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Génération d'ultravide (UHV)

Pour obtenir de l'ultravide (UHV), il ne suffit pas d'avoir une bonne pompe à vide : cela implique la conception du système, des matériaux et une expertise adaptés. Pfeiffer fournit la solution complète.

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Les défis liés à l'obtention de l'ultravide

Pour générer de l'ultravide (UHV), généralement défini comme une pression inférieure à 10⁻⁷ hPa (mbar), une conception coordonnée et précise du système est essentielle. Même les sources de contamination les plus infimes peuvent avoir un impact majeur : une seule empreinte digitale laissée à l'intérieur d'une chambre peut entraîner des heures supplémentaires de pompage. Ce niveau de sensibilité souligne à quel point un système ultravide (UHV) doit être propre, contrôlé et bien planifié dès le départ.

Les questions clés à prendre en compte lors de la planification incluent :

  • Choix du matériau : quel est l'impact du choix des matériaux sur le niveau de vide pouvant être atteint et la stabilité à long terme ?
  • Conception de la chambre : quel rôle jouent la conception de la chambre sous vide et le traitement de surface dans la réduction de la charge de gaz et la prévention des volumes piégés ?
  • Gestion du taux de fuite : comment identifier et éliminer les fuites potentielles lors de l'assemblage du système ?
  • Configuration de la pompe : quelle technologie de pompe et quels taux de compression sont nécessaires pour atteindre de manière fiable les conditions d'ultravide ?

Vous trouverez toutes les réponses et de plus amples informations dans la FAQ.

Conception du système

Applications de vide

Études de cas

Impacts sur l’ultravide

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Dans les environnements d' ultravide (UHV), le comportement des gaz change de manière significative. Plusieurs effets physiques doivent être pris en compte :

  • Adsorption : les molécules de gaz se fixent aux surfaces de la chambre.
  • Absorption : les gaz sont piégés dans le matériau lui-même, souvent après l’adsorption.
  • Désorption : les gaz précédemment piégés sont libérés dans l’environnement sous vide.
  • Perméation : les gaz se diffusent à travers les matériaux solides dans l’environnement sous vide.
  • Fuite : des gaz externes pénètrent par des défectuosités du matériau ou une mauvaise étanchéité.
  • Fuites virtuelles : les volumes piégés ou les soudures incorrectes libèrent lentement du gaz, imitant des fuites réelles.

Conception du système dans les environnements d' ultravide

La génération d’ultravide (UHV) nécessite bien plus que de puissantes pompes à vide : il s’agit de prendre en compte et maîtriser chaque détail.

De la réduction du dégazage dans les chambres sous vide au choix de la bonne combinaison de pompes à vide turbomoléculaires, de pompes primaires sèches et de jauges de précision, l’architecture du système , ces facteurs jouent un rôle décisif.


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Les composants adaptés incluent :

  • Chambres sous ultravide (UHV)
  • Pompes à vide turbomoléculaires
  • Pompes à vide primaire
  • Surveillance précise de la pression et des gaz
  • Parfaite étanchéité et protection contre les fuites

Pour obtenir une liste complète des composants essentiels et de leur fonctionnement, consultez notre section FAQ.

Besoin d’aide pour sélectionner les bons composants pour votre système d’ultravide (UHV) ? Contactez nos experts en vide.

Aperçu des applications et des exigences dans la vie réelle

L’ultravide (UHV) ne se limite pas à la recherche fondamentale. Il s’agit d’une technologie habilitante dans plusieurs secteurs. Obtenez plus d’informations sur les applications et les exigences dans la vie réelle :

Applications et industries utilisant l’ultravide (UHV)

  • Physique des hautes énergies : nécessite des conditions de vide ultra-stables pour le guidage des faisceaux, l'accélération et les expériences de collision.
  • Physique du plasma et expériences de fusion : dépend d’environnements propres et à vide poussé pour minimiser la contamination et gérer les interactions de plasmas à haute énergie.
  • Recherche spatiale et simulation satellitaire :simule le vide spatial et les températures extrêmes pour tester les composants des satellites et des engins spatiaux.
  • Spectrométrie de masse et sciences des surfaces :la spectrométrie de masse nécessite un ultravide (UHV) propre et stable pour une détection précise des ions et une analyse de la composition des surfaces (par exemple, XPS, AES).
  • Photonique : utilisez l’ultravide pour réduire le bruit et la diffusion dans les systèmes laser, les détecteurs et les installations à haute tension.


Vous souhaitez savoir comment l'ultravide (UHV) peut s'appliquer à votre procédé de recherche ou de production ? Contactez-nous pour obtenir des recommandations système personnalisées.
Produits correspondants
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En savoir plus sur l'ultravide

Comment générer de l'ultravide (UHV) ?

Pour obtenir de l'ultravide (UHV), il faut d'abord bien comprendre la physique du vide, notamment les niveaux de vide, la dynamique des pressions et le comportement des gaz. Découvrez notre série de vidéos réalisées par des experts pour une présentation étape par étape de la conception d'un système UHV, de la préparation de la chambre et du choix de la pompe.

