Réalisation et organisation d une zone déchets

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2 et organisation 2 Valorisation de peinture Introduction La connaissance dans l entreprise et la bonne maîtrise de ceux-ci sont des enjeux majeurs : Enjeu réglementaire. Enjeu financier. Enjeu d image de marque (vis-à-vis des donneurs d ordre par exemple). Par des gestes simples, régulièrement effectués directement au poste de travail, chaque personne peut contribuer à cette bonne gestion pour réduire le volume de déchets produits et assurer de bonnes conditions de stockage, de traitement ou d élimination. Principe Une bonne gestion passe par deux principes : Le tri sélectif Le tri sélectif (ou tri à la source). La maîtrise du stockage en interne. C est l étape sur laquelle repose toute la gestion. Pour effectuer ce tri, il est nécessaire de bien connaître les déchets produits dans l entreprise. Il faut donc avant de vouloir mettre en place une zone déchets, évaluer le gisement de ces déchets. C est-à-dire en déterminer : la nature la quantité le lieu de production dans l entreprise. Dans la mesure du possible chaque type de déchet doit être collecté séparément des autres pour éviter le mélange non compatibles. Il semble intéressant d organiser la collecte selon les filières d élimination des différents déchets Pour vous aider dans cette démarche voir. Le coût et le traitement étant différents d un déchet à l autre, mélanger les déchets revient à payer le prix du traitement le plus élevé. Il faut donc séparer les DIB (déchets industriels banals) des DIS (déchets dangereux). La présence d un seul carton souillé par de l huile suffit à rendre impropre au recyclage tout le lot de cartons propres.

3 et organisation 3 Parmi les DIB, séparer les «principales familles» Parmi les DIS, séparer les différents types cartons solvants (si possible séparer chlorés* et non chlorés en fonction des volumes générés) bois huiles (hors huiles chlorées* ou contenant de l eau) plastiques emballages souillés métaux DTQD (en mélange ou non en fonction des quantités). verre * Tous les produits chlorés ont un coût d élimination élevé Pour améliorer la gestion, des règles simples sont à suivre au moment du tri. Réduire les volumes par exemple mettre les cartons à plat ou si la quantité est importante utiliser une presse à balle pour compacter et conditionner le produit. De même pour les fûts métalliques ou les plastiques Prendre des précautions lors des manutentions fragiles (verre tubes fluorescents ) ou liquides pour éviter les débordements et la pollution des sols et procéder à l enlèvement des conteneurs pleins avant qu ils ne débordent. La maîtrise du stockage en interne Valorisation de peinture Les déchets étant bien identifiés et quantifiés, la mise en place de la zone de stockage doit être étudiée. Suivant la quantité du déchet et ses lieux de production dans l entreprise, il peut être envisagé de disposer plusieurs «zones relais» pour stocker un même déchet pour ensuite l acheminer dans la zone principale de rassemblement. L identification des moyens de collecte et de stockage doit être claire, avec des panneaux, des codes de couleurs et pictogrammes disposés sur les bennes, les containers, les fûts, les bidons, les caisses. Ajouter des symboles de danger si nécessaire. L entreposage doit être adapté pour prévenir tout risque de pollution accidentelle. Par exemple, les déchets liquides dangereux doivent toujours être placés sur une rétention quel que soit le moyen de stockage (fûts, cuve, réservoir ) pour éviter une pollution du sol ou de l eau. La rétention doit avoir un volume au moins égal à la plus grande des deux valeurs suivantes : 100% de la capacité du plus grand réservoir. 50% de la capacité globale des réservoirs associés. La zone de stockage doit être couverte pour prévenir tout contact avec l eau de pluie. Si la pluie tombe sur des cartons, cela va augmenter notablement le poids du déchet. Si la pluie pénètre dans des fûts ouverts contenant de l huile, le recyclage deviendra impossible et le prix de traitement sera important.

4 et organisation 4 Valorisation Avantages En adoptant ces pratiques, l entreprise contribue à la protection de l environnement, mais surtout améliore son image de marque tout en se mettant en conformité avec la réglementation. Inconvénients Cette mise en place a un coût. Il ne faut pas vouloir tout trier partout, et tout de suite ; procéder par étapes successives rend la facture moins sévère. La mise en place entraîne des contraintes à tous les niveaux de gestion. D où l intérêt de faire participer tout le personnel qui est le plus apte à définir les points de stockages (intermédiaires ou généraux) pour que ceux-ci soient les mieux placés (moins de perte de temps, prise en compte de l aspect sécurité, etc.). Le personnel sera d autant plus motivé à respecter les consignes établies. de peinture

5 5 Valorisation de peinture

6 Fluides de coupe utilisés en mécanique 6 Valorisation de peinture On désigne par fluide de coupe un liquide qui, appliqué par arrosage sur la partie active d un outil, facilite l opération d usinage et contribue à améliorer la durée de vie de l outil, ou qui pour une durée de vie d outil donnée, permet une amélioration de la productivité. Rôle et propriétés du fluide de coupe Le fluide de coupe améliore le travail de l outil sur la pièce en assurant deux fonctions principales : La lubrification : diminution du coefficient de frottement de l outil sur la pièce. La réfrigération : refroidissement de l outil, de la pièce et des copeaux en cours d usinage. Ce qui aura pour conséquences : Une augmentation de la durée de vie de l outil, Une diminution de la puissance consommée, Une obtention, d un meilleur état de surface des pièces usinées, Une amélioration de la précision dimensionnelle des pièces usinées. Le fluide de coupe a, également, pour fonction d évacuer les copeaux et les particules émises. De plus, le fluide de coupe doit générer le minimum d impact sur l environnement considéré au sens large sur : L opérateur, La machine-outil, Les pièces usinées, L atelier, Le milieu naturel (sol, air, eau, déchets), Etc.

7 Fluides de coupe utilisés en mécanique 7 Les produits utilisés En fonction des propriétés recherchées, on pourra utiliser différents produits. Les produits peuvent être regroupés en deux grandes familles : Les fluides à base d huile (huiles entières), Les fluides à base d eau. Les huiles entières Valorisation Huile de base - Minérale - Végétale - Synthétique Additifs apportant les propriétés souhaitées - Onctuosité - Extrême-pression (soufre, chlore, phosphore) - Anti-usure - Anti-oxydant - Inhibiteur de corrosion - Anti-mousse - Etc. de peinture Les fluides aqueux On distingue trois types de fluides aqueux : Les émulsions d huile dans l eau (aspect laiteux). Les micro-émulsions (émulsions très fines, aspect opalescent devenant opaque en service). Ces deux familles contiennent des émulgateurs permettant de stabiliser les deux phases huile/eau. Les solutions vraies (transparentes). Ils sont vendus sous la forme d un concentré et sont souvent dilués à des concentrations comprises entre 3% et 15%). La nature de l eau utilisée (dureté, présence de micro-organismes, etc.) influe sur les caractéristiques de l émulsion (stabilité, corrosion, etc.).

8 Fluides de coupe utilisés en mécanique 8 Composition des concentrés Emulsions et micro-émulsions Eau Huile Emulgateur (plus dans le cadre des micro émulsions) Additifs - Extrême-pression - Inhibiteur de corrosion - Biocide - Anti-mousse - Agents mouillants - Etc. Valorisation Solutions de peinture Eau Additifs - Agents mouillants - Inhibiteur de corrosion - Biocide - Anti-mousse - Etc La norme NF ISO 6743/7 (indice de classement T ) donne une classification des fluides pour le travail. La spécification technique ISO/TS propose des lignes directrices pour l établissement de spécifications.

9 Fluides de coupe utilisés en mécanique 9 Valorisation de peinture Pour une bonne utilisation des produits Afin que les produits soient performants et que leurs coûts d utilisation soient les plus réduits possible, toutes les étapes de la vie du produit vont avoir leur importance : La sélection suivant des critères : techniques. économiques (coûts d achat, de maintenance, d élimination). prenant en compte les aspects hygiène et sécurité. prenant en compte les aspects environnementaux Le stockage (à l abri de l humidité, du froid, de la chaleur, sur rétention). La préparation (surtout pour les fluides aqueux). Pour une bonne stabilité du produit celui-ci doit être bien préparé (homogénéité) dans une installation soigneusement nettoyée. Attention! Tenir compte de la dureté de l eau. L'application au niveau de la partie active de l'outil. Les ajouts (à faire avec un produit préparé correctement). La surveillance : Il s agit par des méthodes simples, de détecter le plus tôt possible toute variation significative des caractéristiques du fluide en service (dégradation et contamination) en vue de les réajuster par des actions de maintenance appropriées. La maintenance : Réajustement de la concentration pour les fluides aqueux. Elimination des huiles de graissage contaminantes pour les fluides aqueux. Traitement par un biocide approprié (si besoin est) pour les fluides aqueux. Epuration des particules métalliques. Une surveillance et une maintenance efficaces se traduisent par une diminution des volumes de fluides à éliminer.

10 Fluides de coupe utilisés en mécanique 10 Valorisation Le nettoyage soigné de la machine lors de la vidange des produits. Le recyclage éventuellement (fluides aqueux. Le recyclage de l'huile entière récupérée lors du broyage et de la centrifugation des copeaux. La collecte sélective qui se traduira par une diminution des coûts d élimination, en séparant : huiles entières non chlorées, huiles entières chlorées (coûts d élimination très élevés), fluides aqueux (éventuellement séparer émulsions et solutions). A noter que les huiles entières sont des huiles claires, il faut les séparer des huiles noires de l entreprise (huiles moteurs, huile de trempe, fluides caloporteurs, etc.). Les filières de traitement. de peinture

11 Démarche pour la sélection 11 Valorisation de peinture La sélection d un fluide de coupe est fonction de : Critères techniques inhérents à l application (type d usinage, matériau usiné, matériau d outil, productivité, qualité, parc machines, etc.). Critères économiques (considérer non seulement le prix d achat mais l ensemble des coûts liés à l utilisation : maintenance, élimination, etc.). Hygiène et sécurité (toxicité des produits, conditions d utilisation). Environnement (écotoxicité, pérennité des produits, etc.). Les critères prioritaires peuvent varier selon les entreprises. Les critères techniques sont les premiers à prendre en compte. Sélection d un fluide de coupe en fonction de l opération d usinage Les opérations nécessitant des propriétés réfrigérantes prépondérantes, sont réalisées avec des fluides aqueux (sciage, tournage, fraisage, etc.). Les opérations nécessitant des propriétés lubrifiantes prépondérantes, sont réalisées avec des huiles entières (taraudage, perçage profond, etc.). Voir tableaux récapitulatifs pages suivantes.

12 Démarche pour la sélection 12 Tableau récapitulatif en fonction des opérations d usinage Valorisation de peinture Groupe 1 Opérations d usinage avec un outil coupant Huiles entières Fluides aqueux Opérations nécessitant à propriétés de refroidissement prépondérantes Opérations nécessitant à propriétés lubrifiantes prépondérantes Sciage Rabotage Tronçonnage Tournage Fraisage Perçage (au foret hélicoïdal) Alésage (à l outil) Filetage (à l outil et à l outil peigne) Taillage des engrenages (fraise-mère) Decolletage Perçage profond Forage Taillage des engrenages (à l outil couteau) Rasage (shaving) Taraudage Filetage (à la filière) Brochage Mortaisage Alésage (à l alésoir) Groupe 2 Opérations d usinage avec un outil abrasif Huiles entières Fluides aqueux Rectification classique (plane, cylindrique, sans centre, ) Rectification de denture Rectification de filets (dans la masse avec meule de forme). Rodage Pierrage Utilisation très fréquente Utilisation courante Utilisation parfois rencontrée (dans des cas particuliers)

13 Démarche pour la sélection 13 Sélection d un fluide de coupe en fonction du matériau usiné Valorisation de peinture Recommandations générales Ma t é r i a u x Pr é c a u t i o n s Re c o m m a n d a t i o n s Matériaux ductiles* Matériaux durs et collants à copeaux longs Matériaux écrouissables Matériaux réactifs aux outils Dans les opérations de finitions, éviter le phénomène «d arête rapportée» qui apparaît fréquemment lors de l usinage des matériaux ductiles à de basses vitesses de coupe. Evacuer les calories de la partie active de l outil dans les opérations à grande vitesse. Eviter les huiles contenant de fortes proportions d huile grasse qui ont tendance à favoriser les phénomènes d écrouissage. * présentant une importante tendance au collage du copeau sur l outil. Quelques précautions particulières Utiliser possédant des propriétés lubrifiantes renforcées : - Émulsion d huile minérale (+ huile grasse): - Huiles de coupe contenant des huiles grasses. - Huiles de coupe contenant des additifs E.P. (additifs anti-soudure). Utiliser de préférence aqueux possédant des propriétés lubrifiantes renforcées : - Emulsion d huile minérale E.P. - Micro-émulsion E.P. - Fluide synthétique E.P. Utiliser possédant des propriétés E.P. (sans huiles grasses ou corps gras). Utiliser de préférence possédant des propriétés E.P. (éviter dans certains cas les fluides de coupe trop actifs). Attacher une grande importance à la composition des matériaux d outils afin de limiter la tendance au collage. Fonte grise : éviter les émulsions (appauvrissement des constituants). Aciers inoxydables : éviter les fluides contenant du chlore ou du bore actif provoquant une corrosion intergranulaire. Zinc, aluminium et alliages : éviter les émulsions très alcalines (apparition de taches blanches) et le chlore. Cuivre et alliages : ne pas utiliser des produits contenant du soufre actif chimiquement. Magnésium : ne pas utiliser de fluides aqueux. Titane et alliages : éviter les produits contenant du chlore et autres halogènes (corrosion intergranulaire).

14 Démarche pour la sélection 14 Valorisation de peinture Sélection d un fluide de coupe en fonction du matériau d outil Ce facteur est souvent lié à l opération d usinage qui impose des outils de nature et de caractéristiques déterminées. Recommandations générales La chaleur est le principal ennemi des matériaux d outils ; toute diminution de la température de la partie active de l outil contribue à une augmentation de sa durée de vie. Appliquer le fluide de manière continue et régulière. Limiter au maximum la tendance au collage des matériaux usinés sur les outils en utilisant possédant de bonnes propriétés lubrifiantes. Lorsque la tendance au collage est grande, utiliser des fluides possédant des propriétés extrême-pression. Quelques recommandations Matériaux d outils Fluides de coupe Recommandations Aciers rapides Carbures métalliques et cermets Céramiques Nitrure de bore cubique Fluides de coupe nécessaires Usinage à sec. Fluides de coupe souvent bénéfiques (augmentation de la durée de vie de l outil). Usinage à sec (en général) sauf cas particuliers : usinage de matériaux très mauvais conducteurs thermiques (alliage à haute teneur en nickel par exemple). Les sialons supportent la lubrification. Usinage à sec (plaquettes massives) lubrification nécessaire dans le cas des plaquettes revêtues. Huiles entières : vitesses de coupe faibles et moyennes. Fluides aqueux : vitesses de coupe élevées. Huiles entières : vitesses de coupe moyennes. Fluides aqueux : vitesses de coupe élevées. Fluides aqueux. Fluides aqueux. Diamant Usinage à sec (en général fluides de coupe utilisables). Fluides aqueux.

15 Surveillance 15 Objectifs Principe Améliorer les conditions d Hygiène et Sécurité et le cadre de travail. Recycler les fluides de coupe en service Réduire la consommation. Générer des économies. Limiter les quantités de déchets produits (effluents aqueux et huileux). Suivi de l évolution des caractéristiques en service par des méthodes simples ou de laboratoire. Fluides aqueux Huiles entières Valorisation de peinture Aspect. Concentration (réfractomètre de poche, cassage acide, réserve d alcalinité ). ph (papier indicateur ou phmétrie). Huiles étrangères relarguées. Micro-organismes (kit de contrôle). Contamination particulaire (décantation, filtration, etc.). Teneur en chlorures Essai de corrosion (éventuellement). Etc. Domaines d application Fluides de coupe aqueux. Huiles de coupe entières toutes catégories selon NF/ISO 6743/7. Machines individuelles méthodes rapides. Installations centralisées méthodes rapides et de laboratoire. Aspect (aspect clair et limpide à la température ambiante). Présence d eau. Viscosité cinématique (viscosimètre, comparateur de viscosité). Indice d acide total. Suivi de certains additifs, de certains composés toxiques. Contamination particulaire. Etc.

16 Surveillance 16 Valorisation de peinture Recommandations Avantages Il est indispensable de consigner les résultats des opérations de surveillance sur des fiches de suivi Prise en charge de fluides de coupe par les utilisateurs. Coût des opérations de surveillance pouvant être peu élevés (méthodes rapides). Détection des anomalies sur site permettant la mise en œuvre d actions correctives sans délai. Un échantillon pourra, le cas échéant, être envoyé au laboratoire pour des analyses approfondies. Amélioration des conditions d Hygiène et Sécurité par le maintien des caractéristiques des fluides à leurs valeurs nominales. Limitation des risques d agressivité et d allergie. Amélioration du cadre de travail. Diminution des coûts d élimination. Éléments technico-économiques Réduction importante et même parfois spectaculaire de la consommation de fluides de coupe et par conséquent. Perspectives Les procédures de surveillance et de maintenance dans les PME devraient se développer (souci de prolonger la durée de service ).

17 Épuration des fluides d usinage 17 Objectif Air comprimé Arrivée fluide de coupe Contact à flotteur (avancement de la bande) Moteur Vers machine Epurer les fluides pour le travail de leur contamination particulaire, afin d augmenter leur durée de service et de limiter l usure des outils et outillages. Ci-contre un exemple de filtre automatique à bande sans fin. Ce système ne génère pas de déchets autres que les particules contaminantes, et notamment pas de papier usé. Valorisation de peinture Principe Contaminants Fluide de coupe épuré Le fluide de coupe en circulation sur l installation d arrosage est dirigé vers un système d épuration qui permet d éliminer les particules métalliques, les microcopeaux, les débris de meules Il existe diverses techniques d épuration des fluides : Systèmes de décantation. Séparateurs magnétiques. Filtres à cartouches (vite colmatés). Filtres à déroulement de bandes filtrantes. Filtres à pression. Filtres à dépression. Hydrocyclones. Filtres à terres diatomées. Epurateurs centrifuges. Ultrafiltration. Etc. Il est souvent nécessaire d associer deux techniques, par exemple séparateur magnétique et filtre-papier. Le choix d une épuration dépend : Du fluide à épurer (viscosité en particulier...). Du débit du fluide. De la quantité, de la nature, de la dimension des particules à éliminer. De la présence d huiles contaminantes pour les fluides aqueux. De la finesse de filtration désirée (liée au type d usinage).

18 Épuration des fluides d usinage 18 Domaines d utilisation de quelques dispositifs d épuration Valorisation de peinture Système de décantation Système d épuration Huiles entières Séparateur magnétique Huiles peu visqueuses Filtre à déroulement de bande filtrante Filtres à terres diatomées Fluides de coupe Fluides aqueux Ultrafiltration Solutions vraies uniquement Hydrocyclone Huiles très fluides Epurateur centrifuge à panier et bol séparateur tubulaire Epurateur centrifuge à bol séparateur à disques ou à chambres Huiles peu visqueuses Huiles peu visqueuses Epurateur centrifuge à bol séprateur auto-débourdeur Huiles peu visqueuses Filtre sous pression Huiles peu visqueuses Domaine d application Tous fluides pour le travail selon NF/ISO 6743/7. Déchets générés Boues métalliques, chargées de fluide de coupe et d huiles, à valoriser en cimenterie. Médias de filtration usagées, à éliminer par incinération en centre spécialisé. Les filtres à diatomées génèrent huileux importants (malgré le pressage des boues). Ces boues doivent être détruites par incinération en centre spécialisé. Ces déchets peuvent contenir des particules métalliques

19 Épuration des fluides d usinage 19 Avantages Augmentation de la durée de vie.) Diminution de l usure des outils et outillages. Inconvénients Coût des installations d épuration, en particulier pour les machines individuelles. Valorisation Éléments technico-économiques Le retour de l investissement sur machines individuelles est plus facile à démontrer pour des opérations de rectification où la qualité des surfaces usinées est importante, ainsi que sur les installations centralisées où un seul équipement peut traiter un volume important de fluide en service. Perspectives Utilisation de médias filtrants permanents. Recherche de substituts aux terres diatomées, moins onéreux à incinérer (pouvoir calorifique plus élevé, production de moins de mâchefers). de peinture

20 Recyclage en interne des fluides aqueux en service Accueil Valorisation de peinture Objectifs Récupérer et recycler des petits volumes de fluides de coupe et de découpage emboutissage aqueux après une opération simple de décantation permettant la séparation de fines particules métalliques et l élimination des huiles étrangères au moyen d un déshuileur à disque ou à bande. Principe décanté Le fluide de coupe et/ou de découpage-emboutissage est récupéré à différents niveaux (outillage, table de la presse, squelettes, copeaux, etc.). Le fluide usagé ainsi récupéré est envoyé dans une cuve à fond tronconique où il est laissé au repos plusieurs heures, afin de faciliter la décantation des particules métalliques et la remontée des huiles étrangères. Les huiles étrangères sont éliminées au moyen d un déshuileur à bande. Le fluide de coupe aqueux destiné à être recyclé est récupéré par soutirage au bas de la partie cylindrique de la cuve. 20

21 Recyclage en interne des fluides aqueux en service 21 Domaines d application Toutes catégories de fluides aqueux pour le travail selon NF/ISO 6743/7 (émulsion micro-émulsion - solution). Fluides aqueux de découpage-emboutissage formulés pour ne pas émulsionner les huiles étrangères. Limites du procédé Fluides insuffisamment stables en service. Fluides émulsionnant les huiles étrangères. Variantes Dispositifs de recyclage des fluides aqueux de coupe ou de découpage-emboutissage par microfiltration tangentielle. Equipements complets et plus sophistiqués intégrant ou associant différentes techniques (décantation, filtration, déshuilage, pasteurisation, etc.). Perspectives Procédé susceptible de se développer largement dans le cadre d une démarche de réduction. Valorisation de peinture Recommandations Avantages Utiliser de préférence des fluides dits biostables. Economies importantes consécutives au recyclage des fluides aqueux. Réduction de consommation. Réduction du volume des effluents.

22 Maîtrise des brouillards d huiles 22 Valorisation de peinture Objectifs Maîtriser les brouillards d huiles dans les opérations de travail. La réglementation des installations classées pour la protection de l environnement concernant le travail méca-nique et alliages (arrêté type rubrique n 2560) précise la nécessité d une ventilation correcte des locaux, d un captage et d une épuration des rejets à l atmosphère, Il n existe pas de valeur limite française ou européenne pour les aérosols de fluides de coupe dans les ateliers. Le guide pratique de ventilation publié par l INRS conseille d abaisser la concentration à un niveau inférieur ou égal à 0,5 mg/m 3 (huiles entières et fluides aqueux). Principe Les brouillards d huiles et les fumées conduisent à des conditions de travail mauvaises et insalubres et il est indispensable de les éliminer par une captation et une épuration au moyen de dispositifs adaptés. Le captage pourra être : enveloppant (la source de pollution est totalement enfermée). inducteur (uniquement lorsque le captage enveloppant n est pas possible). La source d émission du polluant est à l extérieur du dispositif de captage. Celui-ci doit induire des vitesses d air suffisantes dans la zone d émission des polluants pour extraire l air pollué à l intérieur du réseau d aspiration. Les épurateurs peuvent être : centrifuges, à membrane, électrostatiques. Pour des contaminations importantes il sera souvent ajouté en complément un dévésiculeur. Les épurateurs centrifuges nécessitent souvent une filtration secondaire. Les épurateurs électrostatiques sont les plus efficaces pour les plus petites vésicules. Ils peuvent être utilisés en système centralisé. Des huiles dites anti-brouillard peuvent également être utilisées (huiles entières). Ces produits contiennent des polymères qui limitent la formation de brouillard. Dans le temps, ils peuvent évoluer et perdre de leur efficacité.

23 Maîtrise des brouillards d huiles 23 Valorisation de peinture Domaine d application Brouillards d huiles de coupe entières utilisées pour les opérations de travail, en particulier pour les opérations de coupe, de rectification à grande vitesse et les opérations de décolletage. Catégories MHA, MHB, MHC, MHD, MHE, MHF selon ISO 6743/7. Exemples d application Industrie de décolletage (souvent indispensable). Industrie mécanique. Déchets générés A l exception des épurateurs à membrane, une partie importante de l huile récupérée dans le dispositif de captation peut être recyclée avec l huile en service. Les préfiltres et filtres éventuels souillés d huile sont à considérer comme industriels spéciaux et doivent être éliminés au moyen d une filière appropriée, incinération de déchets chlorés ou non chlorés, selon que les huiles mises en œuvre contiennent ou ne contiennent pas de chlore! Des médias filtrants nettoyables sont de plus en plus utilisés. Les épurateurs électrostatiques ne génèrent pas de déchets. Avantages Assainissement de l air ambiant, au poste de travail. Suppression des films gras sur les sols et, d une manière générale, sur l environnement des machines-outils. Éléments économiques Il faut tenir compte du coût du matériel, mais également du consommable et des coûts de maintenance. Les capteurs électrostatiques sont les plus chers à l achat, mais ce sont également les plus efficaces et il n y a pas de consommable (coût d achat et d élimination). Recommandations Le rejet de l air pollué à l extérieur du bâtiment devra être étudié. Il devra se faire en conformité avec les réglementations environnementales. Afin d éviter de recycler une partie des polluants, l air pollué devra être rejeté en dehors des zones de prise d air neuf.

24 Valorisation des huiles 24 Valorisation de peinture Les huiles usagées peuvent être à l origine de graves pollutions de l eau en particulier par exemple l huile déversée sur un plan d eau réduit l oxygénation de la faune et de la flore. De même, la combustion des huiles usagées dans des conditions non contrôlées génère des émissions et des résidus de combustion nuisibles à l environnement. De plus, les huiles sont des produits valorisables. Les articles R543-3 à R543-6 du code de l environnement réglementent la collecte et le traitement des huiles usagées. La réglementation fixe comme priorité le traitement par régénération. Définition On distingue les huiles claires et les huiles noires : Les huiles claires Elles sont peu détériorées et peu chargées en éléments contaminants (exemple : huiles hydrauliques, huiles de turbines, huiles entières d usinage, etc.). Stockage Les huiles noires Elles comprennent les huiles moteurs usagées et certaines huiles industrielles qui sont fortement dégradées et contaminées telles que les huiles de trempe ou les fluides caloporteurs. Les détenteurs d huile doivent recueillir leurs huiles et les stocker séparément (huiles claires huiles noires) en veillant particulièrement à ne pas les mélanger aux fluides aqueux. La teneur en eau doit être inférieure à quelques pour cent (en général 5%). Les huiles chlorées (teneur en chlore > 2%) dont le traitement est différent et très onéreux, ne doivent pas être mélangées aux autres huiles. Collecte La collecte est organisée à l échelon national. Tout détenteur d huiles usagées a pour obligation de les remettre à un ramasseur agréé par la Préfecture ou d assurer lui-même le transport vers un centre d élimination agréé. La liste des ramasseurs agréés est disponible à l Ademe ou dans les Drire. Les ramasseurs ont obligation de collecter gratuitement (*) dans un délai maximum de 15 jours toutes quantités supérieures à 600 litres et de les acheminer vers un centre d élimination agréé. La prestation d enlèvement est financée par la TGAP. (*) Pour les huiles ne contenant pas de chlore, pas de PCB et pas plus de 5% d eau.

25 Valorisations des huiles 25 Élimination Il existe trois modes de valorisation possibles : La régénération La filtration des huiles claires L incinération en cimenterie. La régénération (ou reraffinage) La filtration des huiles claires L incinération Valorisation de peinture La régénération consiste, via un traitement industriel lourd (déshydration par distillation atmosphérique, distillation sous vide, finition par hydrogénation ou filtration sur terres activées) à refabriquer une huile de base semblable aux huiles de base neuves. Trois litres d huiles usagées donnent deux litres d huile. Elle s applique aux huiles noires. Déchets générés Il faut distinguer de la régénération des huiles noires, les traitements de distillation et/ou filtration avec élimination de l eau, des particules métalliques et des hydrocarbures, réalisés sur les huiles claires. Les huiles obtenues sont souvent utilisées pour des applications moins nobles, telles que le démoulage, la lubrification des chaînes de tronçonneuses L utilisateur peut également faire traiter (déshydratation, épuration) ses huiles claires non dégradées et les réutiliser aux mêmes applications. On distingue les régénérateurs d huiles claires des régénérateurs d huiles noires. Les huiles usagées peuvent également être utilisées comme combustibles que ce soit en cimenterie ou dans des centres d incinération de déchets industriels spéciaux. L article du code de l environnement précise que «les seuls modes d élimination autorisés pour les huiles usagées sont le recyclage ou la régénération dans des conditions économiques acceptables ou à défaut l utilisation industrielle comme combustible». Dans ce cas, les huiles usagées doivent être incinérées par des éliminateurs agréés, dans des installations agréées. Résidus de traitement (boues huileuses, eaux chargées d hydrocabures, etc.) dont l élimination dans de bonnes conditions revient au «régénérateur» d huile. Eléments économiques L intérêt économique de la régénération est d autant plus difficile à démontrer que le coût des huiles neuves est peu élevé.

26 26 Valorisation de peinture

27 Produits de dégraissage utilisés en mécanique industrielle 27 Valorisation de peinture Introduction Présentation des produits utilisés en dégraissage et nettoyage de surfaces Définitions Dégraissant Substance ou préparation destinée à éliminer par solubilisation, entraînement ou absorption, les corps gras présents en vue de rendre le matériau apte au traitement envisagé Solvant Liquide non aqueux qui a le pouvoir de dissolution de certaines substances, en particulier les corps gras Produit lessiviel Liquide à diluer dans l eau, composé de tensio-actifs et autres éléments, utilisé pour le nettoyage et le dégraissage Classification et liens Voir tableau page suivante. Alcalin Corps caractérisé par un ph > 7 (basique) Acide Corps caractérisé par un ph < 7 Halogéné Substance contenant les éléments chimiques Chlore, Brome, Fluor ou Iode

28 Procédés en machine 28 Description Présentation des procédés utilisés à chaud en machine (du moins souvent à température supérieure à l ambiante) Définitions Machine solvant semi-ouverte Machine dans laquelle les pièces sont traitées directement dans les cuves et dont le solvant n est pas récupéré entièrement. Machine solvant fermée (machine étanche) (hermétique) Machine dans laquelle les pièces sont traitées dans une chambre de travail et dont le solvant est pratiquement récupéré entièrement dans l installation. Principaux procédés Machine surréfrigérée Machine de type semi-ouverte à double étage de condensation. Solvant A3 Solvant à point d éclair entre 55 C et 100 C. Valorisation de peinture Procédés solvants Procédés lessiviels Procédés autres Machines fermées, solvants chlorés Machines fermées, solvants A3 Machines surréfrigérées et cosolvants Machines semi-ouvertes, solvants chlorés 1 1 Machines anciennes générations pouvant difficilement répondre aux exigences de rejets 2 Procédé émergent à applications limitées en mécanique non développé ici Principes, avantages et limites Voir pages suivantes Aspersion monochambre Aspersion rotative/immersion forcée) Procédés tunnel Immersion multicuves Machines fermées Laser Billes de glace Plasma CO 2 supercritique CO 2 liquide Vapeur sèche

29 Procédés en machine 29 Machines hermétiques (fermées), solvants chlorés Description Machines avec chambre de travail étanche dans lesquelles les pièces sont nettoyées dans des paniers au trempé, aspersion ou phase vapeur, avec une forte limitation des émissions dans l atmosphère et une récupération optimisée du solvant dans l installation et utilisant des solvants chlorés (ou fluorés). Contrairement aux machines semi-ouvertes, les pièces ne sont pas 5 nettoyées directement dans des cuves, mais amenées dans une chambre de travail dans laquelle les différentes phases seront réalisées par arrivée du solvant à partir de réservoirs. Le solvant est distillé en continu ou par périodes déterminées (distillation à pression atmosphérique et/ou sous vide) pour une utilisation d un produit le plus propre possible et une élimination des huiles. Les vapeurs de solvants sont condensées à basse température (1 ou 2 étages), puis le résiduel est capté par adsorption sur charbons actifs, soit en épuration finale sur une cartouche filtrante à éliminer régulièrement, soit par un système d adsorption / désorption avec récupération du solvant dans la machine Chambre de travail 2.3. Réservoirs solvant 4. Groupe frigorifique 5. Distillation 6. Adsorption sur charbons actifs Valorisation de peinture Avantages Respect des valeurs d émissions canalisées et diffuses des réglementations en vigueur (A vérifier pour le trichloréthylène) Connaissance des produits mis en œuvre. Consommations très faibles à gains sur les coûts d exploitation (achats de solvant neuf, déchets). Très bien adapté aux nettoyages de pièces en panier. Précautions d utilisation Limites Coûts d investissement élevés. Substitution du trichloréthylène Produit de référence dans le dégraissage. Pérennité du perchloréthylène en suspens. Utilisation du Chlorure de Méthylène encore rare et techniquement plus difficile de mise en œuvre. Stabilité du solvant à surveiller impérativement Installations limitées en taille. Peu de possibilités pour les lignes en continu. Peu adapté aux cadences très élevées (hors plusieurs paniers dans une charge). Surveillance du solvant en service : en effet, sous l effet de la distillation en continu et des salissures présentes, les stabilisants du solvant sont très sollicités ; le rajout de stabilisants provenant du fournisseur de produit n est pas évident à gérer par l industriel Nécessité de vidanger (exemples d industriels ayant constaté des dégradations au bout de 6 mois). Respect des consignes d entretien et de maintenance. Respect des cycles pour limiter les émissions diffuses (pour les petites machines sans sécurité à l ouverture). Prévoir des systèmes de transfert étanches.

30 Procédés en machine 30 Machines hermétiques (fermées), solvants A3 Valorisation de peinture Description Machines avec chambre de travail étanche dans lesquelles les pièces sont nettoyées dans des paniers au trempé, aspersion ou phase vapeur, avec une forte limitation des émissions dans l atmosphère et une récupération optimisée du solvant dans l installation et utilisant des solvants inflammables de classe A3. Contrairement aux machines semi-ouvertes, les pièces ne sont pas nettoyées directement dans des cuves, mais amenées dans une chambre de travail dans laquelle les différentes phases seront réalisées par arrivée du solvant à partir de réservoirs. Le travail s effectue pratiquement entièrement sous vide afin de limiter les risques d incendie et d explosion. On peut travailler à une température supérieure au point d éclair du solvant. Le solvant est distillé en continu ou par périodes déterminées (distillation à pression atmosphérique et / ou sous vide) pour une utilisation d un produit le plus propre possible et une élimination des huiles. Les vapeurs de solvants sont condensées à basse température (1 ou 2 étages), puis le résiduel est rejeté à l extérieur sans traitement. Avantages Respect des valeurs d émissions canalisées et diffuses des réglementations en vigueur. Pérennité des produits mis en œuvre (comparé aux solvants chlorés). Consommations très faibles gains sur les coûts d exploitation (achat de solvant neuf, déchets). Très bien adaptées aux nettoyages de pièces en panier. Très bien adaptées à l enlèvement de salissures d huiles entières. Faibles coûts d exploitation. Limites Coûts d investissement élevés (hormis les plus petites installations). Installations limitées en taille. Peu de possibilités pour les lignes en continu Cycles plus longs (15 minutes minimum), donc peu adapté aux cadences très élevées Risques de codistillation (avec les huiles). Pièces de rechange à coût élevé (pompe à vide). Risque d inflammabilité faible, mais qui ne peut être ignoré. Doc Amsonic Branson Précautions d utilisation Essais de compatibilité solvants/salissures indispensables avant le choix du produit et de cette technologie A3 (si les hydrocarbures ne sont pas adaptés, choisir un solvant oxygéné). Surveillance du solvant en service (distillation en continu). Respect des consignes de sécurité, d entretien et de maintenance. Zone de sécurité à prévoir autour de l installation.

31 Procédés en machine 31 Machines surréfrigérées et cosolvants Description Machines à plusieurs cuves de dimensions différentes dans lesquelles les pièces sont nettoyées en paniers au trempé ou en phase vapeur avec des solvants fluorés (HydroFluorocCarbones ou HydroFluoroEther), avec trois types de mise en œuvre : Utilisation du solvant pur (séchage de pièces, enlèvement de salissures peu adhérentes). Utilisation en mélange azéotropique (défluxage, enlèvement de salissures moyennement adhérentes). Utilisation en systèmes cosolvant (enlèvement de salissures adhérentes). Valorisation Le principe général de fonctionnement est le même que les machines semi-ouvertes, mais avec une configuration améliorée afin de limiter la consommation (produits chers) : Rajout d une ou deux zones complémentaires de condensation à très basse température et de déshumidification (- 20 à - 30 C). Rehausse et confinement de la zone de garde (hauteur franc / bord par rapport à la largeur des cuves). Suppression de l extraction vers une canalisation (vapeurs lourdes). Limitation des vitesses de transfert des paniers d une cuve à l autre. Schéma d un procédé de séchage final solvant après lessive Doc DuPont de Nemours de peinture Avantages Machines adaptées à faible consommation. Installations a priori conformes aux réglementations COV. Principe de dégraissage en machine classique. Régénération en continu du solvant. Investissements modérés. Précautions d utilisation Limites Coûts produit. Systèmes cosolvant : peu de recul et d utilisations. Nécessité d une phase complémentaire si le cosolvant est entraîné dans la cuve de rinçage. Suivant des variations de teneur en solvant, mauvaise maîtrise de la température d ébullition. Risque de mauvaise maîtrise du coût d exploitation si la machine n est pas adaptée. Machines limitées en taille (< 200 litres) et cadences. Respect des cycles (durée, agitation). La consommation doit rester faible. Respect des consignes d entretien et de maintenance. Assurer la sécurité des opérateurs et agents d entretien.

