Grande Encyclopédie Larousse 1971-1976Éd. 1971-1976
C

Crustacés (suite)

Ancienneté et évolution

Des vestiges de Crustacés ont été reconnus dès le Cambrien : Leptostracés, Branchiopodes ; au Carbonifère, plusieurs ordres sont représentés ; il faut attendre le Trias pour constater l’apparition des Décapodes. Non seulement la classe se révèle très ancienne, mais sa subdivision en lignes phylétiques distinctes se réalise précocement ; au Tertiaire, la diversification s’amplifie et nous livre aujourd’hui un groupe d’une étonnante richesse adaptative et d’une variété biologique que nous sommes encore loin de connaître d’une manière homogène.

M. D.

➙ Amphipodes / Branchiopodes / Cirripèdes / Copépodes / Crabe / Décapodes / Isopodes.

 T. H. Waterman (sous la dir. de), The Physiology of Crustacea (New York et Londres, 1960-61 ; 2 vol.).

cryologie

Ensemble des branches de la physique et de la technique concernant la production et l’utilisation des très basses températures, ou cryotempératures, au-dessous de 120 à 130 K.


On distingue dans la cryologie la cryophysique et la cryotechnique, ou cryogénie, qui est directement liée à la liquéfaction des gaz. D’une façon générale, jusqu’à 1 K ou même 0,1 K, les températures sont obtenues par les gaz liquéfiés ; au-delà, on fait appel à la désaimantation d’un corps paramagnétique, soit électronique (mK), soit nucléaire (μK).


Production du froid aux très basses températures

Trois procédés sont industriellement utilisés.

Machines frigorifiques à cascade. Ces machines à cycles à compression de vapeur avec changement de phase mettent en œuvre plusieurs fluides frigorigènes à point d’ébullition de plus en plus bas.

Machines à détente libre (Joule-Thomson). On utilise le fait que la détente d’un gaz à travers un étranglement s’accompagne en général d’un abaissement de température. En 1895, ce procédé permit à Carl von Linde (1842-1934) de liquéfier l’air et de préparer de l’oxygène liquide ainsi que de l’azote gazeux presque purs.

Machines à détente avec travail extérieur. Ce procédé a été utilisé par Georges Claude (1870-1960) pour liquéfier l’air en 1902 ; le froid équivalant à l’énergie récupérée sur la machine de détente s’ajoute au froid produit par la détente libre, et le rendement en est amélioré. La machine de détente, autrefois à piston (travaillant à sec), est actuellement le plus souvent une turbine tournant à très grande vitesse.


Liquéfaction des gaz

Ce domaine industriel couvre également la séparation des gaz par distillation à basse température. Bien que peu nombreux, les gaz, dont le point d’ébullition est inférieur à – 100 °C, ou 170 K, et dont la préparation relève de la cryogénie, jouent un rôle fondamental à la fois dans la nature et dans l’industrie. L’oxygène, le principal, met en œuvre 60 p. 100 des installations cryogéniques dans le monde (affinage de l’acier, industrie chimique, propergol des fusées). L’hydrogène entre dans la synthèse de l’ammoniac (base des engrais azotés) et de nombreux produits chimiques ; liquide, il est employé aussi dans la propulsion des fusées. L’éthylène est la matière de base la plus importante en pétrochimie, notamment pour les plastiques. Le gaz naturel, à base de méthane, joue un rôle croissant comme pourvoyeur d’énergie ; son transport et son stockage exigent souvent sa liquéfaction. Les « gaz rares » de l’air servent au remplissage des lampes à incandescence ou à fluorescence. Certains gaz, notamment l’azote, constituent, sous forme liquéfiée, des sources commodes de frigories à très basse température.


Séparation de l’air

C’est la première application industrielle des très basses températures, celle qui représente encore les plus gros investissements. Pour la production de l’oxygène et de l’azote à l’état gazeux, les installations atteignent et dépassent même 1 200 t/j d’oxygène à 99,5 p. 100 de pureté. On utilise le cycle Claude avec travail extérieur sur des turbines centripètes à grande vitesse (jusqu’à 25 000 tr/mn). Les détails techniques des appareils, de même que la dépense d’énergie, dépendent sensiblement du degré de pureté à atteindre : 1 frigorie à 100 K coûte environ 100 fois plus d’énergie qu’à la température ordinaire.


Séparation des gaz riches en hydrogène

Pour la préparation du mélange de synthèse de l’ammoniac, quelle que soit la source utilisée, on peut procéder à l’épuration par lavage à l’azote liquide dans une colonne de distillation. C’est le procédé utilisé classiquement pour les gaz de cokerie. L’hydrogène pur (97-98 p. 100) est préparé par condensation, à des températures de 65 à 90 K obtenues soit par vaporisation d’azote sous vide, soit par vaporisation du condensat en atmosphère d’hydrogène, ou encore par détente avec travail extérieur. L’hydrogène très pur (99,8-99,9 p. 100) est généralement obtenu par un lavage au propane (vers 110 K) ou au méthane (vers 90 K). Pour l’hydrogène extra-pur (quelques p.p.m. d’impuretés), on a recours à une épuration finale par adsorption à 77 K sur gel de silice. La production d’hydrogène liquide a pris un développement récent aux États-Unis en raison de son utilisation comme propergol dans les fusées. On produit aussi du deutérium par distillation de l’hydrogène naturel.


Séparation des gaz riches en éthylène

La condensation de l’éthylène se fait le plus souvent aujourd’hui par la cryotechnique, à des températures de 130 à 165 K obtenues par un cycle à cascade (à propylène, puis à éthylène), ou par détente avec travail extérieur.


Liquéfaction du gaz naturel

D’importants gisements de méthane sont très éloignés des grands centres industriels consommateurs : c’est notamment le cas de gisements au Sahara, au Moyen-Orient, en Alaska. La liquéfaction du gaz et son transport maritime à l’état liquide est alors un moyen économique largement employé. En 1975, six usines de liquéfaction sont en service en Algérie, en Libye, en Alaska et au Brunei (nord-ouest de Bornéo). La liquéfaction du méthane peut se faire par détente avec travail extérieur sur des turbines à grande vitesse ; toutefois, ce sont surtout des cycles à cascade qui sont utilisés : soit cycles à cascade classique (à propane, à éthylène, à méthane), soit cycles à cascade incorporée, utilisant un mélange d’hydrocarbures et d’azote.