Regardez la playlist de vidéos complète

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Quels sont les composants clés d’un système ultravide (UHV) ?

Une configuration standard d’ultravide (UHV) commence par une pompe primaire sèche pour abaisser la pression à environ 10−³ hPa (mbar). Une pompe à vide poussé ou à ultravide (premier étage), telle qu’une pompe à vide turbomoléculaire, prend ensuite le relais pour atteindre la pression de travail finale.

    • Chambres sous vide : fabriquées en acier inoxydable austénitique pour réduire le dégazage et résister aux températures élevées. Pour en savoir plus, consultez notre section sur les chambres sous vide.
    • Pompes à vide poussé : pour les gaz légers tels que l’hydrogène ou les charges de dégazage élevées, les pompes à vide turbomoléculaires (par exemple, la série HiPace H) offrent des taux de compression ≥ 10⁷ en hydrogène, essentiels pour atteindre et maintenir l’ultravide.
    • Pompes primaires : les pompes à vide sèches telles que les pompes à vide à spirale (HiScroll), à membrane (MVP) ou les boosters de vide à plusieurs étages (ACP) sont sans huile, silencieux et nécessitent peu de maintenance, la solution idéale pour les environnements ultravide UHV propres. Les pompes à vide à palette rotative (par ex. DuoVane) sont également utilisées là où la compacité et la robustesse sont essentielles.
    • Jauges à vide :les jauges à ionisation à cathode froide et chaude permettent une surveillance précise de la pression, essentielle pour le contrôle du procédé et les diagnostics du système.
    • Analyseurs de gaz résiduels (RGA) : des outils tels que PrismaPro analysent la composition du gaz en temps réel pour détecter la contamination ou les fuites et vérifier la propreté du système.
    • Joints métalliques et brides CF : assurent une étanchéité parfaite, résistante à la température, avec une perméabilité minimale, ce qui est essentiel lors de l'étuvage ou des cycles thermique.
    • Vannes et accessoires : assurent un fonctionnement sûr, isolent les chambres et soutiennent un contrôle flexible du système. Les configurations de vannes intelligentes protègent les composants pendant la purge ou les situations d'urgence.
    • Détection de fuites : après l’installation, la détection de fuite hélium est essentielle pour vérifier l’étanchéité du système. Les fuites,même les plus infimes peuvent empêcher d'atteindre les conditions d'ultravide (UHV). Des tests appropriés permettent de s'assurer que le système répond aux spécifications requises en matière de taux de fuite avant l'étuvage et l'évacuation finale.

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    Quels sont les meilleurs matériaux pour une chambre à ultravide ?

    Le choix des matériaux a une incidence sur tous les aspects, de l'intégrité du vide à sa stabilité à long terme. Il ne s'agit pas seulement d'un faible dégazage, plusieurs facteurs entrent en ligne de compte :

    • Étanchéité au gaz : faible pression de vapeur et teneur minimale en gaz occlus dans le matériau.
    • Résistance mécanique : stabilité sous vide sans déformation.
    • Taux de dégazage : dégagement minimal de gaz en surface et en volume.
    • Compatibilité thermique : taux d’expansion correspondants (p. ex. acier inoxydable et cuivre).
    • Facilité de fabrication : facile à usiner, à souder et largement disponible.

    L’acier inoxydable austénitique reste la norme pour les systèmes UHV en raison de sa fiabilité et de ses performances d’étuvage.

    Besoin d’aide pour choisir les bons matériaux ? Parlez à nos experts.

    Comment l’ ultravide (UHV) se compare-t-il au vide poussé (HV) et au vide poussé extrême (EHV) ?

    Les systèmes de vide sont généralement classés en fonction des plages de pression qu’ils atteignent. Chaque plage a des exigences techniques spécifiques et des applications différentes :

    Plage de vide
    Niveau de pression
    Vide poussé (HV)
    10⁻3 hPa (mbar) à 10⁻8 hPa (mbar)
    Ultravide (UHV)
    10⁻8 hPa (mbar) à 10⁻11 hPa (mbar)
    Vide poussé extrême (EHV)
    Jusqu’à 10⁻¹² hPa (mbar) ou moins


    Le vide poussé est souvent suffisant pour les procédés industriels. En revanche, l'ultravide et le vide poussé extrême exigent des matériaux spécialisés, des techniques d'étanchéité et des systèmes de pompage avancés.

    La pression limite des pompes à vide turbomoléculaires se situe dans la plage UHV inférieure et, dans les configurations optimisées, même dans la plage EHV. Pour des conditions EHV plus élevées, des technologies supplémentaires sont nécessaires, telles que des pompes ioniques, des pompes à sublimation de titane et des pompes à Getter non évaporable (Pompes NEG).

    Pourquoi la pression de travail et le taux de compression sont-ils importants ?

    Comprendre la pression de travail (pₒ) requise est l’une des étapes les plus critiques de la conception d’un système ultravide (UHV).

    Elle définit :

    • Le niveau de vide que votre système doit maintenir pendant le fonctionnement.
    • Le type et la taille de la pompe à vide.
    • Les stratégies de matériaux et d'étanchéité.