32 Procédés en machine 32 Machines semi-ouvertes, solvants chlorés Description Machines à plusieurs cuves de dimensions différentes dans lesquelles les pièces sont nettoyées individuellement ou en vrac dans des paniers au trempé ou en phase vapeur. Ces machines sont équipées de systèmes de condensation des vapeurs sur des serpentins dans lesquels circulent de l eau ou un réfrigérant ; les vapeurs non captées sont extraites par un ventilateur hors de l installation par une canalisation vers l extérieur. Zone de garde Zone de refroidissement et de condensation Zone vapeur Eau de refroidissement Eau Vers la source froide Valorisation de peinture Avantages Expérience d utilisation. Facilité d utilisation. Régénération en continu du solvant. Multiplicité des offres. Cadences élevées. Surveillance aisée du procédé. Limites Ne répondent généralement pas aux valeurs limites d émissions canalisées et diffuses exigées par les réglementations. Difficulté de mise en conformité aux valeurs de rejets atmosphériques (rajouts de captations multiples et de systèmes d épuration adaptés, coût global, etc.). Précautions d utilisation Respect des cycles (durée, agitation) Réduction de la consommation. Respect des consignes d entretien et de maintenance. Assurer la sécurité des opérateurs et agents d entretien. Zone liquide Chauffage 2 1 Calorifuge Trappe d'entretien Vidange 1. Thermostat et thermomètre phase liquide 2. Contrôle de niveau minimal 3. Condenseur 4. Thermostat de sécurité 5. Contrôleur de débit 6. Contrôleur de température 7. Séparateur d eau 8. Aspiration périphérique 9. Pièces en cours de séchage 10. Guide protection du serpentin de refroidissement

33 Procédés en machine 33 Procédés lessiviels, aspersion mono-chambre Description Machines à enceinte dans lesquelles les pièces sont positionnées sur un support puis aspergées de produits lessiviels avec une ou plusieurs étapes, avec ou sans séchage Machines unitaires à alimentation manuelle avec couvercle sur le dessus Machines standards à ouverture frontale monobain (nettoyage avec ou sans séchage) ou multibains (gammes variables + séchage) Valorisation de peinture Avantages Idéal pour les dégraissages inter-opérations sans un besoin de propreté ou de séchage optimal. Pérennité des produits mis en œuvre (comparé aux solvants). Intégration facile en production ou en libre-service. Coûts d investissement (suivant dimensions). Peu de risques d hygiène et de sécurité. Précautions d utilisation Surveiller le produit lessiviel en service (concentration). Maintenir régulièrement les machines. Un déshuilage permet d allonger la durée de vie des bains. Précautions de sécurité pour le montage des bains fortement basiques ou acides. Limites Non adapté pour les petites pièces en paniers ou à rétentions. Peu adaptés aux cadences élevées et au nettoyage en continu.. des rejets aqueux (coût ou respect des conditions de rejets).

34 Procédés en machine 34 Valorisation de peinture Procédés lessiviels, aspersion rotative, immersion forcée Description Machines à enceinte pour des petites pièces en panier avec une aspersion rotative et/ou immersion forcée, à une ou plusieurs étapes et un séchage optimisé. Aspersion aux jets de pièces en paniers avec rotation inverse du système d aspersion (forte pression et faible débit). Immersion avec jets dans liquide combinés avec des ultrasons. Rinçage si nécessaire. Séchage des pièces avec de l air chaud (sous vide pour les modèles les plus perfectionnés). Avantages Très bon lavage des pièces avec trous taraudés et borgnes. Evacuation des copeaux et des rétentions d eau. Lavage de pièces en vrac. Pérennité des produits mis en œuvre (comparé aux solvants). Intégration facile en production ou en libre-service. Peu de risques d hygiène et de sécurité Facilité d utilisation. Précautions d utilisation Ne pas trop charger les paniers. Surveiller le produit lessiviel en service (concentration). Maintenir régulièrement les machines. Un déshuilage permet d allonger la durée de vie des bains. Précautions de sécurité pour le montage des bains fortement basiques ou acides. Limites Difficultés de séchage pour les petites pièces en paniers (si trop chargée ou rétentions). Convient moins aux pièces fragiles. Coûts d investissement plus élevés que les machines aspersion classiques (suivant taille). Peu adaptées aux cadences élevées et au nettoyage en continu Cycles plus longs que les solvants (15 à 20 min). des rejets aqueux (coût ou respect des conditions de rejets). Doc Mafac

35 Procédés en machine 35 Procédés lessiviels, tunnels aspersion Valorisation de peinture Description Procédé pour nettoyage de pièces en continu sur tapis déroulant ou par accrochage à l aide de produits lessiviels, à une ou plusieurs étapes Tunnels «catalogue» standard : Dégraissage par aspersion avec le produit lessiviel à sa température de travail, avec des buses disposées au dessus ou tout autour des pièces. Rinçage si nécessaire. Séchage des pièces avec de l air chaud. Tunnels modulaires suivant la demande : Plusieurs étapes de dégraissage par aspersion. Plusieurs rinçages. Passivation de pièces. Combinaison avec des phases d immersion. Intégration dans une ligne en continu (ex. : avant revêtement de surface ou avant peinture). Fonctionnement en continu ou discontinu. La durée complète du nettoyage dépend du nombre d étapes et de la vitesse de défilement. Avantages Intégration en production avec des cadences élevées. Adaptés aux pièces unitaires et de surface élevée. Multiplicité des offres et des combinaisons de lavage. Pérennité des produits mis en œuvre (comparé aux solvants). Peu de risques d hygiène et de sécurité.. Précautions d utilisation Surveiller le produit lessiviel en service (concentration). Maintenir régulièrement les machines. Un déshuilage permet d allonger la durée de vie des bains. Précautions de sécurité pour le montage des bains fortement basiques ou acides. Limites. Dégraissage Rinçage Coûts d investissement (suivant les dimensions). Inadaptés pour pièces en vrac. des rejets aqueux (coût ou respect des conditions de rejets). Séchage

36 Procédés en machine 36 Procédés lessiviels, immersion multicuves Description Machines à une ou plusieurs cuves, pour le nettoyage de pièces par immersion en plusieurs étapes (dégraissages, rinçages), suivi par un séchage approprié (air chaud, sous vide ou solvant) séparateur huille/eau Us Eau Eau DI lavages rinçages séchage Configuration classique : Prédégraissage avec produit lessiviel. Dégraissage fin avec ou sans ultrasons suivant la complexité des pièces. Rinçage eau de ville. Séchage des pièces avec de l air chaud. Autres possibilités : Rinçages cascades pour recyclage de l eau. Rinçage eau déminéralisée pour éviter de tacher les pièces. Cuve de passivation pour protection temporaire contre la corrosion. Séchage avec un solvant. Aspersions intermédiaires (dégraissage ou rinçage). Paniers rotatifs robotisés. Valorisation de peinture Avantages Lavage reproductible avec une propreté dépendant du nombre de phases défini au départ. Pérennité des produits mis en œuvre (comparé aux solvants). Très grande expérience dans de nombreux domaines. Intégration facile en production. Adaptés aux cadences élevées et au nettoyage en continu. Peu de risques d hygiène et de sécurité Facilité d utilisation. Précautions d utilisation Limites Surveiller le produit lessiviel en service (concentration). Maintenir régulièrement les machines. Un déshuilage permet d allonger la durée de vie des bains. Précautions de sécurité pour le montage des bains fortement basiques ou acides. Difficultés de séchage pour les certains types de pièces (petites pièces en paniers, rétentions et trous borgnes. Coûts d investissement dépendant du nombre de phases de traitement. Epuration en continu indispensable en cas d apport d huile important sur les pièces. Respect précis du cycle décidé au départ Consommation en énergie importante (taille des cuves, chauffage, ultrasons). des rejets aqueux (coût ou respect des conditions de rejets).

37 Procédés en machine 37 Valorisation de peinture Procédés lessiviels, machines fermées Description Machines à enceinte pour un nettoyage par immersion et aspersion combinées, à une ou plusieurs étapes et séchage, ces opérations étant réalisées sous vide, sans rejets. Différentes étapes : Dégraissage initial par immersion : la cuve contenant la charge est remplie du produit de lavage jusqu à immersion totale des pièces. Lors de cette opération, les pièces sont débarrassées des principales impuretés à une température de C. Dégraissage fin : Le vide est créé au dessus de la lessive et on injecte du gaz ou de l air sous la charge. La vitesse des gaz ascendants forment à la surface des pièces des poches qui éclatent sous l effet du vide, en s évaporant. L efficacité peut être améliorée par les ultrasons ou des systèmes d agitations mécaniques, d aspersions ou de turbulences. Aération de la cuve, Elimination des huiles relarguées en surface, et refoulement du produit lessiviel dans sa citerne. Rinçage par aspersion haute pression. Rinçage complémentaire en eau DI. Séchage sous vide. Possibilités de dépose de produits de protection ou de traitement plasma. Possibilités d intégration d un système d évaporation sous vide permettant de récupérer les salissures sous forme de boue pratiquement sans eau ( peu d effluents à traiter). Avantages Nettoyages de pièces très diverses avec des besoins en propreté très importants. Procédés pratiquement sans rejets. Très bon lavage des pièces complexes avec trous taraudés et borgnes. Epuration en continu du fluide de lavage. Surveillance et Maintenance réduites. Pérennité des produits mis en œuvre (comparé aux solvants). Peu de risques d hygiène et de sécurité. Précautions d utilisation Surveillance du produit en service. Surveillance des modules d épuration des bains. Limites Investissements élevés. Cycles plus longs que les solvants. Doc Rübig

38 Procédés en machine 38 Procédés laser Valorisation Principe Le nettoyage par laser est basé sur une réaction photomécanique induite par l interaction entre un laser de forte puissance instantanée et une couche polluante. L impulsion lumineuse transforme les premiers microns de la couche à éliminer en plasma fortement comprimé. La détente de ce plasma engendre une onde de choc qui éjecte les polluants sous forme de fines particules. Ces particules sont alors captées par un système d aspiration. La surface du support est préservée de toute détérioration car la densité de l énergie utilisée reste inférieure à son seuil de dommage. Chaque impulsion laser enlève une certaine épaisseur de salissure. Le nombre de tirs nécessaire pour obtenir une surface propre est un parfait indicateur de l état de salissure de la surface à traiter. Installations disponibles 1 3 1) Impulsion laser 2) Absorption en surface 3) Création d un plasma 4) Détente d un plasma 5) Génération d une onde de choc 6) Fragmentation de la couche superficielle 7) Expulsion des poussières Eléments mobiles : source laser avec son alimentation, le système de transport de faisceau par fibres optiques (protégées par gaine pour utilisations en extérieur et une pièce à main. Module de refroidissement, sans source d eau externe. Systèmes fixes industriels. Cabines. Possibilité de location de peinture Avantages Grande efficacité pour ce qui concerne le nettoyage, désoxydation, décontamination, enlèvement de peintures. Aucun effet mécanique ni thermique. Respect des surfaces (le laser agit seulement sur la couche hétérogène de surface et améliore la planéité de surface). Fonctionnement manuel ou facilement automatisable. Grande souplesse d utilisation permettant de travailler à distance de la source laser dans des zones difficiles d accès (avec des fibres optiques). Respectueux de l environnement (pas d utilisation de solvant). Il n y a pas d effluents liquides pollués, pas de produits chimiques, pas de vapeurs dangereuses, ne génère pas de déchets ou polluants. Travail effectué à pression atmosphérique. Précautions d utilisation Sécurité des personnes pour les classes de laser dangereux. Limites Sécurité des opérateurs (la classification des lasers est normalisée et spécifiée dans la norme NF EN de juillet Celle-ci range les lasers en cinq classes de risques selon les dangers (classes 3B et 4 = danger). Peu adapté aux grandes surfaces (ou opérations longues). Peu d applications en nettoyage de métaux.

39 Procédés en machine 39 Procédés par billes de glace Principe Procédé par projection sous pression de particules de glace carbonique. De petites particules solides de CO 2 à - 78 C (baptisées «Pellets») sont projetées manuellement sur la surface à traiter, dans un flux d air comprimé, sous une pression comprise entre 2 et 20 bars (à adapter au type de matériau à traiter). L impact des «pellets» sur la pièce engendre un choc thermique intense qui, combiné à l énergie cinétique, provoque la rétractation des polluants et la gélification des graisses, occasionnant ainsi une perte d adhérence. Les résidus ainsi fragilisés sont décollés et expulsés de la surface par le flux d air de projection. Lors de l impact, le CO 2 se sublime en passant à l état gazeux. Le gaz obtenu peut être éliminé par simple aération ou ventilation. Il ne reste que la pollution brute à récupérer au sol. Installations disponibles - Eléments mobiles : Système de projection avec réservoir de pellets, tuyau de tir, pistolet de tir. - Systèmes de fabrication de pellets. - Possibilité de location. Valorisation de peinture Avantages Aucune pollution liquide ou solide n est engendrée. Seuls, les résidus détachés de leur support sont à récurer et à éliminer ; le CO2 en se sublimant, passe à l état gazeux : sauf cas très spécifiques, le traitement des émissions atmosphériques n est pas nécessaire. Le CO2 projeté est ininflammable, isolant inerte et anhydre donc très sec ce qui limite les risques de corrosion. Pas d abrasion : la pression doit être adaptée au matériau à traiter. Procédé qui permet d intervenir sur site sans démontage des outillages sur une ligne de production. Procédé efficace comparé à un sablage «doux».. Précautions d utilisation Limites Nuisances sonores élevées ( 95 à 100 db pour une pression de projection de 7 bars). Planification du délai de mise en œuvre imputable au temps de conservation du CO2 solide. L efficacité du nettoyage dépend notamment de la qualité des particules de glace, celle-ci étant directement liée aux délais d approvisionnement et d utilisation. Procédé réservé au nettoyage «pièce par pièce en ligne». Les limites du procédé sont données par le traitement unitaire et la complexité géométrique des pièces. Il semble actuellement difficilement applicable aux besoins en dégraissage de séries de pièces mécaniques traitées en vrac ou à l attache. Les risques engendrés par l utilisation de matériels cryogénique sont liés au respct des consignes visant à protéger les conditions de travail des opérateurs.

40 Procédés manuels 40 Introduction Présentation des procédés manuels utilisés à température ambiante Définitions Valorisation de peinture Fontaine de dégraissage : Poste individuel constitué d une table posée sur un réservoir de produit dégraissant (un fût par exemple), sur laquelle l opérateur vient nettoyer des pièces, généralement avec un pinceau. Le produit est pompé du fût pour le nettoyage, puis retourne dans le réservoir par gravité une fois utilisé avec une filtration. Ce poste peut être équipé d une aspiration des vapeurs, ou être fermé. Lingette préimprégnée Chiffon sur lequel un produit a été imprégné et qui est disponible en conditionnement étanche, pour une utilisation directe sur les pièces. Principaux procédés (cf. pages suivantes) Procédés solvants Chiffon, pinceau, trempé Lingettes préimprégnées Fontaines solvants Principes, avantages et limites Voir pages suivantes. Bioorganismes Micro-organismes ayant pour action une transformation des salissures huileuses en eau et CO 2. Système fermé Installation prévue pour éviter tout contact de l opérateur avec le produit nettoyant. Basique Corps caractérisé par un ph > 7 Procédés autres Fontaines lessives Fontaines biologiques

41 Procédés manuels 41 Nettoyage au chiffon, pinceau, trempé Description Utilisation directe du dégraissant sur un chiffon, après trempé d un pinceau dans un bac, ou directement par trempé de la pièce dans un bac ou une cuve Il s agit du poste de dégraissage le plus simple permettant un nettoyage de petites pièces au trempé, ou un nettoyage sur place d éléments de grandes tailles ou sur installations fixes. On utilise des petits bacs, des petits pulvérisateurs, des chiffons. Les produits sont choisis par l entreprise, si possible non toxique pour l opérateur. Valorisation de peinture Avantages Choix du produit par l industriel. Nettoyage en place. Possibilités de fourniture complète du solvant, et reprise. Adapté aux nettoyages de type maintenance. Facilité d utilisation.. Limites Reproductibilité du nettoyage. En cas de bain saturé ou de chiffon sale, risque de redéposition de la salissure. Peu adapté à du nettoyage avec exigences de propreté (interopérations ou préparation de surface). Choix du produit parfois difficile pour l industriel (choix large avec produits plus ou moins bien identifiés Attention aux points d éclair masqués). Postes de dégraissage peu identifiés (peut générer des problèmes de sécurité). Inflammabilité des produits. Précautions d utilisation Réserver ces dégraissages aux opérations en place et créer un poste central de dégraissage (fontaine). Eviter la proximité de postes de travail avec sources d ignitions (ex. : postes de soudure, meulage, etc.). Limiter la consommation de produit. Si possible préférer les chiffons préimprégnés. Travailler sur un poste bien aéré. Information des opérateurs sur les produits utilisés et les précautions à prendre.

42 Procédés manuels 42 Lingettes préimprégnées Valorisation de peinture Description Chiffons préimprégnés de solvant par le fournisseur ou à la demande. Présentation sous forme de lingettes dans un bidon ou une recharge avec bouchon refermable. Chiffon de texture fibreuse ou striée pour l action mécanique. Principales familles de produits. Savons pour lavage des mains ou paillasses. Solvants pour nettoyage de pièces. Classes de points d éclair entre 0 C et 55 C. Solvants type Méthyl-éthyl-cétone, alcool, hydrocarbure. Utilisation : A température ambiante en substitution aux solvants visés par le règlement «couche d ozone». En substitution ou complément des applications au pinceau, chiffon, trempé, fontaines classiques. Gants pour les substances les plus agressives. Avantages Substitution des solvants sous forme liquide à température ambiante. Suppression ou limitation des postes de travail dispersés dans les ateliers. Efficacité dès le premier passage. Tailles adaptées aux surfaces. Nettoyage en moyenne de 2 à 10 fois plus de surface qu avec des chiffons classiques. Elimine le risque de sur-imprégnation des chiffons. Solvant approprié à chaque poste. Facilité d identification. Odeur moins marquée qu avec des solvants liquides. Diminution des quantités de solvant (consommation, projections ou risques de contacts avec les substances, risques d incendie, déversements accidentels). Réduction des émissions de solvant (COV). Coût d élimination faible (lingettes sèches après usage) Précautions d utilisation Limites Gants pour les substances les plus agressives. Réserver l utilisation des lingettes pour les opérations l exigeant vraiment (pièces longues et planes) Travail avec des gants pour produits plus agressifs. Odeur pour certains produits. Nettoyage de pièces avec recoins ou formes particulières. Coût des lingettes.

43 Procédés manuels 43 Fontaine solvant Valorisation de peinture Description Il s agit d un poste de dégraissage pour un nettoyage des pièces par arrosage, trempage, brossage avec un solvant organique à température ambiante. Le liquide est filtré pour retenir les matières solides et est pompé pour réutilisation. Ces fontaines sont généralement constituées des éléments suivants : Table de travail avec robinet, brosses et bac de rétention. Cuve ou fût avec filtration et pompe de redistribution. Les produits sont : soit fournis avec la fontaine, soit choisis par l entreprise. Plusieurs niveaux de sécurité sont disponibles : Fontaine sans aspiration. Fontaine avec aspiration sous hotte. Fontaine avec aspiration sous hotte fermée. Fontaine de sécurité complète. Avantages Choix du produit par l industriel. Possibilités de fourniture complète de la fontaine, du solvant, et reprise. Poste de dégraissage bien identifié (par rapport à des postes dispersés dans l entreprise). Adapté aux nettoyages de type maintenance. Facilité d utilisation. Précautions d utilisation Limites Changer le filtre régulièrement si celui ci se colmate (liquide ne passant plus). Rajouter du produit régulièrement. Peu adapté à du nettoyage avec exigences de propreté (interopérations ou préparation de surface). Choix du produit parfois difficile pour l industriel (choix large avec produits plus ou moins bien identifiés). Inflammabilité des produits.

44 Procédés manuels 44 Valorisation de peinture Fontaine lessive Description Il s agit d une fontaine de dégraissage similaire aux fontaines solvant (nettoyage des pièces par arrosage, trempage, brossage) avec un produit lessiviel utilisable à température ambiante Le liquide est filtré pour retenir les matières solides et est pompé pour réutilisation. Ces fontaines sont généralement constituées des éléments suivants : Table de travail avec robinet, brosses et bac de rétention. Cuve ou fût avec filtration et pompe de redistribution. Les produits sont généralement fournis avec la fontaine. Avantages Substitution des solvants couramment utilisés (non toxique, non inflammable, pas d émissions de COV). Efficacité dans le temps (saturation moyenne 4 mois). Peu de déchets générés (voir propositions fabricants). Adapté aux nettoyages de type maintenance. Facilité d utilisation. Précautions d utilisation Changer le filtre régulièrement si celui-ci se colmate (liquide ne passant plus). Rajouter du produit régulièrement. Ne pas rejeter les effluents (produit + salissures). Limites A vérifier si exigences de propreté supérieures (interopérations ou préparation de surface). Séchage de certains types de pièces (rique de coorosion dans les cavités ou interstices, pièces collèes).

45 Procédés manuels 45 Fontaine biologique Description Il s agit d une fontaine de dégraissage d apparence classique (nettoyage des pièces par arrosage, trempage, brossage) avec un produit lessiviel neutre, riche en tensioactifs, à une température de 30 à 40 C. Le liquide chargé en salissures passe sur un filtre imprégné de micro-organismes (ou par apport d une dose liquide) qui assurent la biodégradation régulière des huiles et graisses dans le bain (cassage des molécules, dégagement de CO ², et libération d eau). Le bain est ainsi régénéré en permanence et assure l efficacité du nettoyage. Ces fontaines spécifiques sont généralement constituées de 3 éléments indissociables : Fontaine en résine thermoplastique avec robinet, brosses, table de travail et bac de rétention Filtre imprégné de micro-organismes ou doses sous forme liquide Cuve avec produit lessiviel de ph neutre ➀ ➁ ➂ Valorisation de peinture Avantages Substitution des solvants couramment utilisés (non toxique, non inflammable, pas d émissions de COV, pas d étiquetage utilisation et transport, stockage aisé). Peu de déchets générés (régénération en continu si changement de filtres réguliers, donc peu de vidanges sauf cas particulier). Adapté aux nettoyages de type maintenance. Facilité d utilisation. Limites A vérifier si exigences de propreté supérieures (interopérations ou préparation de surface). Incompatibles magnésium Ne convient pas aux cuivreux et aciers cadmiés. Peut procurer des taches sur certains matériaux (aluminium, acier zingué). En cas d utilisation peu fréquente du matériel, un temps de remise en route du processus est nécessaire (vie des bactéries limitée à 24 heures) Séchage de certains types de pièces (risques de corrosion dans les cavités ou interstices, pièces collées). Précautions d utilisation Changer le filtre tous les mois ou 6 semaines (plus fréquemment si utilisation constante). Changer le filtre si celui ci se colmate (liquide ne passant plus). Changer le filtre en cas d arrêt prolongé de plus de 48 heures. Ne pas diluer le produit, ni ajouter de bactéricide, désinfectant ou de solvant. Rajouter du produit régulièrement (20 litres toutes les 3 à 6 semaines). Réserver l utilisation au dégraissage des pièces et non au traitement des huiles usées. Toujours laisser la fontaine branchée (week-end compris) pour maintenir la température constante nécessaire à l action des microorganismes.

46 Surveillance 46 Objectif Suivre périodiquement les caractéristiques physico-chimiques d un produit de dégraissage en service, de façon à : Valorisation Améliorer la qualité du dégraissage et les conditions d hygiène et sécurité par l utilisation de produits conformes aux spécifications du formulateur. Réduire les phénomènes d oxydation, des pièces dégraissées et des machines de dégraissage, dues à la dégradation des produits. Augmenter la durée de service des produits de dégraissage par appoints réguliers d additifs actifs conformément aux prescriptions du formulateur. Cette prolongation de la durée d utilisation du produit de dégraissage engendre des économies sur : le traitement (réduction des volumes générés), la consommation de produit (réduction des consommations liées au montage des bains neufs après vidange). de peinture

47 Surveillance 47 Principes Suivre les principales caractéristiques du produit, au moyen de méthodes simples facilement utilisables dans l atelier. Solvants chlorés (chlorure de méthylène, trichloréthylène, perchloréthylène) Solvants de classe A3 (hydrocarbures, solvants oxygénés : alcools modifiés, esters, etc.) Produits lessiviels (lessives basiques, neutres, acides) Valorisation de peinture Compte tenu que, pour respecter les contraintes environnementales, ces produits sont mis en œuvre quasi exclusivement en machines fermées étanches, ils sont très sollicités (consommations faibles, régénérations multiples par distillation interne). Par ailleurs, ces produits sont additivés avec des stabilisants pour éviter leur dégradation par les salissures et les élévations de température. En conséquence, il est impératif de suivre très régulièrement la concentration en stabilisants dans les solvants en service. Les formulateurs de solvants commercialisent des mallettes pour réaliser facilement cette analyse par la mesure de l acceptance d acide. Au-dessous d un seuil, communiqué par le formulateur, il est nécessaire de rajouter du stabilisant. Certains fournisseurs préconisent de contrôler la réserve d alcalinité, en plus de l acceptance d acide. D autres analyses peuvent être réalisées pour mettre en évidence d éventuelles co-distillations de salissures lors de la régénération du solvant ou pour évaluer la formation de chlorures malgré la présence de stabilisants. Toutefois, ces analyses complexes nécessitent du matériel de laboratoire relativement onéreux et il est préférable de confier ces analyses au formulateur. Ces solvants étant, souvent mis en œuvre à une température supérieure à leur point éclair, ils sont, eux aussi, utilisés en machines fermées étanches. Comme les précédents, ils sont très sollicités. Par contre et contrairement aux solvants chlorés, ces produits ne sont pas stabilisés et il n existe pas de méthodes rapides pour suivre leurs caractéristiques. Le seul paramètre que l opérateur peut facilement contrôler est, le ph de l eau de condensation récupérée dans le séparateur d eau de la machine ou le ph de l extrait aqueux du solvant. Attention! Cette détermination ne donne qu une information sur l agressivité de l ambiance régnant dans la machine, elle ne doit être considérée que comme une méthode de surveillance qui permet d identifier une anomalie de fonctionnement. D autres analyses (teneur en eau, acidité, analyse en chromatographie en phase gazeuse, etc.) peuvent être réalisées pour mettre en évidence d éventuelles co-distillations de salissures lors de la régénération du solvant ou dégradations du solvant. Toutefois, ces analyses complexes nécessitent du matériel de laboratoire relativement onéreux et il est préférable de confier ces analyses au formulateur. Le paramètre, le plus important à suivre, est la concentration en produit lessiviel. Suivant les formulations, les méthodes préconisées par les fournisseurs sont les suivantes : Pour les lessives basiques : il s agit de mesurer la réserve d alcalinité qui est proportionnelle à la concentration. Attention, les lessives étant des milieux tamponnés, le ph n est pas proportionnel à la concentration en produit. Pour les lessives neutres qui sont, souvent, constituées d un mélange de tensioactifs sans minéralité importante, il n existe, en général, pas de méthode simple et fiable pour mesurer, sur site, leur concentration. Pour les lessives acides : il s agit de mesurer l acidité au moyen d une base. Ces mesures de basicité ou d acidité nécessitent peu de matériel, elles sont effectuées en présence d un indicateur coloré ou éventuellement d un phmètre. La teneur en huiles totales (surnageantes + émulsionnées) peut être déterminée facilement par «cassage» à l acide. Lorsque la concentration en lessive est bien maîtrisée, la teneur en huiles est souvent la première cause de vidange des produits lessiviels, il est donc primordial de la suivre. D autres analyses (teneur en chlorures, en phosphates, etc) peuvent être réalisées sur les bains. Toutefois, ces analyses complexes nécessitent du matériel de laboratoire relativement onéreux et il est préférable de confier ces analyses au formulateur.

48 Surveillance 48 Valorisation de peinture Domaine d application Ces procédures de suivi peuvent être mises en place sur tout type de produit dégraissant à condition d utiliser la bonne méthode d analyse. Dans la majorité des cas, le formulateur indique la procédure à suivre et parfois commercialise le matériel (mallette), pour analyser son produit. Limites du procédé Ces procédures de suivi sur site ne permettent que de déterminer le paramètre le plus important pour évaluer le bon état du produit dégraissant (concentration en stabilisant pour les solvants chlorés, ph de l extrait aqueux pour les solvants A3 et concentration pour les lessives). Dans tous les cas, il est conseillé de demander au formulateur une analyse approfondie du produit, dès qu un doute subsiste sur sa qualité. En outre et en fonction des résultats analytiques, le formulateur pourra donner les mesures correctives à prendre sur le produit. Recommandations Ces mesures peuvent être effectuées par tout opérateur possédant un minimum de rigueur, elles ne nécessitent pas de formation spécifique. Toutefois, pour garantir un minimum de précision sur les résultats du suivi, il est préférable d aménager un local propre pour réaliser ces contrôles. Quant à la fréquence du suivi analytique, elle est très variable et dépend du degré de sollicitation du produit dégraissant et du procédé utilisé. Déchets générés Les déchets générés sont les produits issus de l analyse, ils peuvent contenir des solvants, des acides ou des bases, ils ne doivent donc pas être rejetés à l exutoire, mais éliminés en centre collectif comme déchets dangereux. Certaines sociétés, comme Labo Service, sont spécialisées dans le traitement des déchets de laboratoire. Avantages Facile à mettre en œuvre. Permet d anticiper les dégradations et d éviter des corrosions importantes des installations ou des pièces dégraissées. Améliore la qualité du nettoyage par la garantie d un produit dégraissant conforme aux prescriptions d utilisation. Peut permettre des économies sur la consommation des produits et le traitement (réduction de la fréquence des vidanges). Inconvénients Temps à consacrer par l opérateur à la mesure, de l ordre de 15 minutes par contrôle. Nécessité de passer par le fournisseur pour des analyses plus poussées (éventuellement à négocier dans un contrat) coût. Pour les produits lessiviels, ne suffit pas à déterminer des critères et des fréquences de vidange de bains.

49 de solvants 49 Traitement des solvants usagés Source : Solvants industriels / Recommandations pour un usage national Ed Ademe Les solvants usagés comme les solvants neufs sont classés comme matières dangereuses! Le danger des solvants usagés provient autant du solvant lui-même que des résidus ou des additifs qu il contient. La gestion des solvants usagés dans l entreprise doit tenir compte du mode de traitement retenu : valorisation par régénération ou élimination par incinération. La régénération doit systématiquement être envisagée avant l incinération en particulier pour les solvants à haute valeur ajoutée. des solvants usagés sur le site Valorisation de peinture Analyser les solutions logistiques de collecte interne des solvants usagés sur votre site en partenariat avec le ou les prestataires retenus (interne ou externe) pour le transport et le traitement. Éviter de mélanger les solvants usagés (la régénération devient difficile, voire impossible et l incinération peut coûter plus chère). Conserver les solvants usagés et les chiffons ou lingettes imprégnés de solvant usagés dans récipients fermés spécialement prévus à cet effet. Si son état le permet, privilégier le réemploi du fût ayant contenu le solvant neuf pour conditionner. Veiller au maintien et à la clarté de l étiquetage. Appliquer les mêmes recommandations que pour le stockage et la manutention des solvants neufs. Installer des machines à circuit fermé intégrant le recyclage des solvants, notamment en dégraissage et nettoyage à sec. Il est tout à fait possible d envisager la régénération in situ des solvants, mais cette opération est une activité industrielle à part entière, un atelier spécialisé doit lui être dédié avec du matériel adapté et une bonne connaissance des risques.

50 de solvants 50 Valorisation La régénération à façon Le réemploi de vos solvants dans les mêmes applications que les conditions originelles est possible : c est la régénération à façon. En premier lieu, cela nécessite une prise en compte sur les lieux d utilisation de quelques mesures pratiques et organisationnelles autour du tri à la source, du stockage et de la collecte des solvants. La récupération des flux de solvants usés doit être sélective dans votre entreprise. Les solvants doivent être collectés séparément des autres déchets liquides afin d optimiser la qualité de la valorisation. Ensuite, le régénérateur doit s engager sur votre cahier des charges, garantissant la qualité du solvant régénéré que vous souhaitez, pour l utilisation prévue. La traçabilité de vos solvants doit être assurée au cours de l ensemble des opérations de régénération, grâce à des contrôles et des analyses. Une «reformulation» adaptée à vos besoins spécifiques est également réalisable. La régénération vous permettra de diminuer vos coûts d exploitation liés à l élimination et aux transports ainsi qu à l achat de solvants neufs puisque votre régénérateur vous livrera vos solvants régénérés en substitution des solvants neufs. En moyenne, la partie «valorisable» est comprise entre 60 et 90 % selon la nature du solvant et son utilisation. De plus, la taxe générale sur les activités polluantes (TGAP) sera réduite par rapport à une solution d élimination car seule la fraction de déchet non régénérable est soumise à la TGAP. Traitement en externe des solvants de peinture Ne pas confier les solvants usagés à une société qui va les incinérer sans un examen préalable des possibilités de régénération. Il faut réaliser une étude de faisabilité sur les différentes filières de traitement qui intègre également les aspects énergétiques et environnementaux de la production de solvants neufs. Fournir un échantillon représentatif du lot à traiter au prestataire et demander un devis écrit avec les garanties offertes par le traitement. S assurer des pratiques environnementales du prestataire (par exemple : certification ISO 14001, Certirec, marque Retour, etc.). Ne confier ses solvants usagés qu à un centre de traitement autorisé par arrêté préfectoral (régénération ou incinération). En tant que producteur de déchets, votre responsabilité est engagée. Rédiger un BSDD (bordereau de suivi dangereux) qui doit accompagner le déchet jusqu à sa destination finale, procédure obligatoire pour chaque transport. Tenir à jour un registre d enlèvements. S assurer que le transport des solvants usagés s effectue selon les modalités réglementaires régissant le transport des marchandises dangereuses et que le transporteur possède un récépissé de déclaration pour assurer l activité de transport par route.

51 de solvants 51 Valorisation Attention aux faibles volumes de solvants usagés! Ne pas se débarrasser des solvants, même en petites quantités, dans les ordures ou à l égout. Ces déchets sont classés déchets toxiques en quantités dispersées (DTQD), leur élimination dans des conditions respectueuses de l environnement est obligatoire. Même s ils sont en petites quantités, leur gestion (tri, étiquetage, etc.) doit également être assurée. En raison de leur diversité et de leur homogénéité de conditionnement (flaconnages, bidons ou vrac), ces déchets ne peuvent pas être traités directement dans les centres d incinération et doivent transiter par une plate-forme spécialisée avant d être transportés vers une unité de traitement spécifique. de peinture

52 Réduction des émissions de solvants 52 Présentation générale Actions préalables de réduction Avantages Valorisation de peinture Maintien des installations existantes, modifications et traitement des émissions de solvants par adsorption sur charbons actifs afin d obtenir la conformité de l activité de dégraissage vis-à-vis des valeurs limites de rejets (canalisés et / ou diffus). Domaine d application Ceci concerne dans la plupart des cas les installations de dégraissage semi-ouvertes utilisant des solvants chlorés. Etude préalable L exploitant conserve son ou ses installations, mais se met en conformité vis-à-vis des textes qui le concerne (arrêté d exploitation, arrêtés-types). La mise en conformité peut s appliquer : aux émissions captées et canalisées (concentrations et flux), aux émissions non captées ou diffuses. Un certain nombre d actions techniques adaptées au fonctionnement des installations devront être mis en place. La mise en conformité ne peut s envisager sans avoir réalisé ou fait réaliser un bilan de l installation (ou de l activité sur le site) : Bilan technique. Bilan des émissions de solvant (en particulier la mise en œuvre d un plan de gestion des solvants). Solutions alternatives de dégraissage (technologies propres, procédés lessiviels ou autres). Remplacer le trichloréthylène par le perchloréthylène : À notre connaissance, aucune technique n est actuellement disponible pour atteindre les valeurs d émissions canalisées exigées pour les solvants à phrase de risques R45. Diminuer la consommation (améliorer la récupération en interne du solvant, diminuer les émissions diffuses, valoriser en externe). Diminuer les émissions diffuses : en répertorier les sources puis améliorer les conditions de fonctionnement, optimiser l utilisation des installations, agir sur la maintenance, remettre en cause et optimiser l extraction pour une orientation vers les canalisations. Améliorer le recyclage en interne : la conformité vis-à-vis des émissions diffuses sera grandement facilitée par la prise en compte du recyclage en interne du solvant. Des actions d amélioration de la condensation et des techniques complémentaires de distillation pourront être menées. Favoriser la régénération en externe : dans la directive COV, si le solvant usé est envoyé vers un régénérateur externe pour valorisation (ou réutilisation dans l unité), il est déduit de la consommation annuelle, contrairement à l envoi en destruction. Mettre en place des techniques de traitement des COV avec respect des valeurs limites. Maintien des installations existantes, même de générations anciennes. Connaissance des produits mis en œuvre (solvants chlorés). Amélioration du fonctionnement des installations par des actions simples. Maintien des impératifs de production. Inconvénients Coûts d investissement pouvant être élevés (pour atteindre les exigences des rejets canalisés et diffus). Étude détaillée des émissions de solvant impérative. Conformité non assurée à 100% (plusieurs paramètres à prendre en compte). Pérennité des solvants chlorés non assurée (trichloréthylène R45, études toxicologiques pour le perchloréthylène). Limites techniques des installations.

53 Réduction des émissions de solvants 53 Valorisation de peinture Technique d adsorption sur charbon actif Principe L adsorption est un phénomène physique par lequel des molécules présentes dans un gaz se fixent à la surface d un solide, particulièrement sur des matériaux poreux comme les charbons actifs. Techniques disponibles Adsorption simple Installations simples avec cartouche à remplir avec des charbons actifs (50 kg à 2 m 3 ). Fûts de contenance classique jetables (200 litres) Débits jusqu à 1000 m 3 /h et concentrations de 1 à 10 g/m 3.. Cas type : changement d un fût de charbons actifs par mois = 1000 / mois. Utilisation : passage 1 fois ou plusieurs fois. Pas de récupération du solvant. Adsorption + désorption Classique : deux adsorbeurs en parallèle, l un travaillant en épuration, l autre en désorption par balayage à la vapeur d eau. Système Web Air adapté aux petites installations avec désorption thermique à sec. Récupération du solvant par condensation. Pour un travail en 3/8 ou pour les débits élevés, il est nécessaire d ajouter un 3 e adsorbeur (désorption). Étendue des flux à traiter : débits de 100 à m 3 /h concentrations de 1 à 50 g/m 3. Performances Atteinte des valeurs limites de rejets canalisés 110 mg/m 3 (COV) ou 20 mg/m 3 (COV chlorés hors trichloréthylène). Adapté aux effluents monosolvants. Adapté aux variations de concentration. Limites d utilisation Difficultés de récupération pour les COV en mélange. Phénomènes d exothermie en désorption avec des COV tel le méthyléthylcétone (installation à l arrêt). Adsorption simple : ne convient qu à de petites unités à flux horaires peu importants. Dégradation rapide des solvants lors de la désorption (perte de stabilisants) surveillance et remise à niveau du solvant indispensable.

