductibilité thermique |
| 5 g.cm-3 | 696°C | 1 737°C | 18,6 W.m-1.K-1 |
Données chimiques
| Électronégativité de Pauling |
| 0,9 |
Francium
Données physico-chimiques
Données atomiques
| Numéro atomique | Masse atomique | Configuration électronique |
| 87 | 223 g.mol-1 | [Rn] 7s1 |
Données physiques
| Masse volumique | Température de fusion | Température d’ébullition |
| 1,870 g.cm-3 | 27°C | 677°C |
Données chimiques
| Électronégativité de Pauling |
| 0,7 |
Compléments
Découverte
La découverte de l’eka-césium, dernier représentant des métaux alcalins dans le tableau périodique a été revendiquée à plusieurs reprises sous les noms de :
- Russium (1925), par D.K. Dobroserdov qui publia une étude théorique décrivant sa masse atomique, ses propriétés physiques et chimiques et où et par quelles méthodes il devait être recherché. A l’image des Curie, il proposa le nom de son pays d’origine ;
- Alkalinium (1926), par les chimistes britanniques Gerald J.F. Druce et Frederick H. Loring qui observent les lignes de l’eka-césium dans des clichés de rayons X du sulfate de manganèse et annoncent la découverte de l’alcalin le plus lourd ;
- Virginium (1929), par les chimistes américains Fred Allison et Edgar J. Murphypour pour l’avoir découvert dans des minerais de lithium (lépidolite) et de césium (pollucite), là encore en liaison avec l’État d’origine de F. Allison, la Virginie ;
- Moldavium (1937), par le chimiste roumain Horia Hulubei et la chimiste française Yvette Cauchois qui rapportent des raies faibles qu’ils ont attribués à un doublet de l’élément 87. À la fin de leur rapport annonçant la découverte, ils suggèrent le nom de moldavium pour cet élément en hommage à « la Moldavie, province roumaine, marche avancée vers l’Est de la latinité ».
C’est finalement Marguerite Perey qui découvrit en 1939 à l’Institut Curie un isotope radioactif de l’eka-césium en étudiant les désintégrations successives de l’actinium : l’isotope 227Ac se désintègre par émission β en thorium-227, qui est un émetteur α conduisant à ce nouvel élément, d’une durée de demi-vie de 21 minutes, d’abord désigné actinium K suivant le système d’alors de dénomination pour des sources radioactives normales établi par Ernest Rutherford. Marguerite Perey proposa d’abord le nom de catium, réminiscence de « cation » pour cet élément qui devait être encore plus électropositif que le césium. Découragée par les remarques d’Irène et Fédéric Joliot-Curie sur sa consonance anglo-saxonne pour « chat », elle proposa finalement francium : la boucle est bouclée… Le nom et le symbole Fr ont été acceptés par l’IUPAC en 1949.
Propriétés
Avec l’astate, le francium est l’élément naturel le plus rare sur Terre : dans un échantillon donné d’uranium, la quantité de francium présente est estimée à un atome pour 1018 atomes d’uranium et il n’y aurait en permanence qu’au plus 30 g de francium dans la croûte terrestre. On peut le préparer en irradiant du radium par des neutrons, réaction qui conduit à l’actinium et donne finalement des traces de francium. Le francium est également obtenu par la réaction nucléaire :
197Au + 18O ——> 210Fr + 5n
qui permet d’obtenir les isotopes de masses atomiques 209, 210 et 211, isolés en exploitant un effet magnéto-optique. Ses propriétés chimiques n’ont pu être étudiées qu’à l’état de traces par les méthodes de la radiochimie. Il se comporte à tous égards comme un homologue supérieur du césium.
Bibliographie
Polonium & Francium, Le produit du jour, site de la Société Chimique de France.
