Quel est le cout actuel de l'helium pour les laboratoires ?

Suite à la pénurie de 2012/2013, on parlait d'une crise de l'hélium. Ces temps sont désormais révolus grâce à l'augmentation de la production mondiale qui permet aux laboratoires d'obtenir de l'hélium facilement. Étant donné que la pénurie mondiale d'hélium était sur toutes les lèvres dans le secteur de la chromatographie en phase gazeuse (GC), nous allons revenir sur les événements qui ont eu lieu ces deux dernières années. Où en sommes-nous et quelles sont les perspectives à court terme ?

Ventes aux enchères d'hélium Il y a quelques semaines, environ 7,8 millions de mètres cubes (275 millions de pieds cubes) d'hélium brut ont été mis aux enchères par la Réserve fédérale, puis vendus à des acheteurs tels qu'Air Products, Praxair et quelques autres entreprises pour une somme totale de 28,54 millions de dollars1. En 2014, 2,6 millions de mètres cubes (93 millions de pieds cubes) avaient été vendus pour un peu plus de 15 millions de dollars lors de la vente aux enchères précédente2. Ces ventes ont été organisées conformément à la loi sur la gestion de l'hélium, l'Helium Stewardship Act (HSA) qui, passée à la hâte par le Congrès américain en 2013, visait à prolonger l'exploitation de la Réserve fédérale américaine d'Amarillo, au Texas. Des quantités croissantes d'hélium devraient être vendues aux enchères par la Réserve fédérale chaque année d'ici 2018.

Le Comité des ressources naturelles de la Chambre des représentants américaine s'est réuni récemment, et a révélé que de grandes entreprises de raffinage tels qu'Air Liquide, Praxair et Air Products avaient acheté de l'hélium à des prix supérieurs afin de stabiliser leurs réserves et d'éloigner les sociétés plus petites du marché3. Cette stratégie viserait à vendre de l'hélium raffiné provenant d'autres sources telles que la nouvelle raffinerie d'hélium d'Air Products, située à Doe Canyon, au Colorado4, puis à puiser dans les réserves fédérales si la demande dépasse la production. Elle devrait permettre de satisfaire nos besoins en approvisionnement à court terme, même si les laboratoires savent que le prix de l'hélium a presque doublé ces 24 derniers mois5. Ils n'auront plus nécessairement des difficultés à s'en procurer, mais ils devront réunir assez d'argent pour le payer. Le professeur Halperin de la Northwest University a participé à l'audition de supervision du Comité des ressources naturelles en juin 2015. À cette occasion, il s'est dit préoccupé par la raréfaction de l'hélium liquide pour la recherche. « Les prix ont augmenté et nous avons dû choisir entre abandonner un projet de recherche et licencier les employés et les étudiants. »⁶ a-t-il déclaré.

Vous souhaitez en savoir plus ?

CLIQUEZ ICI

Perspectives actuelles

De nombreux laboratoires choisissent aujourd'hui d'utiliser d’autres gaz pour les applications où l'hélium n'est pas essentiel. En chromatographie en phase gazeuse (GC), l'hélium, l'azote et l'hydrogène sont les gaz vecteurs les plus courants, mais c'est l'hélium qui est le plus souvent utilisé. Ces trois dernières années, nous avons obtenu beaucoup plus d'informations sur l'utilisation d'autres gaz vecteurs, notamment l'hydrogène. Les performances de l'hydrogène à des vitesses linéaires supérieures offrent sans aucun doute des avantages aux laboratoires qui souhaitent accélérer le traitement des prélèvements sans toutefois en compromettre la qualité. Certains laboratoires font néanmoins face à un problème : leurs méthodes ne sont pas homologuées pour l'utilisation d'un gaz vecteur d'hydrogène qui pourrait, par ailleurs, nuire aux performances. Par conséquent, les laboratoires sont obligés d’avoir recours à l'hélium dans certains cas. Mais s'ils utilisaient l'hydrogène ou l'azote lorsque l'hélium n'est pas nécessaire, ils pourraient conserver leur hélium pour les applications ou méthodes qui ne peuvent pas s'en passer.

