Pompe à mercure
La pompe à mercure est une pompe à vide qui exploite le transit de gouttelettes de mercure à travers un tube capillaire pour piéger l'air de l'enceinte à épuiser[note 1]. Elle a été inventée en 1865 par Hermann Sprengel, chimiste d'origine hanovrienne lors de sa période londonienne[3]. Cette pompe créait le vide le plus poussé réalisable à l'époque (de l'ordre de 1 mPa).
À ne pas confondre avec la pompe à diffusion de mercure, également appelée « pompe à vapeur de mercure », qui se distingue par la présence d'un chauffage, et qui est le précurseur historique des pompes à diffusion, pompes à vide secondaire utilisées dans les techniques de vide poussé.
Utilisation[modifier | modifier le code]
Elle n'est plus utilisée aujourd'hui. William Crookes se servit de ces pompes pour ses études des décharges électriques, William Ramsay pour isoler les gaz rares ; Joseph Swan et Thomas Edison, pour faire le vide dans leur nouvelle lampe à incandescence à filament de carbone. Une première pompe de ce type avait été présentée par Adrien Thilorier à l'Académie des sciences[4] en 1832. La pompe inventée par Sprengel a permis dès 1879 d'obtenir à échelle industrielle un vide suffisant pour que le filament de carbone d'une lampe à incandescence dure plusieurs dizaines de jours[5]. Quant à Hermann Sprengel, il poursuivit par des études sur les explosifs et finit par être élu Fellow of the Royal Society.
Un vidéaste scientifique américain, Cody's lab, a recréé cette pompe dans une vidéo sur Youtube qui porte le titre "Sprengel Vacuum Pump: The most efficient pump ever?"[6] et l'utilise pour faire le vide dans l'ampoule d'un radiomètre de Crookes.
Principe de fonctionnement[modifier | modifier le code]
La chute des gouttelettes de mercure comprime l'air à l'entrée de la pompe et l'évacue dans une citerne à l'extrémité du tube. À mesure que la pression décroît, l'effet amortisseur de l'air entre les gouttelettes métalliques diminue, de sorte que l'on peut entendre des coups périodiques, accompagnés d'éclats de lumière à travers le récipient que l'on pompe.
Applications[modifier | modifier le code]
Le débit élevé, la simplicité d'utilisation et l'efficacité de la pompe à mercure en faisaient un instrument apprécié des expérimentateurs. Le prototype de Sprengel pouvait épuiser une enceinte d'un demi-litre en 20 minutes environ[7]. Avec de nouvelles versions de l'appareil, il devint possible d'abaisser la pression au-dessous de 1 mPa[1] (9,87 × 10−9 atm).
Notes et références[modifier | modifier le code]
Notes[modifier | modifier le code]
- Comme Sprengel lui-même le disait -- Sprengel (1865), page 17 -- sa pompe à vide n'est rien d'autre qu'une variante de la trompe hydraulique, connue en Europe dès la Renaissance. On utilisait à l'origine l'entraînement d'eau pour produire un courant d'air de débit constant dans la décarburation des fontes et le travail des métaux. Sprengel a simplement ajouté un tube pour soutirer l'air d'un récipient par l'écoulement du mercure liquide[2].
Références[modifier | modifier le code]
- D'après Chandler B. Beach et Frank Morton McMurry, The New Student's Reference Work, F. E. Compton & Co., (lire en ligne), « Air Pump ».
- « Basic principle of a trompe », sur PermaculturePower
- Publication originale : Hermann Sprengel, « III. Researches on the vacuum », Journal of the Chemical Society, vol. 18, , p. 9-21 (lire en ligne).
- « Séance du 12 Novembre 1832 », Procès-verbaux des séances de l'Académie, no 10, 1832-1835 ; publié en 1922, p. 151-152.
- D'après Francis Jehl, Menlo Park Reminiscences, vol. 1, New York, Dover Publications, (réimpr. 1990 avec une nouvelle introduction), 430 p. (ISBN 0-486-26357-6), p. 430
- « "Vidéo de Cody's Lab, réalisation d'une pompe à mercure" » (consulté le ).
- D'après « Classic Kit: Sprengel pump », sur Chemistry World (consulté le ).
Voir aussi[modifier | modifier le code]
Bibliographie[modifier | modifier le code]
- Thompson, Silvanus Phillips, The Development of the Mercurial Air-pump, Londres, éd. E. & F. N. Spon (1888).