Hydrogène
Données physico-chimiques
Données atomiques
| Numéro atomique | Masse atomique | Configuration électronique | Énergie d’ionisation | Rayon de covalence |
| 1 | 1,0079 g.mol-1 | 1s1 | 13,5984 eV | 31 pm |
Données chimiques
| Électronégativité de Pauling | États d’oxydation |
| 2,2 | -1 et +1 |
Données thermodynamiques
- Enthalpie molaire standard de formation à 298,15 K : 217,997 kJ.mol-1
- Enthalpie libre molaire standard de formation à 298,15 K : 203,3 kJ.mol-1
- Entropie molaire standard à 298,15 K : S° = 114,6 J.K-1mol-1
- Capacité thermique molaire sous pression constante à 298,15 K : Cp° = 20,8 J.K-1mol-1
Radon
Données physico-chimiques
Données atomiques
| Symbole | Numéro atomique | Masse atomique | Configuration électronique | Rayon de Van der Waals |
| Rn | 86 | 222 g.mol-1 | [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p6 | 220 pm |
Données physiques
| Masse volumique | Température de fusion | Température d’ébullition | Température critique | Pression critique | Conductibilité thermique | Solubilité dans l’eau |
| à l’état gazeux : 9,73.10-3 g.cm-3 | -71°C | -61,7°C | 104°C | 6 280 kPa | 3,64.10-3 W.m-1K-1 | à 0°C : 51 cm3/100 g eau |
Données industrielles
Le radon appartient à la famille des gaz rares qui comprend par ordre de teneur décroissante dans l’atmosphère : l’argon, le néon, l’hélium, le krypton, le xénon et le radon, ce dernier étant radioactif. Ils sont, sauf pour l’hélium et le radon, extraits de l’air. L’argon, avec une teneur dans l’atmosphère de 0,93 % en volume, n’est pas rare.
Teneurs de la croûte terrestre et de l’atmosphère en divers gaz :
| N2 | O2 | H2 | Ar | Ne | He | Kr | Xe | Rn | |
| Teneur de la croûte terrestre, en ppm en masse | 19 | 46.104 | 9.103 | 4.10-2 | 7.10-5 | 3.10-3 | 1,7.10-10 | ||
| % en volume dans l’atmosphère terrestre | 78,09 | 20,95 | 5,0.10-5 | 0,93 | 1,8.10-3 | 5,2.10-4 | 1,0.10-4 | 8,0.10-6 | 6,0.10-18 |
Le radon est un gaz radioactif formé de deux principaux isotopes : 222Rn et 220Rn, dans les proportions respectives d’environ 4/5 et 1/5. 222Rn provient de la désintégration radioactive de 238U en passant par 226Ra (226Ra ––> 222Rn + alpha). Sa période est de 3,82 jours. Il donne par désintégration : 218Po + alpha. 220Rn est formé dans la chaîne de désintégration de 232Th. Le radon est d’autant plus dangereux qu’il est inhalé facilement puisqu’il est gazeux et qu’il se désintègre rapidement, dans les poumons, en substances solides également radioactives. La radioactivité est ainsi piégée dans les poumons.
Le radon est souvent présent dans des mines (surtout d’uranium) et donne des cancers du poumon (maladie de Schneeberg, du nom d’une mine de l’Ersgebirge, chaîne montagneuse qui sépare la Bohème de la Saxe).
Il se dégage également du sol et peut se concentrer dans des habitations peu ventilées et au sol non étanche. En moyenne, sur la terre, les doses effectives dues au radon émis par le sol sont de 0,2-0,3 mSv/an. Des doses peuvent atteindre exceptionnellement jusqu’à 10 mSv/an. En France, les plus basses valeurs moyennes de doses effectives se rencontrent pour des terrains sédimentaires : 0,2-0,3 mSv/an et les plus élevées en zone granitique : 1,2 mSv/an. Les recommandations de la Commission Internationale de Protection Radiologique (CIPR) sont, en moyenne, pour le public, de 1 mSv/an et de 20 mSv/an sur 5 ans pour les travailleurs du nucléaire. Le radon est responsable au 1/3 de l’exposition de la population française aux rayonnements ionisants, alors que 41 % de l’exposition est due aux radiographies médicales. Aux États-Unis, la dose moyenne annuelle naturelle due au radon est estimée à 2 mSv soit 55 % de l’exposition totale de la population aux rayonnements ionisants. Dans ce pays, le nombre de décès par cancer du poumon résultant d’une exposition au radon est compris entre 8 000 à 45 000 personnes.
