Tout d’abord, il permet d’obtenir une ébullition à une température plus basse qu’à la pression atmosphérique. Ce moyen permet de se servir d’un bain-marie à eau, loin de son point d’ébullition, alors que le liquide, (alcool par exemple) contenu dans le ballon qui est plongé dans le bain-marie est, lui, en train de distiller.
A l’inverse, nous utilisons tous les jours sans même y penser, grâce à la cocotte- minute, la possibilité de travailler vers les 115 – 120° C sans que l’eau n’entre en ébullition.
Le deuxième usage le plus courant, c’est la possibilité, en créant une dépression dans un réceptacle placé sous un filtre, de filtrer plus finement un produit qui ne traverserait pas, à la pression atmosphérique, un filtre aussi fin.
Par exemple, du mercure déposé sur un filtre en verre fritté de N° 3 ou 4.
On utilise également le vide lors de la dessiccation des végétaux. Lors de l’achat d’un dessiccateur, penser à le choisir, équipé d’un couvercle avec prise de vide et robinet.
Mesure : On mesure traditionnellement une dépression à l’aide d’un manomètre à mercure. La hauteur théorique d’une colonne de mercure dans un tube vide d’air, retourné sur une cuvette de ce métal est de 76 cm à 15° C, au niveau de la mer.
En pratique, de nos jours, le plus simple est cependant d’utiliser un manomètre métallique : soit « vide pression » dont l’aiguille est au repos au milieu du cadran, soit « vide » qui est gradué en cm de mercure, de zéro à 76.
On trouve aussi la graduation « psi » (Pound per Square Inch), donc établie en livres par pouce carré. 76 cm de mercure vaut donc 14,7 psi. La hauteur de 76 cm équivaut à 30 pouces, on trouve donc aussi la graduation de zéro à 30 sur les manomètres.
Moyens de faire le vide
Le moyen classique, pour obtenir un « vide utilisable », c’est-à-dire d’au moins 25 cm de mercure de façon prolongée, est la « pompe à vide ».
Cette dernière est de préférence à moteur. Le type de pompe « à palettes » est très coûteux (image 1). Il existe aussi le type « à membrane » dans un large éventail de modèles.
On peut en rencontrer parfois des miniatures, (image 2) pouvant même fonctionner sur une simple pile 9 volts, mais leur débit est faible et le vide de ces pompes plafonne vers les 25 ou 30 cm de mercure.
La pompe devient d’un prix abordable pour un alchimiste si elle est « à piston » et à main. Il en existe avec ou sans manomètre et de plusieurs capacités de cylindre (image 4).
La force musculaire à déployer pour l’utiliser est proportionnelle à sa capacité par coups de piston, mais le nombre de coups pour un même résultat (vide maxi possible pour ce type de pompe, de l’ordre de 65 cm de mercure) est, bien entendu, inversement proportionnel à cette capacité.
On pensera également à ne chercher à faire le vide que dans le volume le plus réduit possible en fonction des besoins, pour éviter les crampes dans la main. Ces pompes existent en matière plastique, mais aussi en métal, plus onéreuses. Ces dernières ont une durée de vie très importante (car il est possible de les acquérir avec un kit composé des pièces vitales de rechange).
Un autre dispositif est la « trompe à vide ». Plus courante que celle « à mercure », on n’utilise en pratique que celle qui est dite « à eau » (image 3), car la dépression est générée par le passage de l’eau sous pression (1 bar à 10 bars) au travers d’un ensemble composé d’un cône convergent et d’un cône divergent.
Cette trompe de coût réduit (de 20 à 75 € suivant ses caractéristiques) exige donc la présence d’un circuit d’eau sous pression et de son évacuation à proximité du point d’utilisation. On peut aussi lui reprocher un vide « humide » dans la limite de la tension de vapeur de l’eau.
Cependant, le principal grief est d’ordre écologique à une époque où le gaspillage de l’eau doit être montré du doigt.
Pour y palier, nous montrons dans les images qui suivent un montage simple à bricoler, qui fonctionne en circuit fermé et génère un vide de 71 cm de mercure. La pompe à bas prix utilisée doit tout de même être capable de s’auto amorcer. Ensuite, la vitesse de la perceuse peut être diminuée, si on le désire, à l’aide d’un régulateur de chauffe ballon.
Le tuyau vendu pour l’usage du vide (il ne doit pas s’écraser sous l’effet de la pression atmosphérique) est beaucoup trop coûteux pour un alchimiste encore en attente de la pierre. Nous lui substituons un simple tuyau pour gaz butane.
La robinetterie rodée et graissée sera contrôlée, le précieux vide doit se conserver au moins 24 heures sans baisser de façon visible sur le manomètre. Les raccords coniques graissés conviennent très bien, mais nous ne conseillons pas les raccords sphériques, souvent décevants à cet égard.
Le rôle d’un dispositif générant le vide, (on y réfléchi rarement) est de transférer à l’extérieur le gaz contenu dans l’enceinte à vider.
Ce qui implique qu’une pompe rejettera dans le labo un gaz précieux (vapeur d’alcool) ou nocif (ammoniac, vapeur de mercure, etc. ). Si c’est une trompe à eau ce gaz sera mêlé à l’eau du circuit.
Nous en reparlerons sans doute, mais les notions de réserve de vide, de piège à barbotage, doivent vous interpeler au moment de monter une expérience. Il est très décevant, en manipulant sa pompe, de voir couler dans sa main de l’alcool au plus haut titre.