54 54 Valorisation de peinture Déshuilage de surface Déshuilage à coalescence Déshuilage par centrifugation Épuration particulaire par centrifugation Évapoconcentration Techniques membranaires Évaporation naturelle : procédé NUCLEOS Évaporation naturelle : procédé OSMOFILM Ozonation catalytique Oxydation supercritique

55 Introduction 55 Valorisation de peinture L industrie mécanique utilise, dans ses process de production, divers fluides aqueux en quantité plus ou moins importante. Pendant le cycle de fabrication, ces fluides sont diversement sollicités et dégradés, si bien qu il est nécessaire de les vidanger pour les remplacer par des bains neufs. Les caractéristiques physico-chimiques des effluents ainsi générés sont rarement compatibles avec les limites imposées par la réglementation pour leur rejet à l exutoire. La réduction des coûts liés à l élimination de ces effluents et le respect des exigences réglementaires nécessitent une gestion rigoureuse des effluents générés. Comment réduire à la source les volumes générés? Cette réduction des volumes peut être réalisée : soit par mise en œuvre de technologies propres qui ne génèrent pas de déchets comme l usinage à sec par exemple, soit par la mise en place de procédures ou de dispositifs qui permettent d augmenter la durée d utilisation des fluides et donc de diminuer les volumes générés par augmentation des fréquences des vidanges. Ces procédures ou dispositifs sont les suivants : - le suivi analytique régulier des bains qui permet de suivre et d ajuster les concentrations en produit et d analyser les teneurs en polluants. - la mise en place de système d épuration (filtration et/ou déshuileur) pour extraire en continu les polluants (particules, boues, huiles..). Quelles sont les solutions pour éliminer ces effluents? Malgré la mise en œuvre des techniques de réduction à la source, la dégradation des fluides (modification de ph, développement bactérien, pollutions irréversibles ) peut être telle qu il est nécessaire de les vidanger et donc d éliminer les effluents générés. Il existe alors trois possibilités. Rejet à l exutoire Ces effluents ne peuvent être rejetés à l exutoire uniquement lorsque leurs caractéristiques physico-chimiques respectent les limites imposées par la réglementation. Traitement en centre collectif Lorsque les caractéristiques physico-chimiques des effluents sont supérieures aux limites réglementaires, ils ne doivent pas être rejetés à l exutoire. Ils peuvent, alors, être éliminés en centre collectif agréé pour le traitement industriels. Les effluents, en attente d enlèvement, doivent être collectés sélectivement et stockés conformément à la réglementation, c est-à-dire dans tous les cas sur rétention et s ils sont à l extérieur, sous abri pour éviter le traitement des eaux de pluie. Traitement en interne Le traitement en interne à l entreprise des effluents est une solution alternative au traitement en centre collectif qui permet : - de réduire, sous certaines conditions, les coûts d élimination de ces effluents, - de recycler, dans le process industriel, la phase épurée. Le principe du traitement en interne est de concentrer la pollution dans un résidu (concentrat) pour recycler ou rejeter la phase épurée et n envoyer en centre collectif que des volumes réduits de concentrats. Il existe différents procédés pour le traitement en interne des effluents industriels.

56 Introduction 56 : schéma de principe Recyclage Suivi analytique des bains Process de fabrication Rejet à l exutoire Phase épurée Valorisation de peinture Technologies de réduction à la source des volumes générés Effluents industriels Concentrât En interne Epuration des bains Elimination des effluents générés En externe Centre agréé

57 Conditions de rejet 57 Valorisation de peinture Les effluents ne peuvent être rejetés à l exutoire que si leurs caractéristiques physico-chimiques respectent les limites imposées par la réglementation. La sévérité de ces contraintes réglementaires est fonction du milieu récepteur, du type d installation génératrice du rejet et de la taille de l installation. Deux exutoires sont envisageables pour le déversement des effluents : le rejet dans le milieu naturel avec des exigences très élevées, en terme de concentrations en polluants, le rejet dans un réseau d assainissement collectif relié à une station d épuration urbaine. Les exigences sont parfois moins sévères que dans le cas précédent, mais l industriel doit demander au préalable l autorisation d y déverser ses effluents. Cette démarche peut donner lieu à la rédaction d une convention de rejet établie entre la municipalité, l exploitant de la station d épuration et l industriel producteur des effluents. Cette convention précise les limites de rejet à respecter. La réglementation impose, entre autre, des limites à ne pas dépasser pour les rejets aqueux à l exutoire. Suivant le régime de classement des installations (ICPE), ces limites de rejet sont dictées par les textes réglementaires applicables au site. Dans tous les cas, les installations classées sont soumises à un contrôle périodique de la pollution rejetée. A titre d exemple, quelques niveaux de concentrations en polluants, généralement mesurés sur, sont présentés dans le tableau suivant ((hors traitement de surface) : *DCO = Demande Chimique en Oxygène DCO* en mg/l Microémulsion d usinage à Lessive usée à Effluent de tribofinition à Limites de rejet Dans un réseau d assainissement collectif Dans le milieu naturel ou 125 si flux > 100 kg/jour

58 Techniques d épuration et de réduction des volumes à la source 58 L objectif du déshuilage est d améliorer la durée de vie des fluides aqueux (fluides d usinage, lessives, fluides de tribofinition, ) par extraction régulière et continue des huiles étrangères, afin de garantir une bonne efficacité du process (usinage, dégraissage,..) tout en diminuant la fréquence des vidanges pour réduire les volumes d effluents générés. Valorisation Principe Le déshuileur de surface permet d extraire les huiles surnageantes à l aide d un disque, d une bande ou d un tambour oléophile. Des racleurs permettent de collecter l huile entrainée par l élément oléophile. L efficacité de ce type de déshuileur est liée au relargage des huiles à la surface des fluides à épurer. Ce relargage ne peut être obtenu qu après une période de repos suffisante du fluide. HUILE de peinture Domaine d application Ce procédé peut être utilisé sur tout type de fluide aqueux dans la mesure où la surface à déshuiler n est pas trop importante, à moins de prévoir plusieurs déshuileurs répartis sur la surface du bain. Compte tenu de l efficacité et du débit d extraction de ces appareils, ce procédé est surtout recommandé pour l épuration de fluides d usinage sur des machines individuelles. Pour le déshuilage des lessives, il est préférable d utiliser des procédés plus performants et notamment si la surface à déshuiler est importante et si la lessive utilisée est à température élevée.

59 Techniques d épuration et de réduction des volumes à la source 59 Valorisation de peinture Limites du procédé Les déshuileurs de surface ne permettent pas d extraire les huiles en suspension, ils ne doivent donc être utilisé qu après relarguage des huiles étrangères. Ces dispositifs n ont aucune efficacité sur les huiles émulsionnées. Recommandations Ces dispositifs doivent être utilisés après une période de repos du fluide pour faciliter le relargage des huiles en surface du bain. En outre, leur efficacité diminue avec l épaisseur de la couche d huile. A ce titre, il est préférable d utiliser ces déshuileurs périodiquement et sur des durées relativement courtes pour améliorer leur efficacité et réduire la proportion d eau extraite. Pour le déshuilage de bains lessiviels agressifs et chauds, il est indispensable de vérifier la compatibilité de l élément oléophile (bande, disque, tambour) avec le produit à déshuiler (ph, température). Impact sur l environnement a. L eau Les déshuileurs de surface permettent de prolonger la durée de vie des bains, donc d espacer la fréquence des vidanges et ainsi de réduire la consommation d eau nécessaire au renouvellement du bain. b. Air Ce procédé n émet et ne traite aucun rejet atmosphérique, il n a donc pas d impact sur l air. c. Déchets La phase huileuse extraite contient souvent des proportions d eau trop importantes pour être reprise gratuitement si bien qu elle doit être éliminée en centre collectif spécialisé. d. Énergie Ces déshuileurs sont équipés de moteur électrique de très faible puissance (souvent inférieure à 100 W), leur consommation électrique est donc négligeable.

60 Techniques d épuration et de réduction des volumes à la source 60 Avantages Facilité d utilisation Faible coût d investissement Bonne efficacité sur les couches d huiles surnageantes Valorisation Inconvénients Efficacité limitée sur les huiles en suspension Action sur surface réduite Rendement médiocre sur couche d huile de faible épaisseur Evolution de l efficacité de l élément oléophile Concentration en eau élevée dans la phase huileuse extraite Aucune efficacité sur les huiles émulsionnées de peinture

61 Techniques d épuration et de réduction des volumes à la source 61 Déshuilage à coalescence L objectif du déshuilage est d améliorer la durée de vie des fluides aqueux (fluides d usinage, lessives, fluides de tribofinition, ) par extraction régulière et continue des huiles étrangères, afin de garantir une bonne efficacité du process (usinage, dégraissage,..) tout en diminuant la fréquence des vidanges. Principe Le principe de fonctionnement est basé sur la différence de densité qu il existe entre l huile et l eau, si bien que par décantation naturelle l huile est relarguée en surface, puis évacuée par débordement dans le déshuileur. Valorisation Effluent à traiter Huile Coalesceur : plaques anneaux médias filtrants Effluent déshuilé Schéma de principe d'un déshuileur à coalescence de peinture L efficacité de déshuilage est augmentée par un ou plusieurs étages de coalescence. En effet, le principe de coalescence consiste à agglomérer les gouttelettes d huile en suspension facilitant leur relargage en surface du bain, afin de les extraire avec la couche d huile surnageante par débordement ou soutirage. Il existe sur le marché deux types de coalesceur : - Les coalesceurs constitués de plaques métalliques, - Les coalesceurs constitués d anneaux plastiques. Les constructeurs proposent différents dispositifs fixes ou flottants pour aspirer le fluide à déshuiler en surface du bain (teneur en huile la plus élevée). Le débit de la pompe (péristaltique, à membrane, à rotor excentré) du déshuileur est optimisé de façon à garantir un temps de séjour maximal du fluide dans le déshuileur et à améliorer ainsi son efficacité.

62 Techniques d épuration et de réduction des volumes à la source 62 Valorisation de peinture Domaine d application Ce procédé peut être utilisé sur tout type de fluide aqueux. La taille du déshuileur doit être adaptée au volume de fluide à déshuiler. Limites du procédé Les déshuileurs à coalescence n ont aucune efficacité sur les huiles émulsionnées. Recommandations Certains constructeurs proposent des installations en PVC ou en acier peint. Dans ces conditions, il est important de vérifier la compatibilité du matériau du déshuileur avec le fluide à déshuiler, notamment pour l épuration des lessives acides ou basiques utilisées à des températures élevées (60 à 70 C). Il est recommandé d apporter un soin tout particulier au réglage des registres de surverse de la couche huileuse dans le déshuileur en maintenant une couche surnageante dans le déshuileur de 2 cm d épaisseur environ. En effet, de ce réglage dépend la quantité d eau présente dans l huile extraite. Impact sur l environnement a. L eau Les déshuileurs de surface permettent de prolonger la durée de vie des bains, donc d espacer la fréquence des vidanges et ainsi de réduire la consommation d eau nécessaire au renouvellement du bain. b. Air Ce procédé n émet et ne traite aucun rejet atmosphérique, il n a donc pas d impact sur l air. c. Déchets L huile extraite contient souvent des teneurs en eau très faibles, si bien qu elle peut être reprise gratuitement par les ramasseurs agréés. Dans certains cas, le déshuileur peut extraire une phase huileuse constituée d une émulsion qui doit être éliminée en centre collectif spécialisé d. Énergie La consommation d énergie électrique est liée au fonctionnement du moteur de la pompe d alimentation en effluent à déshuiler. Hormis pour les installations à gros débit, les puissances installées sont généralement faibles ( 500 W).

63 Techniques d épuration et de réduction des volumes à la source 63 Page 3/4 Valorisation de peinture Avantages Facilité d utilisation. Retour d investissement souvent très court, compte tenu des économies réalisées sur la gestion des fluides (réduction de la fréquence des vidanges). Bonne efficacité sur les couches d huiles surnageantes et les huiles en suspension. Efficacité de déshuilage supérieure à celle des déshuileurs de surface. Inconvénients Coûts d investissement supérieur à celui des déshuileurs de surface. Nécessité de nettoyer périodiquement l élément coalescent pour en extraire les boues décantées. Aucune efficacité sur les huiles émulsionnées. Ne permet pas d atteindre les limites de rejet en hydrocarbures (épuration avant rejet).

64 Techniques d épuration et de réduction des volumes à la source 64 Déshuilage par centrifugation Valorisation Dans cette fiche, sont présentées les centrifugeuses conçues pour travailler essentiellement en séparation liquide/liquide L objectif du déshuilage est d améliorer la durée de vie des fluides aqueux (fluides d usinage, lessives ) par extraction régulière et continue des huiles étrangères, afin de garantir une bonne efficacité du process (usinage, dégraissage,..) tout en diminuant la fréquence des vidanges Principe Comme pour les déshuileurs le principe de la séparation est basé sur la différence de densité qu il existe entre l huile et l eau. Par contre, dans les séparateurs centrifuges, la force gravitationnelle, utilisée dans la décantation naturelle, est augmentée plusieurs milliers de fois par la force centrifuge exercée dans le bol de la machine. En effet, les centrifugeuses utilisées en déshuilage (séparation liquide/liquide) ont des vitesses de rotation de l ordre de tr/mn, ce qui permet d atteindre des forces centrifuges d environ g. Par ailleurs et afin d améliorer l efficacité du déshuilage, le bol de ces machines, qui est disposé suivant un axe vertical, possède un empilement d assiettes pour augmenter l interface eau/huile et réduire les turbulences néfastes pour la séparation. Les caractéristiques de ces assiettes sont d ailleurs différentes selon qu on utilise la centrifugeuse pour extraire l huile dans l eau (déshuilage des fluides aqueux) ou l eau dans l huile (déshydratation des huiles) de peinture Doc. Alfa Laval A : Fluide à déshuiler B : Interface eau - huile C : Assiettes D : Circuit hydraulique pour éjection E : Boues F : Fluide déshuilé Schéma de principe d une centrifugeuse à éjection de solides

65 Techniques d épuration et de réduction des volumes à la source 65 Valorisation de peinture Ces machines permettent d extraire les particules qui sont collectées à la périphérie du bol du séparateur. Par contre, le volume du bol de la centrifugeuse doit être adapté au taux de particules à extraire, pour limiter la fréquence de démontage et nettoyage manuel. Pour des fluides pollués en particules, il est indispensable de prévoir un séparateur à éjection automatique de solides, dans le quel les boues sont extraites périodiquement pendant la rotation de la machine. Domaine d application Peut être utilisé sur tout type de fluide aqueux dans la mesure où le matériau constituant le bol de la centrifugeuse est compatible avec le fluide à déshuiler. Les zones de ph compatibles avec les machines sont les suivantes : 6 < ph < 8 pour les centrifugeuses équipées d un bol en aluminium, 6 < ph < 14 pour les centrifugeuses équipées d un bol en acier inoxydable. Limites du procédé Ne permet pas d extraire les huiles émulsionnées lorsque la liaison chimique huile/tensioactif est très forte. Dans ces conditions, il est possible d ajouter un traitement chimique préalable avec un «briseur d émulsion» pour améliorer l efficacité de la centrifugeuse. Recommandations Attention! Le déshuilage peut être effectué avec une centrifugeuse à boues (séparation liquide/solide), il faut alors prévoir une machine «trois phases». Ces machines qui sont décrites dans la fiche «Epuration particulaire par centrifugation» ont des caractéristiques très différentes (géométrie du bol et vitesse de rotation). Il est recommandé d effectuer des essais pour vérifier la faisabilité du déshuilage par centrifugation. Lorsque le taux de particules est trop important (> 0.05 %), un filtre peut être intercalé en amont du séparateur centrifuge. Cependant,les fluides pollués en particules ne pourront être épurés que sur une machine à éjection automatique de solides. Sur les machines à éjection de solides, il est nécessaire de prévoir un dispositif (tamis, filtre à poche ) pour retenir les grosses particules et éviter des perturbations (mauvaises étanchéité) sur la fermeture du bol.

66 Techniques d épuration et de réduction des volumes à la source 66 Impact sur l environnement Valorisation de peinture a. L eau Les centrifugeuses permettent de prolonger la durée de vie des bains, donc d espacer la fréquence des vidanges et ainsi de réduire la consommation d eau nécessaire au renouvellement du bain. b. Air Ce procédé n émet et ne traite aucun rejet atmosphérique, il n a donc pas d impact sur l air. c. Déchets L huile extraite contient souvent des teneurs en eau très faibles, si bien qu elle peut être reprise gratuitement par les ramasseurs agréés. Dans certains cas, si la teneur en eau est trop élevée, la phase huileuse doit être éliminée en centre collectif spécialisé. Pour les centrifugeuses à éjection de solides, il est important de prévoir un dispositif (filtre à déroulement de papier, filtre poche,.) pour : déshydrater les boues produites et réduire les tonnages de déchet à envoyer en centre collectif, recycler le fluide filtré dans le bain à épurer. d. Énergie La consommation d énergie électrique est liée essentiellement au fonctionnement du moteur de la pompe d alimentation et du moteur d entrainement du bol centrifuge. Sur les installations à gros débit, les puissances installées peuvent atteindre 15 kw. Pour une installation fonctionnant à 700 l/h, la puissance installée est de l ordre de 4 kw. Avantages Facilité d utilisation Permet d extraire les particules, jusqu à une concentration de 0.05 % en volume pour les petites machines. Efficacité de déshuilage supérieure aux déshuileurs de surface et parfois aux déshuileurs à coalescence. Débits de traitement élevés (à partir de 400 l/h). Inconvénients Coûts d investissement, souvent, supérieurs aux déshuileurs à coalescence. Machine à éjection de solides indispensables pour des concentrations significatives en particules. Pour les machines à rétention de solides, nécessité de démonter le bol régulièrement pour extraire les particules. Efficacité de déshuilage médiocre sur certaines huiles émulsionnées. Ne permet pas d atteindre les limites réglementaires de rejet. Risques de «cassage» de certaines émulsions d usinage. Dans certains cas, la centrifugation peut favoriser le développement de mousse à la surface du bain. Les machines à éjection de solides sont parfois difficiles à rentabiliser sur un seul bain, compte tenu du coût élevé d investissement.

67 Techniques d épuration et de réduction des volumes à la source 67 Épuration particulaire par centrifugation Valorisation Dans cette fiche, sont présentées les centrifugeuses conçues pour travailler essentiellement en séparation liquide/solide L objectif de l épuration et notamment de l extraction des particules (boues) est d améliorer la durée de vie des fluides aqueux (fluides d usinage, lessives, fluides de tribofinition ) par extraction régulière et continue des huiles étrangères, afin de garantir une bonne efficacité du process (usinage, dégraissage, vibroabrasion..) tout en diminuant la fréquence des vidanges. Principe Les fluides en service et notamment les fluides de tribofinition sont caractérisés, entre autres, par des concentrations élevées en particules en suspension. Ces particules proviennent essentiellement de : - débris de meules et micro copeaux dans les fluides d usinage, - salissures particulaires et micro copeaux dans les lessives, - l usure des abrasifs utilisés et de particules métalliques arrachées aux pièces traitées dans les fluides de tribofinition. La décantation de tout ou partie de ces particules est parfois très lente La centrifugeuse, de par l accélération centrifuge qu elle exerce sur le fluide, permet d accélérer la décantation. Par ailleurs, pour les fluides de tribofinition, l efficacité de séparation peut être améliorée par ajout de floculant en amont de la centrifugeuse. Effluent épuré Boues de peinture Doc Walther Trowal La vibro-abrasion et sa problématique environnementale ont été traitées dans le cadre d une étude réalisée par l IFETS et subventionnée par la Drire Ile-de -France. Les résultats de cette étude sont regroupés dans un CD Rom «La vibroabrasion et sa porblématique environnementale» paru en novembre 2007 et disponible sur simple demande à I.F.E.T.S. (Institut français de l environnement et des traitements de surface) 65, avenue Ledru Rollin Le Perreux-sur-marne Tél. : Fax : Schéma de principe d une centrifugeuse semi-automatique (à débatissage manuel)

68 Techniques d épuration et de réduction des volumes à la source 68 Valorisation de peinture Les centrifugeuses utilisées pour le traitement des effluents de tribofinition (séparation liquide/solide) ont des vitesses de rotation de l ordre de tr/mn, ce qui permet d atteindre des forces centrifuges d environ g. Il existe deux trois types de machines : les centrifugeuses «deux phases» semi-automatiques dans lesquelles le débatissage du gâteau de boue est réalisé manuellement et périodiquement après arrêt de l installation. Ces machines peuvent traiter des débits importants, mais elles seront limitées par le volume de boues qu elles peuvent retenir (de l ordre de 10 litres). En conséquence, pour des effluents très chargés en particules solides comme les fluides de vibroabrasion, ces machines semi automatiques sont plutôt adaptées pour des petits volumes (inférieurs à l/h), l es centrifugeuses «deux phases» automatiques avec débâtissage du gâteau de boues par un couteau racleur. Le cycle de débatissage est programmé, les boues déshydratées sont collectées dans une benne située sous la centrifugeuse. Ces machines peuvent traiter des débits de l/h. Toutefois et comme précédemment le débit de l installation sera fonction du volume de boues à extraire, dans les fluides de vibroabrasion, les débits d épuration seront rarement supérieurs à l/h, les centrifugeuses «trois phases» semi automatiques. Ces machines sont équipées d une «sucette» réglable qui permet d extraire la couche d huile relarguée au centre du bol de la centrifugeuse. Compte tenu des perturbations créées par l extraction des boues dans les séparations de phases, ces machines n existe pas en version débâtissage automatique des boues. En général, ces installations de centrifugation sont installées en dérivation directement sur le bac de fluide à épurer. Dans certains cas particuliers, elles peuvent recevoir un réservoir amont de chauffage ou de réfrigération du fluide à traiter. Par contre, pour la vibroabrasion les installations d épuration sont souvent constituées de : un bac sale, dans lequel sont collectés les effluents provenant des vibrateurs. Ce bac est souvent équipé d un dégrilleur pour extraire les très grosses particules (abrasifs, pièces, ) et d un dispositif de dosage pour l ajout de floculant (liquide ou poudre), une centrifugeuse semi-automatique ou automatique (suivant les débits et les caractéristiques de l effluent à traiter), un bac propre, dans lequel est stocké l effluent épuré en attente de distribution sur les vibrateurs. Lorsque le débit d effluent à traiter est insuffisant, le liquide propre est réinjecter dans la centrifugeuse. Ajout éventuel Appoint eau floculant + additif Effluent vibrateurs Bac sale Surverse Centrifugeuse Boues Bac propre Effluent épuré vers vibrateurs Les effluents de tribofinition sont très abrasifs, si bien que quel que soit le type de pompe utilisé, pour le transfert de l effluent entre les différentes cuves, les opérations de maintenance sont très fréquentes. Il est même recommandé pour les installations automatiques de doubler les pompes (une pompe de secours) pour éviter des arrêts de l installation. Pour les centrifugeuses trois «phases», le réglage de la «sucette» d aspiration de la phase huileuse doit être très minutieux afin de garantir une teneur en eau limitée dans cette phase huileuse.

69 Techniques d épuration et de réduction des volumes à la source 69 Valorisation de peinture Impact sur l environnement a. L eau Les centrifugeuses permettent de prolonger la durée de vie des bains, donc d espacer la fréquence des vidanges et ainsi de réduire la consommation d eau nécessaire au renouvellement du bain. b. Air Ce procédé n émet et ne traite aucun rejet atmosphérique, il n a donc pas d impact sur l air. c. Déchets Les boues issues de la centrifugeuse ont une siccité généralement supérieure à 80%. Lorsqu elles sont essentiellement constituées de minéraux (vibroabrasion), la filière la moins coûteuse et la plus utilisée pour leur élimination est la mise en centre de stockage de classe 1. Le fluide ne peut pas être recyclé indéfiniment. En effet l efficacité de l épuration n étant pas totale, il est parfois nécessaire de le vidanger lorsque les teneurs en polluants deviennent trop importantes. En raison de ces caractéristiques physico-chimiques (concentration en matières organiques, en métaux, en hydrocarbures, ), cet effluent ne doit pas être rejeté à l exutoire, mais éliminé en centre collectif spécialisé d. Énergie La consommation d énergie électrique est liée essentiellement au fonctionnement du moteur des pompes d alimentation et du moteur d entrainement du bol centrifuge. Sur les installations à gros débit (7 000 l/h), les puissances installées peuvent atteindre 15 kw. Pour une installation fonctionnant à 800 l/h, la puissance installée est de l ordre de 5,5 kw. Avantages Facilité d utilisation. Permet d épurer des effluents très chargés en particules solides. Permet de diminuer, d un facteur très important, les volumes d effluents générés par les opérations d ébavurage Permet de déshuiler des fluides en service avec une centrifugeuse «trois phases» pour un coût d investissement plus faible qu une centrifugeuse liquide/liquide Inconvénients Nécessite généralement l ajout d un floculant, en amont de la centrifugeuse, pour atteindre une efficacité d épuration suffisante sur les fluides de vibroabrasion. Ne convient pas pour les opérations sévères de tribofinition (polissage, brillantage). Efficacité très médiocre pour le déshuilage des fluides en service avec les centrifugeuses «deux phases».

70 Techniques de traitement en interne 70 Évapoconcentration Valorisation de peinture L objectif de cette technologie est de concentrer sur site, par évaporation sous vide, les effluents aqueux du site de façon à : recycler dans le process ou rejeter les condensats produits. envoyer en centre de traitement collectif que des volumes réduits de concentrats. D un point de vue économique, cette technique peut réduire les coûts d élimination par rapport au traitement externe. D un point de vue environnemental, elle permet de recycler les condensats et donc d économiser la ressource en eau. Par ailleurs, outre la concentration des effluents habituellement éliminés en centre collectif, le traitement en interne permet d épurer des effluents moins pollués, souvent rejetés à l exutoire, comme les eaux de lavage des sols ou les effluents denettoyage haute pression et les condensats de compresseurs Principe Les effluents sont aspirés dans une enceinte, généralement sous pression réduite. Ils sont portés à ébullition, l eau et les matières volatiles sont évaporées, puis condensées. Les espèces non volatiles, solubles ou en suspensions (sels minéraux, métaux, huiles, graisses, ), sont concentrées dans une phase appelée concentrat. Sur les évaporateurs, les condensats sont produits en continu, alors que les concentrats sont éjectés en discontinu. Il est à noter que sur les évapoconcentrateurs, le concentrat est toujours liquide, sa teneur en eau est généralement de l ordre de 50 %. Il existe deux types d évaporateurs sous vide pour la concentration des effluents : Les évaporateurs sous vide à compression mécanique de vapeur (CMV) dans lesquels les effluents sont évaporés à 86 C sous 600 mbars. Dans ces appareils, la vapeur produite est comprimée afin d en augmenter la température à 120 C. Cett vapeur est ensuite condensée dans un échangeur tubulaire. L énergie libérée par la condensation est utilisée pour chauffer et évaporer l effluent à traiter. Les évaporateurs sous vide à pompe à chaleur (PAC) dans lesquels les effluents sont évaporés à 35 C sous 50 mbars. L énergie nécessaire à l évaporation est apportée, à l effluent, par un fluide caloporteur qui récupère des calories lors de la condensation des vapeurs (principe de la pompe à chaleur).

71 Techniques de traitement en interne 71 Principes de ces deux technologies Évaporateur pompe à chaleur Evaporateur compression mécanique de vapeur Effluent Distillat Valorisation de peinture Circuit distillat Circuit effluent (Doc LED ITALIA) Circuit fréon basse pression Circuit fréon haute pression Concentrât Doc. H20 Compte tenu de leur principe et de leur conception, ces deux technologies ont des comportements et des performances différentes vis à vis des caractéristiques des effluents à traiter, c est pourquoi, il est important d effecteur des essais de faisabilité pour sélectionner la technique la plus adaptée à l effluent considéré. Performances comparées de chaque technologie Consommation électrique Encrassement des échangeurs Qualité des condensats Suppression des bactéries PAC l l l l CMV l l l l l l Pouvoir de concentration l l l l l Recyclabilité des condensats Agressivité des effluents l l l l l l l Avantage important l Avantage faible Nota : Il existe également des sécheurs qui permettent de déshydrater les boues. Ces appareils, qui sont alimentés avec un circuit vapeur, améliorent le facteur de concentration d un traitement lorsqu ils sont placés en aval d un évapoconcentrateur. Toutefois, la rentabilité d une telle solution ne pourra être atteinte que pour des concentrats très coûteux à éliminer.

72 Techniques de traitement en interne 72 Limites du procédé L évaporation sous vide n est pas adaptée aux : - effluents trop concentrés en sels minéraux ou en huiles. La rentabilité économique est souvent très médiocre et il est préférable de traiter ces effluents en centre collectif spécialisé. - effluents trop agressifs (acide, basique ou avec des teneurs importantes en chlorures) notamment pour les évaporateurs CMV (corrosion des lobes du compresseur volumétrique). Les évaporateurs PAC sont moins sensibles à ces phénomènes, d autant plus qu il existe des versions «anticorrosion», constitués de matériaux résistants aux effluents agressifs. - effluents inflammables ou contenant des concentrations importantes de produits à point éclair. - effluents contenant des produits organiques qui forment des azéotropes avec l eau et qui polluent les condensats, c est le cas, notamment, des effluents d attaque nital et des effluents de contrôle magnétoscopique. Valorisation de peinture Recommandations Il est indispensable d effectuer un essai de faisabilité avant tout investissement pour : - sélectionner la technique la plus adaptée aux caractéristiques de l effluent à traiter, - déterminer le débit d évaporation pour dimensionner l installation, - déterminer le facteur de concentration et la consommation électrique pour estimer un bilan économique du traitement en interne, par rapport au traitement en externe. Pour les effluents constitués de mélange eau huile (fluide d usinage, effluents lessiviels, eaux de lavage de sols,..), il est préférable de prévoir un déshuileur à coalescence, en amont de l évaporateur pour extraire les huiles relarguées (augmentation du débit d évaporation) et en aval de l évaporateur pour extraire une partie des huiles (huiles relarguées) contenues dans les distillats. Si la concentration en huile des effluents est trop élevée (10 %), il est nécessaire d effectuer un prétraitement pour extraire les huiles émulsionnées (cassage physico-chimique ou électrocoagulation) et atteindre sur l évaporateur un facteur de concentration économiquement acceptable. Sur les effluents de la mécanique et notamment lorsque la concentration en tensioactifs est importante (microémulsion d usinage, produits lessiviels), il est souvent nécessaire d effectuer un posttraitement pour améliorer la qualité des condensats. Actuellement, une des techniques la plus adaptée, pour l extraction des huiles et des molécules organiques dissoutes entraînées lors de l évaporation est l osmose inverse.

73 Techniques de traitement en interne 73 Valorisation de peinture Impacts sur l environnement a. L eau Le traitement en interne en général et l évapoconcentration en particulier permettent d économiser la ressource en eau. En effet, la phase aqueuse récupérée a souvent une qualité suffisante pour permettre son recyclage dans le process industriel en tant qu appoints dans les fluides de process, eau de refroidissement, eau de lavage des sols,... b. Air Les évapoconcentrateurs amplifient généralement les odeurs émises par les effluents. C est particulièrement vrai pour les appareils CMV qui fonctionnent à haute température. En effet et bien que les vapeurs soient condensées, il existe toujours une proportion «d incondensables», constitués de produits à bas point d ébullition (molécules organiques, ammoniaque, ), qui sont à l origine d odeurs et d émissions atmosphériques. Sur les nouvelles générations d évapoconcentrateurs (Cf. paragraphe 8 : évolutions récentes), les émissions atmosphériques dues à ces incondensables sont considérablement diminuées. Dans certains cas (odeurs fortes et désagréables, voisinage de proximité), il peut être nécessaire de prévoir un traitement des vapeurs dégagées sur charbons actifs. c. Déchets générés Le concentrat généré par l évaporateur ne doit pas être rejeté à l exutoire, mais éliminé en centre collectif spécialisé, compte tenu de ces caractéristiques physico-chimiques (concentration en métaux et en hydrocarbures). En général le volume annuel de concentrat produit correspond à 10 % du volume d effluent traité (Facteur de Concentration Volumique de 10). d. Énergie Bien que les évolutions techniques permettent de réduire les consommations électriques des appareils (de l ordre de 100 kwh pour la CMV et 200 kwh pour la PAC par tonne d effluent traité) par rapport à une évaporation atmosphérique (700 kwh/t), l évapoconcentration reste une technologie gourmande en énergie par rapport à d autres procédés de traitement en interne comme les techniques membranaires ou l épuration biologique.

74 Techniques de traitement en interne 74 Page 6/8 Valorisation de peinture Avantages Facilité d utilisation, appareils entièrement automatisés y compris pour les cycles de lavage chimique. Techniques très polyvalentes, l évaporation permet de traiter une grande variété d effluents en mélange. Peut traiter des effluents très chargés en polluants organiques (300 g/l de DCO) Possède un très bon rendement épuratoire souvent supérieur à 97 %. La phase aqueuse récupérée (condensats) est complètement déminéralisée, si bien qu elle est généralement apte au recyclage. Les facteurs de concentration atteints sur les évaporateurs sont généralement supérieurs à 10. Retour d investissement des évaporateurs souvent intéressants à partir de 300 m 3 annuels d effluent à traiter. Inconvénients Coûts énergétiques relativement élevés Coûts d investissement relativement élevés à partir de 40 K pour un débit d évaporation sur effluent de l ordre de 30 l/h. Les condensats sont souvent pollués par des huiles et des composés organiques solubles co-évaporés avec l eau. Il est alors nécessaire de prévoir un traitement complémentaire pour améliorer la qualité des condensats (ex : traitement mem- branaire, biologique, oxydation,.). L encrassement des échangeurs tubulaires peut être important, notamment sur les évaporateurs CMV, il est alors nécessaire de prévoir des lavages chimiques réguliers des installations. Évolutions récentes Les évolutions les plus sensibles sur les modèles actuellement ou prochainement commercialisés sont les suivantes : - Pour les évaporateurs PAC, l utilisation du R134A comme fluide frigorigène a permis, selon le constructeur, de réduire sensiblement la consommation électrique des appareils (de 250 à 150 kwh par tonne d eau traitée). En outre, les évaporateurs PAC sont maintenant équipés, comme les CMV, d un dispositif chimique et automatique du faisceau tubulaire. - Pour les évaporateurs CMV, certains constructeurs proposent des versions plus performantes en terme de rendement épuratoire et notamment au niveau de la concentration résiduelle en hydrocarbures contenues dans les condensats. Par ailleurs, apparaissent sur le marché des «distillateurs» CMV, c est à dire des appareils dans lesquels l échange liquide-vapeur est amélioré pour augmenter leur rendement épuratoire. Par contre, ces «distillateurs» ont un coût d investissement plus élevé. Sur ces nouvelles générations d appareil, l augmentation du rendement épura- toire se fait souvent au détriment du débit évaporatoire et donc de leur consommation électrique spécifique.

75 Techniques de traitement en interne 75 Valorisation Techniques membranaires L objectif de ce traitement en interne est de concentrer sur site, par techniques membranaires, les effluents aqueux du site de façon à : recycler dans le process ou rejeter les condensats produits. envoyer en centre de traitement collectif que des volumes réduits de concentrats. D un point de vue économique, cette technique peut réduire les coûts d élimination par rapport au traitement externe. D un point de vue environnemental, elle permet de recycler les perméats et donc d économiser la ressource en eau. Par ailleurs, outre la concentration des effluents habituellement éliminés en centre collectif, le traitement en interne permet d épurer des effluents moins pollués, souvent rejetés à l exutoire, comme les eaux de lavage des sols ou les effluents haute pression et les condensats de compresseurs Cette fiche concerne les quatre techniques membranaires que sont : la microfiltration (MF), l ultrafiltration (UF), la nanofiltration (NF) et l osmose inverse (OI). Ces quatre techniques peuvent être utilisées seules ou combinées pour le traitement en interne des effluent. Principe Les techniques membranaires sont des procédés de séparation en phase liquide par perméation à travers une membrane semi-perméable (MF, UF, NF) ou dense (OI) sous l action d un gradient de pression. Pour limiter les phénomènes de colmatage des membranes, le fluide circule, à grande vitesse, tangentiellement à la surface de la membrane, comme illustré dans le schéma suivant : de peinture Doc. Carbone Lorraine

76 Techniques de traitement en interne 76 Cas particulier de l osmose inverse Valorisation Le principe de cette technique est d appliquer une pression supérieure à une grandeur naturelle «pression osmotique» qui existe lors de la diffusion (osmose) de l eau au travers d une membrane permsélective. Cette pression osmotique est fonction des espèces présentes dans le fluide à traiter et de leur concentration. Pour une espèce donnée, la pression osmotique augmente avec la concentration. C est pourquoi, l osmose inverse sera plutôt adaptée pour des effluents à faible minéralité. En outre, il sera difficile d atteindre des facteurs de concentration importants compte tenu de l augmentation de la pression osmotique au cours de la concentration. En microfiltration et ultrafiltration, les membranes utilisées sont très différentes de part leurs morphologies et les matériaux qui les constituent. En effet, il existe des membranes planes, spiralées, tubulaires et fibres creuses. Quant aux matériauxutilisés, ils sont soit organiques (polymères) soit minéraux (céramiques, fibre de carbone, ). En nanofiltration et osmose inverse, les modules utilisés sont plans ou spiralés et les membranes sont en général constituées de matériaux organiques. Les caractéristiques des membranes influent directement sur leurs conditions d utilisation en terme de compacité, facilité, longévité, aptitude à traiter des fluides chargés en particules, température et ph d utilisation,. En conséquence, il est impératif d effectuer des essais de faisabilité avant tout investissement. Quant au choix entre les différentes techniques membranaires, il dépend de l effluent à traiter et surtout des espèces à retenir. La porosité de la membrane et sa sélectivité doiven être adaptées à la taille des polluants à retenir dans le concentrat. Les principales caractéristiques des installations de microfiltration, d ultrafiltration, de monofiltation et d osmose inverse sont présentées ci-dessous. (Source : Technique de l ingénieur) Microfiltration Ultrafiltration Nanofiltration Osmose inverse Diamètre des pores en nm 100 à à 100 ~ 1 < 0,5 1 de peinture Mécanisme de transfert Capillaire Capillaire Solubilisation diffusion + capillaire Solubilisation diffusion Pression appliquée en MPa 0.02 à à 1 1 à 4 3 à 8 Débits trans-membranaires en l/h/m à à à à 60 Espèces retenues Colloïdes 2, huiles 2, graisses, particules, bactéries 2 Macromolécules, colloïdes, huiles, graisses, particules, bactéries Petites molécules(masse molaire 300 g/mol) Sels 1 Notion théorique puisque la membrane est dense. 2 L efficacité de rétention de ces espèces dépend de la sélectivité de la membrane de microfiltration

77 Techniques de traitement en interne 77 Le circuit de l installation est généralement constitué de : un réservoir de travail contenant le fluide à traiter. Il peut être alimenté automatiquement depuis la cuve de fluide à déshuiler, une pompe de circulation qui permet de faire circuler à grande vitesse le fluide sur les membranes. Une pompe d alimentation est parfois ajoutée dans le circuit pour maintenir la pression de travail, le ou les modules contenant les membranes, une vanne de contre pression pour régler la pression de travail (cette vanne peut être gérer automatiquement pour maintenir une pression constante dans le circuit pendant le cycle de concentration), une vanne de décharge de concentrat pour les installations fonctionnant en continu (pour les fonctionnements en batch, la totalité du concentrat est vidangée à la fin de chaque cycle de concentration), un circuit de récupération du perméat (phase épurée), des capteurs de pression, température et débit nécessaires au bon fonctionnement de l installation, un ou plusieurs bacs pour le stockage des produits de lavage des membranes. Les cycles de lavage peuvent être déclenchés automatiquement lorsque la perte de charge des membranes atteint une valeur de consigne. Valorisation Alimentation lessive à déshuiler Vanne contre pression rétentat Ps de peinture Bac de travail perméat Pe Retour lessive déshuilée Pompe alimentation Pompe circulation Schéma de principe d une installation d ultrafiltration dite «batch alimenté»

78 Techniques de traitement en interne 78 Valorisation de peinture Domaine d application Compte tenu des caractéristiques citées dans le paragraphe précédent, il est possible d envisager les domaines d application et les performances de chacune des techniques membranaires pour le traitement en interne des effluents de la mécanique. La microfiltration ne peut être utilisée qu en prétraitement pour extraire des huiles, des graisses et des particules. Par contre, la sélectivité des membranes ne permet pas d approcher les limites réglementaires de rejet (DCO, métaux, ). En effet, toutes les espèces solubles passent au travers de la membrane. L ultrafiltration peut sur certaines émulsions permettre d approcher les limites réglementaires de rejet (DCO). Toutefois, sur les formulations modernes, les teneurs en additifs organiques solubles sont telles qu il est difficile de g rantir avec cette technique une concentration de mg O2/l en DCO imposée par la réglementation pour le rejet en station d épuration. Dans ces conditions, il sera nécessaire d ajouter un traitement complémentaire comme par exemple l osmose inverse. La nanofiltration ne peut être utilisée que sur des effluents déjà clarifiés et exempts d hydrocarbures afin d éviter des colmatages irréversibles des membranes. Sur les effluents de la mécanique, cette technique peut être utilisée en tant que traitement complémentaire. Toutefois, des essais réalisés au Cetim sur de l épuration de condensats d évaporateurs ont donnés des résultats décevants en terme de réduction de la teneur en DCO. L osmose inverse, comme la nanofiltration, ne peut être utilisée que sur des effluents déjà clarifiés et exempts d hydrocarbures. Par contre, cette technique est très efficace en tant que traitement complémentaire à l ultrafiltration ou à l évaporation. Dans ces conditions, le perméat obtenu est souvent de très bonne qualité (DCO < 300 mg O2/l). En outre en aval d un évaporateur les facteurs de concentration en osmose inverse peuvent être très élevés (> 10) car les condensats sont déminéralisés par l évaporateur (pression osmotique faible). Nota : Facteur de Concentration Volumique (FCV) = Volume effluent traité / Volume concentrat produit Limites du procédé Compte tenu du très vaste domaine d application des techniques membranaires, les seules limites d utilisation concernent la compatibilité des membranes avec l effluent à traiter, notamment pour les membranes organiques. Les membranes minérales sont très résistantes aux agents chimiques (exceptés pour les membranes en alumine qui peuvent être partiellement solubilisées par la potasse ou la soude concentrée) et aux températures élevées (jusqu à 300 C). Les limites d utilisation des membranes organiques sont les suivantes : En général, le ph de l effluent à traiter doit être compris entre 2 et 11 (3 < ph < 8 pour les membranes en acétate de cellulose). Les températures d utilisation de ces membranes sont souvent inférieures à 40 C (30 C pour les membranes en acétate de cellulose). Les membranes organiques utilisées en osmose inverse sont sensibles aux hydrocarbures, il est donc recommandé de limiter autant que possible les teneurs en hydrocarbures pour éviter les détériorations et colmatages des membranes d osmose inverse.

