Hexafluorure de soufre
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| Formule chimique et vue 3D | |
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| Généralités | |
| Nom | hexafluorure de soufre |
| Autres noms | sulphur hexafluoride (nom international), sulfur(VI) fluoride |
| Formule chimique | SF6 |
| Numéro CAS | 2551-62-4 |
| Brève description | Gaz inerte, inodore, incolore |
| Propriétés | |
| Masse molaire | 146,06 g·mol-1 |
| État | gazeux à température ambiante (20 °C) |
| Masse volumique | 6,16 g/l (ou' kg·m-3) |
| Densité relative (indice 1 pour l’air) | 5,114 |
| Sublimation | -63,8 °C |
| Température de fusion | -50,8 °C |
| Point critique (température) | 45,55 °C |
| Point critique (pression) | 3,76 MPa (3,76×106 Pa) |
| Solubilité dans l’eau | 41 mg/l (ou 41×10-3 kg·m-3) à température ambiante |
L’hexafluorure de soufre est un composé chimique de soufre et de fluor, de formule chimique SF6. C’est un gaz inerte, sans odeur, incolore.
Sommaire |
[modifier] Aspects environnementaux
Le SF6 est l'un des 6 types de gaz à effet de serre visés par le Protocole de Kyoto. Son potentiel de réchauffement global (PRG) est 23 900 fois supérieur à celui du CO2, ce qui en fait potentiellement le plus puissant gaz à effet de serre sur Terre. Cela signifie que pour chaque kilogramme de SF6 émis dans l’atmosphère, il faudrait le remplacer par 23 900 kilogrammes de CO2 pour qu’il y ait le même impact sur l’effet de serre global à long terme. Sa contribution à l’effet de serre global est cependant inférieure à 0,3 % en raison de sa faible concentration par rapport au CO2.[1] Enfin, une diminution des émissions de SF6 a été observée de 1990 à 2004 (-40% au Canada et -34% en France).[2],[3], mais il faut néanmoins tenir compte du fait que c'est aussi le Gaz à effet de serre qui a la plus longue durée de vie dans l'atmosphère : 50 000 ans[4].
[modifier] Applications
Le SF6 est utilisé :
- comme gaz détecteur de fuites
- dans la métallurgie pour la production d’aluminium et de magnésium ;
- dans la fabrication de semiconducteurs (en raison de son caractère inerte et de sa densité permettant de maintenir la pureté du milieu contre les poussières et éléments oxydants) ;
- dans la construction électrique : postes électriques (Gas Insulated Substation) et appareillage électrique à haute tension pour sa très faible conductivité liée à sa très faible ionisation ;
- dans les accélérateurs de particules : pour les mêmes raisons ;
- dans des applications médicales : par exemple pour la désinfection des matériels respiratoires contre les microbes aérobies ;
- dans des applications militaires : en tant que gaz suffocant à haute concentration (ils provoquent alors l’asphyxie) ;
- dans la semelle de certaines chaussures de sport jusqu’aux années 2000 (avant d’être remplacé par de l’azote, à cause de son caractère de gaz à effet de serre).
- dans certains tours de magie : à cause de sa très forte densité (de même que l’hélium pour la raison inverse) ;
- dans des spectacles : inspiré, il rend la voix plus grave (à cause de sa forte densité qui modifie la vitesse de propagation des ondes sonores dans l’espace vibratoire des cordes vocales) à l’inverse de l’hélium ; cette pratique est cependant déconseillée à cause des risques élevés de suffocation.
- L'intérêt pédagogique du SF6 est d'avoir des caractéristiques physiques permettant une mise en évidence du Point critique "relativement" facilement. Tc vaut en effet environ 41°C sous une pression de 42 bar. L'expérience permet de faire "le tour" du Point critique en observant le phénomène d'opalescence critique.
