SFV - Societe Francaise du Vide

• Introduction :
  Brève histoire du vide

• Composition de la matière, les atomes et les molécules.

• Les gaz et la pression. Comportement des gaz depuis l’atmosphère jusqu’au vide.

• Les pompes à vide : leur mise en oeuvre, leurs caractéristiques, leurs limites.
  - Les pompes pour vide primaire
  - Les pompes pour vide secondaire et ultra-vide
• La mesure du vide - principaux types de jauges à vide

• Les fuites : causes et conséquences

• La propreté des surfaces

• Le dégazage : évaporation et désorption

• Les machines de dépôt sous vide.

• Introduction :
  Brève histoire du vide

• Composition de la matière, les atomes et les molécules.

• Les gaz et la pression. Comportement des gaz depuis l’atmosphère jusqu’au vide.

• Les pompes à vide : leur mise en oeuvre, leurs caractéristiques, leurs limites.
  - Les pompes pour vide primaire
  - Les pompes pour vide secondaire et ultra-vide
• La mesure du vide - principaux types de jauges à vide

• Les fuites : causes et conséquences

• La propreté des surfaces

• Le dégazage : évaporation et désorption

• Les machines de dépôt sous vide.

COURS

• Notions de base en technique du vide
• Pompes primaires mécaniques
• Pompes à diffusion d'huile
• Pompes turbo-moléculaires
• Manométrie des basses pressions
• Pompes ioniques
• Pompes cryogéniques
• Détection de fuites

TRAVAUX PRATIQUES

• Démonstration des lois fondamentales
• Mise en évidence  des propriétés des vapeurs condensables (pompage de l'eau, paroi froide, gaz carbonique)

• Entretien des pompes primaires mécaniques
• Démontage et remontage (d’une pompe à palettes, d’une pompe sèche, d’une pompe Roots, d’une pompe turbomoléculaire)
• Manipulation sur différents groupes de pompage
• Visualisation de la pollution par l’huile à l’amorçage et au désamorçage d’une pompe à flux de vapeur

• Influence du regazage à l’air atmosphérique ou à l’azote sec

• Utilisation et étalonnage des jauges primaires (Pirani - Thermocouple) et secondaires (Penning)
• Spectrométrie de masse des gaz résiduels
• Détection de fuites
• Pompes primaires sèches
• Pompes ionique et titane
• Pompes cryogéniques
• Démonstration de matériel

Cette formation s’adresse aux opérateurs et techniciens ayant à assurer le bon fonctionnement et l’entretien d’une installation sous vide.

Elle a pour objectifs :

• D’identifier les points sensibles des installations et d’évaluer l’influence des principaux facteurs de performance.

• De décrire les constituants essentiels (pompes, canalisations, jauges) en faisant ressortir leurs caractéristiques spécifiques et leurs limites d’utilisation.

• D’étudier les conditions de mise en œuvre et d’entretien des systèmes de pompage.

Le but est de permettre au stagiaire de faire fonctionner et de maintenir l’installationde vide dans les conditions optimales, ainsi que de porter un premier diagnostic en cas de dégradation des performances ou de dysfonctionnement.

• Rappel pratique des principes fondamentaux de la technique du vide

• Conception des installations et analyse des éléments qui conditionnent la performance (liés à la conception, liés auprocédé, externes).

• Mise en oeuvre et entretien des principaux composants d'une installation de vide :
  - Pompes primaires (sches et à joint d'huile)
  - Pompes Roots ; Pompes secondaires
  - Canalisations, raccords et accessoires
  - Jauges

• Couplage de pompes ; avantages et limites des diverses combinaisons en fonction de l’utilisation.

• Principales causes de dysfonctionnement.

• Éléments de diagnostic.

Cette formation s’adresse aux opérateurs et techniciens ayant à assurer le bon fonctionnement et l’entretien d’une installation sous vide.

Elle a pour objectifs :

• D’identifier les points sensibles des installations et d’évaluer l’influence des principaux facteurs de performance.

• De décrire les constituants essentiels (pompes, canalisations, jauges) en faisant ressortir leurs caractéristiques spécifiques et leurs limites d’utilisation.

• D’étudier les conditions de mise en œuvre et d’entretien des systèmes de pompage.

