L'argon (symbole Ar, numéro atomique 18) est un gaz noble qui se distingue par son inertie, son incolore, son inodore et son insipide, des caractéristiques qui le rendent sans danger pour les environnements fermés ou confinés. Représentant environ 0,93 % de l'atmosphère terrestre, il est bien plus abondant que d'autres gaz nobles comme le néon (0,0018 %) ou le krypton (0,00011 %), ce qui lui confère un avantage naturel pour une utilisation à grande échelle. Sa stabilité chimique provient d'une couche électronique externe complète (huit électrons de valence), ce qui signifie qu'il ne forme presque jamais de composés avec d'autres éléments, même à haute température ou sous pression extrême. À température et pression normales (TPN), l'argon est un gaz monoatomique (composé d'atomes uniques, contrairement à l'oxygène ou à l'azote diatomiques), avec un point d'ébullition de -185,8 °C et un point de congélation de -189,3 °C. Ces températures ultra-basses nécessitent un stockage cryogénique, mais elles le rendent également idéal pour des applications telles que le refroidissement d'équipements sensibles, car il ne réagit pas avec les matériaux même lorsqu'il est refroidi à une température proche du zéro absolu.
L'argon est généralement séparé de l'air par distillation fractionnée, un procédé précis en plusieurs étapes. L'air atmosphérique est d'abord filtré pour éliminer la poussière, la vapeur d'eau et le dioxyde de carbone, des impuretés susceptibles de perturber le refroidissement ou de contaminer le produit final. Ensuite, l'air purifié est comprimé et refroidi dans un échangeur de chaleur, atteignant finalement -200 °C, ce qui le liquéfie. Cet air liquide est ensuite pompé dans une haute tour de distillation, où il est chauffé lentement. Les différents gaz de l'air ayant des points d'ébullition spécifiques – l'azote bout à -195,8 °C (inférieur à celui de l'argon), l'oxygène à -183 °C (supérieur à celui de l'argon) – ils se vaporisent à différents niveaux de la tour. L'azote gazeux monte au sommet et est collecté en premier, tandis que l'oxygène reste liquide au fond. L'argon, avec son point d'ébullition intermédiaire, se condense au centre de la tour, où il est siphonné. L'argon collecté est ensuite envoyé dans une deuxième étape de purification pour éliminer tout azote ou oxygène restant, ce qui donne de l'argon de qualité industrielle (pur à 99,99 %) ou de l'argon ultra-pur (pur à 99,999 %) pour des utilisations de haute technologie.
L'inertie de l'argon le rend indispensable dans de nombreux secteurs. En métallurgie, c'est un gaz de protection essentiel pour les procédés de soudage tels que le MIG (gaz inerte métal) et le TIG (gaz inerte tungstène). Utilisé pour souder des métaux comme l'aluminium, l'acier inoxydable ou le titane, il crée une barrière protectrice autour de la zone de soudure, empêchant l'oxydation qui fragiliserait le joint ou provoquerait des défauts. Cet élément est essentiel pour la fabrication de châssis de voiture, de pièces d'avion et de matériaux de construction. L'industrie électronique utilise l'argon ultra-pur pour la fabrication de semi-conducteurs : lors du dépôt de fines couches de métal ou de silicium sur les puces électroniques, l'argon remplit la chambre de production, garantissant ainsi qu'aucune particule d'air ne contamine les circuits fragiles. Au-delà de l'industrie lourde, l'argon prolonge la durée de vie des ampoules à incandescence en ralentissant l'évaporation des filaments de tungstène (doublant ainsi la durée de vie des ampoules par rapport aux ampoules à air) et préserve les objets historiques, comme les manuscrits anciens ou les textiles fragiles, dans les vitrines des musées, où il remplace l'oxygène pour stopper leur dégradation. Il joue également un rôle dans l'emballage des aliments, où il est mélangé à de l'azote pour éliminer l'oxygène, gardant ainsi les produits de boulangerie, les collations et les produits frais frais plus longtemps.
D'un point de vue économique, l'argon est une ressource de grande valeur en raison de sa forte demande et de ses faibles coûts de production. Sa matière première étant l'air – une ressource infinie et gratuite – la distillation fractionnée est rentable, notamment associée à la production d'azote ou d'oxygène (de nombreuses usines produisent les trois gaz simultanément, réduisant ainsi les coûts indirects). Le marché mondial de l'argon est évalué à plus de 8 milliards de dollars par an, avec une croissance régulière de 5 à 7 % par an. Cette croissance est tirée par des secteurs comme l'automobile (la production croissante de véhicules électriques nécessitant des soudures de plus grande précision), l'électronique (développement de la 5G et de la fabrication de semi-conducteurs) et les énergies renouvelables (la production de panneaux solaires utilise l'argon pour le revêtement des cellules photovoltaïques). Contrairement aux gaz nobles plus rares (le krypton coûte 10 à 20 fois plus cher, le xénon 50 à 100 fois plus cher), le prix abordable de l'argon le rend accessible aussi bien aux grandes usines qu'aux petits laboratoires. Avec l'accélération du développement des technologies et des infrastructures mondiales, la demande en argon devrait encore augmenter, consolidant son rôle de moteur essentiel de la croissance industrielle et de l'innovation technologique à l'échelle mondiale.
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Date de publication : 05/09/2025
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