Hélium : qu'est-ce que c'est ?

L'hélium inaugure le groupe des gaz rares dans le tableau périodiquetableau périodique. Presque inerte, il est le deuxième élément le plus abondant dans l'universunivers après l'hydrogènehydrogène.

Généralités

• Symbole : He
• Numéro atomique : 2
• Électrons par niveau d'énergieénergie : 2
• Masse atomique : 4,003 u
• Isotopes les plus stables : ³He stable avec 1 neutronneutron (0,000137 %), ⁴He stable avec 2 neutrons (99,999863 %)
• Série : gazgaz rare
• Groupe, période, bloc : 18, 1, s
• Densité : 0,125 (liquideliquide)
• Point de fusionfusion : -272,2 °C (sous 26 atmosphèresatmosphères)
• Point d'ébullition : -268,93 °C

Historique de l’hélium

La première manifestation connue de l'hélium a été mise en évidence par une raie à 547,49 nanomètresnanomètres dans le spectrespectre de la chromosphèrechromosphère solaire en 1869 par Jules Janssen, attribuée à tort au sodiumsodium. La même année, Norman Lockyer observait à son tour une raie dans le spectre solaire, qu'il attribua à un élément inconnu sur TerreTerre. Edward Frankland et Norman Lockyer le nommèrent d'après helios, le mot grec pour le SoleilSoleil. C'est en 1895 que Norman Ramsay isolera l'hélium sur Terre.

Tore Supra, le tokamak du Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), utilise des aimants supraconducteurs refroidis à l'hélium liquide. © CEA

Propriétés de l’hélium

L'hélium est transparenttransparent, sans odeur et n'est pas un gaz toxique. Il est moins soluble dans l'eau que tout autre gaz. Il s'agit aussi de l'élément le moins réactifréactif. La densité et la viscositéviscosité des vapeurs d'hélium sont très faibles tandis que la conductivité thermiqueconductivité thermique et la chaleurchaleur spécifique sont très élevées. Il est possible de liquéfier l'hélium mais sa température de condensationcondensation est la plus basse parmi toutes les substances connues.

Utilisation de l’hélium

L'hélium a été le premier gaz utilisé pour remplir les ballonsballons et les dirigeablesdirigeables et il est toujours employé pour les ballons météo notamment. Son applicationapplication principale reste le travail en atmosphère inerte. Un grand champ d'application lui est réservé, celui du refroidissement à des températures très basses, en deçà de 15 K, notamment pour la supraconductivitésupraconductivité, car il subsiste à l'état gazeux ou liquide.

On s'en sert aussi comme gaz pressurisant pour les carburants des fusées, dans les bouteilles de plongée mélangé à l'oxygèneoxygène, dans le refroidissement de certains réacteurs nucléaires ou encore en chromatographiechromatographie. Il sert aussi à gonfler les ballons de baudruche.

Sur Terre, l'hélium est formé par la radioactivité d'éléments plus lourds. Une fois en surface, l'hélium migre dans l'atmosphère avant de s'en échapper à peu près au même rythme qu'il apparaît en surface.

Hélium et effets sur la santé

L'hélium peut être absorbé dans le corps par inhalationinhalation. Ses effets sont nombreux : il donne une voix aiguë, étourdit et provoque des maux de tête. Présent en trop grande quantité dans une pièce, il peut provoquer la suffocation. On le trouve ordinairement à l'état de traces dans le sang.