Le but est de permettre au stagiaire de faire fonctionner et de maintenir l’installationde vide dans les conditions optimales, ainsi que de porter un premier diagnostic en cas de dégradation des performances ou de dysfonctionnement.

• Rappel pratique des principes fondamentaux de la technique du vide

• Conception des installations et analyse des éléments qui conditionnent la performance (liés à la conception, liés auprocédé, externes).

• Mise en oeuvre et entretien des principaux composants d'une installation de vide :
  - Pompes primaires (sches et à joint d'huile)
  - Pompes Roots ; Pompes secondaires
  - Canalisations, raccords et accessoires
  - Jauges

• Couplage de pompes ; avantages et limites des diverses combinaisons en fonction de l’utilisation.

• Principales causes de dysfonctionnement.

• Éléments de diagnostic.

Le contrôle d’étanchéité par traceur hélium est une technique performante, mais qui demande un minimum de connaissance du vide et des conseils pratiques.

Ce module s’adresse à toute personne devant maintenir des installations fonctionnant sous vide ou réaliser le contrôle de tout produit présentant une contrainte d’étanchéité.

Ce module apporte les connaissances essentielles pour :

• Effectuer rapidement un test de fuite.

• Mettre en place un poste de contrôle étanchéité.

• Préparer des pièces pour le contrôle.

• Savoir si le contrôle par traceur hélium est la méthode optimale.

• Connaître les paramètres qui influent sur le résultat, sur la rapidité, sur la faisabilité d’un test.

• Comprendre le fonctionnement d’un détecteur de fuite. Le choisir,le maintenir.

COURS

Le contrôle étanchéité hélium : applications, marché. Principes et méthode selon les pièces à tester. Évaluation de l’importance d’une fissure,les unités. Principes de base des techniques du vide, écoulement laminaire et moléculaire, conductance, pressionpartielle, concentration. Influence de la position sur un groupede pompage… Temps de réaction, bruit de fond, affaiblissement du signal. Critères de choix d’un détecteurhélium, ses composants. Vitesse de pompage hélium, sensibilité. Cas concrets définis par les stagiaires.

TRAVAUX PRATIQUES ET DIRIGÉS

3 TP encadrés par 2 intervenants permettent au stagiaire de se réapproprierles notions qui ont été vues en cours, de poser les questions qui le concernent.

Ce cours s’adresse aux personnels de développement, production et maintenance.

Cette formation à 70% théorique et à 30% pratique ne nécessite aucune connaissance particulière.

Elle a pour but d’expliquer et de montrer les différentes techniques de génération et d'utilisation du vide dans l'industrie.

D’expliquer et de montrer les principes de fonctionnement des différents composants utilisés dans les techniques du vide utilisées : les pompes à joints d'huile et pompes sèches, Roots et appareils de mesures.

Mise en évidence des problèmes engendrés par l’humidité, et des solutions à mettre en œuvre.

Un point particulier sera fait sur le principe de fonctionnement des centrales de vide simple ou double flux et de leurs avantages par rapport aux systèmes de vide traditionnels.

• Cloche à vide transparente

• Pompe à palettes mono-étagée

• Pompe à palettes bi-étagée

• Pompe Roots

• Appareils de mesure de vide type à membrane et Pirani

• Introduction : le vide dans l'industrie

• Qu'est-ce que le vide et que peut-on en faire ?
• Comment faire le vide ?
• Mesure et unités de mesure du vide
• Les différents types de pompes utilisées dans le
  vide primaire : pompes à joint d'huile, pompes sèches
• Le comportement des pompes à vide en milieu humide

• Le lest d'air, pourquoi et comment

• Les centrales de vide et leurs utilisations
• Influence des canalisations sur le temps de descente en vide

• Critères de choix des pompes à vide

• Les accessoires de raccordement

Comprendre les exigences de la pratique du vide poussé pour assurer une mise en œuvre correcte dans les procédés de fabrication ou dans la conception des équipements. Une connaissance élémentaire des techniques du vide est souhaitable préalablement à ce stage.

Les principes fondamentaux indispensables sont exposés simplement, puis on explique le fonctionnement et le rôle des matériels en précisant leurs compatibilités et les domaines d'utilisation.