    Une conception sans objectif de pression de travail clair conduit souvent à des systèmes soit surdimensionnés et coûteux, soit sous-performants et instables. Le taux de compression (K₀) de la pompe à vide turbomoléculaire est tout aussi important, en particulier lors du traitement des gaz légers comme l’hydrogène. Basé sur la formule de Gaede, ce rapport reflète la capacité de la pompe à vide à réduire la pression de gaz à chaque étage. Plus la pression cible est basse, plus le taux de compression nécessaire est élevé.

    Pour en savoir plus, consultez notre livre sur la technologie de vide

    La pression de travail et le taux de compression sont des paramètres liés de conception, essentiels pour atteindre de manière fiable des conditions d’ultravide (UHV).

    Regardez nos vidéos sur les principes de base du vide

    Pourquoi la conductance est-elle importante ?

    Dans le régime de flux moléculaire, la conductance du système, c'est-à-dire la capacité des canalisations consistent de vide à permettre le débit de gaz, devient critique. Des raccords longs ou étroits peuvent réduire considérablement la vitesse de pompage effective. Une géométrie optimisée du système garantit un fonctionnement optimal des pompes à vide.

    Pourquoi choisir les pompes turbomoléculaires Pfeiffer pour les applications liées à l'ultravide ?

    Depuis 1955, Pfeiffer est la référence en matière de technologie des pompes turbomoléculaires, alliant ingénierie de précision, innovation et plusieurs décennies d'expérience. Nos pompes à vide turbomoléculaires, y compris la série HiPace à équilibrage laser, sont reconnues dans le monde entier pour leur longue durée de vie, leurs faibles niveaux de vibrations et leurs performances constantes, même dans les applications UHV et EHV exigeantes.

    Notre expertise vous garantit d’obtenir la pompe turbomoléculaire adaptée à votre procédé, que vous traitiez des gaz légers comme l'hydrogène ou que vous ayez besoin d'une solution compacte à intégrer dans des appareils d'analyse.

    Vous souhaitez en savoir plus sur le fonctionnement d’une pompe à vide turbomoléculaire ? Découvrez le principe de fonctionnement et apprenez-en davantage sur nos pompes à vide turbomoléculaires.

    Quelles sont les erreurs les plus courantes qui empêchent d’atteindre l’ultravide (UHV) et comment les éviter ?

    Pour atteindre l'ultravide, il faut prêter attention aux détails tout au long de la conception et de l'installation du système. Problèmes courants empêchant d’atteindre l’ultravide :

    • Les joints en caoutchouc ou en plastique permettent la perméation au gaz, ce qui dégrade le niveau de vide au fil du temps.
    • Des soudures de mauvaise qualité ou doubles peuvent créer des fuites virtuelles, piégeant le gaz qui s’échappe graduellement.
    • Le fait d’ignorer les procédures d’étuvage laisse des gaz liés à la surface (en particulier de la vapeur d’eau) qui empêchent la pression de chuter.


    Comment les éviter ?

    • Utiliser des joints CF entièrement métalliques pour les raccords étanches.
    • Minimiser les composants non métalliques à l’intérieur du système de vide.
    • S'assurer que la soudure interne est correcte, sans angles morts ni cavités.
    • Toujours inclure une étape d’étuvage contrôlée dans vos procédures de mise en service.

    Des systèmes ultravide (UHV) bien planifiés, supportés par des composants fiables et des conseils d’experts, garantissent une stabilité à long terme et des performances reproductibles.

    Études de cas clients

    Les systèmes d’ultravide (UHV) sont essentiels dans de nombreux domaines au-delà de la recherche fondamentale. Voici comment l’ultravide (UHV) permet de créer des environnements exigeants et comment Pfeiffer contribue à leur succès :
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    Solutions de vide collaboratives pour accélérateurs de particules

    TU Darmstadt

    Nous avons participé à l'installation d'une source d'ions EBIS à l'université technique (TU) de Darmstadt, en Allemagne, afin de générer des ions hautement chargés utilisés dans des expériences de spectroscopie laser. Notre expertise en matière de systèmes, associée à notre savoir-faire en matière d'intégration, garantit des conditions de faisceau précises et des performances fiables adaptées à la configuration de recherche.
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    La technologie de vide dans la recherche spatiale

    DLR Cologne

    Pour simuler le vide et les températures extrêmes de l'espace, le Centre aérospatial allemand (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, DLR) s'appuie sur de robustes solutions de vide et de mesure. Pfeiffer a fourni des composants hautement fiables et des conseils techniques pour garantir des conditions d'essai sûres et reproductibles, indispensables à la préparation du matériel destiné aux missions à bord de l'ISS et d'autres plateformes.
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    Physique des plasmas

    Wendelstein 7-X

    Pour l’expérience de fusion Wendelstein 7-X, les exigences en matière d'ultravide comprenaient des taux de fuite extrêmement faibles, une stabilité thermique élevée et une intégrité du vide à long terme. Pfeiffer a travaillé en étroite collaboration avec les ingénieurs projet pour sélectionner, vérifier et fournir les technologies appropriées, contribuant ainsi à répondre aux exigences opérationnelles strictes de cette installation de recherche à grande échelle.