VIDE TECHNIQUE DU

Le but de la technique du vide est d'obtenir des pressions inférieures à la pression atmosphérique en diminuant la quantité de matière présente sous la forme de gaz ou de vapeur. On utilise à cet effet différents modèles de pompes selon la pression que l'on souhaite obtenir. Les procédés mis en œuvre sont fondés pour l'essentiel sur la connaissance de l'état gazeux. C'est avec l'apparition de l'ère industrielle, quand la compréhension de la chaleur puis celle de la nature atomistique de l'énergie devinrent des questions pertinentes, que l'étude de l'état gazeux prit toute son importance. Conduite au moyen de l'outil mathématique et conceptuel de l'époque, cette étude aboutit, à la fin du xix^e siècle, à la « théorie cinétique des gaz » qui permet de prédire les rapports entre les propriétés microscopiques d'un gaz et son comportement moyen. Disposant désormais de règles formalisées suffisantes, l'emploi des basses pressions devint possible à toute échelle, du laboratoire à l'industrie.

Avec le développement des inventions liées à l'électricité, il a fallu simultanément approfondir les connaissances et perfectionner les techniques.

La technique du vide présente des imbrications particulières avec la physique de l'état solide, la caractérisation des interfaces, les technologies des couches minces. De ce fait, c'est très souvent dans les mêmes lieux et par les mêmes personnes que les objectifs d'amélioration ont été poursuivis. Malgré la spécialisation croissante du travail, il est vraisemblable que le domaine des hautes énergies, la détection des ondes gravitationnelles, les nanotechnologies et la conquête de l'espace sont autant de défis qui perpétueront les caractères spécifiques de la technique du vide.

Historique

Le concept du vide est admis par les philosophes grecs fondateurs de l'atomisme. Leucippe (vers 440 av. J.-C.) et Démocrite (420 av. J.-C.) postulent que « toutes les choses sont composées d'atomes en incessant mouvement dans le vide ». Hélas, cette approche mécanistique ne trouve pas sa place dans la perfection aristotélicienne. La nature a donc le vide en horreur jusqu'en 1644. À cette date, Torricelli établit l'existence de la pression atmosphérique avec pour conséquence immédiate la notion du vide. Naturellement, c'est la pression atmosphérique qui constitue le sujet d'intérêt. Vers 1650, Otto von Guericke montre, par les effets produits, la force que l'on peut en attendre. Une application est tentée par Denis Papin en 1690 et réussie par Thomas Newcomen en 1712 : en utilisant le vide partiel créé par la condensation de la vapeur d'eau dans un cylindre, un piston mobile déplace des charges. Le rendement n'est pas bon, mais ces inventions contribueront à la naissance de la thermodynamique. Au xvii^e siècle, Robert Boyle et Edme Mariotte établissent la loi de la compressibilité des gaz. Au xix^e siècle, John Dalton justifie l'hypothèse atomique, tandis que les lois de l'électromagnétisme et la théorie cinétique des gaz seront l'œuvre de James Clerk Maxwell. Un tube à électrodes est construit par Heinrich Geissler en 1855. Les décharges électriques dans les gaz seront un sujet d'études réclamant des moyens de pompage. A. Toepler invente la pompe à chute de mercure en 1862. L'observation par Thomas Edison, en 1883, qu'un filament métallique incandescent émet des électrons va permettre de poursuivre la mise au point de deux inventions aux conséquences inestimables : d'une part, la lampe d'éclairage « à vide » et, d'autre part, la triode de Lee De Forest qui, en 1907, ouvre l'ère de la communication sans fil. Les applications se multiplient, et Wolfgang Gaede développe, à partir de 1909, les solutions technologiques au problème posé par l'industrialisation.[...]