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Naturellement présent dans l'atmosphère, l'azote est un gaz très utilisé par l'industrie dans de nombreux domaines : découpe laser, conditionnement sous atmosphère modifiée, inertage, etc. Il est notamment connu pour son action contre certaines tumeurs, mais aussi comme insecticide et comme refroidisseur de processeur. La production de ce gaz nécessite cependant des dispositifs spécifiques. Pour bien les comprendre, voici ce qu'il faut savoir sur le fonctionnement d'un générateur d'azote.
L'air ambiant est constitué de 78 % d'azote. Pour accéder et exploiter cette ressource naturelle, il faut parvenir à l'isoler des autres composants de l'atmosphère : oxygène, humidité, poussières... C'est le principe même du générateur d'azote, qui permet aux entreprises de produire sur place l'azote dont elles ont besoin, à partir de l’air ambiant. Il existe deux grands types de générateur d'azote : le générateur d'azote PSA et le générateur d'azote à membrane.
Le générateur PSA (pour Pressure Swing Adsorption, c'est-à-dire Séparation par Pressurisation Alternée) permet de produire de l'azote à partir de l'air ambiant. Ce dispositif se compose de deux réservoirs, remplis de tamis moléculaire (en l'occurrence du charbon actif). La mise sous pression alternée de ces réservoirs entraîne la séparation des différents gaz en présence (azote, oxygène, argon, gaz rares).
Plus précisément, la mise sous pression entraîne le filtrage de l'azote par le charbon actif. Ce gaz pur est ensuite libéré à la sortie du générateur, tandis que l'oxygène, le dioxyde de carbone ou encore la vapeur d'eau s'adsorbent (c'est-à-dire se fixent) sur le charbon actif. Une fois que le premier réservoir est saturé, le processus se poursuit dans le second réservoir. Le gaz adsorbé dans le premier réservoir se libère alors dans l’atmosphère. Un contrôle électronique permet la répétition de ce cycle. Lorsque l'un des réservoirs adsorbe, la pression descend dans l'autre réservoir afin de permettre sa régénération.
Tout comme le générateur PSA, le générateur à membrane utilise l'air ambiant pour produire de l'azote. Il fonctionne cependant sur un processus très différent. Le générateur à membrane sépare les différents composants de l'atmosphère à l'aide d'un faisceau de fibres creuses. Particulièrement compactes, ces fibres sont présentes en très grande quantité dans le générateur. Celui-ci est par conséquent capable de traiter l'air beaucoup plus rapidement qu'un générateur PSA.
Plus concrètement, l'air enfermé dans ce type de générateur traverse la membrane en suivant les fibres creuses. Il se décharge alors de l'oxygène, de la vapeur d'eau et des autres gaz qu'il contient, tandis que l'azote demeure prisonnier de la membrane. Cet azote pur est ensuite recueilli à la sortie du dispositif.
Qu'ils fonctionnent grâce à une membrane ou grâce à la pressurisation alternée, les deux types de générateur permettent la production d'un azote pur, prêt à être utilisé. Toutefois le générateur PSA est mieux indiqué pour les applications requérants les plus hauts niveaux de pureté.