Utilisations
On utilise le radon pour initier et influencer des réactions chimiques. Il est utilisé aussi dans des appareils servant à prévenir les tremblements de terre. En médecine, on l’utilise en radiothérapie.
Traçage radioactif : puisque le radon disparaît rapidement dans l’air par décroissance radioactive, il est utilisé dans des recherches hydrologiques qui étudient les interactions entre les eaux souterraines et celles des ruisseaux et rivières. Tout changement significatif dans la concentration en radon dans un ruisseau ou une rivière est un bon indicateur d’une entrée locale d’eau souterraine.
Précautions à prendre
Le code de la santé publique et son arrêté d’application du 22 juillet 2004 imposent aux propriétaires de certains établissements recevant du public (ERP) situés dans les zones prioritaires de faire procéder à des mesures de radon. Les catégories d’établissement contrôlées par l’Agence Régionale de Santé (ARS) sont les suivantes :
- les établissements d’enseignement y compris les bâtiments d’internat,
- les établissements sanitaires et sociaux disposant d’une capacité d’hébergement,
- les établissements thermaux,
- les établissements pénitentiaires.
Il a été défini deux niveaux volumiques du radon, exprimés en béquerels (Bq) par mètre cube, au-dessus desquels des actions doivent être mises en œuvre pour réduire l’exposition des personnes, à savoir :
- un seuil de précaution (400 Bq/m3), exigeant la mise en œuvre d’actions correctives simples en cas de dépassement : aérer le logement, vérifier l’état de la ventilation, ouvrir les fenêtres…,
- un seuil d’alerte (1000 Bq/m3) amenant à entreprendre des actions plus importantes comme augmenter le renouvellement d’air, assurer l’étanchéité du bâtiment…
Bibliographie
- H. Elsner, « Nobles gases – supply really critical ?« , DERA Rohstoffinformationen, oct. 2018.
Archives
Xénon
Données physico-chimiques
Données atomiques
| Symbole | Numéro atomique | Masse atomique | Configuration électronique | Rayon de Van der Waals |
| Xe | 54 | 131,3 g.mol-1 | [Kr] 4d10 5s2 5p6 | 220 pm |
Données physiques
| Masse volumique | Température de fusion | Température d’ébullition | Température critique | Pression critique | Température point triple | Pression point triple | Conductibilité thermique | Solubilité dans l’eau |
| à l’état gazeux : 5,887.10-3 g.cm-3 | -111,9°C | -107,1°C | 16,59°C | 5 842 kPa | -111,75°C | 81,7 kPa | 5,11 W.m-1K-1 |
|
Données thermodynamiques
Xénon gazeux :
|
Xénon en solution aqueuse :
|
Données industrielles
Le xénon appartient à la famille des gaz rares qui comprend par ordre de teneur décroissante dans l’atmosphère : l’argon, le néon, l’hélium, le krypton, le xénon et le radon, ce dernier étant radioactif. Ils sont, sauf pour l’hélium et le radon, extraits de l’air. L’argon, avec une teneur dans l’atmosphère de 0,93 % en volume, n’est pas rare.
Teneurs de la croûte terrestre et de l’atmosphère en divers gaz :
| N2 | O2 | H2 | Ar | Ne | He | Kr | Xe | Rn | |
| Teneur de la croûte terrestre, en ppm en masse | 19 |
46.104 |
9.103 |
4.10-2 |
7.10-5 |
3.10-3 |
1,7.10-10 |
||
| % en volume dans l’atmosphère terrestre | 78,09 | 20,95 | 5,0.10-5 | 0,93 | 1,8.10-3 | 5,2.10-4 | 1,0.10-4 | 8,0.10-6 | 6,0.10-18 |
Fabrication industrielle
Peu volatil, il se retrouve, avec le krypton, dans le bas de la colonne basse pression des unités de séparation des gaz de l’air par distillation de l’air liquide, en solution dans le dioxygène liquide, avec une teneur de 2000 ppm, le xénon étant 10 fois moins abondant que le krypton. Ils sont récupérés dans des installations auxiliaires par enrichissements successifs puis séparation. L’obtention de 1 m3 de xénon nécessite le traitement de plus de 10 millions de m3 d’air. Une unité de production de 2 000 t/jour de dioxygène peut produire de 800 à 1000 kg de xénon par an.
