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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.
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.
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 Valorisation de peinture
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.
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.).
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 60-504) donne une classification des fluides pour le travail. La spécification technique ISO/TS 12927 propose des lignes directrices pour l établissement de spécifications.
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.
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
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.
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)
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).
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.
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.
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 ).
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).
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
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
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
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.
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.
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.
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.
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 543-12 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.
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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
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
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. 4 1 2 3 6 1. 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.
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.
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.
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 10 9 3 8 4 7 5 6 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
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).
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
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
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 1 2 3 4 5 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).
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 70-80 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