[modifier] Danger en cas d’exposition à une concentration élevée et prolongée
Ce gaz est suffocant et dangereux à manipuler car, par sa forte densité, il expulse vers le haut des bronches et bronchioles tous les autres gaz atmosphériques (dont l’oxygène), et sa très faible solubilité gène fortement l’évaporation isotonique du dioxyde de carbone dissous, qui se produit normalement à l’interface entre les liquides pulmonaires (transportés par capillarité vers la surface des alvéoles via les espaces intercellulaires) et les gaz contenus dans l’alvéole où il devient rapidement majoritairement présent.
Son expulsion progressive des alvéoles demande des efforts musculaires importants car répétés, des efforts difficiles à réaliser en cas de suffocation (faute d’énergie suffisante dans les muscles respiratoires qui ont alors besoin d’apports supplémentaires en oxygène ; cependant il suffit de quelques mouvements respiratoires pour mélanger efficacement les gaz pulmonaires avec les gaz atmosphériques inspirés ou apportés par une simple assistance respiratoire mécanique externe) : si les besoins en oxygène pour les muscles respiratoires ne peuvent être satisfaits, ils cessent très vite d’être efficaces (ils tétanisent rapidement par une trop forte concentration en acides lactiques produits très inefficacement pour compenser ce manque et difficiles à évacuer), ce qui provoque l’arrêt respiratoire (en même temps que l’arrêt cardiaque) et très rapidement la mort du cerveau (le plus gros consommateur d’oxygène dans le corps) : l’arrêt cardiaque implique l’arrêt instantané de son approvisionnement permanent en oxygène, un apport que les cellules nerveuses ne peuvent pas compenser, même temporairement, comme le font les cellules musculaires.
Aussi, ce danger d’exposition est plutôt lié au fait que ce gaz est invisible, inodore et inerte (aucune sensibilité ou douleur ressentie avant la suffocation). L'effet physiologique du gaz est alors similaire à celui d’une noyade. En tant que gaz inerte et presque insoluble, il est beaucoup moins dangereux que des gaz ayants des effets chimiques notables (tels que le monoxyde de carbone, qui est lui aussi invisible et inodore, mais pas inerte car il est fortement soluble et s’évapore difficilement et particulièrement difficile à évacuer une fois dissous). C'est pourquoi le HF6 gazeux est utilisé en milieu hospitalier pour la désinfection des matériels respiratoires, car son évacuation des matériels après leur traitement est relativement simple et écarte rapidement tout danger.[réf. nécessaire]
[modifier] Applications électriques
Ce gaz est un excellent isolant électrique. Sa rigidité diélectrique est 2,5 fois supérieure à celle de l’air. Cette bonne tenue électrique, alliée à sa très bonne stabilité lorsqu’il est traversé par un arc électrique (ionisation très faible), en fait un matériau de choix pour l’isolement des disjoncteurs haute tension. Plus généralement, il est utilisé dans les matériels des postes électriques. La particularité de l’industrie électrique est de recycler en grande partie l’hexafluorure de soufre utilisé : les appareils en fin de vie sont vidés de leur gaz, et ce gaz après traitement est utilisé pour remplir de nouveaux appareils.
En 2002, dans l’Europe des 15, le SF6 utilisé dans l’appareillage électrique n’a représenté que 0,05 % des émissions de gaz à effet de serre. Entre 1995 et 2005, les émissions de SF6 de l’industrie électrique ont diminué de 40 %.[5]
[modifier] Voir aussi
[modifier] Notes et références de l’article
- ↑ A. A. Lindley, A. McCulloch, Regulating to reduce emissions of fluorinated greenhouse gases, Journal of Fluorine Chemistry, n° 126, pp. 1457–1462 (2005).
- ↑ Rapport d’inventaire national 1990–2004 - Sources et puits de gaz à effet de serre au Canada.
- ↑ CITEPA - Données annuelles nationales - GES - SF6
- ↑ Selon le gouvernement français, dans le texte introductif de la rubrique "Emissions de Ges" de la Mission interministérielle de l'effet de serre (consultée le 11 mai 2008)
- ↑ (en) Communiqué de presse du Capiel.