Production
La production mondiale, en 2017, est de 12 000 m3 avec la répartition suivante :
| États-Unis | 64,5 % | Japon | 4,3 % | |
| France | 22,6 % | Chine | 3,2 % | |
| Ukraine | 4,6 % | Autres | 0,5 % |
Source : DERA
Dans le monde, 63 unités de production donnent du gaz brut, mélange de krypton et xénon, et 21 séparent et purifient les gaz.
Situation française
Du gaz brut est produit par Air Liquide à Dunkerque (59), Richemont (57), Moissy-Cramayel (77) et Le Blanc-Mesnil (93). Ce dernier établissement possédant une capacité de production de 2 m3/h de gaz brut et réalisant une séparation et purification des gaz.
Utilisations
Consommation : en 2017, elle est de 12 000 m3.
Secteurs d’utilisation : en 2017.
| Éclairage | 34 % | Photolithographie | 8 % | |
| Satellites | 23 % | Lasers | 6 % | |
| Anesthésie | 8 % | Écrans plasma | 1 % |
Source : DERA
Dans le remplissage de lampes d’éclairage, le xénon est réservé à des utilisations demandant une très grande luminosité : les lampes flash, les lampes à éclats pour l’éclairage antibrouillard des pistes d’aérodromes, les lampes d’éclairage de studios photo et de cinéma…
Employé dans les lampes halogènes de phares de véhicules il est concurrencé par les LED.
Le xénon est également utilisé dans les lampes pour phares maritimes. Par exemple, le phare de Créac’h, à la pointe de l’île d’Ouessant, utilise 4 lampes de plus de 61 km de portée, l’intensité lumineuse étant de 20 millions de candelas, dans l’axe optique.
Le xénon alimente les moteurs ioniques utilisés pour la propulsion de satellites. Le xénon, facile à ionisé est accéléré, jusqu’à 35 km/seconde, par un champ électrique alimenté par panneaux solaires puis, après neutralisation, expulsé sous forme d’un jet entraînant le satellite dans la direction souhaitée. La quantité de xénon embarqué est de plusieurs centaines de kg et la consommation de 0,1 à 5 mg de Xe par seconde.
Le xénon est le gaz anesthésique le plus intéressant pour son absence d’effets secondaires. Malheureusement son coût reste trop élevé pour une utilisation courante. Toutefois, la récupération du gaz expiré par le patient qui atteint plus de 90 % pourrait permettre un développement des utilisations dans ce secteur.
Il est également utilisé dans des lasers (mélange xénon, dichlore) et l’isolation de doubles vitrages. Absorbant fortement les rayons X, il est utilisé par inhalation, en présence de dioxygène, en tomographie X afin de mesurer la répartition de la circulation sanguine dans le cerveau. La chambre proportionnelle multifils de Georges Charpak, remplie de xénon, peut être utilisée comme détecteur de rayonnement X et permettre d’effectuer des radiographies à l’aide de doses très faibles de rayonnement.
Le xénon est employé pour détecter la matière noire de l’univers. Le détecteur Xenon1T installé au Laboratoire National de Gran Sasso, sous la montagne des Abruzzes, en Italie, renferme 3,2 t de xénon liquide. En 2016, cela a représenté de 7 à 8 % de la production mais ce xénon n’est pas consommé et pourra être employé après utilisation.
Bibliographie
- Encyclopédie des gaz, Elsevier, L’Air Liquide, 1976.
- Documents et informations des producteurs de gaz de l’air (voir le chapitre dioxygène).
- Un point sur Le Xénon, L’Actualité Chimique, n°418-419, mai-juin 2017.
- H. Elsner, « Nobles gases – supply really critical ?« , DERA Rohstoffinformationen, oct. 2018.