COURS

Les gaz permanents - Les vapeurs condensables, la pression, la pression de vapeur - Le libre parcours moyen, les fréquences de collisions, la transition  "État visqueux - État moléculaire", le nombre de KNUDSEN. Le rôle des parois, le taux d'incidence, le temps de séjour, le taux de recouvrement, le volume fictif.

Les différents moyens de pompage, le pompage sec, les accessoires, le flux gazeux, le débit massique, la vitesse de pompage, la conductance. Le groupe de pompage, la pression limite, le dégazage des matériaux, les fuites, l'évaporation, la rétrodiffusion,la perméation.

Mesures de pressions, manomètres absolus, manomètres relatifs, mesures de pressions partielles.

Conception des enceintes à vide, fabrication, nettoyage, mesure d'étanchéité, stockage, exploitation. Analyse des gaz. Rappel physico-chimique sur les matériaux et leurs interactions avec les gaz.

TRAVAUX PRATIQUES

3 séances de travaux pratiques sur l'obtention et la mesure du vide concrétisent les informations apportées.

• Influence des conductances

• Rôle des parois : le dégazage
• Mesures des pressions partielles

EXPOSÉ ET TRAVAUX DIRIGÉS

• Thermodynamique des cryofluides

• Transferts thermiques

• Thermométrie

• Stockage et transfert de cryofluides

• Eléments constitutifs d'un cryosystème

• Evaluation thermo-mécanique d'un cryostat

TRAVAUX PRATIQUES ET DÉMONSTRATIONS

• Mesures de températures

• Transfert d'azote et d'hélium

• Mise en oeuvre d'un bain d'hélium liquide

• Mise en froid d'une masse métallique

EXPOSÉS ET TRAVAUX DIRIGÉS

• Thermodynamique des fluides

• Production des basses températures : liquéfacteur - cryogénérateur

• Transferts thermiques

• Echangeurs de chaleur

• Stockage et transfert de cryofluides

• Vide et cryogénie

• Thermométrie : capeurs et principe de mesure

• Evaluation thermo-mécanique d'un cryostat

TRAVAUX PRATIQUES ET DÉMONSTRATIONS

• Mesures de températures

• Transfert d'hélium

• Mesures de niveau d'hélium

• Mise en oeuvre d'un bain d'hélium liquide normal et superfluide

Cette formation s’adresse aux concepteurs et utilisateurs d’installations sous vide. Elle a pour but de leur permettre d’évaluer le temps de pompage d’une installation et de les sensibiliser aux nombreux facteurs intervenant lors de la mise sous vide.

La maîtrise de ces facteurs est essentielle pour optimiser le dimensionnement de l’installation et du système de pompage associé. Les TP et TD permettront de réfléchir ensemble sur des cas pratiques et d’illustrer les phénomènes décrits en cours. Les résultats obtenus seront comparés à ceux fournis par un logiciel de calcul.

Pour suivre cette formation, une connaissance de base des techniques du vide est souhaitable.

• Bref rappel des principes fondamentaux de physique du vide Etat gazeux - unités - lois des gaz parfaits - notions de théorie cinétique des gaz - écoulements

• Démonstration expérimentale d'une descente en pression

• Mise en évidence des différentesphases de pompage et des phénomènes associés

• Les principaux constituants d'uneinstallation et leur influence sur la mise sous videPompes - canalisations - jonctions - matériaux

• Pompage en vide primaire -Facteurs déterminants

   Calcul des temps de pompage

• Pompage en vide secondaire - Influence des conductances et des dégazages sur la mise sous vide ou plages de pompes - Calcul du dimensionnement des pompes primaires dans les systèmes de pompage

• Couplage primaire / secondaire -Couplage primaire / roots

TD
Exemple de calcul des temps de mise sous vide. Vérification des calculs avecun logiciel. Dimensionnement des pompes primaires dans les systèmes.

TP
Vérification expérimentale des temps de pompage. Mise en évidence de l'influence des paramètres externes(canalisations,humidité,dégazage...).

Ce cours s’adresse aux personnels de maintenance, de production et de développement. Cette formation à 50% théorique et à 50% pratique nécessite une connaissance préalable des principes de base des techniques du vide. Elle a pour but d’expliquer et surtout de montrer les principes de fonctionnement des différents composants intervenant dans un système de pompage cryogénique.