79 Techniques de traitement en interne 79 Recommandations Valorisation de peinture Il est impératif d effectuer des essais pour vérifier la faisabilité du traitement et notamment pour sélectionner la membrane la plus adaptée au fluide à traiter. Lorsque le taux de particules est trop important, il est préférable d effectuer une pré-filtration pour prolonger la durée de vie de la membrane (érosion par les particules) et réduire les phénomènes de colmatage. Lors de l utilisation de techniques membranaires pour le traitement en interne des effluents, il est important de vérfier, avant toute évolution du process (changement de produit lessiviel, de fluide d usinage,..), que ces modifications ne nuiront pas au traitement (compatibilité et sélectivité de la membrane vis à vis des nouveaux produits). Il est préférable d investir dans une installation entièrement automatisée (notamment pour les cycles de lavage des membranes) pour réduire le colmatage des membranes et garantir une utilisation optimale de l installation (débit transmembranaire, facteur de concentration, ). Impacts sur l environnement a. L eau Le traitement en interne en général et les techniques membranaires en particulier permettent d économiser la ressource en eau. En effet, la phase aqueuse récupérée a souvent une qualité suffisante pour permettre son recyclage dans le process industriel en tant qu appoints dans les fluides de process, eau de refroidissement, eau de lavage des sols, b. Air Ce procédé n émet et ne traite aucun rejet atmosphérique, il n a donc pas d impact sur l air. c. Déchets générés Le pouvoir de concentration des techniques membranaires (MF, UF) n est pas suffisant pour extraire un concentrat huileux exempt d eau. En effet, le concentrat huileux produit par une unité de traitement membranaire contient au moins 50 % d eau. En conséquence, ce concentrat ne peut pas être repris gratuitement par les ramasseurs agréés, il doit être éliminé en centre collectif spécialisé (Cf. fiches traitement en externe). d. Énergie La consommation d énergie électrique est liée essentiellement au fonctionnement des moteurs des pompes d alimentation et de circulation. En microfiltration ou ultrafiltration, les pressions de service sont relativement faibles (en général inférieures à 5 bars pour l UF) si bien que les consommations des pompes centrifuges utilisées sont faibles. Par ailleurs, la consommation électrique de l installation est fonction de son débit et donc de sa taille (surface membranaire mise en œuvre). A titre d exemple, sur les installations fonctionnant à 100 l/h, les puissances installées sont de l ordre de 2 à 3 kw, ce qui correspond à des consommations de l ordre de 20 à 30 kwh/m3 traité. Par contre, les pressions de service sont souvent de l ordre de 15 bars en nanofiltration et 30 bars en osmose inverse si bien qu il est nécessaire d utiliser des pompes à piston plus «énergivores», les consommations peuvent être de l ordre de 70 kwh/m 3 traité.

80 Techniques de traitement en interne 80 Valorisation de peinture Avantages La microfiltration et l ultrafiltration permettent d atteindre les limites réglementaires de rejet en hydrocarbures et en matières en suspension mais pas sur les espèces solubles (Ex : DCO soluble, métaux, ). L osmose inverse permet souvent d atteindre les limites réglementaires pour le rejet en milieu naturel, ce qui en fait un bon procédé de traitement complémentaire. Pas d utilisation de produits chimiques (excepté pour les cycles des membranes) Le fonctionnement est quasi continu en prévoyant des cycles réguliers de lavage des membranes. Bien adapté pour le traitement des gros volumes, le débit de traitement est directement proportionnel à la surface membranaire mis en œuvre. Le procédé est peu «énergivores» (microfiltration, ultrafiltration). Inconvénients Les coûts d investissement sont relativement élevés. Les problèmes de colmatage des membranes sont récurrents malgré la circulation tangentielle du fluide, il faut donc prévoir des cycles de lavage réguliers et parfois des dispositifs de décolmatage à contre courant. La compatibilité et la sélectivité de la membrane est fonction de l effluent à traiter, il est donc important d effectuer des essais de faisabilité avant tout investissement et/ou avant toute modification dans le process industriel. Un prétraitement (filtration) de l effluent est souvent indispensable. Une surveillance régulière de l installation est souvent nécessaire pour garantir un fonctionnement optimal. La microfiltration et l ultrafiltration ne permettent généralement pas d atteindre les limites réglementaires de rejet, il est nécessaire d effectuer un traitement complémentaire du perméat. La consommation énergétique de l osmose inverse est relativement élevée

81 Techniques de traitement en interne 81 Évaporation naturelle : procédé NUCLÉOS L objectif de ce procédé est de concentrer, par évaporation naturelle, les effluents aqueux du site de façon à n envoyer en centre de traitement collectif que des volumes réduits de concentrats. Principe Cette technique d évaporation naturelle est basée sur l utilisation d une surface d échange composée d une maille en polyéthylène haute densité résistant aux températures élevées, aux UV et aux acides. La forme alvéolée de la maille lui confère un rendement évaporatoire maximum (250 m 2 de surface d échange par m 3 de maille). Principe du procédé NUCLEOS DH08 Effluent brut Valorisation de peinture Retour au stockage de l'effluent non évaporé Doc. IRRIGARONNE Les effluents sont récupérés dans un dispositif de stockage étanche, (aérien ou fermé) dont la capacité varie de 40 à 60 % du volume d effluent produit annuellement (de l ordre de 30 % pour les effluents de la mécanique). Une pompe installée dans le stockage alimente cycliquement des asperseurs qui pulvérisent l effluent sur le module NUCLEOS (maille polyéthylène) où il s évapore en partie sous l action d un flux d air produit par le ventilateur. L excédent d effluent retourne dans le stockage. Un réservoir contenant un bactéricide et muni d une pompe est utilisé pour la désinfection préventive (automatisée) de la maille des panneaux. Dans certains cas, ce dispositif de la maille peut avantageusement être remplacé par un lavage au nettoyeur haute pression.

82 Techniques de traitement en interne 82 Valorisation de peinture Le débit d évaporation est fonction des conditions météorologiques (température ambiante et taux d humidité). Il sera dépendant des paramètres suivants : - la saison, il est bien évident que les conditions seront plus favorables en été, - du lieu d implantation de l installation (à titre d exemple, le volume annuel évaporé est quasiment le double à Marseille par rapport à Bordeaux) La gamme d installations commercialisées pour les industriels comprend des appareils à un module d évaporation (référence DH02) et des appareils à deux modules d évaporation (référence DH08). Il est possible d utiliser en série plusieurs modules DH08 pour les gros volumes à évaporer. Il existe même des installations constituées par une juxtaposition de modules de grande taille avec ventilation naturelle (dépourvue de ventilateurs), ces installations sont surtout utilisées pour la concentration d effluents vinicoles. Domaine d application Tous les effluents aqueux avec une teneur en eau supérieure à 90 % peuvent être traités par ce procédé. Dans les ateliers de mécanique, les effluents concernés sont : les fluides aqueux d usinage, les produits lessiviels, les effluents de tribofinition, les effluents de traitement de surface, les effluents graphités de forge, les eaux de lavage de sols ou de nettoyeur haute pression, les condensats de compresseur Ces effluents peuvent être traités en mélange après vérification de leur compatibilité chimique. Pour des teneurs en eau plus faibles, le facteur de concentration de l évaporateur sera plus faible et le bilan économique sera moins intéressant. Aujourd hui, cette technique a principalement été mise en œuvre sur des effluents vinicoles. Toutefois, le Cetim a récemment effectué un essai de faisabilité sur 1 m 3 d effluents de la mécanique (contenant 1,4 % d huiles émulsionnées), cette technologie a permis de concentrer 50 fois (FCV* = 50) cet effluent, sans constater de colmatage de la maille de polyéthylène. Ce premier essai sera suivi d un essai de faisabilité sur site industriel. * Facteur de Concentration Volumique (FCV) = volume effluent traité / volume concentrat obtenu Limites du procédé Cette technique d évaporation naturelle n est pas adaptée aux effluents urbains en raison des éventuels risques de développements de légionnelles sur la maille qui n ont, par ailleurs, jamais été constatés sur des effluents vinicoles ou sur des lixiviats de décharge. En outre, le débit d évaporation est quasiment nul par jours de pluie ou de basses températures. Recommandations Il est indispensable d effectuer un essai de faisabilité avant tout investissement pour : - vérifier l efficacité de la technique (colmatage de la maille). - estimer le volume annuel d évaporation afin de dimensionner l installation et le volume de stockage à prévoir. - déterminer le facteur de concentration et la consommation électrique pour estimer un bilan économique du traitement en interne, par rapport au traitement en externe.

83 Techniques de traitement en interne 83 Valorisation de peinture Impacts sur l environnement a. L eau Les vapeurs ne sont pas condensées, il n y a donc pas d impacts sur l eau. b. Air Certains composés organiques pourraient être évaporés avec l eau. Lors de l essai de faisabilité les analyses atmosphériques n ont pas été effectuées. En conséquence, pour la concentration des effluents de la mécanique, les éventuels impacts sur l air n ont pas encore été quantifiés. c. Déchets Le concentrat généré par le procédé NUCLEOS, en raison de ces caractéristiques physico-chimiques (concentration en métaux et en hydrocarbures), ne doit pas être rejeté à l exutoire, mais éliminé en centre collectif spécialisé. Les premiers essais effectués au Cetim ont montré que le volume annuel de concentrat produit devrait être largement inférieur à 10 % du volume d effluent traité (FCV > 10). d. Énergie L énergie consommée est uniquement électrique. Les futurs essais de faisabilité permettront de déterminer la consommation spécifique de ce procédé et de la comparer aux technologies d évaporation conventionnelle (Cf. données économiques). Avantages Simplicité d utilisation (1 pompe et 1 ventilateur). Techniques très polyvalentes, le Procédé NUCLEOS permet de traiter une grande variété d effluents en mélange. L eau est évaporée par le flux d air, il n y a pas de condensation, donc pas de phase aqueuse à gérer. Des facteurs de concentration supérieurs à 10 devraient être facilement atteints avec ce procédé. Les coûts de fonctionnement (produits de lavage de la maille et consommation électrique de l appareil) sont réduits. Appareil modulaire et évolutif (possibilité de rajouter des modules) Inconvénients Débit d évaporation variable en fonction des conditions météorologiques. Pour pallier à l inconvénient précédent, il est nécessaire de prévoir des volumes de stockage d effluents importants, de l ordre de 30 % du volume annuel produit pour les effluents de la mécanique. Technologie pas développée dans les entreprises de mécanique (peu d informations sur les rejets atmosphériques).

84 Techniques de traitement en interne 84 Évaporation naturelle : procédé OSMOFILM Valorisation L objectif de ce procédé est de concentrer, par évaporation naturelle, les effluents aqueux du site de façon à n envoyer en centre de traitement collectif que des volumes réduits de concentrats. Principe Cette technique d évaporation naturelle est basée sur l utilisation d un film polymère spécialement étudié pour être étanche à l eau et perméable à la vapeur d eau. Le procédé OSMOFILM peut être utilisé pour le séchage ou la conservation dans divers domaines industriels (chimie, pharmacie, agriculture, emballage, ). Dans le domaine, il peut être utilisé pour : - l évaporation et la concentration des effluents, - le séchage des boues (d usinage, d hydroxydes métalliques, ). Le produit à déshydrater est enfermé dans un sac. Sous l action des rayonnements lumineux (énergie solaire) et par e fet de serre, il se produit une élévation de température qui accélère l évaporation de l eau au travers de la membrane OSMOFILM. La contenance des sacs est de 250 kg de produit. Compte tenu des contraintes mécaniques exercées par un tel volume d effluent, il est nécessaire de placer le sac dans un container en plastique ajouré spécifique. Le principe et la mise en œuvre de cette technologie sont illustrés par la photographie et le schéma suivants : Auvent Evaporation de peinture Rayonnements Rayonnements Evaporation Effluent à concentrer Evaporation Casier ajouré Essais réalisés au Cetim Sac OSMOFILM La vitesse d évaporation sera fonction du produit à déshydrater et des conditions climatiques. L évaporation sera d autant plus importante que la température à l intérieur du sac sera importante. C est pourquoi, il est préférable de placer les sacs à l extérieur des locaux. Pour 250 litres, la durée d évaporation est de l ordre de 3 à 5 mois suivant la saison.

85 Techniques de traitement en interne 85 Domaine d application Valorisation Tous les effluents aqueux et tous les déchets contenant de l eau peuvent être déshydratés par ce procédé. Dans les ateliers de mécanique, les effluents concernés sont : les fluides aqueux d usinage, les produits lessiviels, les effluents de tribofinition, les effluents, les effluents graphités de forge, les eaux de lavage de sols ou de nettoyeur haute pression, les condensats de compresseur Ce procédé est bien adapté aux petits volumes et donc plutôt destiné aux petits producteurs de déchet (de l ordre de quelques m 3 par an d effluent). En effet, un casier de traitement permet de traiter environ 1 m 3 d effluent par an en quatre cycles de concentration. Pour les volumes plus importants ou pour les déchets à forte concentration en résidu sec, il sera sans doute préférable d utiliser le principe de la serre de séchage (avec le film OSMOFILM ) plutôt que des sacs dans des casiers. Limites du procédé Cette technique n est pas adaptée : - aux volumes trop importants (surface occupée et coûts d exploitations trop importants), - aux effluents ayant un ph inférieur à 3 ou supérieur à 10 ou aux effluents moins agressifs mais qui, lors de leur concentration pourraient atteindre ces limites de ph, - aux effluents et déchets incompatibles avec le polymère utilisé pour la fabrication des sacs, (Ex : certains solvants organiques). Il est d ailleurs recommandé d effectuer un essai de faisabilité au préalable sur des sacs de petite taille (1 litre). Lors d essais réalisés au Cetim sur des effluents de la mécanique, il a été constaté des détériorations très rapides (1 semaine) des sacs avec certains effluents., - aux produits pour lesquels OSMOFILM est imperméable, c est-à-dire pour lesquels il n y aura pas d évaporation. de peinture Recommandations Il est indispensable d effectuer un essai de faisabilité sur un sac de petite taille (1 litre) avant évaporation dans les sacs de 250 litres pour vérifier la compatibilité des produits à concentrer avec le film OSMOFILM et la perméabilité du sac vis-à-vis du produit à évaporer. Par ailleurs, pour une bonne utilisation du procédé OSMOFILM, il est nécessaire de respecter les précautions suivantes : - installer les sacs sous abri. En effet, compte tenu que le polymère est sensible aux rayonnements UV, il est nécessaire de les placer sous abri et à l extérieur dans un endroit ventilé. Un toit est d ailleurs commercialisé pour abriter les casiers d évaporation, - respecter la procédure de remplissage des sacs pour éviter tout risque de détérioration (perçage, tensions excessives dues à d éventuels plis sur le film, contraintes sur la soudure du film, ), - prévoir une rétention suffisante sous les casiers d évaporation pour éviter toute pollution du sol par des égouttures accidentelles (perçage du sac), - éviter autant que possible le transport des casiers après remplissage des sacs (risque d endommagements des sacs par les vibrations), - ne pas gerber les casiers sur plus de 4 niveaux, - éliminer les sacs contenant les résidus d évaporation dans une filière pour déchets industriels.

86 Techniques de traitement en interne 86 Valorisation de peinture Impacts sur l environnement a. L eau Le procédé OSMOFILM comme tout procédé de traitement en interne est une solution alternative au rejet à l exutoire. À ce titre, il permet d éviter des rejets polluants. Par ailleurs, les vapeurs ne sont pas condensées, il n y a donc pas d impacts sur l eau. b. Air Ce procédé est principalement destiné à la concentration des effluents si bien que les seules émissions atmosphériques sont constituées par de la vapeur d eau. Toutefois, si les produits à déshydrater contiennent des produits organiques compatibles avec le polymère et évaporables (perméabilité du polymère vis à vis de ces produits), les émissions atmosphériques pourront contenir ces produits organiques au prorata de leur concentration dans le déchet. c. Déchets générés Le concentrat généré par le procédé OSMOFILM ne doit pas être rejeté à l exutoire en raison de ces caractéristiques physico-chimiques (concentration en métaux et en hydrocarbures). Il doit être éliminé en centre collectif spécialisé. Compte tenu que ce procédé permet d éliminer la totalité de l eau contenue dans le déchet, les facteurs de concentration sont très élevés, si bien que la quantité de concentrat à éliminer en centre collectif agréé est très faible. A titre d exemple, 1 m 3 d émulsion d usinage à 5 % d huiles ne produira que 50 kg de déchets. En outre, ce déchet aura un bon pouvoir calorifique et pourra être peu coûteux à éliminer. d. Énergie Le procédé OSMOFILM ne consomme pas d énergie électrique, pneumatique, mais uniquement de l énergie renouvelable (énergie solaire).

87 Techniques de traitement en interne 87 Avantages Simplicité d utilisation et de mise en œuvre Technologie bien adaptée pour les petits producteurs. Techniques très polyvalentes, le procédé OSMOFILM permet de traiter une grande variété d effluents en mélange. L eau évaporée n est pas condensée si bien qu il n y a pas de phase aqueuse à gérer. Des facteurs de concentration supérieurs à 20 devraient être facilement atteints avec ce procédé (FCV = Volume effluent traité / Volume concentrat produit) Les produits contaminants étant enfermés dans un sac, l élimination des concentrats s en trouve facilitée. Les coûts d investissement sont très faibles. Ce procédé n utilise que de l énergie renouvelable. Valorisation de peinture Inconvénients Débit d évaporation variable en fonction des conditions météorologiques. Ce procédé n est pas adapté aux gros volumes à traiter car dans ces conditions, les coûts d exploitation sont trop élevés et la surface occupée est trop importante. Le film OSMOFILM est incompatible avec certains produits contenus dans les effluents de la mécanique. Les sacs sont très fragiles, il faut les remplir avec beaucoup de précautions et la rétention sous les casiers est obligatoire et indispensable. Le procédé est difficilement applicable aux effluents très chargés en huile (> 20 %), à moins de prévoir un dispositif pour vidanger le sac à l intérieur du casier (Ex : pour une teneur en huile > 20 %, le poids du sac > 50 kg)

88 Techniques de traitement en interne 88 Ozonation catalytique L ozonation catalytique est une technique qui, pour les effluents de la mécanique, ne peut être utilisée qu en traitement secondaire. En effet, compte tenu des très fortes charges en polluants à abattre dans ces effluents, ce procédé serait beaucoup trop coûteux de mise en œuvre en tant que traitement primaire. Dans le laboratoire du Cetim, ce procédé a été testé comme traitement complémentaire à l évaporation pour épurer les condensats issus des évaporateurs. Principe L ozonation catalytique est un procédé d oxydation utilisé pour le traitement de finition qui associe l ozone aux propriétés oxydatives d un catalyseur en poudre pour minéraliser à température ambiante la matière organique. Ce procédé, développé par la Sté TECHNAVOX, a des performances d oxydation supérieures et une consommation d ozone plus faible qu un traitement d ozonation conventionnel qui n utilise pas de catalyseur. Valorisation Sortie de l effluent traité de peinture (Doc. Technavox)

89 Techniques de traitement en interne 89 Valorisation de peinture L unité de traitement est donc composée de : un ozoneur qui permet de produire l ozone à partir d air comprimé, un groupe froid qui permet de maintenir l ozoneur à une température constante, un réacteur qui assure une mise en contact parfaite de l effluent à traiter avec le gaz oxydant (oxygène ou air ozoné). Ce réacteur agité contenant le catalyseur en poudre est équipé entre autre : d un système de diffusion du gaz, de filtres pour l extraction de l effluent traité après séparation du catalyseur, d un four pour la destruction de l ozone non utilisée dans la réaction d oxydation, de dispositifs de pilotage (armoire de commande, sondes de niveaux, analyseur de gaz, vannes,..). La taille de l installation de traitement est fonction du débit d effluent et de la charge en polluants à traiter. Domaine d application Tous les effluents aqueux avec une teneur résiduelle en matières dégradables par oxydation comme les matières organiques. C est pourquoi, pour la majorité des effluents de la mécanique, cette technique ne peut être utilisée qu en traitement secondaire. Ce procédé est adapté pour l épuration des condensats d évaporateurs qui ne contiennent que des polluants organiques. Limites du procédé L ozonation catalysée n est pas adaptée aux : traitement des minéraux contenus dans les effluents. En effet, ces espèces seront oxydées mais seront toujours présentes dans l effluent sous forme oxydée, effluents trop concentrés en matières organiques comme les effluents de la mécanique car les coûts d investissements et d exploitation seraient alors trop élevés (Cf. paragraphe considérations économiques). Pour ces effluents, ce procédé ne peut pas être utilisé en traitement primaire. Recommandations Il est indispensable d effectuer un essai de faisabilité avant tout investissement pour : vérifier l efficacité du procédé vis-à-vis de l effluent à traiter, déterminer la consommation d ozone et le débit de traitement pour dimensionner l installation. Pour les effluents de la mécanique contenant des composés azotés (azote Kjeldahl), il est nécessaire de prévoir un traitement tertiaire (résines échangeuses d ions) car la combinaison évaporateur ozonation catalytique ne permet pas toujours d atteindre les limites réglementaires en azote global pour le rejet à l exutoire. Lors de l utilisation de ce procédé, vérifier le bon état et l étanchéité de l installation car l ozone est un gaz réglementé pour l environnement et irritant pour les opérateurs et notamment au niveau des affections pulmonaires (VLE et VME indicatives fixées par le ministère du travail respectivement de 0,4 et 0,2 mg/m3). ). Toutefois, l ozone est utilisé depuis de nombreuses années dans les stations de potabilisation d eau.

90 Techniques de traitement en interne 90 Impact sur l environnement Valorisation de peinture a. L eau Le traitement en interne en général et l ozonation catalytique en particulier permettent d économiser la ressource en eau. En effet, la phase aqueuse récupérée a souvent une qualité suffisante pour permettre son recyclage dans le process industriel en tant qu appoints dans les fluides de process, eau de refroidissement, eau de lavage des sols,.. b. Air Les installations d ozonation catalytique sont équipées de sécurité et d un four pour la destruction du gaz non utilisé pendant la réaction si bien qu il n y a aucune émission d ozone à l atmosphère. Les seules émissions atmosphériques sont dues au gaz carbonique issu de la minéralisation par oxydation des matières organiques contenues dans l effluent. Toutefois, les concentrations en matières organiques étant faibles, les émissions de CO 2 sont très faibles. c. Déchets Le traitement par ozonation catalytique est destructif et non séparatif. En conséquence, il ne produit pas de déchets. Le seul résidu du traitement est la charge de catalyseur qu il faut remplacer annuellement. Toutefois, compte tenu du coût très élevé de ce catalyseur (1 000 /kg), il est repris par le fournisseur pour être recyclé. d. Énergie L essentiel de l énergie électrique est consommé par le processus de fabrication de l ozone (O 3 ) à partir de l oxygène de l air et par la destruction de l ozone non utilisé pendant la réaction. Lors d essais «laboratoire» la consommation a été de l ordre de 25 kwh par m 3 traité. Avantages Facilité d utilisation. Procédé facilement automatisable. Technologie destructive ne produisant pas de déchets. Bien adaptée pour l oxydation des matières organiques. Permet d améliorer la qualité des condensats d évaporateur et donc leur aptitude au recyclage ou au rejet. Inconvénients Ce procédé ne permet pas de détruire la pollution minérale Coûts d investissement relativement élevés souvent supérieurs au coût de l évaporateur. La rentabilité ne peut être atteinte que pour des volumes à traiter importants (de l ordre de m 3 /an). Cette technologie ne peut pas être utilisée en traitement primaire sur les effluents de la mécanique (coûts d exploitation trop élevés). Nécessite un traitement tertiaire pour l abattement de l azote global. Aucune installation industrielle, en mécanique, en tant que traitement complémentaire.

91 Techniques de traitement en interne 91 Oxydation supercritique Principe Les effluents liquides sont composés d eau, de matières organiques et de matières minérales : sels, métaux. Sous pression (250 bar) et en température (600 C), les déchets subissent, après injection d Oxygène, une destruction totale de la matière organique qu ils contiennent, y compris pour toxiques et corrosifs. Principe du traitement Valorisation de peinture Le déchet liquide est pressurisé à 250 bars et réchauffé à 250 C avant d être introduit dans le réacteur. Ensuite tout le long du réacteur trois injections d oxygène sont mises en œuvre : - la première injection d oxygène sert à dégrader les molécules de déchets facilement oxydables et permet d atteindre 300 C - une deuxième injection, effectuée dans la deuxième portion du réacteur, entraîne une libération d énergie qui amène le milieu réactionnel à une température de 400 C - la troisième injection d oxygène se fait en phase fluide supercritique (T C > 374 C et P > 221 bars) et permet la décompo sition des molécules les plus réfractaires à l oxydation hydrothermale (ex : acide acétique, méthanol ), la température du fluide en sortie atteint 550 C.

92 Techniques de traitement en interne Courbe équilibre liquide / vapeur (eau pure) Valorisation Pressions (bars) Liquide Vapeur Pc Point critique 221 bars, 374 C Température ( C) de peinture La chaleur issue de la réaction est ensuite récupérée dans un échangeur qui sert à préchauffer l effluent. Après refroidissement et détente, les produits sont séparés dans un séparateur gaz-liquide. Le traitement par oxydation hydrothermale est un procédé de destruction de la matière organique. La sortie liquide du procédé, composée essentiellement d eau, est dépourvue de toute trace de matière organique. Elle est soit rejetable en milieu naturel soit valorisable sur site comme eau industrielle. Seuls les minéraux ou métaux initialement présents dans les déchets se retrouvent au niveau du rejet. Ce procédé n émet dans l atmosphère aucun gaz toxique ou poussière, évitant toute nécessité de post traitement de fumées. A la sortie du séparateur les effluents sont composés en majorité pour la phase gaz de dioxyde de carbone, d oxygène et de diazote.

93 Techniques de traitement en interne 93 Valorisation de peinture Domaines d application Les déchets traités - Eaux de procédé, - Boues industrielles liquides, - Déchets dangereux liquides, toxiques, explosifs, - Effluents organiques : fluides de coupe usés, effluent lessiviel Les effluents de la mécanique sont essentiellement constitués de fluides d usinage aqueux (émulsions et/ou solutions), lessives usées et eaux de lavage. Ce mélange d huile (rélarguée et émulsionnée), de tensioactifs et d additifs divers (anticorrosion, bactéricides,...) a généralement une faible teneur en métaux, hormis pour le fer. La DCO est en revanche élevée et peut varier de 100 à 300 g/l. Des essais ont été effectués sur l effluent d un roulementier (émulsions et eaux de lavage).cet essai a démontré la faisabilité des réactions d oxydation hydrothermale sur ce type d effluent. Le prétraitement de séparation de la fraction huileuse souvent requis par d autres méthodes n est pas nécessaire avec ce procédé. La conversion hydrothermale parait bien adaptée au traitement des effluents de la mécanique, qu ils contiennent des solutions vraies ou des émulsions. La technologie de l oxydation hydrothermale et le concept innovant de multi-injection permet le traitement des effluents organiques. Les spécifications d entrée du procédé d oxydation hydrothermale sont : - effluent aqueux pompable : siccité entre 1% et 10%, la taille des particules < 500 µm ; - DCO entre 50g/L et 200 g/l ; l optimal est autour de 150 g/l Limites du procédé En terme d abattement de la DCO et destruction des molécules organiques, le procédé n a pas de limite. Certaines études, notamment au Japon, ont montré la destruction complète par cette technologie de molécules complexes aromatiques telles que les PCB et PCP. Les limites du procédé résultent essentiellement de verrous technologiques au niveau de la corrosion des matériaux constitutifs du réacteur notamment et des aspects précipitation des sels. D où un cahier des charges d entrée qui est encore relativement sévère sur les concentrations en Chlore total et en Sels ainsi qu en matière en suspension. Les ordres de grandeurs des limites supérieures acceptables notamment sur le pilote OSTAU (APESA) sont les suivants : - [Cl tot] ~ 1000 mg/l - Sels ~ 10 g/l

94 Techniques de traitement en interne 94 Valorisation de peinture Recommandations Sur le pilote OSTAU (démonstrateur de 100 kg/h construit par HOO et CITBA et exploité par l APESA) un minimum d analyses est nécessaire sur l effluent avant d envisager un essai : - analyse du chlore total, - analyse de la DCO, - identification des phases (aqueuse et temps caractéristiques de démixtion). Pour les effluents de la mécanique, il conviendra de contrôler la teneur en huile relarguée et en matières en suspensions. Impact sur l environnement a. L eau Sous pression (250 bar), en température (600 C), et en présence d oxygène les déchets subissent une minéralisation totale de la matière organique qu ils contiennent. Les rejets liquides, sont dépourvus de toute trace de matière organique. Ils ne comportent que les minéraux initialement présents dans le déchet. b. Air Les seuls gaz rejetés significativement sont N 2 et O 2, composants naturels de l air, plus du CO 2 provenant de l oxydation des matières organiques carbonées. Il n y a pas de formation de NO x et autres produits toxiques issus d une combustion ou oxydation incomplète, ni poussières émises dans l atmosphère, évitant ainsi un post traitement de fumées. Rq : sur les rejets de CO 2 des études sur la séquestration par alcalinisation du milieu sous pression ont montré la possibilité d éliminer les rejets de CO 2. c. Déchets Les seuls résidus de l oxydation supercritique sont dus aux minéraux initialement présents dans l effluent traité. Ils peuvent être récupérés sous forme solide au niveau des filtres en sortie du procédé. Une valorisation peut alors être étudiée. d. Énergie Coût compris entre 30 et 50 /m 3 traité selon la nature du déchet. La consommation d énergie est due : - à la consommation électrique nécessaire au préchauffage de l effluent et à l entretien de la réaction (150 à 600 kwh/m3 traité), - à la consommation d oxygène nécessaire à la dégradation du déchet (120 Nm3/m3 traité)

95 Techniques de traitement en interne 95 Avantages Destruction rapide et complète de la matière organique en CO2 et en eau Procédé compact, Pas de lavage des fumées, Valorisation possible des éléments inorganiques et/ou métalliques. Valorisation de peinture Inconvénients Procédé en cours de développement, peu de références en France et dans le monde, Nécessite d une teneur en DCO dans l effluent autour de 150 g/l, Non adapté, dans l état actuel du développement, aux produits corrosifs : présence de chlore et de sels, Peu adapté pour le traitement en interne sur le site d un industriel de la mécanique :coûts d investissement trop élevés.

96 96 Valorisation de peinture Procédés d épuration Prétraitement interne

97 Généralités 97 Origine L usinage par rectification est effectué par action d une meule de nature variable sur le métal à rectifier. Cette opération est réalisée en présence d un fluide de coupe qui, selon l application, peut être un fluide aqueux ou une huile entière. Lors de l usinage, le fluide de coupe entraîne avec lui des particules métalliques dues à l arrachement du métal en surface par la meule, des débris de meule dus à l usure de celle-ci et les huiles et graisses dues aux fuites des machines. L ensemble est alors épuré : le fluide de coupe est ensuite réintroduit dans le système d arrosage. Le reste constitue les boues d usinage. Caractérisation Les boues récoltées sont constituées de plusieurs phases dont les proportions moyennes sont les suivantes : 50 % de métal, 40 % de phase liquide : fluide aqueux ou huile entière, 5 % de meules, 5 % d huiles (fuites machines). Valorisation de peinture Fluide de coupe "propre" Meule Métal rectifié Épuration du fluide de coupe Fuites d'huiles de graissage de machine Fluide de coupe chargé de particules solides Boues de rectification

98 Comment améliorer la gestion 98 Valorisation de peinture Quelle est la quantité de boues générée? La quantité de boues générées est un paramètre important à prendre en compte pour définir les procédés de réduction de volume de boues adaptés à votre entreprise : procédés d épuration (filtration, centrifugation, etc.) prétraitement interne (égouttage, pressage, etc.) La collecte de ces déchets est également organisée en fonction du volume de boues produites. Quelle est l origine des boues de rectification? En fonction de la nuance d aciers usinés (non alliés, faiblement alliés, fortement alliés, aciers à outils, aciers divers) et du type de fluide de coupe utilisé (solution, huile entière), les boues de rectification peuvent être valorisées ou éliminées par des filières de traitement différentes (pyrolyse, fusion, cimenterie, etc.). Comment sont collectées et éliminées les boues de rectification? Une étude Cetim a permis de recenser les sociétés susceptibles de collecter régionalement les boues de rectification afin de les traiter dans des filières de valorisation et d élimination conformes à la législation en vigueur. Quelles sont les solutions de substitution à la rectification? Afin de limiter la production de boues métalliques, plusieurs procédés de réduction à la source susceptibles de remplacer la rectification (tournage dur, métallurgie des poudres, etc.) ont été recensés pour certaines applications.

99 Réduction à la source 99 Valorisation de peinture Procédé de substitution Rectification à sec Tournage dur Découpage laser Forgeage à froid Métallurgie des poudres Métallurgie des poudres Metal Injection Moulding (MIM) Applications possibles Industries mécaniques (opérations de maintenance et petites séries) Industries mécaniques : - aciers traités (roulement, etc.) - fontes - super-alliages Aéronautique Automobile Horlogerie Électronique Automobile : Visseries - Boulonneries - Pièces articulations - Engrenages (roues dentées) Métallurgie Soudure Chimie Médical Aéronautique Armement Horlogerie Lunetterie Petit outillage Maroquinerie Industrie automobile Industrie électrique, informatique, etc.

100 Réduction du volume des boues 100 Procédés d épuration T < 10 t Tonnage annuel 10 t < T < 50 t 50 t < T < 100 t T > 100 t Teneur limite en fluide de coupe Fluides aqueux Huiles entières Investissement minimum Remarques Filtration (papier, média permanent...) 45 % 40 % Facilité de mise en œuvre Valorisation de peinture Filtration à disques Séparation magnétique Centrifugation Tambour centrifuge en étoile Filtre à bande sous pression Etude menée par le CETIM % Procédé peu adapté Procédé moyennement adapté Procédé très adapté 2 % 20 % 10 % 55 % 10 % 10 % 20 k 2 k 8 k 100 k 60 k Ne fonctionne pas avec les fluide de coupe aqueux du type émulsion Facilité de mise en œuvre Débatissage manuel ou automatique Matériel périphérique coûteux Investissement élevé, Ne fonctionne pas avec les huiles entières.

101 Réduction du volume des boues 101 Procédé d épuration Filtration Principe La filtration est le passage d un mélange liquide-solide à travers un milieu poreux (filtre) qui retient les solides (gâteau de filtration) et laisse passer les liquides (filtrat). Les filtres utilisés peuvent être de natures différentes : une toile maintenue par un cadre ou un disque, une couche poreuse (charbon, cellulose, etc.) déposée sur un support rigide perméable (grilles métalliques, céramiques, etc.). Si la matière en suspension est retenue à la surface du filtre, la filtration est dite en surface, en gâteau ou en support. Si les matières sont retenues dans l épaisseur du filtre, elle est dite en volume, en profondeur ou sur lit filtrant. Avantages Niveau de filtration très satisfaisant en fonction du type d applications, Facilité d utilisation, ce procédé d épuration est souvent fourni lors de l achat de la machine. Inconvénients Biens consommables à éliminer en fin d utilisation. Déchirement du papier lors de surcharge. Certaines filières de valorisation n acceptent pas les boues de rectification en mélange avec le filtre papier. Valorisation Arrivée fluide de coupe Contact à flotteur (avancement de la bande) Rouleau élément filtrant Limite du procédé (ex : filtration papier) Boue à fluide aqueux : taux d' humidité 45 %. Boue à huile entière : taux d'hydrocarbures 45 %. de peinture Contaminants Fluide de coupe épuré Schéma de principe (Ex. : filtration papier)

102 Réduction du volume des boues 102 Procédé d épuration Filtration à disques Valorisation de peinture Principe Le filtre à disques du type TRANSOR est un procédé de filtration à particules qui sépare la phase solide de l huile. Adapté aux procédés d usinage du type rectification, rodage ou super finition, l huile épurée par les diques est ensuite filtrée par des tiges filtrantes d une porosité de l ordre de 3 μm. La filtration L huile souillée est comprimée par la pompe du filtre dans la tour filtrante. Les particules sont retenues sur les arrêtes des disques du filtre. L huile filtrée jusqu au particules de la taille du micron revient à la citerne d huile propre en passant par le centre des tiges du filtre. La vidange Avant le rétrorincage, le contenu de la tour filtrante est vidé dans la citerne à salissures sous l effet d air. Avantages Précision de filtration pouvant atteindre 3 μm., Décolmatage des filtres automatique ou manuel (pas de consommable). Faible consommation énergétique (puissance du moteur pour le modèle de capacité de litres : 2 kw). Adapté aux huiles entières et aux solutions de viscosité inférieure à 10 centistokes Inconvénients Ne fonctionne pas sur les émulsions (cassage de l émulsion). Coûts relativement élevés. Limite du procédé Ne fonctionne pas avec les émulsions. Boue à huile entière : hydrocarbures < 15 % Le rétrorincage : Le rétrorincage est manuel ou entièrement automatique. De l air comprimé est injecté dans le sens contraire à l écoulement à travers les tiges des filtres. La boue de rétrorincage est évacuée dans un container spécifique.