Archives
Krypton
Données physico-chimiques
Données atomiques
| Symbole | Numéro atomique | Masse atomique | Configuration électronique | Rayon de Van der Waals |
| Kr | 36 | 83,80 g.mol-1 | [Ar] 3d10 4s2 4p6 | 200 pm |
Données physiques
| Masse volumique | Température de fusion | Température d’ébullition | Température critique | Pression critique | Température point triple | Pression point triple | Conductibilité thermique | Solubilité dans l’eau |
| à l’état gazeux : 3,736.10-3 g.cm-3 | -156,6°C | -152,31°C | -63,67°C | 5 525 kPa | -157,38°C | 73,2 kPa | 8,6 W.m-1K-1 |
|
Données thermodynamiques
Kripton gazeux :
|
Kripton en solution aqueuse :
|
Données industrielles
Le krypton appartient à la famille des gaz rares qui comprend par ordre de teneur décroissante dans l’atmosphère : l’argon, le néon, l’hélium, le krypton, le xénon et le radon, ce dernier étant radioactif. Ils sont, sauf pour l’hélium et le radon, extraits de l’air. L’argon, avec une teneur dans l’atmosphère de 0,93 % en volume, n’est pas rare.
Teneurs de la croûte terrestre et de l’atmosphère en divers gaz :
| N2 | O2 | H2 | Ar | Ne | He | Kr | Xe | Rn | |
| Teneur de la croûte terrestre, en ppm en masse | 19 |
46.104 |
9.103 |
4.10-2 |
7.10-5 |
3.10-3 |
1,7.10-10 |
||
| % en volume dans l’atmosphère terrestre | 78,09 | 20,95 | 5,0.10-5 | 0,93 | 1,8.10-3 | 5,2.10-4 | 1,0.10-4 | 8,0.10-6 | 6,0.10-18 |
Fabrication industrielle
Peu volatil, il se retrouve, avec le xénon, dans le bas de la colonne basse pression des unités de séparation des gaz de l’air par distillation de l’air liquide, en solution dans le dioxygène liquide à des teneurs comprises entre 500 et 1000 ppm. Ils sont récupérés dans des installations auxiliaires par enrichissements successifs puis séparation, le krypton étant 10 fois plus abondant que le xénon.
Le krypton étant moins demandé que le xénon, mais plus abondant, on considère que le krypton est un coproduit de la production de xénon.
Le premier producteur mondial est la société Air Liquide.
Production
La production mondiale, en 2017, est de 130 000 m3. Du gaz brut associé au xénon est produit dans 63 unités de production (dont 13 aux États-Unis) et purifié dans 21.
Principaux pays producteurs, répartition, en 2017 :
| Ukraine | 45,1 % | États-Unis | 11,4 % | |
| Russie | 34,9 % | Chine | 8,6 % |
Source : DERA
Situation française
Du gaz brut est produit par Air Liquide à Dunkerque (59), Richemont (57), Moissy-Cramayel (77) et Le Blanc-Mesnil (93). Ce dernier établissement possédant une capacité de production de 2 m3/h de gaz brut et réalisant une séparation et purification des gaz.
Utilisations
Consommation : en 2017, la demande mondiale est de 111 000 m3.
Secteurs d’utilisation : en 2017.
| Isolation de fenêtres | 51 % | Laser | 4 % | |
| Éclairage | 40 % | Divers | 5 % |
Source : DERA
Le krypton est principalement employé dans l’isolation thermique et phonique des vitrages. Il est 3 fois plus efficace que l’argon lui-même 2 fois plus efficace que l’air. Par contre il est 2 fois moins efficace que le xénon mais il revient moins cher.
Le krypton est utilisé, associé à d’autres gaz rares, dans le remplissage de lampes halogène, mais cette activité est en déclin avec le développement de l’utilisation des lampes LED.
Il est employé dans les lasers à eximère ainsi que dans des compteurs Geiger.
Bibliographie
- Encyclopédie des gaz, Elsevier, L’Air Liquide, 1976.