À la fin de cette formation, le stagiaire sera capable d’installer et de mettre en route une pompe cryogénique, de comprendre la plupart des dysfonctionnements liés à l’utilisation de ce type de pompe.

De plus, par l’acquisition du vocabulaire technique spécifique, le stagiaire sera capable de dialoguer directement avec les fournisseurs de pompes cryogéniques.

•  Pompe cryogénique 1500 l/s et compresseur d'hélium.

•  Outillages spécifiques à la maintenance des têtes froides.

• Les unités de mesure

• Principe du pompage cryogénique :
  - Cryocondensation
  - Cryosorption
  - Piegeage cryogénique

• Principe du pompage cryogénique à cryogénérateur :

• Caractéristiques techniques :
  - vitesse de pompage
  - courbes de débit
• Principe de fonctionnement d’une tête froide

• Régénération

• Cryostat

• Étude d’un schéma synoptique d’une installation à pompe cryogénique

• Raccordement des différents éléments d’une pompe cryogénique

• Mise en service d'une pompe cryogénique

• Avantages d'une pompe cryogénique

• Maintenance d'une pompe cryogénique

• Entretien, pannes et anomalies

COURS : (1 jour)

Notions de base sur la physique des basses pressions :

• Définitions - Différents domaines de vide - Domaines d'application -Flux gazeux - Lois des gaz parfaits -Libre parcours moyen - Chocs sur les parois - Temps de formation d'une monocouche - Écoulement des gaz - Conductance - Phénomènes de surface (adsorption,désorption) - Perméation - Fuites

Production du vide :

• Panorama de l'ensemble des pompes - Caractéristiques générales des pompes (capacité d'aspiration, pression limite...) -Technologie de quelques pompes (pompe à palettes, dépresseur Roots, pompe à membrane, pompe turbomoléculaire, pompe à diffusion, pompe ionique)

Mesure du vide :

• Panorama de l'ensemble des jauges - Principe de fonctionnement

TRAVAUX DIRIGES : (1/2 journée)

Calculs de descente en pression (vide primaire, vide secondaire). Conception d'une installation (choix de pompes) en fonction d'un cahier des charges. Commande de matériels : établir une liste de matériels en fonction des besoins à partir des catalogues des fournisseurs.

TRAVAUX PRATIQUES : (2 heures par TP, sauf TP 5 une 1/2 journée)

TP1 vide primaire : utilisation d'une pompe à palettes, mesure du temps de descente, calculs et association de conductances.

TP2 vide primaire : avec une installation de type industriel (pompe à palettes + dépresseur Roots) : mesure de la descente en pression dans une enceinte, pompage en volume, pompage en surface, mesure de taux de compression.

TP3 mesure du vide : mesure du vide primaire et secondaire, mesure de pressions partielles (spectromètre de masse), utilisation d'une pompe à palettes et d'une pompe turbomoléculaire.

TP4 dépôt sous vide : métallisation d'une plaque de verre, utilisationd'une pompe à membrane, d'unepompe turbomoléculaire et d'une pompe ionique.

TP5 : Démontage et remontage d'une pompe à palettes, liste des pièces détachées, maintenance.

Ce cours définit les phénomènes rencontrés en "vide poussé et en ultravide". Une meilleure compréhension du dégazage (ou désorption) par la mesure et l'interprétation de l'évolution de la pression dans les enceintes à vide conduira à améliorer les montages existants et à concevoir de nouvelles installations dans la recherche du meilleur rapport qualité-prix.

On montrera comment il est possible de diminuer le dégazage et obtenir des pressions largement inférieures à 10-6 Pa (10-8 mbar), même sur de très grandes installations. Les techniques mises en œuvre pour l'ultravide peuvent être avantageusement appliquées dans des vides nettement moins poussés dans un souci d'économie pour l'investissement et la maintenance.

• Phénomènes rencontrés en vide poussé
• Libre parcours moyen
• Temps de séjour
• Désorption
• Pollution...
• Notion d'interface gaz-métal, absorption et diffusion de l'hydrogène

• Le matériel utilisé : pompes, joints, brides...

• Les bâtis ultravide

• Technologie des enceintes : traitement et conditionnement (nettoyage, étuvage, décharge luminescente)
• La mesure
• Discussions sur quelques cas classiques