103 Réduction du volume des boues 103 Procédé d épuration Séparation magnétique Principe Ces appareils sont généralement constitués d un tambour garni d un certain nombre d aimants permanents. Le tambour contourne à contre courant le liquide à épurer. Moteur Avantages Facilité de mise en œuvre. Investissement peu élevé (frais de maintenance peu élevés). Inconvénients Valorisation Arrivée fluide de coupe à épurer Cylindre magnétique Racleur Les débris de meule ne sont pas récupérés, il faut donc effectuer périodiquement une vidange du bac. Dans certains cas, l épuration du fluide coupe avec ce type de procédé n est pas suffisante. Limite du procédé Particules magnétiques et débris adhérents Boue à fluide aqueux : humidité 45% Boue à huile entière : hydrocarbures 55% de peinture Les particules métalliques sont attirées par les aimants, un racloir les en détache pour les faire tomber dans un bac à l extérieur de l appareil.

104 Réduction du volume des boues 104 Procédé d épuration Centrifugation Valorisation Principe Le principe repose sur l accélération de la décantation par augmentation des forces de gravité. Les particules se trouvent ainsi plaquées dans un bol rotatif sous l action de la force centrifuge. Les machines, fiables et efficaces tendent actuellement à se répandre. Schéma de principe d'une centrifugeuse semi-automatique (à débâtissage manuel) Effluent épuré Boues Il existe trois types de séparateurs : le décanteur épaississeur, dont le coefficient de centrifugation varie de 500 à g en fonction de la taille. le décanteur centrifuge, dont le coefficient de centrifugation varie de à g. Il permet le traitement en continu de suspensions de teneur solide très variable, mais faciles à séparer. le séparateur à disques (uniquement liquide / liquide), dont le coefficient de centrifugation varie de à g. Il permet tout type de séparation, la clarification, la purification et la concentration. Avantages / Inconvénients Les consommations d énergie, la maintenance et le prix des pièces détachées peuvent représenter de lourds budgets. de peinture Doc Walther Trowal Limite du procédé Données constructeur (LANNER) Boue à huile entière : hydrocarbures 10 % Boue à fluide aqueux : humidité 10 % On distingue deux domaines de centrifugation : la décantation par séparateur et la filtration par essoreuse centrifuge. Dans le cas de la décantation par séparateur, la séparation des phases est due à la différence de densité.

105 Réduction du volume des boues 105 Procédé d épuration Centrifugation «tambour centrifuge en étoile» Principe Ce procédé repose sur le principe de la centrifugation qui consiste à séparer des mélanges. Cependant, ce procédé est tout particulièrement adapté à l épuration des fluides de rectification. En effet, les résultats de filtration et de séchage des boues sont très performants. Zone de récupération du carbure de tungstène lors du cycle de centrifugation Fluide sale Injection d'air comprimé pour récupérer la poudre déposée contre la paroi en caoutchouc Valorisation Schéma de principe du tambour centrifuge en étoile (vue de dessus) de peinture Centrifugeuse Berger Avantage Obtention d une poudre métallique à valeur marchande en fonction des nuances et des quantités. Inconvénients Investissement élevé. Matériel périphérique important (génie civil, circuit d alimentation, etc.). Limite du procédé Boue à fluide aqueux : humidité 2 %

106 Réduction du volume des boues 106 Valorisation de peinture Procédé d épuration Filtre à bande sous pression Principe Le système se compose de trois éléments principaux : la pompe centrifuge, la chambre de filtration, le média filtrant et son système d avance automatique. Le fonctionnement du procédé peut se décomposer en 4 étapes: Filtration : la pompe envoie la boue liquide dans la chambre où les particules solides vont être retenues sur le média permanent. Soufflage : après arrêt de la pompe, l air comprimé envoyé dans la chambre va vider celle-ci de son contenu et ensuite assécher partiellement les boues recueillies. Changement du média : à la fin de la phase de soufflage et après ouverture automatique des portes, le média souillé est enroulé après avoir été débarrassé des boues et remplacé par du média propre. Une phase de nettoyage à contre-courant du média est également effectuée en parallèle en utilisant le fluide de coupe propre. Début du nouveau cycle : après fermeture des portes, la pompe est remise en service pour un nouveau cycle de filtration. Avantages Usinage de meilleure qualité (filtration du fluide). Procédé entièrement automatisé. Inconvénients Coût élevé pour des sociétés générant moins de 100 t/an de boues de rectification. Ne fonctionne pas avec les boues à huile entière. Filtration Soufflage Changement du média Début du nouveau cycle Limite du procédé Boue à fluide aqueux : humidité 20% Doc. Aprochim

107 Réduction du volume des boues 107 Décantation T < 10 t Tonnage annuel 10 t < T < 50 t Prétraitement interne 50 t < T < 100 t T > 100 t Teneur limite en fluide de coupe Fluides aqueux Huiles entières 45 % 45 % Investissement minimum 0 k Remarques Facilité de mise en place Egouttage 10 % 10 % 2 k Qualité du fluide de coupe récupéré satisfaisante, Facilite l'opération de vidange des bacs Valorisation de peinture Pressage Briquetage 10 % 10 à 20 % 5 % 5 % 30 k 45 k Procédé à mettre en place en complément d'un premier traitement (ex: filtration) Réintroduire le fluide de coupe récupéré dans la centrale de filtration Ne fonctionne pas pour tous les types de boues Essorage 5 % 5 % 25 k Investissement élevé pour un faible tonnage Procédé peu adapté Procédé moyennement adapté Procédé très adapté Etude menée par le CETIM

108 Réduction du volume des boues 108 Prétraitement interne Décantation Valorisation de peinture Principe Ces systèmes constituent les procédés de traitement les plus simples. Après décantation de la boue dans un container (fûts, cuve à fond tronconique, etc.) : Les huiles étrangères peuvent être éliminées au moyen d un déshuileur à bande, Le fluide de coupe peut être recyclé par pompage, La boue d usinage est récupérée en fond de bac. Boue Fluide de coupe Boue et/ ou Bac individuel Fût Container Boue Avantages Facilité de mise en place Faible investissement. Inconvénients Fonctionnement pour bacs individuels. Efficacité réelle en fonction du temps de décantation des particules solides. Recyclage des fluides aqueux à contrôler après analyses. Limite du procédé Boue à huile entière : hydrocarbures 45 % Boue à fluide aqueux : humidité 45 %

109 Réduction du volume des boues 109 Prétraitement interne Égouttage Valorisation Principe Ce procédé de séparation liquide-solide consiste à réaliser une filtration de la boue à travers un big-bag faisant office de membrane poreuse. Le fluide récupéré après filtration peut être réutilisé après analyse. Boue + fluide Convoyeur (pompe, aspirateur) Avantages Coûts très réduits. Facilité d utilisation. Pas de maintenance. Inconvénients Procédé en continu difficile à mettre en application. Temps d égouttage en fonction du type de fluide utilisé. Limite du procédé Fluide Boue Boue à fluide aqueux : humidité 10 % Boue à huile entière : hydrocarbures 10 % de peinture Bac tampon Big bag sur rétention

110 Réduction du volume des boues 110 Prétraitement interne Pressage Valorisation Principe Cette technique d extraction a pour objet de séparer la phase liquide de la phase solide par pressage de la boue à partir d un vérin hydraulique effectuant des cycles dans une chambre de compression. Après pressage, le fluide de coupe est récupéré par gravité et la boue de rectification est évacuée dans une benne de stockage. En amont de l étape de pressage, la boue est filtrée afin de diminuer la teneur en humidité et obtenir ainsi une boue pelletable. Arrivée boues Système d'alimentation (option) Chambre de compression Avantages L avantage réside dans le fait que le procédé de pressage ne nécessite aucune surveillance particulière. Faible encombrement. Inconvénients Un traitement en amont est indispensable pour obtenir une boue pelletable (ex. : filtration). Le fluide de coupe chargé en particules solides doit être épuré avant sa réutilisation (ex. : retour dans l unité de filtration). de peinture Vérin hydraulique Egouttures d'huile Bac à boues séchées Limite du procédé Boue à fluide aqueux : humidité 10 à 15 % Boue à huile entière : hydrocarbures 10 à 20 % Procédé Ecofluide

111 Réduction du volume des boues 111 Prétraitement interne Briquetage Principe Suivant le principe du traitement par pressage, la pression appliquée sur la boue est de l ordre de 300 bars, permettant d obtenir des briquettes composées uniquement de boues. Le fluide évacué lors de l opération de briquetage est réintroduit dans la centrale de filtration. Avantages Réduction des coûts de transport (densité de la briquette ~ 5). Réutilisation du fluide de coupe. Transformation du déchet en une matière première secondaire. Valorisation possible par la filière fusion (aciéries, fonderies, etc.). Valorisation Boues de rectification Vérin Chambre de compression Inconvénient Ne fonctionne pas pour tous les types de boues (essais indispensables). Limite du procédé Briquetttes Boue à fluide aqueux : humidité 5 % Boue à huile entière : hydrocarbures 5 % de peinture Récupération des briquettes

112 Réduction du volume des boues 112 Prétraitement interne Essorage Principe Cette méthode utilisant la force centrifuge, consiste à extraire le liquide grâce à une membrane poreuse. Cette membrane filtrante, fixée contre les parois du panier, est le support sur lequel viennent se déposer les particules solides constituant ainsi une couche perméable appelée «gâteau». Alimentation Avantage L avantage réside dans le fait que le procédé d'essorage ne nécessite aucune surveillance particulière. Inconvénients Coûts relativement élevés pour un faible tonnage. Problème de manipulation pour les essoreuses manuelles. Valorisation Panier Elément filtrant Limite du procédé Boue à fluide aqueux : humidité 5 % Boue à huile entière : hydrocarbures 5 % de peinture Fluide épuré Solide

113 Valorisation de métaux 113 Valorisation de peinture On distingue deux grandes familles : les métaux ferreux ( ) les métaux non ferreux ( ) Les métaux ferreux et ferrailles correspondent aux déchets de fabrication qui apparaissent entre le stade du métal liquide et la fin de vie du produit industriel. On distingue trois catégories : Les chutes ou rebuts de fabrication dans l usine sidérurgique qui sont recyclés intégralement dans cette même usine. Les chutes des usines de transformation qui transitent en général par le négoce de la ferraille. Les ferrailles de récupération en fonte ou en acier, les machines démolies (automobiles, matériels ferroviaires, vieilles machines, charpentes, matériels agricoles, ménagers, etc.). La qualité et la composition de ces ferrailles sont très variables. Les métaux non ferreux comprennent tous les métaux exceptés le fer et ses alliages. On distingue : Les chutes neuves de fabrication. Les matériels usagés mis au rebut. Les alliages destinés à être traités pour en extraire le métal contenu et être ainsi purifiés. Solutions de valorisation Les ferrailles, quelle que soit leur origine sont récupérées, triées par séparation magnétique si elles sont en mélange avec d autres déchets et valorisées dans les usines sidérurgiques et les fonderies pour la fabrication d acier ou de fonte selon leur composition. Une tonne d acier recyclé permet l économie de 1,5 tonne de minerai et de 400 kg de coke. Les déchets de métaux non ferreux suivent des filières spécialisées. Le tri sélectif est réalisé après broyage. Les déchets sont ensuite fondus et affinés pour donner de seconde fusion. De nouvelles techniques de récupération (exemple : technique électrolytique) se développent notamment pour récupérer les métaux dans les boues (électrolytiques) et dans les alliages tels que le titane, le chrome, le cobalt. Les métaux non ferreux récupérés sont écoulés auprès des raffineurs, affineurs et transformateurs (fonderies et industries chimiques). Recommandations Séparer les divers métaux ou nuances à la source notamment le cuivre et le zinc. Limiter la quantité de liquide de coupe entraîné par les copeaux (exemple : pour l aluminium, le cours d achat est fixé pour une humidité inférieure à 6 %). Installation conforme pour épuration des fumées.

114 114 Valorisation de peinture Introduction La stabilisation s applique aux déchets ultimes avant leur mise en centre de stockage de classe 1. Rappelons que le déchet ultime qualifie un résidu qui ne peut subir ni valorisation matière ou énergétique dans les conditions technique et économique du moment. Les polluants à risques présents dans le déchet ultime pourraient être libérés au contact de l eau de pluie ou l eau circulant dans le sol si le déchet n était pas stabilisé. La stabilisation permet de fixer ces polluants pendant le plus longtemps possible. La stabilisation concerne entre autres, les résidus de la métallurgie, du traitement, des sols pollués, les déchets d amiante, de peintures, de traitements chimiques, de batteries, d accumulateurs ou encore des réfractaires... Techniques de stabilisation Il existe plusieurs types de matrices pour procéder à une stabilisation. Leur utilisation dépend de la nature et de la quantité de polluants pouvant diffuser dans le milieu extérieur environnant. Les matrices étudiées sont classées par ordre de stabilité croissant : les matières plastiques, les bitumes, les liants hydrauliques, les vitrifiats, les minéraux naturels reconstitués. Actuellement, seuls les liants hydrauliques et les vitrifiats ont connu un développement industriel. Le stockage en centre de classe 1 des déchets stabilisés par liants hydrauliques impose des contraintes plus faibles que pour les déchets vitrifiés ; ces derniers visant plutôt la banalisation complète ou la décharge de classe 3.

115 115 Valorisation de peinture Les matières plastiques Les matières plastiques utilisées pour cette technique «d encapsulation» de déchets ultimes proviennent en général de plastiques recyclés :le polyéthylène par exemple. La difficulté principale réside sur l estimation de la stabilité à long terme des matières plastiques. En plus, il est préférable d utiliser les plastiques comme ressources d énergie. Les bitumes Le bitume est un produit issu des raffineries de pétrole chargé en soufre. C est un matériau hydrophobe donc très imperméable, disposant d une bonne résistance mécanique à l écrasement et à la fissuration et une bonne inertie chimique. Il ne nécessite pas de préparation puisqu il est directement malaxé avec le déchet. Le coût de cette stabilisation n est pas très élevé, mais on ignore sa stabilité à long terme. C est une technique peu utilisée. Les liants hydrauliques La fixation des polluants par les liants hydrauliques essentiellement les ciments Portland a été étudiée par plusieurs sociétés et est actuellement la technologie la plus employée dans les exploitations industrielles pour divers : à forte fraction soluble, contenant des polluants organiques et/ou aromatiques, contenant lourds, contenant de l arsenic ou des cyanures, etc. Le confinement utilise deux principes physiques : D une part la solidification qui transforme le déchet de son état pulvérulent ; pâteux ou granuleux en un état solide compact peu perméable et à caractéristiques mécaniques élevées. D autre part la stabilisation qui transforme les composants solubles du déchet en produits stables et peu solubles. La réalisation de «mortiers» à partir ultimes conduit à la prise du mélange du liant hydraulique et du déchet. Il convient de s adapter à la nature du déchet à stabiliser en jouant sur le type de liants hydrauliques utilisés et/ou en employant des agents de stabilisation spécifiques pour optimiser la formulation. Ces mortiers, une fois solidifiés, possèdent des caractéristiques mécaniques importantes. Plusieurs normes européennes transcrites en droit français ont été élaborées pour valider ce protocole de stabilisation en ce qui concerne la solubilité du déchet ainsi emprisonné et la tenue mécanique à long terme de ce procédé. Les déchets stabilisés par cette technique figurent dans la classification officielle en classe Ils sont classés en déchets dangereux ou non dangereux suivant les résultats tests d acceptation pratiqués. Les déchets dangereux stabilisés doivent être orientés en centre de stockage de classe 1 après avoir répondu aux critères d admission. La vitrification C est une technique relativement récente. Les déchets à traiter doivent avoir une composition adaptées à cette technique. Par divers procédés (plasmas, arcs, etc.), les déchets sont soumis à une haute température (> 1200 C) pour être fondus. Après refroidissement, on obtient une structure vitreuse homogène. Ce verre présente une stabilité élevée à long terme. Des études ont montré que ces déchets ne présentaient pas un caractère dangereux et qu ils possédaient un comportement peu évolutif tant du point de vue physique, chimique que biologique : ils pouvaient donc être stockés en décharge de classe 3. Les minéraux naturels reconstitués Certains minéraux naturels ont la propriété de fixer les métaux lourds. C est le cas des phosphates et en particulier l apatite. Cette technique est très coûteuse et peu employée.

116 de peinture 116 Valorisation de peinture en phase aqueuse en poudre en poudre basse température à haut extrait sec par rayonnement UV ou EBC Pulvérisation ou application au trempé des peintures liquides (hors électrophorèse) Pulvérisation ou application des peintures en poudre La cataphorèse La peinture et les bains Filtration par microfiltration Filtration par membrane d ultrafiltration Les COV Traitement par oxydation thermique Traitement biologique Traitement aux charbons actifs Les brouillards Cabines à eau Filtres secs Les boues Traitement physico-chimique Traitement biologique Traitement par centrifugation Traitement par filtre-presse Traitement par filtre-poche Chimique Thermique Mécanique

117 de peinture Les peintures en phase aqueuse 117 Valorisation de peinture L utilisation de peintures en phase aqueuse constitue un moyen de réduire à la source, les émissions de composés organiques volatils (COV). L intérêt de ces peintures est le remplacement des solvants organiques par de l eau. Principe Les liants des peintures en phase aqueuse sont solubilisés ou en suspension dans l eau avec un pourcentage variable de cosolvant. On obtient des peintures hydrosolubles ou hydrodispersées. Les hydrosolubles ont des masses moléculaires plus faibles, un taux de cosolvant plus élevé, un temps de séchage plus long que les hydrodispersées. Par contre, elles permettent d obtenir des brillants plus élevés. Tous les modes d application conventionnels sont possibles (pistolet, trempé ou électrostatique). L utilisation de ces peintures nécessite des précautions particulières en matière de stockage, d application, de séchage et d équipements. Les peintures en solution Certains liants dits «non ioniques» sont naturellement solubles dans l eau (éthers cellulosiques, résines aminées...). La solubilité dans l eau d autres types de liants est réalisée par la présence de groupements cationiques ou anioniques sur la chaîne de polymère. Ces groupements sont capables de réagir avec des agents de neutralisation, tels que des bases, des acides ou des amines, pour rendre le liant soluble dans l eau. Exemple de liant anionique Le liant est ainsi solubilisé sous forme de sel. La solution de résines est homogène et d aspect limpide. Lors du séchage, la base volatile doit pouvoir s échapper au maximum pour éviter que des groupements hydrophiles sensibles à l eau restent dans le film de peinture. Ces peintures contiennent encore 10 à 20 % de cosolvants dont le rôle est indispensable Les peintures hydrodispersées Dans le cas des peintures hydrodispersées, les macromolécules de liants sont dispersées dans l eau. Il existe 2 types de dispersions, la dispersion primaire et la dispersion secondaire qui regroupent différentes natures chimiques de liants. Ces peintures contiennent également des agents dispersants qui agissent sur la stabilité du produit, des agents de coalescence (solvant qui permettent la coalescence des particules de peintures lors de l évaporation de l eau), des agents anti-mousses. Les peintures hydrodispersées constituent un mélange hétérogène et contiennent un pourcentage de solvants de l ordre de 2 à 10 %. Phénomène de coalescence Phénomène de coalescence Les deux technologies sont souvent en mélange dans les peintures à l eau. Domaine d application Tout domaine en remplacement de la peinture conventionnelle (automobile, bâtiment, industrie, ameublement ).

118 de peinture Les peintures en phase aqueuse 118 Valorisation de peinture Limites du procédé Les conditions d application doivent être maîtrisées (température, hygrométrie et ventilation) pour que l application et le séchage puissent se faire dans de bonnes conditions. Recommandations Avoir un atelier régulé en température et en hygrométrie. Les matériaux en contact avec les produits doivent être en matériaux plastiques ou acier inoxydable, Stockage des peintures et installation à maintenir hors gel, Précautions à prendre pour le brassage des peintures pour éviter l incorporation de bulles, Faire des essais d optimisation pour la floculation des boues dans les cabines à rideau d eau. Impact sur l environnement L avantage essentiel est la réduction des émissions de COV. Comme pour les peintures en phase solvant, le procédé génère des déchets à incinérer en centre spécialisé. Les eaux de cabine sont à éliminer par traitement physico-chimique, floculation, décantation. Avantages Amélioration du respect de l environnement grâce à la diminution des quantités de COV émis lors de l application et du séchage des peintures. Bonnes performances des systèmes. Amélioration des conditions de travail grâce à l emploi d un produit moins nocif pour la santé. Réduction de la consommation de solvants et de diluants lors du nettoyage. Suppression du risque d incendie ou d explosion. Réduction des mesures de prévention et des primes d assurance contre l incendie. Simplification de l étiquetage. Inconvénients Les peintures sont sensibles au froid et aux cycles gel / dégel. La température de stockage doit être comprise entre 5 et 35 C. Des précautions doivent être prises lors du transport (camions isothermes). Le matériel en contact avec le produit doit être inox ou en plastique à cause des problèmes de corrosion dus à l eau. Durée de vie en pot des produits à 2 composants plus court (4 h maxi). La préparation de surface doit être très soignée pour éviter les problèmes de mouillabilité (étalement de la peinture). Problème de séchage si l hygrométrie est trop élevée ou la température est trop basse (peut nécessiter une adaptation du procédé et des équipements). Risque d oxydation flash sur les surfaces fraîchement décapées.

119 de peinture Les peintures en poudre 119 Valorisation de peinture Les peintures en poudre sont des peintures sans solvant se présentant sous forme pulvérulente, elles permettent donc la suppression des émissions de COV. Principe On distingue deux grandes familles de poudres, les poudres thermoplastiques et les poudres thermodurcissables. Le choix se fait suivant les conditions d utilisation des pièces (intérieur / extérieur), la résistance chimique nécessaire, la tenue en température et la géométrie de la pièce. Poudres thermoplastiques Les poudres thermoplastiques sont appliquées sur des pièces préalablement chauffées. Au contact de la pièce chaude, la poudre fond et s étale sur le support pour former un film après refroidissement. Généralement, les poudres thermoplastiques sont utilisées pour réaliser des enrobages des pièces à protéger, ces poudres ayant le plus souvent une adhérence moyenne du fait de leur réversibilité (thermoplastiques, sensibles à la chaleur). Certaines poudres nécessitent l application d un primaire d adhérence telles que les poudres polychlorure de vinyle (PVC) et polyamides (PA 11 et PA 12) Les poudres thermoplastiques fluorées, d un coût plus élevé, sont utilisées pour des applications où une résistance chimique élevée est exigée ainsi que pour des tenues en température améliorées. Poudres thermodurcissables Les poudres thermodurcissables sont appliquées sur un support conducteur par procédé électrostatique (les particules de poudre sont chargées électrostatiquement et sont attirées par la pièce conductrice reliée à la terre). Le passage dans un four de cuisson est ensuite obligatoire pour que la peinture puisse fondre puis polymériser par réaction chimique. La poudre qui n a pas été déposée sur le support peut être recyclée. Empilement des grains Formation du film polymérisé Fusion des grains Les caractéristiques des différentes catégories de poudres thermodurcissables sont présentées dans le tableau suivant : En finition extérieure, on préfère les poudres polyester ou polyuréthane. Les poudres époxy ont une excellente résistance chimique mais une faible résistance aux UV se traduisant par un farinage. Époxy Époxy / Polyester (Mixtes) Polyester Polyuréthane Acrylique Résistance chimique Flexibilité Dureté de surface Adhérence/quadrillage Résistance aux UV Résistance corrosion Résistance surcuisson Cotation 1 : mauvais - 2 : acceptable - 3 : bon - 4 : très bon - 5 : excellent On distingue aussi les Primaires Poudre Riche en Zinc (PPRZ), chargés aux particules de zinc métallique qui peuvent assurer une protection galvanique (anticorrosion) permettant son recouvrement par une couche de finition en poudre. Les poudres réticulables à basse température, nécessitant moins d énergie pour atteindre la cuisson, sont décrites dans une fiche spécifique.

120 de peinture Les peintures en poudre 120 Valorisation Cuisson des poudres thermodurcissables : Les poudres thermodurcissables sont polymérisées dans un four dont la température est spécifique à la nature de la poudre. Cette cuisson s effectue en deux étapes qui sont la fusion des particules de poudre sur le subjectile à une certaine température puis la polymérisation. La vitesse de montée en température du four et le palier de température lors de la polymérisation sont les deux facteurs qui auront une influence sur la qualité du revêtement Le temps de palier doit être respecté (attention donc aux pièces massives), sinon les caractéristiques du revêtement ne seront pas atteintes (pas d adhérence, pas de résistance au choc, mauvaise tenue dans le temps ). Mode d application Les poudres thermoplastiques sont appliquées par bain fluidisé et ne nécessitent pas de cuisson. C est l objet à peindre qui est préchauffé. Principe du bain fluidisé : la cuve contenant la poudre comporte un double fond dont la paroi supérieure est poreuse. De l air comprimé injecté entre les deux parois traverse la paroi poreuse et maintient de façon homogène la poudre en suspension. Les pièces préchauffées dans un four au dessus de la température de fusion de la poudre sont trempées dans ce bain fluidisé, les particules de poudre fondent au contact des pièces chaudes pour former un revêtement continu. Les poudres thermodurcissables sont appliquées le plus souvent par pistolage électrostatique soit par effet Corona (charge négative obtenue par ionisation de l air dans un champ de haute tension - 90 à 120 kv, les objets peints sont des formes simples à surfaces planes) soit par effet tri-électrique (la charge électrique positive de la particule de poudre est acquise par frottement dans un tube de PTFE, les arêtes et les cavités sont recouvertes plus facilement qu avec l effet Corona car il y absence de cage de Faraday). Effet Corona de peinture Effet triboélectrique

121 de peinture Les peintures en poudre 121 Valorisation de peinture Domaine d application Exemples d application des poudres thermoplastiques : isolation de fils métalliques, enrobage de tubes, poteaux de clôture, grillage, meubles de jardin, bardage (PVDF). Exemples d application des poudres thermodurcissables : mobilier métallique, apprêt dans le secteur automobile, châssis, pièces de tôlerie, machinisme agricole Limites du procédé La poudre étant appliquée en électrostatique, les pièces à peindre ne devront pas comporter trop de zones creuses où la poudre aurait du mal à se déposer (problème de cage de Faraday). Les pièces ne pouvant subir l élévation de température nécessaire au dépôt ou à la cuisson de la poudre ne pourront pas être peintes avec cette technique. Recommandations Comme pour tout revêtement, les préparations de surface devront comporter toutes les phases de dégraissage, décapage, conversion chimique afin d assurer une bonne adhérence et une bonne résistance anticorrosion. La cuisson des poudres thermodurcissables devra être bien maîtrisée de façon à respecter le temps de montée et de palier en température. La montée est importante pour assurer une cuisson correcte des particules de poudre, un bon étalement du film sur le support et donc une bonne adhérence. Comme pour les peintures liquides, le temps de maintien en palier est déterminant pour la bonne réticulation de la poudre. Si celle-ci est mal faite, des problèmes de résistance chimique apparaîtront entraînant une mauvaise résistance à la corrosion. Il est nécessaire d optimiser les conditions de cuisson pour assurer la bonne qualité finale du revêtement (qui sera évaluée par des tests en laboratoire). Impact sur l environnement L utilisation des peintures poudres à la place de peintures solvantées classiques permet d éviter l utilisation des solvants. Le taux élevé de recyclage limite les déchets et permet d atteindre des rendements supérieurs à 90 % ; seules les poudres ultrafines dont le diamètre de grain est inférieur au micromètre devront être éliminées. Avantages Peintures exemptes de solvants (pas d émission de COV). Facilité de mise en œuvre (produits prêts à l emploi). Bonnes performances des systèmes. Amélioration des conditions de travail grâce à l emploi de produits moins nocifs pour la santé. Possibilité de recycler la poudre et d obtenir ainsi un rendement de déposition excellent. Inconvénients Une poudre étant appliquée en électrostatique ou par bain fluidisé, le support devra être conducteur et insensible à la température (ne peut être appliquée sur des supports thermoplastiques). Le passage d une technologie classique à une technologie poudre oblige à créer une nouvelle implantation (cabines, matériels d application, formation des opérateurs, fours de cuisson). Utilisation d équipements spécifiques (cabines, matériels d application). Changement de teinte nécessitant un temps d arrêt de la ligne (10-15 min) sur les cabines où la poudre est recyclée. Maîtrise de l étape de cuisson indispensable pour éviter des problèmes de polymérisation du film qui lui confère de mauvaises performances en utilisation. Uniquement sur support conducteur non thermosensible. Difficulté de peindre des éléments de forme trop complexe. Épaisseur sèche déposée de µm minimum.

122 de peinture Les peintures en poudre basse température 122 Valorisation de peinture Le but de l utilisation de peintures poudres basse température est de pouvoir cuire sur des supports thermosensibles comme les composites, le bois, les plastiques, etc. De plus, elles permettent de réduire la consommation énergétique globale du process peinture. Principe Le principe générique de mise en œuvre des peintures poudres est décrit dans la fiche «Peinture poudre». On distingue 2 types de mode de cuisson basse température : Les peintures à durcissement par rayonnement Tout d abord, les poudres UV, formulées à base de photo-initiateurs, utilisées dans le domaine du bois. Deuxièmement, les poudres NIR qui cuisent sous un rayonnement infrarouge court. Ces dernières sont très actives sur des supports métalliques car les rayonnements non absorbés sont réfléchis par la surface et augmentent la chaleur induite dans le revêtement. Les peintures à durcissement à basse température Pour ce type de procédé, les formulations des peintures poudres basse température diffèrent très fortement des peintures poudres classiques de manière à ce que les additifs et les pigments réagissent beaucoup plus vite. Différents types de peinture sont disponibles actuellement, comme les polyesters (cuisson à 160 C), les époxy (cuisson à 120 C), les époxy-polyesters (cuisson entre 120 et 140 C) et les acryliques (cuisson entre 140 et 150 C, utilisation marginale). Domaine d application Tout domaine d application comme les poudres classiques mais aussi les supports thermosensibles (bois, plastiques ). Limites du procédé La poudre étant appliquée en électrostatique, les pièces à peindre ne devront pas comporter de zones creuses où la poudre aurait du mal à se déposer (problème de cage de Faraday). Séchage uniquement sur des surfaces directement accessibles pour les poudres à durcissement par rayonnement (pas de zone d ombre). Recommandations La cuisson, comme pour les poudres classiques, doit être parfaitement maîtrisée (temps et température, respect des paliers) Afin d éviter une réaction au sein de la poudre, les produits doivent être transportés et stockés à des températures inférieures à 25 C. Il est nécessaire de valider l équipement de recyclage avec le fournisseur. Les poudres étant plus sensibles à la température, si les vitesses d air sont importantes dans le recycleur, cela provoque ce qu on appelle le tapissage et il est nécessaire de mettre en place un tamisage avant de réintégrer la poudre dans le circuit.

123 de peinture Les peintures en poudre basse température 123 Valorisation de peinture Impact sur l environnement Comme les poudres classiques, les poudres basses températures permettent de s affranchir de l utilisation et du rejet de solvants. Les températures plus basses et les temps de cuisson plus court permettent de réduire la facture énergétique. Avantages En plus des avantages inhérents aux poudres classiques, on peut noter : Une facture énergétique moindre due à des températures et des temps de cuisson plus faibles. Une application possible sur tous supports. Une cadence plus importante. La possibilité de peindre des pièces plus massives car la température sur pièce nécessaire est plus faible. Inconvénients Les produits sont plus réactifs aux conditions de stockage et de transport (quand température ambiante > 25 C). Les produits sont plus sensibles aux échauffements sur chaînes. Les films sont généralement plus crispés et moins tendus que ceux d une peinture poudre classique. Les coûts produits sont plus élevés (entre 30 à 50 % plus cher qu une poudre classique). La température dépend de la teinte à cuire, une teinte brillante nécessitera 10 à 20 C de plus qu une teinte mate.

124 de peinture Les peintures à haut extrait sec (HES) 124 Valorisation de peinture Les peintures à haut extrait sec (HES) sont des peintures dont la proportion de solvant, par rapport à une peinture conventionnelle, a été ramenée à moins de 40 %. Principe Ces peintures sont formulées à partir de résines (liant) à plus bas poids moléculaire qui sont moins visqueuses et qui nécessitent donc moins de solvants pour régler la viscosité d application. On retrouve les principaux liants utilisés dans les peintures traditionnelles en phase solvant. Si ces peintures sont plus écologiques (moins émettrices de solvant), elles peuvent poser néanmoins quelques problèmes d application et parfois d aspect. Comme pour les peintures classiques, il existe des peintures HES à 1 et à 2 composants, séchage air ou four. L avantage de ces peintures est qu elles peuvent être appliquées à l aide de matériels conventionnels. Cependant, l utilisation de ces peintures est fréquemment couplée avec un système d application haute pression sans air ou basse pression ce qui permet d obtenir des rendements de déposition intéressants. L application à chaud est également utilisée avec ce type de produits. Peintures HES à 1 composant (séchage four) Ces peintures utilisent principalement des résines polyesters ou acryliques, bien que l on rencontre également des alkydes et alkydes modifiées. L élévation de la température est nécessaire pour réticuler le film de peinture grâce à l action d agents de réticulation comme des mélamines ou des isocyanates bloqués. Peintures HES à 2 composants (séchage air ou air forcé) Ces produits sont conditionnés dans 2 emballages séparés (une base et un durcisseur). Dès qu ils sont mélangés dans les proportions indiquées, une réaction chimique se déclenche. Il faut donc appliquer rapidement le produit car sa durée de vie en pot (pot life) est limitée. Afin de s affranchir de ce problème et éviter les pertes de peinture, il est intéressant d utiliser une machine doseuse, où le mélange base et durcisseur se réalise en amont du pistolet. Les liants utilisés sont de nature polyester insaturé, polyuréthane ou acrylique-uréthane. Les polyesters sont surtout utilisés sous la forme de mastics et d apprêt à durcissement rapide. Les époxydiques de mauvaise tenue en extérieur (farinage) voient leur utilisation se développer, surtout dans les domaines de la protection anticorrosion et de la protection chimique (soit en intérieur, soit recouvertes par une autre couche résistant aux UV). Les p HES ont des propriétés physiques et chimiques identiques (sinon meilleures) à celles des polyuréthanes conventionnels. Les résines acryliques-uréthanes possèdent une meilleure résistance au vieillissement ultraviolet que les polyuréthanes. Les temps de réticulation sont moindres (15 min à 80 C). Elles sont utilisées dans le domaine de la carrosserie automobile.

125 de peinture Les peintures à haut extrait sec (HES) 125 Valorisation de peinture Domaine d application Tout domaine en remplacement de peinture conventionnelle comme par exemple la mécanique lourde, les plates-formes pétrolières (offshore), les machines-outils, la marine, l ameublement, l électroménager, le machinisme agricole, etc. Limites du procédé L utilisation au trempé n est pas possible car la viscosité des produits est généralement plus élevée. Recommandations Le dosage des produits à deux composants doit être rigoureux. Impact sur l environnement L utilisation de peintures HES permet de réduire à la source les émissions de solvants de par leur formulation. Le couplage avec les techniques d application sans air ou basse pression permettent d améliorer les taux de transferts et de diminuer les consommations de peintures. Avantages Plus faible teneur en solvant que les revêtements conventionnels (Extrait Sec 60 %) réduisant les problèmes d émissions de COV, les odeurs et les problèmes de sécurité et de santé. Les peintures à haut extrait sec conduisent à des épaisseurs de film plus grandes permettant de plus grandes vitesses des lignes d application et un nombre réduit de couches à appliquer. Les HES sont compatibles avec les équipements d application existants. Inconvénients Les HES ont une plus grande tendance à la coulure sur les surfaces verticales. L emploi d additifs pour contrôler les coulures peuvent entraîner des problèmes de réduction du brillant et de tension. L application conduit à des films déposés plus épais pouvant amener des cloquages en cours de cuisson si le temps de pré-séchage n est pas suffisant. L emploi de résines de basses masses moléculaires engendre une moins forte réactivité et conduire ainsi à des baisses de performances. L ajout de catalyseur peut être nécessaire. L overspray des HES a tendance à conduire à des masses collantes alors que les peintures conventionnelles sèchent facilement, ce qui peut entraîner des nettoyages plus fréquents. La viscosité est très sensible à la température. Des modifications des conditions ambiantes peuvent conduire à des difficultés d application par pulvérisation. Un réchauffage des produits en pot ou en ligne peut s avérer nécessaire.

126 de peinture Les peintures par rayonnement UV ou EBC 126 Valorisation de peinture Le but de ce type de peintures et de procédé est de réduire voir supprimer les solvants ou les émissions de COV associés (extrait sec variant de 40 à 100 %). De plus, l overspray n ayant pas subi le rayonnement peut être réutilisé afin de réduire les pertes. Principe Chaîne de séchage aux UV Les produits séchant sous rayonnement UV sont des résines polyesters acryliques, époxydiques, polyuréthanes auxquelles sont incorporées des photo-initiateurs qui, sous l action du rayonnement, amorcent la réaction de polymérisation. Le séchage sous rayonnement EBC (pour Electro Beam Coating) se fait lors du contact des électrons avec des monomères. Les temps de réaction et de durcissement sont très courts (< 10 s). Les produits sont appliqués avec des matériels spéciaux sur des lignes à plat ou sur des formes complexes (machines à rouleaux, à rideaux, filière sous vide ou à pistolets automatiques, pulvérisation manuelles, etc.) L EBC, en raison de son coût d investissement, reste une technique industrielle lourde. Domaine d application Vernis pour la protection du bois (panneaux plans, façades de meubles, chaises et sièges, profilé et moulures, parquets, etc.). Revêtements décoratifs pour le conditionnement de produits cosmétiques, laques limpides pour papier et carton (pochette de disque, couverture de livre, carte postale, emballage pour parfum et produit cosmétique). Vernis pour ski (pour support ABS, PE, PP et PC). Revêtements de sols et tuile en PVC. Dans l industrie automobile : tableaux de bord, consoles, revêtements à toucher «velours» (softfeel), enjoliveurs de roues, pare-chocs, réflecteurs. Appareils ménagers. Limites du procédé Technologie des UV limitée par la pigmentation des produits Investissement pour procédé EBC très élevé. Faible extrait sec et phase préliminaire de dessolvation indispensable avec les produits pulvérisés. Séchage uniquement sur des surfaces directement accessibles (pas de zones d ombre). Recommandations Installations spécifiques à prévoir pour les installations par pulvérisation. Précaution d emploi des produits et matériel (particulièrement avec les faisceaux d électrons).

