Quand une eau de refroidissement trouble fait grimper les coûts

Un parc de machines ultramoderne et une attention particulière portée à la technologie des moules et des procédés sont davantage la norme que l'exception dans la production de pièces moulées complexes. Ce constat s'étend à d'autres domaines – jusqu'à ce que l'on en arrive à un aspect spécifique lié à la régulation de la température des moules. Il s'agit des batteries d'eau, encore utilisées aujourd'hui dans de nombreux cas. On a ici l'occasion de jeter un petit coup d'œil dans les coulisses du processus de transformation des matières plastiques. On se fait au moins une idée de la quantité – ou du manque – de matières biologiques et d'impuretés présentes dans le circuit de refroidissement de l'outil.

L'eau de refroidissement n'est-elle qu'un moyen au service d'une fin, un mal nécessaire plutôt qu'un maillon précieux de la chaîne de processus, ou a-t-elle peut-être plus de valeur qu'on ne le pense ? À première vue, on constate que sans un approvisionnement suffisant en eau de refroidissement, rien ne fonctionne. En y regardant de plus près, on imagine rapidement qu’une mauvaise qualité de l’eau de refroidissement a inévitablement des répercussions négatives sur le processus de production. Si l’on pousse la réflexion un peu plus loin, on se retrouve déjà au cœur des facteurs influençant la chaîne de processus et des multiples effets de la qualité de l’eau de refroidissement. La pratique montre également que la qualité de l'eau dans les circuits de refroidissement a une influence décisive sur l'efficacité énergétique, la sécurité de fonctionnement et des processus, ainsi que sur les coûts de maintenance des installations de production, des circuits du système et de leurs composants. Un nombre relativement important d'entreprises doit faire face à des coûts d'exploitation et de maintenance élevés, voire, dans certains cas, à des pertes de production, en raison d'une mauvaise qualité de l'eau de refroidissement.

Les collaborateurs, notamment ceux du service de maintenance, tentent de remédier à ce problème, avec plus ou moins de succès, en mettant en place diverses mesures et en installant des équipements. On cherche généralement à lutter contre la contamination de l'eau de refroidissement par des bactéries, des virus, des algues et des champignons en ajoutant des produits chimiques, le plus souvent des biocides. Outre la difficulté de manipulation, l'achat de ces produits chimiques, les mesures de sécurité nécessaires et la main-d'œuvre requise pour leur manipulation entraînent des coûts considérables. Or, il est rare d'obtenir des résultats durables. De plus, le problème de la contamination par des particules solides persiste, qu'il s'agisse de grosses particules se déposant rapidement ou de fines particules dispersées.

Comment faire face à cette problématique sans enchaîner des procédés individuels complexes ou sans laisser l'utilisation de produits chimiques prendre des proportions démesurées ? Avec la nouvelle technologie « AquaClean » développée par ONI, une approche système totalement inédite et, au final, une solution efficace ont été trouvées. Résumée dans une fiche technique, cette technologie se présente comme une combinaison d'appareils structurée de manière systémique. Des lignes de mesure de la conductivité, du pH, du potentiel redox et du débit, associées à un ordinateur haute performance, fournissent les informations nécessaires au traitement par étapes de l’eau de refroidissement. Le traitement proprement dit de l’eau s’effectue ensuite via différentes unités de filtration ainsi qu’un réacteur à ozone à sécurité intrinsèque monté en aval. Une unité de pompage alimente le système « AquaClean » avec un débit d'eau défini, indépendamment du réseau d'eau de refroidissement, et le système de relevage intégré assure l'évacuation des eaux de lavage à contre-courant – même dans les sous-sols qui ne disposent pas de leur propre point de rejet des eaux usées.

Filtration en plusieurs étapes

La base d’une qualité d’eau optimale réside dans une concentration aussi faible que possible en particules solides et une faible charge biologique de genres très variés. Cela s’explique par les différents mécanismes d’action de ces substances, tels que la corrosion sous forme de piqûres ou l’entrave au transfert thermique par des biofilms enrichis en particules solides.

Afin d'obtenir le meilleur résultat possible, le système « AquaClean » a été équipé d'un système de filtration à plusieurs niveaux. La combinaison de plusieurs unités de filtration, composée d’un filtre AFM à lavage à contre-courant et d’un filtre ultrafin en aval, également à lavage à contre-courant, avec une capacité de filtration allant jusqu’à 0,02 μm, assure une réduction massive des particules solides ainsi que des bactéries et des virus. Cela prive les bactéries présentes dans le réseau d’une source de subsistance essentielle et élimine les charges biologiques nocives de l’eau de refroidissement en circulation. Afin de garantir une charge aussi constante que possible sur les unités de filtration et de compenser la différence de pression entre le réseau de conduites et les composants en aval, une unité de pompage a été intégrée. Le système est ainsi totalement indépendant de l'alimentation centrale en eau de refroidissement et ne sollicite aucune réserve de hauteur de refoulement supplémentaire de celle-ci.

Pour lutter contre les charges biologiques de l'ensemble du système, une installation d'ozonisation à sécurité intrinsèque est mise en œuvre en aval du système de filtration. L'ozone hautement réactif assure non seulement la lutte contre les charges biologiques en très peu de temps, mais aussi l'oxydation des métaux dissous. Les produits d'oxydation ainsi formés sont ensuite éliminés de l'eau par ultrafiltration. Cet effet réduit considérablement la corrosivité de l'eau de refroidissement, ce qui permet de réduire en conséquence l'utilisation d'agents anticorrosion. L'expérience pratique montre qu'après une période de fonctionnement du système de trois à quatre semaines – même dans le cas de réseaux étendus –, la charge bactérienne est réduite jusqu'à 99,9 %. Toutes les autres charges biologiques sont éliminées dans une proportion presque identique.

Une solution à de nombreux problèmes

La pratique montre également que l'utilisation d'une telle technologie dans les circuits de refroidissement où la qualité de l'eau pose problème permet de résoudre plusieurs problèmes à la fois. Il s'agit avant tout des coûts engendrés par les impuretés ou les charges biologiques présentes dans l'eau de refroidissement. Le spectre s'étend des interruptions de production et du nettoyage qui en résulte des outils, des échangeurs de chaleur, voire dans certains cas de l'ensemble du système d'eau de refroidissement, à l'achat de biocides, en passant par le remplacement des installations et des équipements détruits par la corrosion. À cela s'ajoutent les coûts qui surviennent dans les zones d'exploitation concernées, mais qui ne sont pas systématiquement comptabilisés. La nouvelle technologie « AquaClean » d’ONI constitue dans de nombreux cas la solution système adaptée, car son utilisation améliore de manière décisive la qualité de l’eau de refroidissement et, par conséquent, les conditions de fonctionnement dans les réseaux d’eau de refroidissement. Ainsi, plusieurs problèmes sont résolus et les conditions sont à nouveau réunies pour que l’entreprise puisse se concentrer sur son cœur de métier : la production de pièces moulées de haute qualité

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