- Documents et informations des producteurs de gaz de l’air (voir le chapitre dioxygène).
- H. Elsner, « Nobles gases – supply really critical ?« , DERA Rohstoffinformationen, oct. 2018.
Archives
Argon
Données physico-chimiques
Données atomiques
| Symbole | Numéro atomique | Masse atomique | Configuration électronique | Rayon de Van der Waals |
| Ar | 18 | 39,95 g.mol-1 | [Ne] 3s2 3p6 | 190 pm |
Données physiques
| Masse volumique | Température de fusion | Température d’ébullition | Température critique | Pression critique | Température point triple | Pression point triple | Conductibilité thermique | Solubilité dans l’eau |
| à l’état gazeux : 1,784.10-3 g.cm-3 | -189,2°C | -185,7°C | -122,46°C | 4 863 kPa | -189,34°C | 68,7 kPa | 16,48 W.m-1K-1 |
|
Données thermodynamiques
Argon gazeux :
|
Argon en solution aqueuse :
|
Données industrielles
L’argon appartient à la famille des gaz rares qui comprend par ordre de teneur décroissante dans l’atmosphère : l’argon, le néon, l’hélium, le krypton, le xénon et le radon, ce dernier étant radioactif. Ils sont, sauf pour l’hélium et le radon, extraits de l’air. L’argon, avec une teneur dans l’atmosphère de 0,93 % en volume ou 1,29 % en masse, n’est pas rare.
Teneurs de la croûte terrestre et de l’atmosphère en divers gaz :
| N2 | O2 | H2 | Ar | Ne | He | Kr | Xe | Rn | |
| Teneur de la croûte terrestre, en ppm en masse | 19 |
46.104 |
9.103 |
4.10-2 |
7.10-5 |
3.10-3 |
1,7.10-10 |
||
| % en volume dans l’atmosphère terrestre | 78,09 | 20,95 | 5,0.10-5 | 0,93 | 1,8.10-3 | 5,2.10-4 | 1,0.10-4 | 8,0.10-6 | 6,0.10-18 |
Fabrication industrielle
Une unité cryogénique de séparation des gaz de l’air produisant plus de 1 000 t/jour de O2, peut produire plus de 50 t/jour d’argon. Un mélange riche en argon (10 %), prélevé dans la colonne basse pression, est envoyé dans une colonne auxiliaire de 150 plateaux théoriques donnant de l’argon pur contenant 1 ppm de dioxygène (voir le chapitre dioxygène). Actuellement, près de 90 % de l’argon contenu dans l’air liquéfié est récupéré.
De l’argon peut être récupéré dans des unités de fabrication d’ammoniac et de gaz de synthèse destiné à la fabrication de méthanol. Par exemple, aux États-Unis, 3 unités de production d’ammoniac récupèrent de l’argon.
Production
La production mondiale, en 2017, est de 9 milliards de m3 avec environ 950 unités de séparation des gaz de l’air (222 aux États-Unis, 181 en Chine, 59 au Japon, 46 en Allemagne, 31 en Russie, 23 au Canada).
La production de l’Union européenne est, en 2023, de 871,248 millions de m3. Par pays :
| Allemagne | 200 | Italie | 48 | |
| Pays Bas | 111 | République tchèque | 44 | |
| Pologne | 83 | Finlande | 37 | |
| Espagne | 77 | Autriche | 28 | |
| Belgique | 74 | Roumanie | 14 |
Source : Eurostat
Les productions françaises sont confidentielles.
En Allemagne, en 2017, sur un total de 67 unités de séparations des gaz de l’air, 46 sont équipées pour recueillir l’argon sur 36 sites.
Commerce international : en 2023.
Principaux pays exportateurs :
| Belgique | 132 652 | Autriche | 25 395 | |
| Allemagne | 98 162 | République tchèque | 23 558 | |
| Canada | 97 507 | Espagne | 22 124 | |
| Chine | 67 102 | Royaume Uni | 19 734 | |
| Pays Bas | 48 201 | Serbie | 16 056 |
Source ITC
Les exportations belges sont destinées à la France à 49 %, les Pays Bas à 19 %, le Royaume Uni à 10 %, le Luxembourg à 7 %.