127 de peinture Les peintures par rayonnement UV ou EBC 127 Valorisation de peinture Impact sur l environnement Réduction des solvants grâce aux forts extraits secs des produits utilisés. Intérêt énergétique (séchage très rapide). Déchets : essentiellement des boues avec les produits à 100 % d extrait sec. À incinérer en centre spécialisé ou à éliminer en centre de stockage de classe 1. Avantages Temps de polymérisation très courts, les pièces traitées sont directement manipulables en sortie d étuve, ce qui implique de très grandes vitesses opérationnelles donc une productivité élevée. Pas de chaleur générée pour la polymérisation (utilisable sur des supports thermosensibles de type bois, plastique, composite). Consommation d énergie faible (consomme jusqu à 10 fois moins d énergie que les systèmes thermiques). Gain de place lié aux faibles dimensions des équipements. Installations facilement automatisables. La polymérisation ne génère pas de COV (sous réserve de ne pas utiliser de diluant afin de faire chuter la viscosité). Les films réticulés sont durs, à haut brillant, résistant à la rayure et à l abrasion, non poreux et à bonnes propriétés chimiques et physiques. Application à faible épaisseur possible avec les machines à rouleaux. Inconvénients Les pièces trop complexes ou creuses ne peuvent pas être traiter par les UV car la réticulation ne s opère pas dans les zones d ombre. La vitesse de durcissement élevée peut créer des tensions dans le film pouvant être la cause de problèmes d adhérence. Ce phénomène peut être réduit par l utilisation d oligomères et de monomères plus flexibles. L absorption des UV par les pigments et charges limitent les épaisseurs applicables. Prix plus élevés des matières premières. Adhérence difficile sur métaux. Sécurité plus élevée pour le personnel contre les rayonnements UV. Une production d ozone est possible (action des UV sur l oxygène de l air). Les oligomères mais surtout les diluants réactifs monomériques sont irritants pour les yeux et les organes respiratoires et peuvent provoquer des dermatoses. Les UV font virer beaucoup de colorants organiques.

128 de peinture Pulvérisation ou application au trempé des peintures liquides (hors électrophorèse) 128 Les déchets issus de l activité peinture sont de plusieurs types et doivent dans la mesure du possible être triés dans des contenants clairement identifiés afin de faciliter leur traitement ultérieur et leur éventuelle valorisation. Tout déchet souillé de peinture est un déchet industriel spécial (DIS) et doit donc à ce titre être géré comme tel et ne pas être mélangé à un déchet banal. Il sera dirigé vers une filière de traitement appropriée. Valorisation de peinture Les déchets générés par les brouillards de peinture L application des peintures liquides par pulvérisation (pistolet, bol électrostatique) génère une quantité importante de déchets de peintures par le simple fait qu une partie de la peinture (brouillard de peinture que l on appelle aussi overspray) ne se dépose pas sur les pièces à peindre. La plupart du temps, cette peinture est récupérée et traitée en tant que déchet sauf dans certains cas où elle peut être récupérée et réutilisée ou valorisée. Afin d augmenter le taux de transfert de peinture sur les pièces et donc de réduire à la source les pertes de peinture, les matériels d application ont beaucoup évolué. L emploi de pistolets «Airless», «Airmix», HVLP, électrostatique est aujourd hui généralisé dans les ateliers d application de peinture. La récupération des brouillards de peinture consiste d abord à diriger les brouillards de peinture qui n atteignent pas la pièce à revêtir puis à les capter. Pour cela, une certaine vitesse d air doit être respectée, qui dépend du type de cabine, mais qui est généralement comprise entre 0,3 et 0,5 m/s pour une application manuelle.

129 de peinture Pulvérisation ou application au trempé des peintures liquides (hors électrophorèse) 129 Valorisation Pour capter les brouillards, différentes techniques sont susceptibles d être utilisées qui sont les filtres secs, les rideaux ou sol d eau. D autres techniques plus marginales comme les rideaux d huile, les lamelles, parois lavées peuvent également être utilisées (voir fiches : «captation des brouillards de peinture dans les cabines à eau», et «captation des brouillards de peinture sur filtres sec»). Les brouillards de peinture captées dans les eaux de cabines forment des boues qui doivent être traitées pour faciliter leur récupération (voir fiche «traitement physico-chimique des boues de peintures dans les cabines à eau» et fiche «traitement biologique des boues de peintures issues des cabines à eau»). De temps en temps, les eaux de cabine sont pompées puis envoyées dans un centre spécialisé pour traitement spécifique (voir fiche «filières de traitement issus de l activité peinture»). Elles peuvent également être traitées en interne, dans la station de traitement des eaux de l entreprise. Dans le cas où les brouillards de peinture sont captés sur des filtres secs, les filtres souillés doivent être envoyés en centre de traitement spécialisé (voir fiche «filières de traitement issus de l activité peinture») Les caillebotis, crochets et balancelles souillés de peinture sont nettoyés régulièrement soit par décapage chimique, soit par décapage mécanique ou thermique (voir fiches «décapage peinture»). Les chiffons, masques, produits de marouflages, EPI souillés sont envoyés dans un centre spécialisé pour traitement spécifique (voir fiche «filières de traitement issus de l activité peinture»). de peinture Les produits souillés Les produits sont soit des solvants, soit de l eau, soit éventuellement des solutions détergentes qui sont utilisés pour le rinçage des pistolets, des circuits de distribution, les pompes, les cuves, etc. Après un premier nettoyage, il est intéressant de récupérer le produit souillé pour une seconde réutilisation (voir fiche «régénération du solvant souillé»). Après sa dernière utilisation, le produit souillé doit être envoyé en centre de traitement soit pour être régénéré (la régénération en interne est également possible) (voir fiche «régénération du solvant souillé») soit pour être incinéré.

130 de peinture Pulvérisation ou application au trempé des peintures liquides (hors électrophorèse) 130 Les fonds de pots, les restes de peinture non utilisés Les fonds de pots, les restes de peinture sont généralement stockés en fût fermés sur site avant enlèvement et traitement externes (voir fiche «filières de traitement issus de l activité peinture»). Il est préférable de les séparer du produit, ce dernier pouvant plus facilement être valorisé. Valorisation de peinture Les pots, bidons, fûts ou containers souillés Comme tout déchet souillé de peinture, les contenants souillés sont considérées comme DIS et doivent être traités comme tels (voir fiche «filières de traitement issus de l activité peinture»). Cependant, les contenants métalliques, à partir du moment où ils ont été correctement vidés et égouttés, sont très souvent repris par des ferrailleurs qui acceptent de les récupérer. Les COV Les peintures contiennent des solvants, quelles soient en phase solvant ou en phase aqueuse (sauf dans certains cas). Ces solvants s évaporent au moment de l application et du séchage des peintures. Ils sont rejetés dans l atmosphère soit directement dans les ateliers, soit dans les cheminées d extraction des cabines, étuves de séchage etc. Ces rejets font l objet d une réglementation qui limite les émissions de COV. La réduction à la source est à privilégier. Cependant, il peut être nécessaire de détruire les COV après les avoir captés. Pour cela, il existe différentes techniques qui sont l incinération, le traitement biologique, l adsorption sur charbon actif (voir fiches «traitement des COV»).

131 de peinture Pulvérisation ou application des peintures en poudre 131 Les déchets issus de l application de peinture poudre sont restreints. Les déchets générés à l application de la peinture en poudre La peinture en poudre peut être soit thermodurcissable soit thermoplastique. Elle est appliquée suivant les cas à l aide de pistolets ou bols électrostatiques ou par bain fluidisé. Dans le cas des thermodurcissables, il est nécessaire de réaliser une cuisson de la peinture à une température généralement proche de 180 C Valorisation de peinture Application manuelle Application par réciprocateurs Dans le cas de pulvérisation et comme pour l application des peintures liquides, une partie de la peinture poudre pulvérisée n atteint pas le support et tombe au fond de la cabine.

132 de peinture Pulvérisation ou application des peintures en poudre 132 Cette peinture en poudre peut, soit être récupérée et réutilisée, soit être traitée comme déchet et envoyée en centre de traitement spécialisé (voir fiche : «filière de traitement issus de l activité de peinture»). Le changement de teinte, lorsqu on souhaite travailler en recyclage, nécessite un nettoyage complet de la cabine et du circuit d alimentation, ce qui prend au minimum 10 à 15 minutes. Valorisation de peinture Le travail en recyclage permet d atteindre des rendements de l ordre de 90-95%, le reste étant des particules de peinture trop fines pour être réutilisées. Ces fines particules doivent être éliminées et sont traitées comme la peinture en poudre non récupérée. Les crochets et balancelles souillés de peinture en poudre cuite sont nettoyés régulièrement soit par décapage chimique, soit par décapage physique (voir fiches «décapage peinture»). Les chiffons, masques, produits de marouflages, EPI souillés sont envoyés dans un centre spécialisé pour traitement spécifique (voir fiche «filières de traitement issus de l activité peinture»). Les restes de peintures périmées Cabine avec système de recyclage de la poudre Les restes de peintures périmées sont traités comme la peinture en poudre non récupérée

133 de peinture La cataphorèse 133 Les déchets générés par l utilisation d une peinture cataphorèse sont de plusieurs types et doivent être triés dans différents contenants clairement identifiés. Tout déchet souillé peinture est un déchet industriel spécial (DIS). Valorisation Principe et constitution d une installation de cataphorèse de peinture Principe La cataphorèse est un principe de revêtement électrolytique où la pièce à revêtir se trouve à la cathode. Les peintures sont formulées à partir de liants hydrosolubles et les particules de peinture ont une charge électrique positive. Ce système d électrodéposition applique une charge négative à la pièce à peindre immergée dans un bain de molécules de peinture chargées positivement. Les particules de peinture vont se déposer sur la pièce jusqu à former un film continu et uniforme sur toute la surface de la pièce Les constituants principaux d un bain de cataphorèse sont : - le liant qui se présente comme une émulsion laiteuse très stable, - la pâte pigmentée qui est concentrée de pigments et de charges minérales, - de solvants qui permettent d améliorer les propriétés du film de peinture, - d acide afin de réguler le ph du bain de cataphorèse.

134 de peinture La cataphorèse 134 L installation de cataphorèse Le schéma ci-dessous présente une installation type de cataphorèse. Valorisation de peinture Dans une installation de cataphorèse, on retrouve principalement : - Le bain de cataphorèse muni d un circuit de brassage du bain (pompes de brassage, rampes de veejets) afin d éviter la coagulation de la peinture. - Une déverse qui permet de récupérer la partie supérieure du bain afin de la filtrer et d éliminer la peinture coagulée. Cette première filtration est généralement effectuée par des filtres de type filtres-poches (cf. fiche filtration de la peinture par filtre-poche). - Ces filtres-poches vont envoyer la peinture non coagulée vers le système d ultrafiltration. - Un circuit d ultrafiltration qui permet d épurer le bain de cataphorèse en effectuant une filtration très fine (cf. fiche filtration de la peinture par membrane d ultrafiltration). - Un circuit d anolyte qui a pour fonction d éliminer l acide formé au cours de la période de déposition de la peinture. Une trop forte acidité du bain entraînerait une corrosivité de peinture excessive vis à vis de l installation et sur-neutraliserait le polymère cationique - Un circuit de refroidissement permet de refroidir le bain afin qu il ne monte pas trop en température. La température étant un facteur important dans l électrodéposition. - Des pompes de rajout de produits pour réalimenter le bain en produits neufs. Les produits de rajouts sont généralement envoyés dans la déverse afin d être filtrés avant d être renvoyés dans le bain de cataphorèse.

135 de peinture La cataphorèse 135 Boues de peintures Valorisation de peinture Le bain de cataphorèse travaillant en circuit fermé ne génère pas beaucoup de boues, néanmoins, il est indispensable de le vidanger et de nettoyer le fond de cuve du bain afin d éliminer les boues (peinture coagulée) déposées. Les boues récupérées peuvent alors être séchées et traitées dans des filières adaptées (cf fiche : filières de traitements issus de l activité peinture). Fonds de pots, peintures périmées Les fonds de pots et les restes de peintures doivent être stockés en fûts fermés avant enlèvement et traitement externe (cf. fiche filières de traitements issus de l activité peinture). Il est préférable de séparer les différents produits car certains sont plus facilement valorisables. Filtres souillés Tous les déchets souillés de peinture (contenants, filtres, ) sont considérés comme DIS et doivent être traités dans des filières appropriées (cf fiche filières de traitements issus de l activité peinture). Ultrafiltrats Le principe des membranes d ultrafiltration est expliqué dans la fiche «filtration de la peinture par membrane d ultrafiltration». Deux rejets peuvent émaner de l utilisation des membranes d ultrafiltration : Lorsque les débits de filtration chutent, ils indiquent le plus souvent un colmatage des membranes, il est donc nécessaire de les régénérer. Lors de cette régénération, les membranes vont subir un lavage par des produits acides qui vont permettre d éliminer les résidus à la surface. Ces eaux de lavages fonctionnent en circuit fermé lors du nettoyage, néanmoins, il faut par la suite les évacuer et les traiter. Les eaux issues de ce nettoyage peuvent contenir une partie de particule de peinture qu il faut faire floculer et récupérer. Les produits utilisés pour faire floculer ces boues sont spécifiques et doivent être validées préalablement. Les eaux après floculation peuvent être traitaient en station des eaux (cf. fiche traitement physico-chimique des boues de peinture). Par contre, la teneur en DCO est généralement un peu élevée. L autre autre action liée à l utilisation de l ultrafiltration consiste à effectuer des purges d UF qui jouent directement sur la composition du bain en solvant et en acide. La purge d UF s effectue sur le dernier stade de rinçage du bain de cataphorèse. Celui-ci étant pur et exempt de particule de peinture, le rejet peut être envoyé en station des eaux ou en station de traitement des eaux. Un des paramètres important à surveiller lors de cette purge est la teneur en DCO au niveau de la station des eaux.

136 de peinture La cataphorèse 136 Valorisation de peinture Eaux souillées Lors du fonctionnement du bain de cataphorèse, le circuit d anolyte va permettre de réduire l acidité du bain en captant cette acidité par le biais d une anode enfermée dans un compartiment en matériau non conducteur d électricité tel que le PVC, la face du compartiment vers le bain est obstruée par la membrane d électrodialyse semi-perméable qui isole l anode de la peinture. Cette membrane est perméable à : - anions acides qui se dirigent du bain vers l anode - tous autres anions éventuellement présents dans le bain Dans le compartiment anodique, les anions sont neutralisés en acide. Elle est imperméable à : - les résines et pigments qui constituent la peinture - les solvants et l eau L acide «AcH» formé et emprisonné dans le compartiment ; cette solution acidulée est appelée l anolyte. Quand un certain seuil de conductivité et de ph est atteint, des purges d anolyte sont effectuées le plus souvent automatiquement. Les rejets sont directement envoyés dans les stations des eaux. La principale caractéristique vient du fait de la forte acidité de cette solution (ph proche de 2)

137 de peinture Traitement des eaux de cabines par microfiltration 137 L objectif de ce traitement est de filtrer l eau des cabines à rideau d eau pour séparer la phase liquide (eau) de la phase solide (boue) et de recycler l eau. Principe Le principe de la microfiltration repose sur une séparation liquide-solide à travers une membrane semi-poreuse (semi-perméable). Les substances inférieures à la taille des pores de la membrane vont la traverser et sont conservés dans le perméat. Les substances de tailles supérieures à la taille des pores de la membrane vont eux être bloquées et retenues dans le concentrat. Le perméat (eau clarifiée) est totalement dépourvu de matière en suspension. Le concentrat correspond au déchet final qu il faudra éliminer. La taille des pores va définir la limite de séparation des espèces. Les diamètres de pores peuvent aller de 0,02 à 0,2 µm. Les débits de filtration sont de l ordre de 1 à 10 m3/h. Cette technique est utilisée pour la séparation des flocs après traitement des eaux de cabine. On peut rencontrer deux types de microfiltration : La filtration frontale, la plus connue, consiste à faire passer le fluide à filtrer perpendiculairement à la surface du filtre. Les particules étant retenues par le filtre, cette technique est limitée par l accumulation de particules à la surface du filtre qui finissent peu à peu par colmater le filtre. La filtration tangentielle consiste au contraire à faire passer le fluide tangentiellement à la surface du filtre. C est la pression du fluide qui permet à celui-ci de traverser la membrane. Les particules restent dans le flux de circulation et le colmatage du filtre s effectue moins vite. Valorisation de peinture

138 de peinture Traitement des eaux de cabines par microfiltration 138 Valorisation de peinture Domaine d application Cette technique est employée pour traiter les eaux de cabines Limites du procédé Le diamètre des pores de la membrane définit la limite de séparation des espèces. Concernant la filtration frontale, le colmatage des membranes est relativement rapide du fait du principe de fonctionnement. Recommandations Le concentrat étant le déchet final à traiter a posteriori, il est intéressant d augmenter sa siccité. Cependant, une trop forte concentration de matières en suspension augmente la résistance à l écoulement et le colmatage de la membrane. Cette limite de concentration définit le volume de déchets à rejeter en centre de traitement adapté. Un pré-traitement (filtre-presse, centrifugation ) permet d extraire une partie des matières en suspension dans l eau, afin d éviter le colmatage rapide des membranes. Impacts sur l environnement Le perméat ne peut pas être rejeté en milieu naturel mais peut être néanmoins soit renvoyé dans la cabine, soit en traitement adapté. Le concentrat doit être envoyé en filière de traitement adapté. Avantages Ce traitement permet le recyclage et la récupération des eaux des cabines, ainsi que la concentration des boues de peinture. Inconvénients Les nettoyages sont très fréquents du fait du colmatage important (notamment pour la filtration frontale).

139 de peinture Traitement des eaux de cabines par ultrafiltration 139 Valorisation de peinture L ultrafiltration peut être employée dans deux cas : la récupération des brouillards de pulvérisation pour des peintures à rideau d eau la purification de bain de cataphorèse ainsi que son rinçage (la principale utilisation) L objectif de cette filtration est d épurer le bain de cataphorèse pour éviter des excès de certains constituants. En effet, durant la période de travail, le bain de cataphorèse peut se charger en solvants par les recharges de produits frais en compensation par rapport à la consommation ou en polluants de type sels minéraux solubles transférés par les pièces lors de leur traitement. Principe L ultrafiltration est un procédé toujours associé à la cataphorèse dans la purification du bain et des rinçages. Mais il peut également être employé dans le cas d une application des peintures à l eau par pulvérisation dans le traitement des eaux de cabine. Le principe de l ultra-filtration consiste à envoyer sous pression sur une membrane microporeuse la peinture. La membrane a une taille de pores définie (0,01 à 0,02 µm) qui de ce fait ne va laisser passer que certaines molécules (de diamètre inférieur aux pores) et bloquer les molécules ayant un plus gros diamètre. Les molécules pouvant traverser la membrane sont : l eau, les sels solubles dans l eau, les solvants organiques solubles, les molécules de bas poids moléculaires. Les molécules ne pouvant pas passer la membrane sont : le polymère ou la résine, les pigments, les solvants non solubles dans l eau.

140 de peinture Traitement des eaux de cabines par ultrafiltration 140 Utilisations de l ultrafiltration Cataphorèse Le procédé d ultrafiltration est principalement utilisé dans une installation de type électrophorèse que ce soit pour des anaphorèses ou pour des cataphorèses. Il est employé pour drainer le bain d électrophorèse afin qu il ne s enrichisse pas en solvant ou en sels solubles et permet également de diminuer la consommation de peinture car la résine et les pigments sont renvoyés dans le bain (cycle fermé). Le perméat ou ultrafiltrat (liquide résiduel de cette ultrafiltration) est généralement employé comme rinçage en cascade après le bain d électrophorèse servant à éliminer les surplus de peinture en surface des pièces. Cabines à pulvérisation des peintures à l eau Lors de la pulvérisation de la peinture en cabine, l eau qui a capté le brouillard est récupérée dans un réservoir, soit par pompage en continu, soit en discontinu en fin d application. L eau filtrée (perméat) dans l installation d ultrafiltration est récupérée dans un réservoir tampon pour être réutilisée dans la cabine. La peinture recueillie (rétentat) peut être soit réincorporée dans le circuit de peintre, soit être ramenée à ses caractéristiques nominales par le fabricant. Les peintures utilisées dans ce procédé doivent être spécialement formulées et la méthode d ultrafiltration optimisée. Valorisation de peinture Domaine d application La technique d ultrafiltration peut être employée dans le traitement : cabines à rideau d eau peintures à l eau à séchage air, accéléré ou au four rinçages après cataphorèse et purification de la cataphorèse Limites du procédé De part leur fonction, les membranes se colmatent, ce qui provoque une perte de charge et une diminution de débit. Il est alors impératif de les nettoyer. La procédure est plus délicate qu un changement de filtre. Ce procédé est réservé aux peintures : à l eau, supportant la circulation dans l eau de la cabine et ne formant pas de mousse. Devant supporter un cisaillement (rhéologie adaptée) Ne contenant pas de liants à bas poids moléculaire qui puissent passer dans le perméat (ce qui donnerait une peinture récupérée moins réactive).

141 de peinture Traitement des eaux de cabines par ultrafiltration 141 Valorisation de peinture Recommandations Les préconisations à prendre sont les suivantes : contrôle rigoureux du produit recyclé, le volume d eau en circulation doit être la plus faible possible, la cabine doit être conçue de manière à éviter la sédimentation ou le séchage de la peinture en quelque endroit que ce soit, prévoir une cabine d application équipée d un réservoir par teinte, afin de pouvoir séparer les qualités et les teintes, travailler au maximum par campagne de teinte et de nature de liant, le risque de colmatage par la peinture oblige l installation à fonctionner en continu, ce qui nécessite une alimentation électrique de secours, nécessité d une étude préalable en concertation avec les fournisseurs de peinture. D autre part, si les nettoyages ne sont pas réalisés, les membranes peuvent devenir passantes à certaines particules qui en temps normale ne devraient pas traverser. Ceci peut provoquer des pollutions de l ultrafiltrat. De plus, si un colmatage est trop important, il peut rendre l opération plus difficile voir le changement complet des membranes. Impacts sur l environnement Dans le cas d une électrophorèse, l ultrafiltration du bain est faite en circuit fermé dont une première partie est renvoyée dans le bain d électrophorèse et l autre sert de rinçage après électrophorèse. Seuls des rejets sont réalisés pour certains nettoyages des membranes. Les produits utilisés peuvent être renvoyés en station des eaux. Néanmoins, lors de ces nettoyages, une montée de DCO au niveau de la station des eaux peut être observée. Avantages Ce traitement permet le recyclage et la récupération des eaux des cabines, ainsi que la concentration des boues de peinture L ultrafiltration fonctionne en circuit fermé, de ce fait, le taux de recyclage est important. Cette technique peut être employée pour des peintures contenant peu de solvants organiques. D autre part, elle ne nécessite pas d utiliser des floculants. Inconvénients L ultrafiltration est peu utilisée dans les cabines car les membranes se colmatent très rapidement. La maintenance doit être régulière (vérification perte de charge et du débit). Les nettoyages sont plus longs que pour d autres systèmes de filtration. Les installations deviennent relativement lourdes. Les peintures utilisées doivent être adaptées à ce procédé de filtration.

142 de peinture Traitement des COV par oxydation thermique 142 Principe Il existe deux types d oxydations thermiques : oxydation thermique récupérative, oxydation thermique régénérative. Ces deux techniques vont détruire les COV en les brûlant. Il est important de prendre en considération les paramètres suivants afin d optimiser l oxydation thermique : la température qui doit être supérieure au point d auto-inflammation des COV mais pas trop élevée pour limiter la formation de NOx, le temps de séjour qui doit être suffisamment long pour permettre une bonne oxydation, la turbulence qui améliore la convection thermique et permet une homogénéité de la température. L oxydation thermique récupérative Les effluents sont introduits dans un brûleur sophistiqué détruisant les COV par cracking à 800 C. Temps d incinération de 0,8 à 1 seconde. La récupération des calories s effectue par échangeurs thermiques intégrés à l incinérateur. Valorisation de peinture

143 de peinture Traitement des COV par oxydation thermique 143 L oxydation thermique régénérative L oxydation thermique régénérative permet la destruction des COV avec une efficacité remarquable. Le schéma ci-après montre le principe de l oxydation thermique régénérative. Valorisation de peinture Les gaz chargés de solvant entrent poussés par le ventilateur dans la première chambre (chambre 1) et passent à travers la couche de céramique. Le gaz est chauffé lors de son passage sur la céramique et passe ensuite dans la chambre de combustion où sa température atteint 800 C minimum. Le flux est ensuite dirigé vers la chambre 2 où la chaleur est récupérée lors du passage dans les lits de céramique. Les gaz épurés sont évacués dans la cheminée. Lorsque les lits de céramiques de la chambre 1 sont suffisamment refroidis, la direction du flux est inversée ; la chambre 2 devient alors chambre d entrée et le flux est dirigé sur la chambre 1. Lorsque la chambre 2 a été suffisamment refroidie, le flux est à nouveau inversé et ainsi de suite. A l arrêt ou en procédure de démarrage, le circuit d air provenant de la ligne de peinture est isolé de l oxydeur et la vanne de dilution d admission d air frais avant le ventilateur est ouverte. Le débit est d un tiers de la capacité de traitement du système. On peut également récupérer une partie des calories sortant de la cheminée par interposition d un échangeur air / air. L installation comprend essentiellement un corps d incinérateur contenant un lit rempli de céramique porté à haute température (de 800 à 850 C). Le passage des gaz à traiter sur ce lit de céramique transforme les COV en eau et CO 2. D autre art, il dégage également par combustion des calories complémentaires au brûleur permettant de maintenir la température au niveau nécessaire. Le temps de séjour des gaz dans la chambre est calculé pour obtenir la combustion complète des COV. On obtient un rendement de destruction des COV de 97 % environ. La température des gaz en sortie du dispositif est de l ordre de C. L énergie apportée par la destruction des solvants est estimée par retour d expérience à 8000 kcal par kg de solvant. En fonction des cas d utilisation, l oxydeur thermique régénératif peut être à 2 ou à 3 lits. Les coûts de maintenance de ce type d installation sont relativement faibles (< à /an).

144 de peinture Traitement des COV par oxydation thermique par la destruction des solvants est estimée par retour d expérience à 8000 kcal par kg de solvant. 144 En fonction des cas d utilisation, l oxydeur thermique régénératif peut être à 2 ou à 3 lits. Vue générale de l incinérateur régénératif Les coûts de maintenance de ce type d installation sont relativement faibles (< à /an). Vue générale de l incinérateur régénératif Brûleur Chambre de Communication Valorisation de peinture Collecteurs arrivée air à traiter Lits de céramique Vannes de basculement de circuit

145 de peinture Traitement des COV par oxydation thermique 145 Domaine d application Ce procédé est utilisé dans le traitement de tout COV. Recommandations Les deux techniques d oxydation permettent de réduire les émissions de COV et de descendre sous le seuil de concentration de 50 mg/nm 3 (le plus souvent < 20 mg/nm 3 ). Par contre, les fumées contiennent également du monoxyde de carbone (CO) et des oxydes d azote (NOx) dont les concentrations sont liées à la température de combustion. Il est donc important de bien choisir cette température afin qu elle soit suffisamment efficace concernant la dégradation des COV sans produire trop de CO ou de NOx. Impacts sur l environnement La dégradation des COV par ces techniques engendre la formation des composés CO 2 mais aussi des composés NOx ou HCl qui sont des polluants secondaires qu il est important de prendre en compte. Avantages Valorisation Oxydation thermique récupérative Possibilité de récupérer des quantités importantes de calories Encombrement moins important qu en régénératif Technologie parfaitement maîtrisée Oxydation thermique régénérative Autothermie si concentration en COV > à 1,5 g C/m 3 Coûts de fonctionnement moins important que le système incinération Récupératif (pas toujours vraie, surtout si besoin d une source de calories) Rendement de l oxydeur (diminution des COV) 95 % à 97 % de peinture Inconvénients Oxydation thermique récupérative Investissement non productif important Produit plus en équivalent carbone plus de CO 2 que de COV détruits Nécessite un apport de gaz permanent Coût de fonctionnement plus important si pas de valorisation possible des calories Oxydation thermique régénérative Investissement non productif important Produit plus de CO 2 que de COV détruits si pas d autothermie Nécessite un apport de gaz (démarrage, appoint si pas d autothermie) Volumes et poids des installations importants (plusieurs dizaines de tonnes) Masse de céramiques importante (inertie thermique non négligeable)

146 1. PRINCIPE de peinture Le principe d'un traitement biologique réside dans le fait que les COV peuvent servir de substrat à des micro-organismes (bactéries principalement, mais aussi champignons, moisissures, levures ou algues microscopiques). Ce procédé naturel est adapté à des COV solubles dans l'eau, biodégradables et à des concentrations suffisantes et, autant que possible, stables. Traitement biologique des COV 146 L air est capté et extrait des installations de peinture par ventilation mécanique, il est alors collecté puis dirigé vers l installation de biofiltration. La biodégradation s'effectue dans un Le principe d un traitement biofiltre biologique où des réside micro-organismes dans le fait que présents les COV vont peuvent absorber servir les de molécules substrat à des COV micro-organismes et les (bactéries principalement, mais aussi oxyder champignons, grâce à leur moisissures, complexe enzymatique. levures ou algues microscopiques). Ce procédé naturel est adapté à des COV solubles dans l eau, biodégradables et à des concentrations suffisantes et, autant que possible, stables. Principe L air est capté et extrait des installations de peinture par ventilation mécanique, il est alors collecté puis dirigé vers l installation de biofiltration. La biodégradation s effectue dans un biofiltre Schéma où des principe micro-organismes d un biofiltre présents (source vont SOCREMATIC) absorber les : molécules de COV et les oxyder grâce à leur complexe enzymatique. Traitement de l'air sur filtre à ruissellement (FRX) activé par bio-augmentation Air épuré Valorisation (X) (1) SUPPORT FILTRANT Réacteur de bio-augmentation intégré au procédé PI de peinture Air à traiter Appoint Purg (1) Support défini permettant d'optimiser les procédés ou hétérotrophes utilisant des matériaux calciques Source Socrematic

147 de peinture Traitement biologique des COV 147 Le biofiltre est composé d un lit de support filtrant (tourbe ou coquillages) contenant des bactéries élevées spécialement pour la digestion des COV. Le lit est constamment maintenu en humidité afin de garantir une bonne prolifération des bactéries. L air chargé de solvants traverse le lit filtrant et est déchargé de son flux polluant. Le support filtrant transforme les COV en H 2 O et CO 2. Le lit filtrant est abrité par un toit permettant d éviter son tassement ou son lavage par les eaux pluviales. L épaisseur et la surface du lit filtrant est directement lié au débit d air à traiter ainsi qu à la concentration de celui-ci en produits polluants. Pour maintenir les bactéries en vie, certains paramètres doivent être contrôlés : la température : de 5 à 50 C, l humidité : supérieure à 80 % d humidité relative (généralement humidification de l air au préalable), les poussières doivent être en quantité infime (nécessité de filtrer préalablement), le taux d oxygène doit être supérieur à 15 %. Cette installation ne nécessite aucune action de maintenance particulière hormis le circuit d humidification du lit. Valorisation de peinture Photo d un biofiltre Socrematic (lit tourbe) en cours d installation.

148 de peinture Traitement biologique des COV 148 Valorisation de peinture Domaine d application Ce procédé est utilisé dans le traitement des COV solubles dans l eau, biodégradables et à des concentrations suffisantes et stables. Limites du procédé Ce traitement est basé sur l absorption des COV par des micro-organismes, il est donc nécessaire de maintenir en vie ces bactéries. De ce fait, tout arrêt prolongé de l installation peut entraîner la mort des bactéries contenues dans le biofiltre. Lors d arrêt prolongé entraîne généralement un ré-ensemencement du lit filtrant. Recommandations Le lit filtrant étant directement lié au débit d air à traiter ainsi qu à la concentration de celui-ci en produits polluants, il est important de maintenir les paramètres d utilisation afin de ne pas entraîner la mort des bactéries contenues dans le biofiltre. Impacts sur l environnement Ce procédé génère une émission de CO 2 peu importante et les déchets de tourbes ou autres micro-organismes peuvent servir d engrais par la suite. Avantages Fonctionne à température ambiante. Nécessite très peu d énergie à l exception des pompes et ventilateurs de faible puissance. La mise en service est rapide et ne nécessite que peu d attention. Le CO 2 émis ne concerne que la décomposition des COV soit une quantité très faible. Sécurité de fonctionnement (absence de gaz combustible). Inconvénients Phénomène lent : volume important du bio-filtre. Remplacement du support (coquillages, tourbe ) tous les 3 ou 4 ans (utilisation possible comme engrais). Analyses périodiques pour s assurer du bon fonctionnement du bio-filtre. N accepte pas les particules de vernis ou peinture. Nécessite d être alimenté en COV pendant les arrêts supérieurs à 2 jours. N accepte pas les périodes de gel. Équipement pouvant être très encombrant.

149 de peinture Traitement aux charbons actifs des COV 149 Principe L absorption des COV est basée sur le principe de la fixation de certaines molécules, ici les COV, de manière réversible et exothermique sur des surfaces solides. Cette absorption est limitée à la surface des supports utilisés et dépend des propriétés chimiques (affinités entre l absorbé et l absorbeur) et physiques (porosités, surface spécifique) des supports et des molécules à absorber. Les supports utilisés peuvent être soit des charbons actifs, soit de la noix de coco ou encore des zéolithes. L adsorption des COV se fait en général sur deux lits de charbons actifs ou des zéolithes. Lorsqu un des supports est saturé, il y a basculement de l absorption sur le second support. Valorisation de peinture Le support saturé peut être traité suivant différents procédés. Incinération des charbons ou régénération des charbons par désorption à la vapeur sèche puis condensation des COV extrait par refroidissement. Domaine d application Ce procédé est utilisé pour le traitement des COV lorsque la concentration en COV est faible et lorsque le temps d ouverture des installations est peu important. Limites du procédé Ce type de traitement des COV n est pas adapté lorsque le fonctionnement des installations peinture est important ou quand la concentration en COV est élevée.

150 de peinture Traitement aux charbons actifs des COV 150 Valorisation de peinture Recommandations Le choix du charbon actif ainsi que la quantité à utiliser est liée aux concentrations et aux éléments à capter. La surface spécifique et le temps de contact sont à prendre en considération lors du choix du charbon actif. Impacts sur l environnement Les supports saturés sont à incinérer ou à régénérer. Pour une utilisation de peinture, la technique d incinération est préférable par rapport à la régénération. Avantages Système d épuration économique en investissement. Coût d installation faible (comparé à l incinération thermique). Produit très peu de CO 2. Système adapté pour les débits faibles. Inconvénients Valorisation des solvants non rentable (pour l activité peinture). Nécessité de remplacer régulièrement la charge de charbon actif.

151 de peinture Captation des brouillards de peinture liquide dans des cabines à eau 151 L objectif de la captation des brouillards de peinture (appelés également «oversprays») est de diriger les brouillards vers un système de récupération pour permettre : de protéger l opérateur de l effet nocif des brouillards et lui donner une bonne visibilité, de piéger les particules de peintures et ainsi éviter qu elles ne soient entraînées par l air vers l extérieur, de récupérer les brouillards pour un traitement ultérieur, de prolonger la propreté de la cabine. Le procédé de récupération des brouillards de peinture dans les cabines humides est par exemple employé dans le secteur automobile, dans l industrie, lorsque les quantités de peinture mises en œuvre sont relativement conséquentes. Principe On distingue deux types de récupération dans les cabines de peintures dites humides : Le rideau d eau, Le sol humide. Valorisation de peinture Cabine à rideau d eau Les brouillards de peinture sont captés par un voile d eau vertical qui ruisselle le long des parois de la cabine qui sont exposées aux jets de peintures, L entraînement des brouillards de peinture vers le rideau d eau est assuré par une ventilation horizontale provenant de derrière l opérateur et dirigé vers le fond de la cabine grâce à un extracteur (vitesse d air supérieure ou égale à 0,5 m/s). Les eaux de ruissellement chargées en peinture tombent dans un bac de récupération situé sous la cabine. Ventilation horizontale

152 de peinture Captation des brouillards de peinture liquide dans des cabines à eau 152 Valorisation Cabine à sol humide Les oversprays sont dirigés vers le sol de la cabine grâce à un flux d air vertical : la vitesse d air, dans la cabine vide, doit être supérieure à 0,3 m/s et la vitesse moyenne, dans la cabine avec objet, doit être au moins égale à 0,4 m/s. Les oversprays sont entraînés vers le sol de la cabine généralement constitué de caillebotis sur lesquels l opérateur peut circuler. Les oversprays, chargés d air, tombent dans un bac d eau de récupération situé immédiatement sous le sol de la cabine, Les effluents (oversprays + air + eau) s écoulent en continu dans un laveur d air. L air est extrait par une cheminée d extraction tandis que la peinture et l eau sont envoyées vers un bac de relargage. de peinture Domaine d application Figure Ateliers Michaud Ce procédé peut être utilisé pour la récupération des brouillards issus de la pulvérisation de peintures liquides, qu elles soient à base de solvants ou à l eau. Limites du procédé Peu adapté à des utilisations épisodiques.

153 de peinture Captation des brouillards de peinture liquide dans des cabines à eau 153 Recommandations Les brouillards de peinture, lorsqu ils ont été captés dans l eau, doivent ensuite faire l objet d un pré-traitement en interne soit pour diminuer leur pouvoir collant et faciliter leur récupération, soit pour réduire leur volume avant d être envoyés en traitement externe où ils seront détruits ou valorisés. Un nettoyage régulier de la cabine, des rideaux d eau ou des laveurs est nécessaire pour maintenir l efficacité du système. Impact sur l environnement Ce système permet de capter les brouillards de peinture mais ne capte pas les composés organiques volatils (COV) qui s échappent par les cheminées d extraction et qui peuvent éventuellement être traités (Voir fiches : «Traitement des COV par oxydation thermique» «Traitement biologique des COV» - «Traitement des COV aux charbons actifs»). Les eaux de cabines, séparées de leurs boues, constituent également un déchet qu il faut traiter par voie physico-chimique ou évapoincinération. Valorisation de peinture Avantages Bonne efficacité de captation des brouillards de peinture. Utilisé préférentiellement aux filtres secs lorsqu une qualité hors poussière poussée est recherchée. Inconvénients Maintenance rigoureuse des installations. Opérations relativement longues. de l eau usée.

