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Qu’entend-on par gaz inertes?

Les gaz inertes sont utilisés pour protéger les installations ou les produits des altérations dûes à la présence d’oxygène. Mais de quel gaz s’agit-il et comment agissent-ils? 

Définition

Un gaz inerte est un gaz qui n’a pas de réactions chimiques avec son environnement dans des conditions normales de pression et température.
Dans l’industrie pharmaceutique et dans la chimie, ces gaz sont principalement l'azote (N2) et l’argon (Ar), qui sont des composants de l’air.

Il est généralement utilisé en remplacement des atmosphères contenant de l’oxygène (O2) ou de l'humidité (N2O)afin de protéger les produits sensibles à la présence de ces deux composants.

Le gaz inerte peut être utilisé pour des applications liées à préserver la qualité d’un produit ou pour assurer la sécurité d’installations ou de stockages de produits inflammables ou à vapeurs inflammables.
Grâce à leurs caractéristiques chimiques, les gaz inertes peuvent être appliqués pour chasser l’air du ciel gazeux d’un contenant qui peut avoir un volume important (cuve de stockage par exemple) ou plus petit comme des lampes, des flacons ou des ampoules. 
Les gaz inertes ont ainsi pour objectif de substituer une grande partie de l'oxygène présent dans le contenant. 
Ils sont utilisés pour protéger différents produits chimiques, liquides ou solides sensibles à la présence d’oxygène ou d’humidité.

Principaux gaz inertes

La molécule d'azote (N2) est le principal gaz inerte utilisé dans les applications, car il existe en grande quantité dans l’air (78,3 %).

Les gaz nobles et monoatomiques de haute qualité comme l’argon, l’hélium, le krypton, le xénon, le néon, tout à droite dans le tableau périodique des éléments, sont aussi des gaz inertes. Ces éléments sont des gaz rares utilisés pour des applications de niche.

Le dioxyde de carbone (CO2), molécule polaire avec un atome de carbone et deux atomes d'oxygène, a des propriétés de gaz inerte par contre il n’est pas neutre. Il peut être toxique à des teneurs supérieures à 1500 ppm. Il forme un faible effet acide lorsqu’il est dissout dans l’eau.
Il est usuellement émis par l'activité industrielle ou encore les transports. Le CO2 commercialisé par les fournisseurs de gaz provient de sources de production où le CO2 est présent en forte concentration comme l'industrie chimique ou la combustion. Il est séparé, purifié et conditionné. Il est présent dans l’air mais n’en est pas une des substances naturelles. Il peut aussi être prélevé depuis des puits d’extraction dans le sous-sol de la terre.

Ces éléments chimiques sont tous sous forme gazeuse dans les conditions atmosphériques standards (température 15°C, pression 1 atm). Ils sont sans couleur et inodores. 
Pour nos calculs, dans les sciences des gaz, l’azote est considéré comme gaz parfait. Les calculs de Pression, Température, Volume et nombre de Moles sont liés par la loi de gaz parfait dont la formule est: 

PV=nRT 
(R étant la constante des gaz parfait = 8,314 JK-1mol-1)

Surveiller

En matière de sécurité, il est très important pour l’utilisation de ces gaz, de contrôler la teneur en oxygène. Ils déplacent ou diluent l’oxygène contenu dans l’air du contenant à inerter causant une diminution de sa concentration. 
L’atmosphère en résultant est dite déficient en oxygène, ou sous oxygénée.
Une atmosphère basse en teneur en oxygène peut causer des risques d’asphyxie (Anoxie).
En dessous de 18% d’oxygène dans l’air, les premiers symptômes peuvent se faire ressentir.

La mesure de la teneur en oxygène du poste de travail est une action de prévention indispensable quand on travaille dans des espaces confinés où les gaz inertes sont  présents.

Exemples d’utilisation des gaz inertes

Saviez-vous par exemple que les lampes à incandescence et les fenêtres type double ou triple vitrage contiennent de l’argon ou du krypton? Dans le premier cas, le gaz neutre permet de protéger le filament de tungstène des lampes et dans le second  améliore les performances d'isolement du bâtiment et diminue la consommation d'énergie pour le chauffage.

Les industries alimentaires et pharmaceutiques sont de grandes utilisatrices de gaz inertes car beaucoup de leurs produits sont sensibles à l’oxygène.
Dans ces marchés, très réglementés, les gaz doivent répondre aux exigences spécifiques de ces secteurs: sécurité alimentaire et Bonnes Pratiques de Fabrication (BPF).

Air Liquide a conçu des solutions qui respectent les normes de santé et de salubrité les plus exigeantes.
PHARGALIS™ est la gamme de gaz et services Air Liquide destinée aux gaz en contact avec les médicaments. Elle est conforme avec les 3 Pharmacopées Européenne, Japonnaise et Américaine ainsi qu’aux BPF et BPD des excipients. La gamme PHARGALIS™ est certifiée Excipact.
ALIGAL™ est la gamme premium de gaz et services Air Liquide destinée aux gaz en contact avec les aliments et les boissons. La gamme ALIGAL™ est certifiée ISO 22000 et FSSC 22000.

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