Principaux pays importateurs :
| Italie | 67 225 | Émirats Arabes Unis, en 2022 | 25 364 | |
| Indonésie, en 2022 | 41 411 | Thaïlande | 25 345 | |
| Royaume Uni | 41 246 | Pologne | 25 050 | |
| France | 36 399 | Singapour | 23 335 | |
| Allemagne | 30 028 | Irlande | 22 433 |
Source : ITC
Les importations italiennes proviennent à 39 % d’Allemagne, 30 % d’Autriche, 5 % de République tchèque.
Situation française
En 2023.
La production était de 59 millions de m3 en 2012, depuis elle est confidentielle.
En France, la première production industrielle d’argon date de 1914.
Commerce extérieur :
Les exportations étaient de 11 073 t avec comme principaux marchés à :
- 38 % l’Italie,
- 26 % l’Espagne,
- 18 % l’Allemagne,
- 6 % le Luxembourg,
- 5 % la Belgique.
Les importations s’élevaient à 36 384 t en provenance principalement à :
- 49 % de Belgique,
- 37 % d’Allemagne,
- 7 % des Pays Bas
- 3 % d’Espagne.
Utilisations
Consommations : en 2015.
| Chine | 1 740 | Europe de l’Est | 355 | |
| Europe de l’Ouest | 1 300 | Japon | 251 | |
| États-Unis, en 2016 | 810 |
Source : DERA
En 2017, la consommation allemande est de 180 millions de m3.
Secteurs d’utilisation : en 2015.
| Soudage | Sidérurgie | Électronique | Éclairage | |
| Chine | 21 % | 46 % | 15 % | 10 % |
| États-Unis | 47 % | 29 % | 12 % | 3 % |
| Japon | 30 % | 25 % | 17 % | – |
Source : DERA
Principalement comme gaz inerte.
- Gaz de dilution dans l’élaboration de l’acier inoxydable selon le procédé AOD (Argon-Oxygène-Décarburation). La consommation est de 25 m3 de O2 et 20 m3 de Ar par tonne d’acier.
- Atmosphère protectrice lors des traitements thermiques de métallurgie, lors du soudage des aciers inoxydables, de l’aluminium, du magnésium, du titane…
- Gaz de dégazage et de désulfuration des bains d’acier, en sidérurgie.
- Gaz vecteur en chromatographie et pour le silane lors de l’élaboration de dépôts de silicium par croissance épitaxique.
- Gaz de remplissage des lampes à incandescence, des tubes luminescents et fluorescents.
- Un agent extincteur (Inergen®) à base de 52 % de N2, 40 % de Ar et 8 % de CO2 est utilisé, en remplacement des halons (1301 (CF3Br) et 1211 (CF2BrCl)) dont la production est interdite depuis fin 1993 par le protocole de Montréal. Ces halons étaient utilisés contre les incendies dans l’aviation (moteurs, postes de pilotage), les salles de machines électriques ou électroniques (ordinateurs). En remplacement de ces halons, l’heptafluoropropane (CF3CHFCF3 ou HFC 227) est également utilisé. Par exemple, le porte-avions Charles de Gaulle est protégé par 4,5 t de ce dernier produit.
Bibliographie
- Encyclopédie des gaz, Elsevier, L’Air Liquide, 1976.
- Documents et informations des producteurs de gaz de l’air (voir le chapitre dioxygène).
- H. Elsner, « Nobles gases – supply really critical ?« , DERA Rohstoffinformationen, oct. 2018.
