Traitement des eaux de refroidissement : Les corrosions et leurs traitements

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RÉSUMÉ

La gestion de l'activité traitement des eaux industrielles est souvent confiée à des techniciens ou ingénieurs qui sont plongés sans préparation dans un domaine où les risques sont multiples. Par ailleurs, il est communément accepté que le traitement des eaux de refroidissement fasse partie des activités sensibles pour chaque industriel car son impact économique positif ou négatif est largement supérieur à la dépense associée. La prudence doit donc gouverner les choix, la confiance faite au traiteur d'eau doit être justifiée. Cet article fournit les clefs d'une bonne étude et d'une saine gestion d'un circuit en abordant : la qualité de l'eau d'appoint et de son prétraitement, les caractéristiques des circuits de refroidissement, la description des problèmes rencontrés et les différentes solutions pour les résoudre, le choix d'une offre de traitement en insistant sur la qualité de l'expert local du traiteur d'eaux qui doit être un moteur de progrès.

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ABSTRACT

Cooling water treatment

The industrial resources water treatment management is often entrusted to technicians or engineers who are thrown, without any preparation, into a field where risks are numerous. This field is part of significant activity for each industrial as its economic impact - positive or negative - is far superior to the associated expenses. Caution must guide the choices trust in water treatment manager must be justified. This article provides the keys for a good study and a healthy management of circuit by treating: the quality of make-up water and of its pre-treatment, features of the cooling system, the description of problems already known and the different solutions to solve them thanks to the chemical additives or technologies which imply some investments, the choice of the treatment offer insisting on the quality of the local expert in water treatment who must be an inducement for progress.

Auteur(s)

Daniel BILLON-LANFRAY : Consultant

INTRODUCTION

Le traitement des eaux de refroidissement au carrefour de la chimie, de la biologie, de la physique a été profondément modifié au cours des dix dernières années par :

la réglementation sur le traitement de la légionelle ;
la réglementation Reach et la directive biocide n^o 528/2012 du 22 mai 2012 ;
l'obligation faite aux industriels d'optimiser leur consommation d'eau ;
le développement des techniques membranaires ;
la découverte de nouveaux inhibiteurs d'entartrages et de corrosion ;
la mise au point de technologies de gestion des traitements fiables, peu coûteuses et réactives.

Les années à venir verront se mettre en place dès 2015 de nouvelles réglementations sur les rejets de produits nocifs pour l'environnement auxquelles il conviendra de s'adapter.

Des solutions techniques basées sur la biologie sont en cours d'évaluation, elles pourraient remplacer des solutions de référence.

Les objectifs de ce document seront d'apporter au lecteur les bases scientifiques et le vocabulaire lui permettant :

de comprendre les causes des déséquilibres préjudiciables au rendement des installations de refroidissement et à leur pérennité ;
de connaître les solutions proposées qui mettent en œuvre des produits chimiques, des technologies d'ingénierie ;
de maîtriser un programme de suivi ;
d'être un partenaire critique et adulte des sociétés de traitement des eaux qui assurent la prestation du traitement des eaux de refroidissement.

Il sera évoqué le traitement des eaux d'appoint de surface ou de forage, mais aussi celui de l'eau de mer qui va connaître, dans le futur, un développement important.

Le traitement des eaux de refroidissement s'inscrit dans les cadres plus larges de la gestion des énergies, des économies d'eaux, du traitement des eaux résiduaires.

Hormis les aspects quantifiables propres aux traitements proposés, la proximité et la qualité du suivi réalisé influence le choix de la société qui assurera le traitement. Dans bien des cas, le choix dépend de la compétence de l'ingénieur local plus que de la taille de la société de traitement des eaux.

Le choix de la solution « traitement des eaux » ne peut être considéré que comme un compromis entre l'économie, la performance technique, la performance environnementale et la compétence de l'expert local. Il n'y a pas de solution unique, le bon choix est la solution sur-mesure qui saura hiérarchiser les objectifs adaptés à la stratégie de l'entreprise, à son environnement réglementaire, géographique et humain.

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MOTS-CLÉS

Traitement des eaux circuits de refroidissement chimie Agroalimentaire sidérurgie Corrosion biologie

KEYWORDS

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

Version courante de sept. 2019 par Daniel BILLON-LANFRAY

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-w9003

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Choix d'un programme de traitement

8. Les corrosions et leurs traitements

D'une manière très générale, la corrosion peut être définie comme la destruction progressive des matériaux de construction par leur environnement, ce qui place la corrosion électrochimique des métaux comme source première des corrosions dont nous parlerons dans ce paragraphe. Il existe cependant d'autres sources de corrosion : les érosions mécaniques, érosion par les matières solides en mouvement, érosion sous l'influence des fluides à grande vitesse (cavitation) et les attaques microbiologiques des matériaux.

Interface métal/solution électrolytique

Cette interface présente un comportement particulier car elle associe un conducteur d'électrons, le métal, à un conducteur ionique ou électrolyte, la solution aqueuse. À cette interface, quelques particules de chacune des deux phases peuvent inter-réagir ; par exemple, les cations peuvent capter des électrons du métal pour donner des espèces neutres, le métal prenant alors une charge positive qui attire des anions et éventuellement des molécules neutres dipolaires. Quelques anions peuvent aussi réagir avec des atomes superficiels pour donner des liaisons ; les cations viennent alors se fixer à l'interface pour assurer l'électroneutralité.

Il existe dans la solution une zone perturbée qui peut s'étendre sur quelques centaines d'Angströms. Cette interface appelée « double couche électronique » est caractérisée du point de vue électrique par une différence de potentiel entre le métal et la solution, appelée « tension absolue d'électrode ».

La mesure du potentiel d'électrode des différents métaux ou alliages permet d'établir une échelle galvanique. La valeur du potentiel d'électrode permet de classer les métaux entre eux selon leur sensibilité à la corrosion : plus le potentiel est élevé, plus le métal est dit « noble » (figure 8).
De ce constat, il découle que, dans une pile de corrosion constituée de deux métaux, le courant circule du métal le plus noble (cathode) vers le métal le moins noble (anode). Ce dernier s'oxyde (se corrode) et le métal le plus noble, siège de la réaction de réduction, est protégé.

Exemple
corrosion du fer

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