Face aux pressions des consommateurs, les principaux fabricants de GC ont développé plusieurs nouveaux produits qui réduisent la consommation d'hélium ou qui permettent aux utilisateurs de faire appel à d'autres gaz vecteurs. L'entreprise Thermo a testé l'ensemble de ses produits GC pour vérifier leur compatibilité avec l'hydrogène. Elle a également développé une nouvelle entrée avec/sans diviseur de flux qui purge et divise le flux à l'aide d'azote. Ainsi, l'hélium n'est utilisé que pour le flux de la colonne⁷. Mais c'est l'approche d'Agilent qui s'est avérée la plus proactive pendant la crise de l'hélium : l'entreprise a décidé de sensibiliser ses clients, de leur permettre de changer de gaz vecteur et de développer un dispositif de GC-MS économe qui peut fonctionner à l’azote en mode veille⁸. Les autres grands fabricants GC tels que Shimadzu et PerkinElmer ont, eux aussi, redoublé d'efforts pour prouver que leurs systèmes étaient compatibles avec des gaz vecteurs d'hydrogène et d'azote.

Générateurs Precision pour les applications GC

Le faible coût et la disponibilité de l'hélium en ont fait le gaz vecteur par défaut de la majeure partie des utilisateurs GC ces trente ou quarante dernières années. Depuis la pénurie d'hélium de 2012/13, plusieurs méthodes GC qui se limitaient à un gaz vecteur d’hélium ont été approuvées pour l’hydrogène et l’azote. Cela permet aux laboratoires d'utiliser des gaz moins chers, qui peuvent, par ailleurs, être fournis via un générateur de gaz. La gamme de générateurs Peak Precision fournit de l'azote et de l'hydrogène ultra-purs pour les gaz vecteur et détecteur. Les laboratoires peuvent donc définitivement se passer de bouteilles. Votre système GC a besoin d'air pour attiser la flamme ? La gamme Precision a le générateur d'air Precision Zero qu'il vous faut.

L'utilisation de l'hydrogène suscite quelques préoccupations en matière de sécurité, même si de nombreux laboratoires utilisent l'hydrogène en tant que gaz de flamme pour les applications de chromatographie en phase gazeuse avec détecteur à ionisation de flamme (GC-FID) depuis des années. L'inflammabilité de l'hydrogène fait partie des principaux problèmes évoqués. L'hydrogène présente une limite inférieure d'explosivité (LIE) de 4,1 % dans l'air et se dissipe encore plus vite que l'hélium, qui est plus visqueux. Ainsi, les risques d'atteindre la LIE restent relativement faibles, sauf si on en libère de grandes quantités dans l'environnement rapidement. Les générateurs d'hydrogène assurent leur production à la demande à partir d'eau déminéralisée et constituent une source sûre d'hydrogène très pur. Les générateurs d'hydrogène contiennent généralement moins d'un litre de gaz à la fois, mais sont en mesure de satisfaire les besoins d'approvisionnement d'un petit laboratoire.

Perspectives à court terme

La Réserve fédérale devrait cesser de vendre de l'hélium aux utilisateurs basés hors des États-Unis durant l'année 2018 qui, arrivant à grands pas, devrait nous révéler les nouvelles priorités en matière d'approvisionnement. Le professeur Halperin préconise un nouveau prolongement de l'exploitation de la Réserve fédérale au-delà de 2021 afin d'assurer un approvisionnement d'hélium à long terme pour les chercheurs, et de définir quels domaines de recherche pourront l'utiliser en priorité. De manière plus générale, on pourrait encadrer l'approvisionnement en hélium de manière plus stricte. Ainsi, il serait possible de limiter son utilisation dans des applications qui, comme la chromatographie en phase gazeuse, regroupent de nombreuses méthodes qui peuvent s'en passer.

Il est très probable que les applications GC continuent d'utiliser l'hélium encore longtemps. Les laboratoires devront néanmoins trouver des alternatives à mesure que son prix augmente et qu'il se raréfie. Rentable et disponible à la fois, l'hydrogène constitue le remplaçant idéal de l'hélium pour de nombreuses analyses et les laboratoires de chromatographie en phase gazeuse devraient l'adopter.

balloons

Télécharger

Références