Archives
Néon
Données physico-chimiques
Données atomiques
| Symbole | Numéro atomique | Masse atomique | Configuration électronique | Rayon de Van der Waals |
| Ne | 10 | 20,18 g.mol-1 | [He] 2s2 2p6 | 160 pm |
Données physiques
| Masse volumique | Température de fusion | Température d’ébullition | Température critique | Pression critique | Température point triple | Pression point triple | Conductibilité thermique | Solubilité dans l’eau |
| à l’état gazeux : 0,853.10-3 g.cm-3 | -248,6°C | -256,05°C | -228,66°C | 2 679 kPa | -248,59°C | 43,3 kPa | 0,0454 W.m-1K-1 | à 0°C : 1,4 cm3/100 g eau |
Données thermodynamiques
Néon gazeux
|
Néon en solution aqueuse
|
Données industrielles
Le néon appartient à la famille des gaz rares qui comprend par ordre de teneur décroissante dans l’atmosphère : l’argon, le néon, l’hélium, le krypton, le xénon et le radon, ce dernier étant radioactif. Ils sont, sauf pour l’hélium et le radon, extraits de l’air. L’argon, avec une teneur dans l’atmosphère de 0,93 % en volume, n’est pas rare.
Teneurs de la croûte terrestre et de l’atmosphère en divers gaz :
| N2 | O2 | H2 | Ar | Ne | He | Kr | Xe | Rn | |
| Teneur de la croûte terrestre, en ppm en masse | 19 | 46.104 | 4.10-2 | 7.10-5 | 3.10-3 | 1,7.10-10 | |||
| % en volume dans l’atmosphère terrestre | 78,09 | 20,95 | 5,0.10-5 | 0,93 | 1,8.10-3 | 5,2.10-4 | 1,0.10-4 | 8,0.10-6 | 6,0.10-18 |
Fabrication industrielle
Lors de la distillation des gaz de l’air, il n’est pas condensé et se retrouve (avec l’hélium) au sommet de la colonne moyenne pression, avec le diazote (voir le chapitre dioxygène). Par condensation fractionnée, sa concentration passe de 2 000 ppm à 65-70 %. Il est ensuite purifié.
Productions
La production mondiale est, en 2017, de 720 000 m3 sous forme brute à 50 % de Ne soit 360 000 m3 pur. En 2017, 25 unités de séparation des gaz de l’air sont équipées pour récupérer un mélange brut de néon et hélium et seulement 9 effectuent une séparation et purification.
Répartition de la production mondiale, en 2017 :
| États-Unis | 46,6 % | Chine | 23,6 % | |
| Ukraine | 29,7 % | Taipei chinois | 0,1 % |
Source : DERA
Situation française
Air Liquide, produit du néon sur son site du Blanc Mesnil (93).
Commerce extérieur, en 2024, pour le néon, le krypton et le xénon :
Les exportations étaient de 23 598 m3 avec comme principaux marchés à :
- 44 % le Japon,
- 17 % la Corée du Sud.
Les importations s’élevaient à 149 453 m3 en provenance principalement à :
- 79 % d’Allemagne,
- 11 % de Suisse.
Utilisations
En 2017, la consommation mondiale est de 477 000 m3 de gaz brut.
Secteurs d’utilisation du néon
En 2017, dans le monde. Source : DERA
| Laser | 83 % | Éclairage | 1 % | |
| Écrans plasma | 14 % | Autres | 2 % |
Source : DERA
Le néon est principalement employé dans des mélanges gazeux pour des lasers à excimères qui renferment plus de 95 % de néon. Ces lasers sont utilisés en photolithographie pour la fabrication de circuits intégrés en microélectronique ainsi qu’en chirurgie oculaire.
Les lasers à gaz hélium-néon, employés par exemple dans les scanners de codes-barres, sont de plus en plus remplacés par des diodes laser.
Le néon est utilisé, pur ou mélangé avec de l’argon, dans des tubes luminescents d’enseignes lumineuses. Les tubes fluorescents, appelés improprement « au néon », renferment en général de l’argon (mais pas de néon), avec de la vapeur de mercure.
Il est également utilisé :
- dans les lampes témoin à décharge.
- comme gaz porteur en chromatographie.
- avec le dihydrogène dans des chambres à bulles.
Bibliographie
- Encyclopédie des gaz, Elsevier, L’Air Liquide, 1976.
- Documents et informations des producteurs de gaz de l’air (voir le chapitre dioxygène).
- H. Elsner, « Nobles gases – supply really critical ?« , DERA Rohstoffinformationen, oct. 2018.
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