Hélium (He)

Découvert dans le Soleil avant d'être trouvé sur Terre.

L'hélium est un gaz noble, c'est-à-dire qu'il ne réagit pratiquement avec rien. Deuxième élément le plus abondant de l'Univers, il est pourtant rare sur Terre, car il est si léger qu'il s'échappe dans l'espace. On l'extrait du gaz naturel, où il s'accumule après avoir été produit par la radioactivité des roches. Il est irremplaçable pour refroidir les aimants des IRM.

Numéro atomique: 2
Symbole: He
Masse atomique: 4,003 u
Famille: Gaz nobles
État à 0 °C: Gaz
Découverte: 1868, Pierre Janssen et Norman Lockyer

Origine du nom

Du grec hêlios, le Soleil, où il fut d'abord détecté.

À quoi il ressemble

Gaz incolore et inodore. Placé dans un tube à décharge électrique, il émet une lueur rose orangé pâle.

Où le trouve-t-on ?

Environ 24 % de la masse de la matière ordinaire de l'Univers. Dans l'atmosphère terrestre, il n'en reste que 5 ppm (5 millionièmes). Celui que nous exploitons provient de la désintégration de l'uranium et du thorium dans les roches, piégé pendant des millions d'années dans certains gisements de gaz naturel.

Comment on le produit

Il est séparé du gaz naturel par refroidissement extrême, car c'est le dernier gaz à se liquéfier. La production mondiale tourne autour de 160 à 180 millions de mètres cubes par an. C'est une ressource non renouvelable à l'échelle humaine, sujette à des pénuries récurrentes.

À quoi sert-il ?

Refroidissement des aimants supraconducteurs des IRM (hélium liquide à −269 °C).
Gonflage des ballons et des dirigeables.
Gaz de protection pour le soudage et la fabrication des puces électroniques.
Mélanges respiratoires pour la plongée profonde.
Détection de fuites dans les installations industrielles.

Au quotidien

Les ballons de baudruche qui flottent
L'appareil d'IRM à l'hôpital
Les dirigeables publicitaires

Rôle dans le vivant

Aucun rôle biologique : chimiquement inerte, il traverse le corps sans interagir. C'est pour cela qu'on l'utilise en plongée profonde à la place de l'azote, qui devient narcotique sous pression.

Dangers

Non toxique, mais inhaler de l'hélium pur prive le corps d'oxygène : aspirer directement dans une bouteille sous pression peut provoquer une perte de connaissance, voire une embolie. Le liquide cryogénique provoque des brûlures par le froid.

Histoire

Le 18 août 1868, lors d'une éclipse solaire, l'astronome français Jules Janssen observe une raie jaune inconnue dans la lumière du Soleil ; l'Anglais Norman Lockyer l'interprète comme un nouvel élément, qu'il nomme d'après Hélios, le Soleil. Il faudra attendre 1895 pour que William Ramsay le détecte sur Terre, dans un minerai d'uranium.

Le saviez-vous ?

C'est le seul élément qui ne gèle pas à pression atmosphérique, même au zéro absolu : il faut le comprimer pour le solidifier.
En dessous de −271 °C, l'hélium devient superfluide : il s'écoule sans aucun frottement et peut remonter le long des parois d'un récipient.
La voix « de canard » après inhalation ne vient pas d'une hauteur modifiée des cordes vocales, mais de la vitesse du son plus élevée dans l'hélium, qui change le timbre.