154 de peinture Captation des brouillards de peintures liquides sur filtres secs 154 L objectif de la captation des brouillards de peinture (appelés également «oversprays») sur filtres secs est de diriger les brouillards vers un système de récupération pour permettre : de protéger l opérateur de l effet nocif des brouillards et lui donner une bonne visibilité, de piéger les particules de peintures et ainsi éviter qu elles ne soient entraînées par l air vers l extérieur, de prolonger la propreté de la cabine. Le procédé de récupération des brouillards sur des filtres secs est de plus en plus utilisé et est souvent choisi par rapport aux cabines à eau lorsque le volume de peinture appliquée est moins élevé (une pré-étude préalable permet de choisir le procédé le plus intéressant économiquement). Principe Les cabines de peinture à filtration sèche possèdent des filtres secs dont le rôle est de piéger les particules de peintures contenues dans les oversprays. Les brouillards de peinture sont déposés de manière plus ou moins uniforme sur les filtres. Ces derniers permettent le rejet de l air pollué par transmission à travers le filtre, grâce à une faible dépression qui est entretenue. Valorisation de peinture

155 de peinture Captation des brouillards de peintures liquides sur filtres secs 155 Filtres secs positionnés sous caillebotis Les différents types de filtres Valorisation Filtres synthétiques Kraft multicouches Carton plissé de peinture Pas cher Capacité de rétention : 3 à 5 kg/m² Poids filtre vide : 200 à 300 g/m² Efficacité : 90/95 % Prix intermédiaire Capacité de rétention : 4 à 15 kg/m² Poids filtre vide : 300 à 500 g/m² Efficacité : 92/99 % Plus cher Capacité de rétention : 8 à 20 kg/m² Poids filtre vide : 200 à 300 g/m² Efficacité : 90/99 %

156 de peinture Captation des brouillards de peintures liquides sur filtres secs 156 Valorisation de peinture Domaine d application Ce procédé peut être utilisé pour la récupération des brouillards issus de la pulvérisation de peintures liquides, qu elles soient à base de solvants ou à l eau. En fonction des peintures appliquées (de leur nature, de leur densité, de leur viscosité ) il est recommandé d adapter le type de filtre pour optimiser la filtration. Limites du procédé Peu adapté aux fortes cadences qui nécessiteraient des changements de filtres trop fréquents. Recommandations Pour les peintures en phase aqueuse, les filtres utilisés doivent résister à l eau. L encrassement des filtres doit être contrôlé régulièrement à l aide d un manomètre différentiel pour assurer une filtration efficace. Impacts sur l environnement Les filtres secs, chargés de brouillards de peinture, sont spéciaux qui doivent être traités en centre spécialisé (voir fiche : «Filières de traitement»). Afin d éviter tout risque d auto-inflammation, il est nécessaire de les stocker avant enlèvement dans des sacs étanches fermés, à l abri de la chaleur et du soleil Avantages Maintenance simple et rapide. Coût d exploitation réduit par rapport aux cabines à eau pour une utilisation moyenne ou faible. Traitement simple (filtres souillés), pas de traitement d eau à gérer. Inconvénients Maintenance régulière (vérification perte de charge pour l encrassement des filtres). Moins performant que les cabines à eau sur la qualité de l air ambiant hors poussières. Encrassement localisé des filtres situés derrière la pièce à peindre.

157 de peinture Traitement physico-chimique des boues de cabines 157 Le traitement des effluents de peinture, communément appelé dénaturation, a pour objectif d éliminer le caractère collant des peintures afin d en permettre la récupération et le recyclage. Ce traitement est basé sur le principe physico-chimique qui consiste en une séparation solideliquide après un ajout de réactifs chimiques (coagulant, floculant) ayant provoqué l agglomération des Matières En Suspension (MES). Principe Le traitement se déroule en deux phases successives : la coagulation et la floculation. Valorisation de peinture Schéma de principe de la dénaturation des peintures dans une ou plusieurs cuves de traitement

158 de peinture Traitement physico-chimique des boues de cabines 158 Valorisation de peinture La coagulation permet de déstabiliser des suspensions ou même de dé-solubiliser des émulsions de matières organiques (peintures à l eau solubles dans l eau) par adjonction d un coagulant (ou dénaturant). Cette étape consiste en la neutralisation des charges superficielles des particules colloïdales. De ce fait, les particules, déstabilisées, s agglomèrent et acquièrent une dimension suffisante pour que leur vitesse de décantation devienne sensible. La floculation est la réaction physique qui accentue le phénomène d agglomération des flocs formés lors de la coagulation. Les agents de floculation (floculant) sont des additifs qui accélèrent le processus d agglutination tel un filet qui réunit les particules agglomérées. Le coagulant Les dénaturants sont en général des formulations multicomposants à base d aluminium, de matière minérale à surface active (bentonite ou silicate) et de polymère organique. Le floculant Les floculants peuvent être minéraux (silico-aluminates, silices activées) ou organiques de synthèse (polymères anioniques, cationiques ou neutres). Les floculants utilisés pour le traitement des peintures à l eau sont généralement des polymères organiques de synthèse, cationiques à haut poids moléculaire. Ils se présentent sous forme de poudre ou liquide et sont préparés dans une solution aqueuse à quelques grammes par litre (1 à 5 g/l) ; La présence de tensioactifs dans la formulation des peintures à l eau nécessite l ajout de réactifs anti-mousse. La mousse reste en effet, l un des principaux problèmes rencontrés avec les peintures à l eau. Elle est aussi liée à la conception de l installation : - agitation du bain ; - débit de circulation de l eau du bain ; - retour de rideau d eau, aspiration des pompes L ajout d un agent bactéricide est également nécessaire pour éviter la prolifération de bactéries et de champignons dans les bacs de relargage. Dans le cas des peintures à l eau, la séparation physique des particules de peinture s avère difficile en raison du caractère hydrophile des peintures. Le temps de séjour des effluents dans le bac de relargage doit donc être prolongé, ce qui favorise l apparition de bactéries. D autres facteurs jouent aussi un rôle favorable pour les bactéries, ce sont : - la température du bain ; - l agitation et l aération du bain ; - la faible concentration de dénaturant/floculant ; - le ph. Aussi, pour équilibrer le bain de relargage, un régulateur de ph semble indispensable : solutions acide ou basique, solutions tamponnées. Le dosage des réactifs est déterminé en fonction de la nature et de la quantité des oversprays récupérés.

159 de peinture Traitement physico-chimique des boues de cabines 159 Les installations Il existe différents types d installations industrielles pour le traitement physico-chimique des peintures par flottation : - les installations dites «conventionnelles» : flottation directe ; - les installations dites «complexes» : flottation déportée. Dans les installations de flottation directe, la dénaturation et la floculation des peintures est réalisée dans une même fosse agitée ou non. La récupération de la peinture dénaturée se fait alors en bout de fosse, à l aide d un racleur à chaîne ou à pâle. Dans les installations de flottation déportée, le traitement des peintures est réalisé dans deux cuves séparées. On peut effectuer une dénaturation (ou coagulation) dans la première puis une floculation dans la deuxième. Une séparation physique des boues de peinture peut ensuite être envisagée dans la ou les cuves suivantes. Selon le type d installation choisie (forme et nombre des cuves de traitement) ainsi que la nature des peintures à traiter (plus ou moins collantes), les divers réactifs peuvent être injectés à différents endroits. Afin d optimiser les performances du traitement, les fournisseurs des produits de dénaturation définissent eux-mêmes les emplacements stratégiques d injection, soit à l entrée ou à la sortie des cuves, soit en divers points internes des cuves. Comparaison des peintures solvantées et des peintures à l eau Peintures solvantées Peintures à l eau Valorisation Particularités Boues flottées Matelas cohérent Matelas cohérent avec matières dispersées DCO 3000 à mg/l à mg/l Boues finales Forte siccité Faible siccité (besoin de séchage supplémentaire) de peinture Dénaturation Difficile Facile/Naturelle Traitement Flottation Facile Très difficile Floculation Pas toujours nécessaire Obligatoire Temps de séjour dans le bain Moyen Long : 20 % supérieur car séparation physique difficile Effet de moussage Parfois Important : besoin d antimousse Performances Correctes 10 % supérieures mais gestion délicate et importante

160 de peinture Traitement physico-chimique des boues de cabines 160 Valorisation de peinture Domaine d application Cabines à rideau ou à sol d eau, Toutes les peintures liquides Limites du procédé Le rendement de relargage est souvent supérieur à 70 %. Cependant, les performances du traitement physico-chimique par floculation dépendent de nombreux paramètres : - la nature des eaux à traiter (nature des peintures), - la nature et dosage des réactifs introduits (coagulant et floculant), - le système d installation industrielle (nombre de fosses, forme de la (des) fosse(s) de relargage, écoulement des effluents ) Recommandations Le traitement physico-chimique des effluents de peintures nécessite une exploitation et un suivi rigoureux à la fois (a) des bains de traitement, (b) des boues et (c) des installations. a) Des prélèvements et des analyses doivent être régulièrement effectuées afin de contrôler : - la concentration des réactifs ajoutés, - le ph, - les matières en suspension (MES) pour la limpidité du bain, - les chlorures, - la demande chimique en oxygène (DCO), - le taux de bactéries, - la viscosité. b) L analyse consiste à surveiller : - la siccité des boues (extrait sec), - le caractère collant, - le rendement de relargage. c) L état des installations doit être contrôlé : - vérification de fonctionnement du racleur, - vérification du niveau d eau, - suivi de la corrosion.

161 de peinture Traitement physico-chimique des boues de cabines 161 Valorisation Impact sur l environnement L eau séparée des boues est recyclée et réutilisée dans la cabine jusqu aux opérations de maintenance et de vidanges. Les boues récupérées sont détruites dans des centres spécialisés. Avantages Réduction de l encrassement des installations : le sol humide de la cabine, les laveurs d eau situés sous la cabine et utilisés pour séparer l eau chargée en peinture de l air, les racleurs permettant de récupérer les boues après traitement, Réduction de la fréquence des vidanges de la fosse de traitement. Inconvénients Suivi rigoureux nécessaire, Maintenance indispensable. de peinture

162 de peinture Traitement biologique des eaux de cabines 162 Principe Le process consiste à mettre en contact un floc bactérien avec les matières en suspension à transformer ou à détruire. La dégradation s effectue par l action de ces éléments vivants c est à dire leur croissance, leur activité. Comme toutes cellules vivantes, les bactéries renferment de l eau (80%), de éléments minéraux (sodium, calcium, magnésium, etc.) et des substances organiques (glucides, lipides, protides, enzymes). Le système aérobie a besoin d une quantité d oxygène dissous de 4 à 8 mg/l suivant les cas et d un environnement de travail équilibré en azote/ phosphore et oligoéléments. Il faudra au départ imposer une population bactérienne sélectionnée pour son tropisme à digérer les polluants de peinture. L équilibre de la flore sera ensuite maintenu et optimisé en fonction de quelques analyses programmées sur les trois premiers mois Valorisation de peinture Domaine d application Cabines de peinture à rideau d eau. La quasi-totalité des peintures

163 de peinture Traitement biologique des eaux de cabines 163 Valorisation de peinture Limites du procédé Chaque cas de figure doit être étudié en fonction des peintures utilisées, des quantités consommées, du milieu d accueil (volume d eau en circulation, azote et phosphore disponibles, apport journalier de peinture, nature des boues en place). Recommandations Afin d avoir un système de biofiltration des eaux de cabines optimales, il est important de mettre en place des actions de suivi qui sont : - Maintenir l eau en circulation dans un niveau de DCO de 800 à 1500 mg/l. - Qualifier parfaitement le poste de travail. - Elaborer des gammes d applications et de suivi spécifiques. - Mettre en place quelques clignotants ou alertes en matière de suivi. Impacts sur l environnement Ce procédé donne la possibilité de recycler l eau séparée des boues afin de la réutiliser dans les cabines humides (en rideau ou dans le sol humide). Il permet également la réduction de l encrassement des installations : le sol humide de la cabine, les laveurs d eau situés sous la cabine et utilisés pour séparer l eau chargée en peinture de l air, les racleurs permettant de récupérer les boues après traitement. Enfin, la fréquence des vidanges de la fosse de traitement est plus longue. L utilisation du traitement biologique des eaux de cabines génère deux types de déchets qui sont : 1. Les déchets solides : les boues de peinture Suivant les cas, les rejets solides sont diminués par minéralisation de 60 à 80 % par rapport à des systèmes de floculation ou de filtration classique. 2. Les rejets liquides La DCO de l eau étant maintenue entre 800 et 1500 mg/l, aucun renouvellement d eau n est nécessaire. Les apports d eau neuve pour compenser l évaporation et maintenir le volume de travail sont suffisants. La durée de vie des eaux de cabines est plus longue.

164 de peinture Traitement biologique des eaux de cabines 164 Valorisation de peinture Avantages Les principaux avantages de cette technique sont : - diminution des rejets solides, - diminution des volumes d eau à traiter (durée de vie plus longue), - diminution de l encrassement des cabines et nettoyage moins fréquent. Inconvénients Les inconvénients sont : - Le dosage des réactifs dépend de la quantité d oversprays récupérés - Il est nécessaire de surveiller certains paramètres du bain comme le taux de MES, la DCO, le taux de chlorure, le ph, la viscosité, la présence de bactéries, la siccité des boues de peintures après traitement physico-chimique. - Maintenance indispensable. - Suivi rigoureux des gammes d application. - Alimentation régulière en bactéries. - Odeur désagréable lors du démarrage des cabines.

165 de peinture Traitement des boues par centrifugation 165 L objectif de ce traitement est de filtrer les eaux de cabine et de séparer la phase liquide (eau) de la phase solide (peinture) afin de recycler l eau, les 3 principaux objectifs sont les suivants : - obtenir des boues à haute siccité en enlevant un maximum de phase liquide et ainsi diminuer la quantité de boues à éliminer, - faciliter l exploitation sans interrompre la production, - dans le cas des eaux de cabines, l eau récupérée peut être réutilisée ou dirigée vers une filière de traitement appropriée (coût de traitement moins élevé que pour les boues de peinture). Principe Le principe consiste à séparer au maximum la phase liquide (eau et solvants) de la phase solide (particules de peinture). Fig.1: décanteur par gravité, continu, dans lequel le mélange pénètre en une des extrémités et s écoule régulièrement vers l autre. Entre les deux, les particules solides se déposent sur le fond par gravité et un liquide clair s écoule de l orifice de sortie à l extrémité opposée. Fig.2 : séparateur centrifuge à sédimentation simple où on obtient le même effet que sur la fig.1. En faisant tourner le récipient, on engendre une force centrifuge de plusieurs fois la gravité, augmentant la vitesse de sédimentation. Valorisation Fig.3 : ces solides peuvent être retirés en continu par un transporteur à vis monté dans l ensemble tournant. Ce principe est utilisé dans les décanteurs centrifuges. de peinture Fig.4 : une amélioration du décanteur par gravité de la fig.1 consiste à monter un déflecteur du côté entrée et des plaques inclinées dans la cuve. Ceci accroît l efficacité de la séparation, les particules solides partant d une meilleure position de sédimentation et devant parcourir une distance plus courte avant d atteindre leur point de sédimentation. Fig.5 : grâce à la rotation du récipient et à ses inserts, l effet de la force centrifuge s ajoutant à celui des plaques inclinées et à la distance de sédimentation plus courte aboutit à une séparation très efficace. D après doc. Alfa Laval

166 de peinture Traitement des boues par centrifugation 166 Valorisation de peinture La centrifugation se fera sur des boues de peinture qui auront été floculées afin que la clarification de la phase liquide et la montée en siccité du solide puisse se faire correctement. La séparation s effectue dans un bol en rotation. Les solides s accumulent en périphérie du bol et sont compactées par l action de la centrifugation. Les boues peuvent être déchargées soit manuellement, soit automatiquement à l aide d un racleur. Cette technique demande une bonne floculation de la boue et permet d obtenir des siccités élevées qui varient suivant le produit à traiter. Domaine d application On retrouve ce procédé pour traiter : les eaux de cabines de peinture, les boues de peinture. Limites du procédé Ce procédé a des limites quant à la siccité obtenue. La siccité obtenue dépendra du produit de départ et du procédé de centrifugation. Le principe de floculation jouera un rôle important dans le processus de séparation liquide/solide. Recommandations Bien choisir le système de floculation. Bien choisir le matériel en fonction du produit à traiter et de la quantité. Faire des essais pilotes soit chez le fournisseur de matériel, soit en intra afin de pouvoir faire des choix en fonction des résultats obtenus. Impacts sur l environnement Le filtrat ne peut pas être rejeté en milieu naturel mais peut être néanmoins soit renvoyé dans la cabine, soit en traitement adapté. Les boues doivent être envoyées en filière de traitement adapté. Avantages Amélioration de la siccité des boues et donc de la quantité à éliminer. Possibilité de fonctionnement en continu (dans le cas du traitement des eaux de cabines). Existe des matériels de capacités variées. Inconvénients Dans le cas du traitement des eaux de cabines, les appareils doivent être positionnés non loin des cuves et en légère élévation du fait du refoulement du produit par gravité.

167 de peinture Traitement des boues par filtre-presse 167 Valorisation de peinture L objectif de cette technique est de séparer la phase solide (boues de peinture) de la phase liquide (eau) par action mécanique. Cette technique est utilisée pour : déshydrater les boues de peinture avant de les envoyer en traitement, diminuer la quantité de boues (les boues de cabine étant humides, il est nécessaire d éliminer le plus d eau afin de réduire le coût de traitement), dans le cas des eaux de cabine, cette technique permet de recycler l eau ou de l envoyer dans un traitement approprié. Principe Le principe général des filtres-presse est de presser les boues humides afin d éliminer le plus d eau possible présente dans ces boues. Il existe plusieurs types de filtres-presse, les deux principaux étant : les filtres-presse à bandes, les filtres-presse à plateaux. Filtres-presse à bande La concentration se fait en plusieurs étapes. Dans un premier temps, un additif de floculation est ajouté aux eaux de cabine, celui-ci est choisi par rapport aux types de peintures utilisées. Le floculant permet la séparation des phases liquide (eau) et solides (boues de peinture). Les boues de peinture étant relativement chargées en eau, elles sont déversées sur une première bande filtrante, et sont ensuite prises en sandwich lors de la convergence avec la deuxième bande filtrante. C est ce que l on appelle la phase de pré-dessiccation ou de pré-pressage. Après la phase de pré-pressage commence une phase de déshydratation progressive à l aide de deux rouleaux fixes et d un rouleau mobile monté sur vérins pneumatiques permettant d ajuster la pression de manière progressive et de réaliser la tension des deux toiles en fonction de la concentration des boues. La boue est emprisonnée entre deux toiles filtrantes qui la compriment progressivement, l enroulant successivement autour de tambours perforés puis de rouleaux disposés en quinconce. Le départ de l eau est facilité par les contraintes de cisaillement de la boue au passage des rouleaux et peut s effectuer alternativement d un côté puis de l autre du tapis. Cette zone est suivie d une zone de pressage à haute intensité. Elle est assurée par des rouleaux à plus forte pression. La boue déshydratée sortant du dernier étage de pressage est raclée de chacune des bandes. L efficacité de la déshydratation dépend de la pression appliquée sur la boue et du temps de pressage.

168 de peinture Traitement des boues par filtre-presse 168 Filtres-presse à plateau Ils sont composés d une succession de plateaux chambrés verticaux recouverts de toiles filtrantes serrées par vérin hydraulique entre un bâti fixe et un sommier mobile. Les plateaux déterminent un volume étanche dans lequel est expédiée la boue sous pression. Les boues (mélanges liquide-solide) sont pompées dans plusieurs chambres filtrantes, équipées de part et d autre d une toile filtrante perméable. Sous la pression, les particules solides sont retenues par ces toiles alors que le liquide s écoule entre les particules solides filtrées, formant un gâteau de filtration. Les filtrats sont évacués soit par des robinets sur chaque plateau, soit par canalisation en bout de filtre. En fin de pressée, les gâteaux formés entre les toiles sont libérés par le recul du sommier mobile et l écartement successif des plateaux. Quand les chambres sont remplies de matière solide, il est de plus en plus difficile de pomper le mélange à filtrer et la pression augmente. Quand on atteint une certaine pression, l alimentation s arrête et les gâteaux solides sont débâtis. Une fois les gâteaux enlevés, le filtre-presse peut de nouveau fonctionner. Valorisation de peinture 1 Début de filtration. La phosphatation commence à être filtrée, le débit est important et les gâteaux commencent à se former. 2 Les gâteaux sont partiellement formés, le débit commence à diminuer. 3 Les gâteaux sont formés, le débit chute et la pression augmente. 4 Libération des gâteaux de boues de phosphatation. Domaine d application Ce traitement est utilisé dans les domaines suivants : traitement des eaux de cabine, traitement des boues de peinture.

169 de peinture Traitement des boues par filtre-presse 169 Valorisation de peinture Limites du procédé Cette filtration ne peut être effectuée que si la boue a une filtrabilité correcte. Sinon, il est nécessaire d ajouter préalablement un agent floculant ou coagulant. Recommandations Avant mise en place de ce traitement, il est nécessaire d effectuer au préalable des essais pilotes afin de valider son efficacité. Le matériel utilisé doit être avec une protection anticorrosion importante. Le dimensionnement du filtre-presse doit être effectué de manière à réaliser un cycle au deux par jour de façon à limiter le débâtissage de gâteaux (maintenance) Impacts sur l environnement Le filtrat ne peut pas être rejeté en milieu naturel, néanmoins, il peut être soit renvoyé dans la cabine soit envoyé en traitement adapté. Les gâteaux secs sont manipulables et stockables. Ils doivent être envoyés en filières de traitement adaptées. Avantages Réduction de la masse de boues de peinture. La quantité de boue envoyée en traitement est moins importante qu avant traitement. Le coût de traitement de la partie solide est moins élevé. La mise en place d un filtre sec est relativement simple et efficace L eau récupérée peut être renvoyée en cabine et permet d avoir un recyclage de l eau. Inconvénients Pour le filtre-presse à plateau, il est nécessaire d avoir une personne pour enlever les gâteaux secs. La qualité du gâteau et la fiabilité du système doivent entrer dans les calculs d investissement.

170 de peinture Traitement des boues par filtre-poche 170 Valorisation de peinture Principe Les filtres-poches sont les systèmes les plus simples, ils permettent la séparation du liquide du solide. Comme les filtres presses, on utilise des «toiles» de filtration appelées poches. Les boues vont être pompées dans le bain et être envoyées dans les poches qui sont perméables au liquide mais retiennent les particules solides. Une fois les poches de filtration saturées, le liquide passe très difficilement et la différence de pression entre l entrée du filtre-poche et la sortie est de plus en plus faible, la filtration n a plus lieu. Les poches utilisées permettent une filtration plus ou moins fine. Lorsque les poches sont saturées, elles sont remplacées, et la filtration peut recommencer. Domaine d application Les filtres poches sont utilisés en cataphorèse Limites du procédé Les filtres-poches permettent une filtration «grossière» de la peinture. Les seuils de filtration peuvent varier de 1 à 200 µm. Néanmoins, ils sont souvent utilisés avec des filtrations de plus de 20 µm, ceci du fait de leur colmatage très rapide. Ils sont généralement utilisés comme premier moyen de filtrer et d éliminer les agglomérats de peinture. Ils sont souvent suivis d une filtration plus fine. Recommandations Lors du fonctionnement d une filtration de ce type, il est important de vérifier les manomètres de pression d entrée et de sortie des filtrespoches. Une différence de pression de 0,8 bar indique le colmatage des filtres. Il est alors nécessaire de les changer car leur colmatage va bloquer tout le circuit (la peinture sera stoppée et ne circulera plus). Impacts sur l environnement Une fois utilisées, les poches polluées doivent être envoyées en DIS (Déchet Industriel Spécial). Le perméat est renvoyé dans le module d ultrafiltration puis dans le bain de cataphorèse. Avantages Moyens simples et relativement peu coûteux par rapport à d autres systèmes de filtration. Inconvénients Les filtres-poches ne permettent pas de filtration fine, les diamètres de pores sont relativement important par rapport à d autres systèmes de filtration. D autre part, les nettoyages et changements de poches sont fréquents.

171 de peinture Décapage des peintures par voie chimique 171 Le décapage d éléments peints peut être effectué pour plusieurs raisons qui peuvent être : décapage des crochets ou des balancelles servant à l accroche des pièces pour la mise en peinture, décapage des pièces présentant des défauts d aspect, décapage de pièces dans le but de changer la teinte. Le schéma ci-dessous présente les trois grandes lignes du traitement de décapage Valorisation Les produits chimiques utilisés pour décaper les pièces peintes peuvent être de différents types : solvantés ou non solvantés. Dans la famille des décapants avec solvant, on peut retrouver des solvants acides, des solvants basiques ou des solvants neutres. Ces décapants peuvent être utilisés à température ambiante. Dans la famille des décapants sans solvant, on peut rencontrer des mélanges d acides, des lessives alcalines ou des bains thermiques de sels fondus. Le plus souvent, les températures de traitement sont plus élevées qu avec l utilisation de produits solvantés de peinture

172 de peinture Décapage des peintures par voie chimique 172 Principe Tout décapage chimique consiste à immerger des pièces à décaper dans des solutions acides, alcalines ou solvantées. Il peut s effectuer selon deux principes : une dégradation chimique du film de peinture faisant intervenir des produits tels que de la soude ou de la potasse, un soulèvement du film de peinture conduisant à une séparation film-substrat et faisant intervenir des produits tels que le chlorure de méthylène Les décapants à base de solvant Ces décapages ont lieu au trempé à froid à l aide de solvants organiques (phénol, chlorure de méthylène, acide formique), ils peuvent durer plusieurs heures en fonction de la nature des peintures à enlever et de leur épaisseur. Ils sont efficaces sur presque toutes les peintures même avec les peintures à deux composants. Après immersion dans un bain solvanté, l enlèvement complet des peintures peut se réaliser à l aide d un rinçage à haute pression d eau (150 bars). Valorisation de peinture Les décapants sans solvant Le décapage à l aide de solutions alcalines à chaud Ces décapages se font également au trempé à l aide de solutions alcalines à chaud ( C) pendant 1 à 48 heures pour des vernis gras ou des alkydes (glycérophathiques) qui sont ramollis puis enlevés à haute pression d eau. Cette eau doit être ensuite traitée. Le décapage à base de solution acides à froid ou à chaud Ces décapages se font au trempé à chaud ( C) ou à froid à l aide de solutions acides (nitriques, sulfuriques). Les temps de décapage sont plus courts qu avec les solutions alcalines. Ces décapages sont réservés aux métaux ferreux. Le décapage par immersion dans du sel fondu Dans ce mode de décapage on utilise des bains de sels oxydants chauffés entre 300 et 500 C. À l aide de ce procédé toutes les peintures peuvent être éliminées efficacement. La durée d immersion varie de quelques secondes à 10 mn.

173 de peinture Décapage des peintures par voie chimique 173 Valorisation de peinture La pièce à décaper est trempée dans les sels fondus contenus dans des fours à creusets, ces sels pénètrent toutes les cavités, les peintures sont oxydées et décollées en 30 à 120 secondes. Les peintures sont transformées en carbonates et se déposent dans le fond de cuve sous forme de scories qui sont éliminées périodiquement. Il existe des systèmes de récupération des boues empêchant celles-ci de tomber au fond du creuset et donc d être éliminées plus facilement. Les pièces décapées doivent être rincées à l eau. Domaine d application Les décapants chimiques peuvent être utilisés pour les applications suivantes : décapage des crochets ou des balancelles servant à l accroche des pièces pour la mise en peinture, décapage des pièces présentant des défauts d aspect ou devant être repeintes, Limites du procédé En fonction de la nature chimique des éléments à décaper, il faudra choisir des bains spécifiques car la nature de ceux-ci peut altérer le matériau de base. Par exemple, les décapages acides seront prohibés pour les pièces en aluminium, les décapants solvantés ne seront pas utilisés pour les pièces plastiques, enfin les bains thermiques oxydants ne seront utilisés que pour des pièces en acier.

174 de peinture Décapage des peintures par voie chimique 174 Valorisation de peinture Recommandations Ces décapages utilisent des produits souvent corrosifs et irritants, voir nocifs, il est donc important d apporter une attention particulière quand à la manipulation de ces produits et de bien respecter les EPI préconisés. Impacts sur l environnement Dans tous les cas, ces techniques ne sont pas considérées comme propres car après traitement des pièces, les bains seront chargés en boue de peinture qu il faudra éliminer par la suite (cf. fiche «filières de traitements issus de l activité peinture»). Avantages Les décapants à base de solvant - Décapage rapide - Décapage à froid Les décapants sans solvant Le décapage à l aide de solutions alcalines à chaud - Faible coût de revient. Le décapage à base de solution acides à froid ou à chaud - Décapant satisfaisant pour les poudres. Le décapage par immersion dans du sel fondu - Décapage rapide. - Décapage de l acier et de l aluminium.

175 de peinture Décapage des peintures par voie chimique 175 Valorisation de peinture Inconvénients Les décapants à base de solvant Sur des pièces chromatées, l acide formique attaque la chromatation jusqu à sa destruction totale. Les produits à base de phénol et de chlorure de méthylène vont être supprimés et remplacés par des solvants de type alcools (moins efficaces). Ce procédé de décapage engendre des rejets d air pollué, de solvants usés et de boues à évacuer. L eau de rinçage doit être dirigée vers une installation de récupération d eaux usées, les solvants tels que le phénol et le chlorure de méthylène doivent être séparés par décantation. Les décapants sans solvant Le décapage à l aide de solutions alcalines à chaud - Inefficace sur les peintures époxydiques. - Durée de décapage très longue (jusqu à 48 heures). - Production de grandes quantités de boues de peintures. - Consommation d eau de rinçage importante. - Rejet d air pollué à traiter. Le décapage à base de solution acides à froid ou à chaud - Production de grandes quantités de boues de peintures. - Consommation d eau de rinçage importante. - Problèmes de corrosion. - Rejets d air pollué à traiter. Le décapage par immersion dans du sel fondu - Consommation de sel importante. - Coût élevé de la gestion. - Consommation d eau de rinçage importante. - Installations de lavage et de post-combustion de l air évacué nécessaires. - Conditions d hygiène et de sécurité contraignantes.

176 de peinture Décapage des peintures par voie thermique 176 Valorisation de peinture Principe Le décapage thermique par pyrolyse Le principe consiste en une pyrolyse à 350 et 500 C pendant 30 à 120 minutes maximum. A ces températures, le revêtement organique (peinture) se décompose et est éliminé. Il est très souvent nécessaire d effectuer un nettoyage à l eau sous pression ou un grenaillage après le traitement thermique pour éliminer les résidus accrochés sur les pièces traitées. En revanche, ce type de traitement peut être effectué facilement sur les pièces servant à l atelier peinture (crochets ) ou autres pièces non fragiles car la pyrolyse entraîne une modification de la surface. Le décapage s effectue par la montée en température d une masse d air, par paliers successifs gérés par un automate de programmation, permettant la décomposition de la peinture en deux parties distinctes à savoir : effluents gazeux traités par post combustion entre 850 et 1000 C et éventuellement complété par une purification dans des tours de lavage ou sur des filtres, cendres inertes envoyées en centre de retraitement agréé. Les moyens techniques utilisés sont des fours à pyrolyse, entièrement automatiques avec programme de traitement pré-enregistrés. Traitement des effluents gazeux par combustion (850 à 1000 C) en continu permettant un respect totale des normes environnementales. Ce procédé de décapage permet l élimination de peinture et autres revêtements sur l ensemble des outillages de chaîne peinture, de type balancelles, caillebotis, crochets de toutes sortes, ainsi que la majorité des ratés de fabrication peinture.

177 de peinture Décapage des peintures par voie thermique 177 Décapage en lit fluidisé Un lit fluidisé est composé d un réservoir contenant du sable et dont le fond est finement foré. De l air est injecté au travers de la paroi poreuse, le sable se comporte alors comme un fluide. Un mélange air-gaz est enflammé au dessus du lit dont la température s élève rapidement à 450 C (la température est réglable). Les pièces à décaper rassemblées dans un panier sont introduites dans ce bain. La pyrolyse s effectue dans la masse de sable. Un lit fluidisé est composé d un réservoir contenant du sable et dont le fond est finement perforé. De l air est injecté au travers de la paroi poreuse, le sable se comporte alors comme un fluide. Un mélange gaz-air est enflammé au dessus du lit dont la température s élève rapidement à 450 C (la température est réglable). Les pièces à décaper rassemblées dans un panier sont introduites dans ce bain. La pyrolyse s effectue dans la masse de sable. Valorisation de peinture 0. Réservoir rempli de sable quartzeux calibré. 1. Sable quartzeux. 2. Air primaire injecté à la base du lit de post-combustion (12) 4. Diffuseur permettant de fluidiser la masse de sable. 5. Gaz mélangé à l air primaire pour chauffer le lit fluidisé. 6. Brûleur. 7. Flamme. 8. Chambre de postcombustion 9. Pièce à décaper. 10. Gaz de pyrolyse brûlés dans la chambre de combustion. 11. Mélange gaz-air. 13. Panier. 14. Gaz de combustion.

178 de peinture Décapage des peintures par voie thermique 178 Valorisation de peinture Domaine d application Le décapage d éléments peints peut être effectué pour plusieurs raisons qui peuvent être : - décapage des crochets ou des balancelles servant à l accroche des pièces pour la mise en peinture, - décapage des pièces présentant des défauts d aspect, - décapage de pièces dans le but de changer la teinte. Limites du procédé Ce type de procédé ne peut pas être utilisé sur des pièces n ayant pas de résistance en température. Recommandations Avant toute utilisation, il est nécessaire de valider ces process par rapport aux pièces à traiter Impacts sur l environnement Ces types de traitement engendrent de grandes quantités de poussières et de sables. Les résidus solides récupérés doivent être envoyés dans des filières appropriées. Avantages Décapage court processus faciles à utiliser bonne qualité de décapage Inconvénients Dégagement de poussières et de sable Entretient intensif obligatoire Traitement coûteux Ne convient pas pour des pièces fragiles thermiquement. Nettoyage indispensable des pièces après traitement

179 de peinture Décapage des peintures par voie mécanique 179 Valorisation de peinture Principe Décapage mécanique par projection de particules solides Le sablage ou grenaillage est un principe de décapage mécanique de pièces par projection d un élément abrasif dans une enceinte close et ce en projection manuelle ou automatique. La grenaille est portée à s incruster. Les abrasifs peuvent être de forme ronde, angulaire ou même en fil coupé et de différentes dimensions. La forme ronde agit par martelage et est principalement utilisée pour un décapage doux et uniforme. La forme angulaire est plus agressive et agit par grattage en procurant une rugosité de la surface plus forte. La grenaille angulaire sera préférée. Les abrasifs utilisés peuvent être divers suivants les types de pièces à décaper. Ils peuvent être en acier, en inox, corindon, bille de verre, médias plastiques, etc. Les procédés de projection d abrasifs utilisés sont : Le grenaillage à la turbine où la grenaille est entraînée dans une turbine et, sous l effet de la force centrifuge, est projetée à grande vitesse sur la pièce à décaper sous forme d une gerbe. Cette technique est particulièrement utilisée pour le traitement grande série et de pièces dures. Les abrasifs angulaires et de grande dureté usent rapidement les éléments de la turbine et ne peuvent être employés qu avec certaines précautions. Le grenaillage à l air comprimé où l air comprimé sert soit à véhiculer l abrasif, soit directement à la propulsion de la grenaille (surpression ou pression directe). Ce procédé peut être utilisé à sec ou en voie humide (mélange eau abrasif). Les projections d abrasifs s effectuent soit en cabines à jet libre alimentées en air pur et le sableur doit alors revêtir une cagoule alimentée elle aussi en air pur, soit dans des cabines à manches où l opérateur est à l extérieur. On trouve d autres installations telles que les machines à tambour pour de petites pièces en vrac ou bien des installations entièrement automatiques pour traiter de grandes surfaces métalliques.

180 de peinture Décapage des peintures par voie mécanique 180 Décapage mécanique par projection d eau Valorisation de peinture Eau à haute pression Le décapage par jet d eau à haute pression est surtout utilisé dans le secteur de la fabrication du matériel de transport. Plus le revêtement est dur, plus cette méthode s avère efficace. Cette technique permet de décaper les revêtements céramiques, à base de résine époxydique, certains revêtements en poudre, les laques et les caoutchoucs durs. Un jet d eau à basse pression et haut volume s avère plus efficace pour les revêtements mous, collants ou gélatineux. La projection d eau à haute pression décape bien sur l acier et sur d autres métaux semblables mais n est pas recommandée sur le bois, le plastique ou les composites. Il faut porter une attention particulière pour un décapage sur l aluminium à cause du dommage possible du substrat. Cette méthode nécessite des installations de purification et de filtration d eau, un contrôle d angle d attaque et un temps de contact. La pression d application varie entre kpa pour une application manuelle à kpa pour une application robotisée. Eau / glace Ce procédé a été conçu par la marine canadienne pour le décapage de revêtement intérieur de sous-marins. La glace est broyée puis triée et projetée à des pressions de 480 à 960 kpa sur les surfaces à décaper. Le décapage s effectue par fragmentation et non pas par abrasion. Les grosses particules de glace amorcent la fragmentation, tandis que les petites particules agrandissent les fissures. Les mélanges eau glace n endommagent pas le verre, la fibre de verre, les plastiques, l aluminium (même en faible épaisseur), les composites ou le caoutchouc. Dans certains cas de figure, il est possible de décaper sélectivement que la couche de finition. Cette technique nécessite une machine à glace, un compresseur d air, une unité de réfrigération, une buse et un module central intégrant le fonctionnement de l ensemble des équipements. Ce procédé consomme environ 80 kg de glace/heure. Décapage mécanique à faible température Billes de glace hydrique (procédé CRYOCLIN - Sté LINDE) Les billes de glace hydrique se forment par solidification partielle de gouttes d eau dans un échangeur par contact direct avec de l azote froid venant à contre courant. Ces billes de glace sont soutirées à l aide d une vis d Archimède et directement stockées dans des réservoirs prévus à cet effet. Le diamètre des billes de glace est de 1 mm. Leur température de fabrication est de C et elles sont utilisables jusqu à C. Ces billes de glace sont projetées à l aide d un pistolet à effet venturi sous une pression réglable de 5 à 20 bars. Le décapage des peintures est possible après ramollissement des peintures ou vernis à l aide de ramollisseurs biodégradables. Billes de glace carbonique (procédé COLD JET - Sté SIAC) Ce sont cette fois des particules de glace carbonique qui sont projetées à l aide d un pistolet. Dans ces deux procédés seule la couche de peinture à enlever est à évacuer. En effet, les projectiles étant soit de l eau soit du gaz carbonique, ceux-ci ne sont pas à traiter. Les coûts d exploitation de ces deux procédés sont élevés (supérieurs à celui d un grenaillage classique) et donc ne peuvent avoir une application que dans des cas très limités ou toute pollution est interdite (dans le nucléaire par exemple).

