Les gaz rares, également appelés gaz nobles, sont un groupe d'éléments présents en faibles concentrations dans l'air et très stables. Ils se situent dans le groupe zéro du tableau périodique et comprennent l'hélium (He), le néon (Ne), l'argon (Ar), le krypton (Kr), le xénon (Xe) et le radon (Rn), ce dernier ayant été ajouté plus récemment au tableau périodique.
Les gaz rares représentent environ 0,94 % de la composition de l'air, principalement de l'argon. Incolores, inodores et insipides, légèrement solubles dans l'eau, ils existent dans l'air sous forme de molécules monoatomiques. Parmi eux, l'hélium, le néon, l'argon et le krypton, non radioactifs et très peu réactifs à température et pression ambiantes, peuvent être utilisés comme gaz protecteurs en métallurgie, dans le domaine des semi-conducteurs et dans d'autres secteurs.
À l'exception du germanium, qui ne peut être obtenu que par synthèse, est hautement radioactif et extrêmement instable, les autres gaz rares ont démontré des applications uniques dans divers domaines, outre celui des gaz protecteurs. L'hélium, dont la masse atomique est supérieure à celle de l'hydrogène, est extrêmement stable et peut remplacer ce dernier comme gaz de gonflage de sécurité pour les ballons, ainsi que l'azote pour le remplissage des bouteilles de plongée sous-marine, afin d'éviter l'intoxication à l'azote et la toxicité de l'oxygène. L'argon, ionisé par les rayons cosmiques de haute énergie, peut être embarqué sur des satellites artificiels équipés de compteurs d'argon pour déterminer la position des ceintures de radiation cosmique et l'intensité du rayonnement cosmique. Le xénon, soluble dans les lipides cellulaires, provoque une anesthésie cellulaire. En se dissolvant dans les lipides des cellules, il entraîne leur paralysie et leur gonflement, et peut interrompre temporairement l'activité des cellules nerveuses. Mélangé à l'oxygène dans un rapport de 4:1, il peut être utilisé comme gaz anesthésiant sans effets secondaires. Le radon, seul gaz radioactif naturel, peut être produit par la désintégration du thorium présent dans les matériaux de construction de mauvaise qualité et provoquer un cancer, mais il peut être mélangé et scellé avec de la poudre de béryllium et utilisé comme source de neutrons en laboratoire.
Les gaz rares émettent une lumière vive et éclatante lorsqu'ils sont mis sous tension. En remplissant les lampes d'un mélange de différents types et proportions d'hélium, de néon, d'argon, de krypton, de vapeur de mercure et de composés halogènes, on peut obtenir différents types de sources lumineuses, comme les lampes au néon, les lampes fluorescentes et les phares automobiles, dans une variété de couleurs.
Le point de fusion et le point d'ébullition des gaz rares sont très bas, et la méthode traditionnelle consiste à liquéfier l'air par pressurisation et refroidissement énergivores, puis à le fractionner pour obtenir du néon, de l'argon, du krypton et du xénon ; l'hélium est généralement extrait du gaz naturel ; et le radon est généralement séparé des composés du radium après désintégration radioactive.
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Date de publication : 19 février 2024

