Pourquoi une centrale PSA ne peut-elle pas produire 100 % d’oxygène ?

La composition de l’air

L’air sec contient en volume 78,08 % d’azote et 20,95 % d’oxygène, et l’argon en est le composant suivant le plus important, à 9 340 ppm, selon la fiche Terre (Earth Fact Sheet) de la NASA. Une centrale PSA sépare ces gaz par adsorption : sa zéolithe adsorbe de préférence l’azote tout en laissant passer l’oxygène, et une fois la zéolithe saturée, la pression de la cuve est abaissée pour libérer l’azote et réutiliser le lit.

Pourquoi l’argon fixe le plafond

Le HTM 02-01 (2026) indique que la PSA peut produire des concentrations d’oxygène allant jusqu’à 95 %, que le reste est surtout de l’argon avec un peu d’azote, et que la concentration maximale atteignable a peu de chances de dépasser 97/98 %. La Pharmacopée européenne décrit l’oxygène issu d’une installation d’adsorption à un étage comme ayant une teneur nominale comprise entre 90,0 % et 96,0 %, le reste étant de l’argon et de l’azote, et une note du Fonds mondial sur la pureté (2024) indique que la pureté de ces centrales ne dépasse pas 96 % en raison des limites de la technologie.

Comment on obtient des puretés plus élevées

• Adsorption à deux étages : l’EDQM explique qu’un second étage d’adsorption conçu pour retirer l’argon a conduit à l’oxygène 98, monographie 3098, avec une teneur nominale de 98,0 % variant entre 96 % et 100 %.
• Distillation cryogénique : l’oxygène à au moins 99,5 % (monographie 0417 de la Ph. Eur.) est produit par distillation cryogénique de l’air et livré sous forme liquide ou en bouteilles.

Pureté et débit

Dans la plage de la PSA à un étage, un réglage de pureté plus élevé signifie moins de débit avec le même équipement. Le tableau du concentrateur ULTRACON indique pour chaque taille un débit plus faible à 95 % qu’à 93 % : le plus grand, le 14D, donne 111,4 Nm³/h à 93 % et 90,4 Nm³/h à 95 %. Les centrales ULTRAOX SC et ST délivrent 94 % (±1 %).