181 de peinture Décapage des peintures par voie mécanique 181 Valorisation de peinture Domaine d application Le décapage d éléments peints peut être effectué pour plusieurs raisons qui peuvent être : - décapage des crochets ou des balancelles servant à l accroche des pièces pour la mise en peinture, - décapage des pièces présentant des défauts d aspect, - décapage de pièces dans le but de changer la teinte. Limites du procédé Pour chacune de ces techniques, il est important de valider le type de médias et les paramètres de projection. Les coûts de traitement des résidus sont souvent non négligeables. Concernant les traitements de décapages à haute pression, les pressions exercées sont élevées et la quantité d eau utilisée est importante. Recommandations En cas de traitement de décapage par procédé manuel, il est important de s équiper des EPI préconisés. Impacts sur l environnement Les quantités d eau utilisée sont importantes dans le cas de procédé par projection d eau à haute pression. Il est nécessaire de traiter l eau utilisée. Dans le cas de projection de médias, les résidus solides doivent être traités dans une filière adéquate. Avantages Procédé bien adapté pour les crochets d accrochage en ce qui concerne le décapage par projection de particules solides. Inconvénients Procédé relativement coûteux dans le traitement (résidus solides et quantité d eau importante).

182 de peinture Filières de traitement 182 Déchets liquides et pâteux Types de déchets Régénération Incinération Solvant souillé Boues de peinture issues des cabines à eau Fonds de pots, restes de mélange Filières de traitement externe Incinération en cimenterie X X X Peintures périmées X X X X X X Évapo-incinération ou évapoconcentration Traitement biologique Eaux de cabine peinture X X X Eaux souillées de peinture Emballages souillés X X X Valorisation de peinture Déchets solides Filtres secs souillés X X Chiffons, masques, protections, filtres souillés Peinture poudre (non recyclée, fines, peinture périmée) Rebuts de fabrication, loupés X X X X Il existe en France une soixantaine de centres spécialisés dans le traitement dangereux dont une vingtaine de cimenteries. L entreprise productrice de déchets doit fournir des échantillons de ces déchets au préalable au centre de traitement qui définira alors les conditions de prise en charge de ces déchets. Après destruction, le centre de traitement renverra un BDSI (Bordereau de Suivi des Déchets Industriels) attestant de leur élimination dans des conditions conformes à la réglementation.

183 de peinture Filières de traitement 183 La régénération Cf. fiche : «Régénération de solvant souillé». Valorisation de peinture L incinération La destruction dangereux est effectuée par incinération, c est-à-dire que les déchets sont incinérés à haute température (entre 200 et 900 C) et que les fumées issues de l opération sont traitées. Les déchets sont admis en incinération en fonction : - de leur pouvoir calorifique, - de leur teneur en éléments chlorés, - de leur teneur en métaux et en alcalins, - de leur point éclair. L incinération en cimenterie Les fours de cimenterie présentent des caractéristiques et un temps de séjour important à haute température (>1400 C) (environ 1 heure). On utilise ces caractéristiques favorables pour détruire. La destruction consiste à transformer les matières organiques contenues dans les déchets en gaz carbonique et en eau en récupérant, si possible, leur valeur énergétique, ou pour détruire thermiquement certaines molécules toxiques. Pour être admis dans le four, le déchet peut être pré-conditionné. S il s agit d un déchet sous forme liquide, il est injecté seul ou en mélange comme le carburant de chauffe; s il s agit d un déchet liquide ou pâteux, il est mélangé et broyé avec le minerai. Dans le four, la température élevée permet de porter le clinker à son point de fusion. Le clinker réagit avec les métaux présents dans le déchet pour les fixer. Il n y a pas de production de déchets de combustion, ceux-ci étant incorporés dans le produit final. L évapo-incinération Le principe est basé sur la différence de température entre l eau et les composés du mélange. Le mélange est porté à la température d évaporation de l eau, l eau est extraite sous forme de vapeur. Le concentrat restant est ensuite incinéré. Les vapeurs aqueuses sont incinérées dans un four à haute température (> 850 C) qui détruit la totalité de la charge organique encore présente dans les vapeurs. Celles-ci peuvent ensuite être évacuées telles quelles ou condensées et rejetées à l égout. L évaporateur permet de ne faire séjourner le produit à traiter que pendant une très courte durée à haute température. Ceci empêche l apparition de phénomènes de polymérisation Traitement biologique Le traitement biologique des effluents liquides est basé sur le principe de la dégradation des matières organiques par des micro-organismes. La dégradation s effectue par l action d éléments vivants c est-à-dire qu ils ont une naissance, une activité, une reproduction et une mort. Ces éléments vivants sont le plus souvent des bactéries qui sont des êtres unicellulaires capables de se développer hors des tissus vivants. Les bactéries se développent soit en aérobiose (en présence d oxygène) soit anaérobiose (sans oxygène) dans tous les milieux naturels, sols, eaux, air.

184 de peinture Régénération du solvant souillé 184 Valorisation Le solvant est utilisé pour rincer les matériels souillés de peinture comme les circuits de distribution de peinture, les pistolets etc. Tout d abord, le solvant souillé doit tout de suite être récupéré dans un contenant fermé ou à ouverture réduite, muni d une jauge de niveau, afin d éviter les évaporations. Après décantation, la phase surnageante peut être utilisée à nouveau pour un premier rinçage (rinçage à contre courant), le rinçage final étant effectué avec du solvant propre. Cela permet de réaliser des économies de consommation de solvant. Le solvant souillé contient du solvant mais aussi de la peinture et donc des composés en solution (résines ) ou en suspension (pigments ). En fonction de la nature du solvant et de son degré d impureté, la régénération par distillation peut être réalisée plus ou moins facilement afin de réutiliser le solvant soit pour la même application soit pour un autre usage. La régénération peut être effectuée en interne ou en externe par une société spécialisée. Principe La régénération en interne Elle se fait à l aide d un «recycleur de solvants» qui sépare par distillation le produit polluant (résine et pigments) du solvant d origine qui est récupéré dans un récipient pour être réutilisé. Les résidus restent dans le fond du bouilleur ou dans un sac et peuvent être évacués facilement en déchets. La distillation peut être réalisée sous pression atmosphérique (si point d ébullition inférieur à 170 C) ou sous vide. Il existe également des systèmes combinés «nettoyeur de pistolet et recycleur de solvant». Pour des raisons de sécurité, le recycleur doit être placé dans un endroit aéré et ventilé et si possible dans une zone ATEX niveau 1. Également certains appareils sont plus particulièrement adaptés pour éviter toute émission de COV (pompe à vide à anneaux liquides, enveloppe d eau pour condensation du solvant dans un bac en inox ). La consommation d eau peut être de 5 litres d eau pour un litre de solvant (prévoir un circuit fermé). de peinture La capacité du recycleur doit être adaptée aux quantités de solvant à recycler. La main d œuvre est faible, seuls le chargement et l évacuation des résidus sont nécessaires. Exemple de recycleur de solvant (photos Tricolor Industrie)

185 de peinture Régénération du solvant souillé 185 La régénération en externe Les solvants utilisés pour le nettoyage de matériel de préparation et d application de peintures peuvent être régénérés par distillation après plusieurs phases de traitement préalables servant à séparer les gros corps solides (fibres, peaux...) du solvant à régénérer. Étude préalable de faisabilité Tri et stockage Valorisation Le recyclage s effectue dans une colonne à distiller verticale qui fonctionne sous pression atmosphérique ou sous vide partiel. Le solvant usé est disposé au pied de la colonne et est chauffé jusqu à ébullition. Les vapeurs de solvants qui sont, en principe, les composés les plus volatils sont entraînées en tête de colonne où elles sont condensées. Les produits moins volatils (liants, pigments...) restent en pied de colonne et sont concentrés. Des distillateurs adaptés aux secteurs d activités des peintures permettent d éviter la polymérisation des résines. Après distillation les solvants régénérés reçoivent un complément d additifs ou de produit neuf afin de retrouver les mêmes propriétés d usage. Les produits résiduels sont incinérés. Que faire du solvant usagé? Collecte lot par lot Régénération et mise à spécifications Culots de distillation (Incinération en centre spécialisé) Retour du solvant chez l utilisateur (régénération à façon) Cession (solvant régénéré remis sur le marché) de peinture Il convient tout d abord de stocker les déchets isolément dans des fûts d origine en bon état, soigneusement fermés et étiquetés. Il faut éviter le mélange de solvants différents car il est difficile de les régénérer. Confier ces déchets à un régénérateur autorisé qui, après analyse, déterminera la faisabilité technique et économique de la régénération et restituera un solvant conforme à des spécifications préalablement définies. Domaine d application Solvant simple (1 ou 2 solvants) ne contenant pas trop d extrait sec (résines et pigments issus des peintures). Limites du procédé Le mélange de certains produits conduit à un mélange azéotropique et il n est plus possible de séparer les produits car la température d ébullition du mélange est inférieure à la température d ébullition de chaque produit pris séparément. Tendance à la polymérisation des résidus par la chaleur (formation d une croûte isolante sur les parois d échange de chaleur).

186 de peinture Régénération du solvant souillé 186 Valorisation de peinture Recommandations Ne pas mélanger les boues de peintures avec le solvant à régénérer, Il est préférable d éliminer d abord par décantation le maximum de phase solide et de prélever la phase surnageante, qui contient moins de particules solides, pour le recyclage. Éviter les mélanges en mettant en place un stockage sélectif des solvants usés. Effectuer une étude préalable de faisabilité et de rentabilité et établir un cahier des charges avec le recycleur pour définir la qualité du produit régénéré. Impacts sur l environnement La récupération des solvants évite leurs émissions dans l atmosphère. Réduction à détruire. Avantages Réduction des coûts d achat de solvant (dans le cas d une régénération en interne, réduction des quantités de solvants achetées). Intérêt de récupérer au maximum le solvant et donc de réduire les émissions de COV et les déchets. Inconvénients La qualité de rinçage peut être moindre avec un solvant régénéré qui n a pas exactement la même composition. Dans ce cas le solvant régénéré peut être mélangé à moitié avec du solvant neuf.

187 187 Valorisation de peinture

188 Généralités 188 L activité par voie aqueuse consiste à modifier les caractéristiques d une surface. Les objectifs de cette modification peuvent être l amélioration de l aspect, la conductibilité électrique, les caractéristiques de glissement, la soudabilité, l anti-usure ou l anticorrosion. Les traitements les plus communément rencontrés sont de type revêtement ou de conversion. Les substrats principalement traités sont métalliques, plastiques ou composites. Les verres, textiles et le bois peuvent également être traités. Le traitement par voie aqueuse est principalement réalisé par l intermédiaire de lignes, comportant un «train de cuves» destinées aux opérations de traitement et de rinçage. Le traitement comprend en général des opérations de préparation de surface (dégraissage, décapage), des opérations de revêtements (zingage, nickelage, chromage, cuivrage ) et dans certains cas des opérations de finition (passivation, ). Certaines lignes sont dédiées à des opérations de conversion (phosphatation, anodisation ). Valorisation de peinture

189 Généralités 189 Valorisation de peinture Caractérisation des effluents L application des peintures liquides par pulvérisation (pistolet, bol électrostatique) génère une quantité importante de déchets de peintures par le simple fait qu une partie de la peinture (brouillard de peinture que l on appelle aussi overspray) ne se dépose pas sur les pièces à peindre. Les effluents sont caractérisés par la présence de différents polluants : métaux (Cu, Ni, Cr, Zn, Au, Ag, Pd ), acides / bases, cyanures, matières organiques (DCO), organo-halogénés, matières en suspension, sels (fluorures, phosphore, azote, sulfates ). La réduction de l impact environnemental de l activité doit en premier lieu intégrer la notion de réduction des flux polluants à la source par la mise en œuvre de techniques de réduction à la source, la substitution des produits ou la substitution des techniques. L optimisation de la consommation d eau en vue de la réduction des volumes rejetés doit également être entreprise. L adoption de bonnes pratiques permet une gestion efficace des effluents à la source. Traitement des effluents Le traitement d effluents le plus communément rencontré est le traitement physico-chimique par bâchée (toutes les opérations de traitement sont effectuées dans un réacteur unique) ou au fil de l eau. Il s agit dans ce dernier cas, de réaliser les différentes phases de traitement dans une succession de réacteurs jusqu à obtenir un effluent conforme aux objectifs de rejet. Les phases de traitement sont : Pré-traitement : coagulation, oxydation des cyanures, réduction du chrome hexavalent, traitement spécifiques (nitrites, phsophites, thiocyanates ). Précipitation : l addition de précipitants (acide, soude, chaux, insolubilisant), permet selon le domaine de ph des différentes polluants métalliques ou de certains anions (phosphates, fluorures, sulfates) de précipiter ces polluants. Floculation : l addition d agents de floculation permet l agglomération des particules précipitées. Séparation de phases : par décantation ou filtration membranaire les particules sont séparées de l eau. Traitement de finition : selon les conditions et les polluants en présence, des traitements de finition peuvent parfois être nécessaires (remise à ph, résines spécifiques, charbon actif ).

190 Généralités 190 Valorisation de peinture Caractérisation des effluents La collecte et donc la gestion des effluents est importante afin d éviter le mélange de produits incompatibles ou susceptibles de produire des polluants non précipitables. La phase de précipitation et les conditions de réaction sont les points clés du fonctionnement de la station physico-chimique. La séparation des phases permet l élimination des particules d hydroxydes métalliques. Une mauvaise séparation est bien souvent synonyme de dépasser des valeurs limites de rejet. La gestion efficiente des effluents passe par le respect des contraintes réglementaires. Solutions alternatives au traitement physico-chimique Des solutions alternatives au traitement physico-chimique peuvent être mises en place notamment en cas de présence de fortes concentrations en matières organiques ou de faibles flux polluants. Ainsi les technologies d évaporation ou d électrocoagulation (voir «électrocoagulation») peuvent être mises en œuvre notamment en cas de présence de concentrations importantes de matières organiques. Pour les faibles flux de pollution, à la source ou avant rejet, des technologies de traitement par échange ionique peuvent également être mises en œuvre (voir «échange ionique».

191 Échange ionique 191 Objectif Éliminer à la source les polluants présents dans certains effluents de façon à : - recycler à la source une eau de rinçage faiblement polluée - piéger à la source un polluant spécifique - mettre en place un rejet zéro pour les faibles volumes d eau et de flux de pollution par la régénération en centre agréé des résines (E.I.M. : échangeurs d ions mobiles) D un point de vue économique, cette technologie permet de recycler les eaux de process. Selon le flux de pollution à traiter, les fréquences de régénération peuvent être importantes et une régénération in situ avec traitement avant rejet doit être envisagée. D un point de vue environnemental, elle permet le recyclage de l eau et donc d économiser la ressource en eau et dans certains cas de ne plus rejeter sur site d effluents ou de polluants spécifiques. Valorisation Principe L échange d ions est un procédé par lequel les ions contenus dans une solution sont éliminés par remplacement d une quantité équivalente d autres ions de même charge électrique fixés sur une résine synthétique, billes de 0.5 à 2 mm. Les possibilités d échange sont fonction des groupements fonctionnels greffés au squelette de la résine. de peinture Doc. Rhom & Haas

192 Échange ionique 192 Valorisation Les effluents, après filtration sur filtre à cartouche généralement, sont envoyés sous pression dans un chaînage d échangeurs constitué de bidons de résines en série. Le choix du chaînage est fonction du type de propriété de l eau recherchée. Il existe trois types d échangeurs : les résines cationiques - Fortement acides : elles fixent tous les cations dans une large gamme de ph - Faiblement acides : elles ne fixent les cations qu en milieu alcalin ou faiblement acide les résines anioniques - Fortement basiques : elles fixent les anions d acides forts et faibles dans une large gamme de ph - Moyennement basiques : elles fixent les anions forts à des ph < 5 les résines complexantes ou chélatantes Elles présentent une sélectivité marquée pour les métaux lourds et de transition. Les choix du type de résine, fort ou faible, à mettre en œuvre est fonction des ions à éliminer. Les résines présentent une affinité à certains ions (sélectivité par rapport à un ion) ainsi les cyanures complexes métalliques sont fixés sur les résines anioniques fortement basiques de manière quasiment irréversible. L adoucissement d eau est réalisé par une résine cationique forte. Les molécules Ca 2+ ou Mg 2+ sont permutées par Na +. La régénération de la résine est réalisée à la saumure, Na+ reprenant la «place» de Ca 2+ et Mg 2+. En cas de recyclage d eau et de production d eau déminéralisée, le chaînage comprend une phase d échange cationique suivi d une phase d échange anionique. Lorsque la régénération de ces résines est réalisée sur site, elle est réalisée par de l acide pour la résine cationique et par la soude pour la résine anionique. de peinture

193 Échange ionique 193 Domaine d application Les effluents visés par cette technologie doivent être de type minéral. Les domaines d application sont : - la production d eau déminéralisée ; - le recyclage d eau de rinçage ; - le traitement de polluant spécifique ; Exemple : effluents de cadmiage effluents de passivation chromique - le traitement de finition avant rejet ; - la purification de certains bains de traitement. Valorisation de peinture Limites du procédé L échange ionique n est pas adaptée aux : - effluents fortement chargés en sels ; - effluents chargés en matières en suspension, les particules colmatent rapidement les colonnes de résines ; - concentrations importantes de calcium : l acide sulfurique souvent utilisé pour réaliser la régénération des résines cationiques peut provoquer la précipitation de sulfate de calcium (gypse) ; - effluents chargés d huiles : ces impuretés diminue les rendements de transfert et dans certains cas peuvent bloquer l échange ; - effluents contenant des solvants : destruction possible des résines ; - substances organiques. Recommandations Il est recommandé d effectuer une étude préalable à la mise en place d une unité de traitement par résine. Définition précise des espèces en présence en nature et flux. Définition des volumes à traiter. Définition du chaînage à mettre en place et des fréquences de régénération : régénération sur site ou en centre de traitement agréé. Pour éviter une saturation rapide des résines, il faut éviter les flux de pollution importants, la mise en place de rinçage de protection doit être envisagée dans le cas de recyclage d eau de rinçage en traitement de surface.

194 Échange ionique 194 Valorisation de peinture En cas de présence de matières en suspension ou organique, un prétraitement par la mise en place de filtre et de charbon actif doit être réalisé. Si le flux de pollution retenu par la résine est chargé de calcium, la régénération de la résine cationique devra être réalisée par de l acide chlorhydrique. Le cycle de régénération des résines doit comprendre les phases de détassage, d injection de régénérant et de rinçage. Lorsque les flux polluants à fixés sont faibles, conduisant à des faibles fréquences de régénérations, la mise en œuvre d échangeurs d ions mobiles avec génération en centre de traitement agréé doit être envisagée. Ne jamais laisser les résines se sécher. Déchets générés L échange ionique, comme son nom l indique, est une technologie permettant la concentration d un flux de pollution sur une résine. À leur saturation, celles ci peuvent : - être régénérés en centre de traitement agréé, dans ce cas c est le centre de traitement qui se charge de traiter la pollution présente sur les résines ; - être régénérées in situ, dans ce cas toute la pollution captée sur la résine, additionnée des régénérants, doit être traitée sur site. Dans la plupart des cas le traitement est de type physico-chimique, mais il peut également être réalisé par évapo-concentration. Avantages Coût d investissement limité, installation entièrement automatisable y compris pour les cycles de régénération. Faible coût d exploitation. Adapté à toutes les pollutions minérales. Facilité d utilisation. Pas de limitation en terme de débit de traitement. Permet dans certains cas de faibles flux de pollution de réaliser un rejet zéro. Inconvénients En cas de volume et flux de pollution importants, la régénération des résines doit être réalisée in-situ. En cas de fonctionnement des installations 24h/24, la mise en œuvre de deux séries de chaînage (installation duplex) doit être réalisée. Non adapté au mélange d effluent à caractère minérale et organique.

195 L électrocoagulation 195 Objectif Valorisation Traiter les effluents chargés de particules ou matières colloïdales polarisés de façon à : - éliminer ces particules sous formes de boues, - rejeter un effluent conforme aux prescriptions de rejet. Principe L électrocoagulation consiste à coaguler les polluants grâce à une électrolyse à anode métallique consommable en aluminium ou en fer. Il se produit une réaction d oxydation anode dont le résultat est la formation d Al 3+ ou de Fe 2+. Les particules ou colloïdes polarisé sont difficiles à séparer (décantation, flottation, floculation) du fait de la présence en surface des particules de forces de répulsion négatives. La dissolution de l aluminium ou de fer sous la forme d Al 3+ ou Fe 2+ permet la neutralisation de ces charges superficielles et provoque leur agglomération en petits flocs dont la taille peut être augmentée par l ajout d un adjuvant de floculation. L excès d Al 3+ ou Fe 2+ est précipité sous forme d hydroxydes de fer ou d aluminium favorisant simultanément la coagulation et la floculation des particules. L électrolyse provoque également la décomposition de l eau et donc la formation d O 2 et H 2 gazeux libérés dans le milieu sous forme de microbulles emprisonnant les flocs et provoquant ainsi leur flottation. Dans ce contexte la séparation des phases est réalisée par flottation. Les boues peuvent être déshydratées, filtrés ou éliminés en centre de traitement collectif. de peinture Il existe deux types de réacteurs. Les réacteurs à anode/cathode immergés Ces réacteurs sont constitués d un assemblage d anode et de cathode ; l effluent est contraint de circuler dans cet assemblage.

196 L électrocoagulation 196 Les procédés à anode creuse auto-nettoyée en continu L effluent est injecté dans l anode cylindrique puis le flux est diffusé entre la cathode (partie mobile située au-dessus) et l anode creuse soluble (posée en contact du plateau-support placé en dessous) et subit à cet instant une électrolyse. Un écarteur-racleur balaye en permanence les surfaces actives, évitant tous dépôts isolants sur l anode et la cathode, et assure un écartement constant entre les électrodes. Valorisation de peinture Domaine d application Les effluents susceptibles d être traités par cette technologie de traitement peuvent contenir comme polluants : - des hydrocarbures, - des huiles émulsionnées, - des encres, vernis ou peintures, -, - des colloïdes et matières en suspension.

197 L électrocoagulation 197 Valorisation de peinture Limites du procédé L électrocoagulation n est pas adaptée aux : - effluents fortement chargés en matières en suspension provoquant un colmatage rapide des électrodes. Un traitement primaire de décantation ou filtration doit alors être mis en place ; - effluents chargés en huiles relargeantes, ce polluant peut réduire l efficacité de traitement. Un traitement primaire de déshuilage doit être mis en place ; - certains polluants peuvent empoisonner les électrodes et rendre inefficace le traitement ; - effluents très peu minéralisés. Basé sur l électrolyse, le milieu réactionnel doit être conducteur. Une injection de sels peut améliorer la conductivité ; - effluents fortement acides ou alcalins. Le ph optimal de traitement doit se situer entre 6 et 8. Un traitement primaire de mise à ph avant électrocoagulation doit alors être mis en place. Recommandations Il est indispensable d effectuer un essai de faisabilité avant tout investissement pour : - valider le rendement d épuration et le respect des objectifs de rejet ; - définir les paramètres de fonctionnement et donc de la filière de traitement à mettre en œuvre, mise en place de traitements primaires (décantation, filtration, déshuilage, mise à ph, injection de sels ). L effluent doit : - posséder une conductivité suffisante (ajout de sel) ; - avoir un ph allant de 6 à (mise à ph) ; - présenter des teneurs en matières en suspension modérées (préfiltration) ; - ne pas relarguer d huiles entières (déshuilage amont).

198 L électrocoagulation 198 Déchets générés Les boues issues du traitement sont fortement chargées en hydroxydes métalliques. Elles peuvent être déshydratées par filtre presse (la siccité obtenue avoisine 35 %). Mais elles peuvent également être filtrées ou gérées liquides. Selon le taux d humidité, elles devront être éliminées en centre de collectif de traitement ou en décharge de classe 1. Selon la nature présents et leur composition, une valorisation peut également être envisagée. Valorisation de peinture Avantages L électrocoagulation présente généralement des rendements d épuration plus intéressants que la coagulation chimique du fait de l oxydation possible des matières organique à l anode. Inconvénients Une maintenance des équipements est nécessaire par la présence d éléments tournants pour la technologie à anode creuse et par l accumulation de boues possibles dans le réacteur pour le procédé à anode/cathode immergées.

199 199 Valorisation de peinture

200 Procédé par plasma 200 Valorisation de peinture Principe Le nettoyage est effectué par pulvérisation d un gaz ionisé. Les pièces sont nettoyées par réaction chimique à des températures inférieures à 100 C (oxydation, réduction et autres réactions) dans un milieu appelé «plasma froid» (opération réalisable à température ambiante si la durée du traitement est courte). Ces réactions chimiques aboutissent à une élimination complète sous forme de produits volatils des salissures organiques présentes sur la surface de la pièce. Installations disponibles Gaz disponibles: O 2, N 2, Ar, H 2, CF 4, N 2 O Le plasma en enceinte: enceintes fermées permettant de nettoyer des pièces unitaires ou en batch (technologie la plus ancienne et la plus répandue). Ce dispositif nécessite: - une enceinte de taille plus ou moins importante, - un groupe de pompage pour créer le vide, - un système d injection de gaz, - une source d activation, - si besoin, un four de craquage des gaz générés et évacués en sortie, accompagné d un groupe frigorifique pour le refroidissement en circuit fermé, - un détecteur de gaz toxique et autres sécurités. Le plasma à pression atmosphérique: buse fixe ou rotative. Celle-ci permet de s affranchir du vide et d obtenir un traitement de zones particulières ou sur une surface, traitées par robot ou au défilé (technologie en fort développement) Buse Enceinte sous vide Arrivée du gaz Èlectrode O 2 CO 2 M* : molécules excitées ou atomes + : ions R : radicaux Pièce avec salissure organique H 2 O Vers la pompe sous vide h v : photons e- : électrons libres Flèches : rayonnement électromagnétique Enceinte

201 Procédé par plasma 201 Valorisation de peinture Impact sur l environnement a. Eau Il n y a pas d utilisation directe d eau. Il n y a donc pas de consommation d eau ni de rejet. b. Air Plasma à enceinte Pour la plupart, les gaz employés, tels que l Argon et l Oxygène, sont neutres vis-à-vis de l environnement et les quantités consommées sont relativement faibles. Par ailleurs la mise en œuvre s effectue en enceinte close. Lorsque l on doit utiliser du CF4. (tétrafluoro-méthane), il peut être nécessaire d installer un laveur de gaz sur la pompe d extraction. Des mesures effectuées lors d une étude effectuée par le CETIM sur la torche plasma du laboratoire montrent des rejets avec des valeurs très faibles inférieures aux valeurs limites demandées. Plasma atmosphérique Il se peut que le plasma forme un peu d oxyde d azote (NOx) lié à la catalyse de l humidité de l air à la mise en route des installations (odeur caractéristique). c. Déchets Les salissures étant sublimées et transformées, puis évacuées par aspiration ou traitées en enceinte, il n y a pas de déchets générés. Seules des particules solides seraient à éliminer régulièrement des enceintes. d. Énergie Les énergies nécessaires sont de trois ordres : - électricité, - air comprimé devant être propre et sec pour le plasma atmosphérique, - le gaz d injection pour le plasma à enceinte.

202 Procédé par plasma 202 Industrialisation de la technologie L industrialisation de la technologie au plasma doit tenir compte des éléments suivants en fonction des caractéristiques des pièces à nettoyer : Plasma à enceinte Dimensions Faible Moyenne Grande Adapté Moyennement adapté (taille enceinte) Moyennement adapté (taille enceinte) Complexité Adapté Adapté Adapté Quantité / Cadences Adapté Moyennement adapté (cycles longs) Peu adapté (cycles longs et taille enceinte) Variété Adapté Adapté Adapté Valorisation de peinture Plasma atmosphérique (nettoyage en continu) Dimensions (largeur bandes ou cordons) Faible Moyenne Grande Adapté Moyennement adapté (automatisation possible) Moyennement adapté (automatisation possible) Complexité Adapté Peu adapté Peu adapté Cadences (vitesse de défilement) Adapté Adapté Peu adapté (vitesse de défilement)

203 Procédé par plasma 203 Valorisation de peinture Avantages Performances Niveau élevé (surfaces exemptes de matières grasses) Traitement à basse température (pas de détérioration des matériaux) Mise en œuvre Plasma enceinte Procédé adapté au nettoyage de pièces en vrac (panier, tonneau,...) Plasma atmosphérique Procédé adapté au nettoyage de tôles ou joints en continu Faibles coûts de fonctionnement (Gaz introduit juste quand on en a besoin) Facilement automatisable Sécurité du personnel Environnement Peu de rejets atmosphériques Pas de pollution dans l eau ni déchets Pas de résidus de produits (sublimés dans le plasma) Inconvénients Performances Grandes quantités de salissures à éliminer Besoin d un prénettoyage Peu adapté aux salissures inorganiques et solides Plasma atmosphérique : nettoyage de surfaces planes / moyennement adapté aux vitesses de défilement élevées (développements en cours avec le plasma haute pression) Mise en œuvre Peu de retour d expérience en nettoyage Etude préalable indispensable, longue et coûteuse afin de pouvoir tenir compte de la grande quantité de paramètres et pour la mise en place du procédé Investissement Coût des enceintes (plasma enceinte)

204 Procédé par CO 2 supercritique 204 Principe CO 2 utilisé dans le domaine supercritique (température supérieure à 31 C, pression supérieure à 73,8 bars) pour lequel on a un pouvoir solvant, une diffusivité et un pouvoir de pénétration élevés. Les pièces sont nettoyées dans une enceinte en aspersion et/ou immersion par CO 2 sous pression (40 C, 250 bars) Le CO 2 est recyclé par distillation tout en éliminant les contaminants extraits. Diagramme des phases du CO 2 lors de la mise en œuvre en machine (Source CEA) Valorisation de peinture Installations disponibles Une installation type comprend : une chambre de travail pour le nettoyage, une source de CO 2 (citerne de CO 2 à l état liquide) un système de séparation du CO 2 des contaminants une pompe de pressurisation du CO 2 (5 à 30 MPa) Enceintes de laboratoire de petites tailles. Machine existante de capacité de 100 litres similaire à une machine hermétique solvant. Schéma de principe de la machine DFD (Source : Unitech Annemasse)

205 Procédé par CO 2 supercritique 205 Impact sur l environnement a. Eau Il n y a pas d utilisation directe d eau. Il n y a donc pas de consommation d eau ni de rejet. b. Air L impact environnemental est très faible étant donné que le CO 2 repart à l atmosphère en quantités très faibles, uniquement pendant 2 à 3 minutes sur tout le cycle, autrement, il reste confiné dans l installation.. c. Déchets Le volume de déchet produit correspond à la quantité de salissures présentes sur le support et récupérés dans la distilleuse. On y trouve également les traces du co-solvant en cas d utilisation en mélange avec la salissure. d. Energie L énergie utilisée est de type électrique. La quantité d énergie consommée correspond à celle nécessaire pour le fonctionnement de l installation. Valorisation de peinture Industrialisation de la technologie L industrialisation de la technologie au CO 2 supercritique doit tenir compte des éléments suivants en fonction des caractéristiques des pièces à nettoyer : Faible Moyenne Grande Dimensions Adapté Moyennement adapté (taille enceinte) Non adapté Complexité Adapté Adapté Adapté Quantité / Cadences Adapté Moyennement adapté (cycles longs) Peu adapté (cycles longs et taille enceinte) Variété Adapté Adapté Adapté

206 Procédé par CO 2 supercritique 206 Valorisation de peinture Avantages Performances Nettoyage équivalent à celui d un solvant organique ou d un nettoyage à sec (absence de traces de solvant et ultra propreté obtenue). Procédé permettant de travailler en CO 2 liquide ou supercritique en fonction de la pression d utilisation. Compatible avec la plupart. Peu de risques de corrosion et alliages (inertie chimique du CO 2 ). Déchets Les déchets sont uniquement constitués des salissures récupérées dans la distillation. Mise en œuvre Facilité (identique à une machine solvant). Procédé adapté au nettoyage de pièces en vrac (panier, tonneau) et de pièces variées. Sécurité et faible coût d utilisation. Environnement Faible impact en termes d émissions de CO 2 (Recyclage quasi total du fluide (consommation 3 à 4% du volume mis en œuvre par cycle). Inconvénients Performances Procédé peu adapté pour des cadences élevées et pour des pièces de grandes dimensions. Procédé non envisageable pour des pièces avec des trous bouchés Huiles et graisses en grandes quantités. Incompatibilité avec certains polymères et élastomères (lié à la pression) L efficacité du nettoyage est moindre vis-à-vis de contaminants polaires ou à poids moléculaire supérieur à 2 kg/mole ou les huiles fortement additivées. Dans ces conditions, il est nécessaire, pour améliorer son efficacité, d ajouter un co-solvant au CO2 supercritique. Mise en œuvre Peu de retour d expérience d installations automatisées. Procédé fonctionnant à des pressions élevées. Les industriels y sont peu habitués ; les fabricants doivent en maîtriser les risques. Investissement Coût de l équipement DFD de l ordre de 300 k (chambre de 100 litres) soit un surcoût d environ 50 % par rapport à une machine solvant étanche.

207 Procédé par CO 2 liquide ou neige carbonique 207 Valorisation Principe À température et pression ambiante, le CO2 conditionné sous forme liquide se détend pour former de la neige carbonique qui ensuite se sublime au contact de la pièce, passant de l état solide à l état gazeux sans passage par la forme liquide. Le nettoyage à la neige carbonique repose sur la combinaison de trois principes : 1. Le choc thermique : sous l effet du froid, les salissures se fragilisent et se rétractent provoquent une perte d adhérence qui décolle la pollution de la surface à nettoyer 2. L impact : les résidus se détachent de la surface à nettoyer sous la force de l impact du jet de neige carbonique, il s agit d un effet soufflant. Les particules de neige étant plus petites que les pellets (glace carbonique), la couverture de la surface de la pièce est mieux assurée 3. La sublimation : par l association du froid intense et du choc mécanique, la neige se sublime (le volume augmente d environ 500 fois) et provoque le décollement des résidus. Visualisation de la projection (doc Air liquide) de peinture Installations disponibles Une sphère ou une citerne pour stocker le CO 2. Le CO 2 liquide est véhiculé à partir du stockage par une canalisation de distribution. L air comprimé envoie le CO 2 liquide à travers un pistolet de projection (buse). Le nettoyage est réalisé manuellement ou en automatique. Cabine de projection insonorisée. Pompe haute pression CO 2.

208 Procédé par CO 2 liquide ou neige carbonique 208 Impact sur l environnement Valorisation de peinture a. Eau Il n y a pas d utilisation directe d eau. Il n y a donc pas de consommation d eau ni de rejet. b. Air Hormis le CO 2 utilisé pour la projection, il n y a pas d émissions atmosphériques. Le CO 2 liquide vendu par les gaziers et utilisé pour le dégraissage résulte des réactions de synthèse issues de la fabrication de certains produits. Au lieu d être rejeté à l atmosphère, ce CO 2 est récupéré, traité, purifié et commercialisé. Il ne s agit pas d utilisation de CO 2 fossile. La qualité du CO 2 produit est de type alimentaire. Il est utilisé pour la fabrication de boissons gazeuses, le conditionnement de denrées périssables ou des besoins industriels. La part de CO 2 équivalent liquide commercialisé pour l application «nettoyage cryogénique» (neige + glace) et ramené au volume global de CO 2 commercialisé en France est de l ordre de 1 à 2%. c. Déchets Le seul déchet généré est constitué par les salissures présentes sur la pièce à nettoyer. Les déchets sont prélevés le plus souvent dans une rétention située sous la zone, stockés (fûts, container ) puis éliminés en centre de traitement agréé, étant dans la plupart des cas classés comme déchets dangereux. d. Energie L énergie utilisée est de type électrique. La quantité d énergie consommée correspondant à celle nécessaire pour le fonctionnement de l installation de projection est négligeable. Industrialisation de la technologie L industrialisation de la technologie à la neige carbonique doit tenir compte des éléments suivants en fonction des caractéristiques des pièces à nettoyer : Faible Moyenne Grande Dimensions Peu adapté Moyennement adapté à adapté selon la pression d application adapté Complexité Adapté Moyennement adapté Inadapté Quantité Adapté Adapté si automatisation Moyennement adapté si automatisation Variété Adapté Moyennement adapté si automatisation Peu adapté si automatisation

209 Procédé par CO 2 liquide ou neige carbonique 209 Page 3/4 Valorisation de peinture Avantages Performances Atteintes des objectifs de propreté Pas d altération de la surface traitée Pas de planification poussée des opérations Déchets Faible volume de déchets Les déchets sont uniquement constitués des salissures présentes sur les pièces facilitée Mise en œuvre Facilité Formation aisée du personnel Faible encombrement de l installation Rapidité de traitement Possibilité d automatisation Environnement Faible impact environnemental Inconvénients Performances Inadapté aux pièces de faible taille et peu résistantes aux contraintes de pression et de débit Procédé peu adapté aux pièces avec huiles et graisses en grande quantité Parties inaccessibles et trous borgnes non nettoyés Projections de salissures liquides pouvant repolluer la pièce, souvent difficiles à collecter Mise en œuvre Peu de retour d expérience d installations automatisées. Risques pour le personnel Source d émissions sonores Brûlures par le froid

210 Procédé par vapeur sèche 210 Valorisation de peinture Principe La vapeur sèche est de l eau à l état gazeux. Les propriétés physiques de la vapeur sont caractérisées par les niveaux de pression, de température et de chaleur. Utilisation d eau en phase vapeur avec très peu d eau en suspension appliquée à des débits de 3 à 3000 kg/h. La température de vapeur permet d accélérer la phase de séchage après nettoyage des pièces. Installations disponibles Générateur de vapeur mobile ou centrale de production de vapeur sèche. Température dans la chaudière de 180 C et une pression de 10 bars. Outils manuels et systèmes d aspiration intégrés. Stations de lavage. Possibilité d installation automatisée (fontaine, machine, tunnel). Possibilité de réutiliser la vapeur existante sur un site (chaudière) avec un module de remise à niveau pour passer de la vapeur humide à la vapeur sèche. Température d application d au moins 140 C provoquant une température de la pièce de 45 C. Intérêt de la technologie Pas de projection. Nettoyage efficace sur toutes les surfaces planes et aux formes complexes. Nettoyage des parties électriques ou électroniques sans risque ni dommage. Séchage très rapide, absence de corrosion. Économie d eau très importante par rapport au nettoyage haute pression. La vapeur sèche permet de déshuiler, dégraisser, dépoussiérer. Elle permet le nettoyage et le rinçage (éliminer par le bas ce qui a été mis en solution sur le support, désinfecter, auto sécher. Elle permet d assurer une température maximale en sortie de buse, indispensable pour maximiser le pouvoir dégraissant. L ajout d un détergent (non toxique) à des proportions très faibles peut améliorer l efficacité. L ajout de produits spécifiques peut amener à des fonctions spécifiques (protection contre la corrosion, phosphatation).