Gaz lourd – Hexafluorure de soufre
Comment ça marche
Vous savez peut-être que lorsque vous inhalez un peu d’hélium (He), qui est aussi un gaz inerte, votre voix ressemble à un personnage de dessin animé aigu. Pourquoi cela se produit-il ? Les ondes sonores se déplacent beaucoup plus rapidement dans l’hélium que dans l’air ordinaire. L’hélium est beaucoup moins dense que l’air ordinaire, environ six fois moins dense, en fait.
Donc, vous vous demandez : « Quel est le gaz inerte qui est environ six fois plus lourd que l’air que nous respirons et qui n’entraînera pas la mort si je le respire – comme avec le CO ou le CO2 ? ». L’hexafluorure de soufre (SF6) est inerte, non toxique, et peut affecter le son de votre voix lorsqu’il est inhalé en petites quantités (encore une fois, n’essayez pas chez vous !). Lorsque le SF6 est inhalé, la hauteur de la voix d’une personne chute de façon spectaculaire. La vitesse du son dans le SF6 est beaucoup plus lente que dans l’air. Le son se déplace dans l’air à une vitesse d’environ 335 m/s (1100 pieds/sec), mais dans le SF6, il ne se déplace qu’à 120 m/s (394 pieds/sec). En revanche, une voix à l’hélium est entendue à environ 900 m/s (2953 ft/sec). C’est beaucoup plus rapide !
Comme pour l’hélium, une personne formée par un expert peut respirer sans dommage une petite quantité d’hexafluorure de soufre pour démontrer comment le son voyage à travers un gaz très dense. Bien sûr, n’utilisez pas n’importe quelle quantité de SF6 sans une formation et des précautions appropriées.
Information sur la sécurité
Même si l’hélium est un gaz inerte qui peut être inhalé brièvement sans risque de mort, nous ne recommandons pas de respirer de l’hélium ou tout autre gaz en dehors de « l’air ordinaire ». Les professeurs de sciences et les démonstrateurs de la vidéo ont été formés par des professionnels. Ne tentez pas cette expérience chez vous (ne serait-ce que parce que l’hexafluorure de soufre (SF6) est extrêmement cher).
Le docteur Steve Harris a une assez grande expérience de l’utilisation de ce gaz dans son cabinet. Il a également beaucoup écrit sur le SF6 et comprend ses propriétés. « Il devrait être sûr d’inhaler du SF6 en utilisant la manière dont les professeurs de sciences le font dans leurs démonstrations, tant que vous ne remplissez pas vos poumons de manière répétée sur une courte période de temps. Vous devez vous méfier de l’hypoxie (manque d’oxygène) et de l’évanouissement, sauf que vous ne serez pas beaucoup averti car les capteurs d’hypoxie humains ne sont pas très bons. » Il poursuit : « Respirez de l’oxygène pur pendant une dizaine de respirations avant d’inhaler le gaz SF6. Ainsi, vos poumons seront remplis d’oxygène à près de 100 %. Cela signifie que vous aurez beaucoup de réserve contre le black-out si vous allez trop haut sur la teneur en SF6. »
Lorsque vous avez terminé vos tests, inspirez et expirez lentement et profondément plusieurs fois pour aider à éliminer le gaz de vos poumons. Ne faites pas d’hyperventilation, inspirez et expirez profondément. Le SF6 doit être poussé hors de vos poumons à plusieurs reprises car il est très lourd.
Applications dans le monde réel
Le SF6 est largement utilisé dans les équipements de puissance électrique. Il est incolore, inodore, ininflammable et chimiquement stable. À température ambiante, il ne réagit avec rien d’autre. C’est sa stabilité qui le rend utile dans les équipements électriques. Le SF6 est un très bon isolant électrique et peut efficacement éteindre ou prévenir les arcs électriques car il ne conduit pas l’électricité. Il s’agit d’un matériau isolant et d’extinction d’arc dans les appareillages de commutation pour les applications à haute et moyenne tension. Dans les systèmes d’alimentation électrique, les appareillages de commutation à haute et moyenne tension sont utilisés pour couper le courant en cas de défaut afin de protéger les personnes et les équipements. Des décharges d’arc électrique peuvent se produire entre les contacts des disjoncteurs de ces équipements. Les disjoncteurs remplis de SF6 sont électriquement isolants et contrôlent efficacement les arcs électriques.
Le SF6 est mélangé à l’argon (Ar), et utilisé pour isoler les fenêtres à vitres multiples. Le SF6 est utilisé dans l’industrie métallurgique lors du moulage du magnésium. Les chirurgiens oculaires l’utilisent comme agent de refroidissement lors des opérations. Le SF6 peut être utilisé comme agent extincteur car il est ininflammable et refroidissant.