DIRECTION ENVIRONNEMENT

DIRECTION ENVIRONNEMENT SCALEHAMMER : ESSAIS DE PERFORMANCE Dossier CRIQ n o 640-PE38150-R1 Rapport final Monsieur Steve Castegan VKI TECHNOLOGIES INC. 3200, 2 e Rue Saint-Hubert (Québec) J3Y 8Y7 GUY GENEST, ING. CONSEILLER INDUSTRIEL LINE JAULIN, M.SC.A. RESPONSABLE TECHNIQUE DIRECTION ENVIRONNEMENT LAURENT CÔTÉ, ING. ET AGR. DIRECTEUR DIRECTION ENVIRONNEMENT QUÉBEC, LE 7 NOVEMBRE 2007

ii TABLE DES MATIÈRES PAGE 1. MISE EN CONTEXTE... 1 2. OBJECTIFS... 1 3. DESCRIPTION DES TRAVAUX... 1 4. DESCRIPTION ET ANALYSE DES RÉSULTATS... 5 5. CONCLUSION... 8 ANNEXE A RÉSULTATS DE CARACTÉRISATION DE L EAU RÉCUPÉRÉE

iii TABLE DES MATIÈRES (suite) PAGE LISTE DES PHOTOS Photo 1 Scalehammer installé sur les lignes d alimentation d eau... 3 Photo 2 Échantillonnage des eaux à la sortie... 4 Photo 3 Préchauffage des lignes d eau à l aide d un four... 4 Photo 4 Dépôts de calcaires observés au 6 e jour d opération dans le bac de réception des eaux... 7 LISTE DES TABLEAUX TABLEAU I RÉSULTATS DES PESÉES TOUT AU LONG DE L ESSAI... 6 TABLEAU II PHOTOS DES SYSTÈMES DE DISTRIBUTION À DIFFÉRENTES PÉDIODES DE L ESSAI... 9 LISTE DES FIGURES Figure 1 Schéma du montage d essai... 2 Figure 2 Perte de poids en fonction du temps... 7

1 1. MISE EN CONTEXTE Des essais de validation de performance ont été réalisés sur des unités électroniques de traitement du calcaire : le Scalehammer. Le Scalehammer a pour fonction de répliquer les champs magnétiques et de les induire dans l eau. Ces ondes calibrées empêchent l attraction moléculaire des particules de calcaire. Ces particules restent alors librement suspendues et ne se cristallisent plus et n adhèrent plus aux parois des tuyaux. Ces unités sont utilisées pour prévenir l entartrage des tuyaux d alimentation en eau des résidences tels que robinetterie, équipements de distribution, éléments de chauffe-eau, etc. 2. OBJECTIFS VKI TECHNOLOGIES INC. a confié au CRIQ le mandat de mettre en évidence l action du Scalehammer sur la prévention des dépôts de tartre dans des distributeurs d eau en cuivre et des tubes de 1,27 cm (½ po) de diamètre en PEX (GTGLOBE-GTPEX-R) utilisés dans le réseau d alimentation de la ville de Las Vegas, Nevada. Plus particulièrement, ces essais visaient à démontrer l efficacité du Scalehammer sur la prévention de dépôts de tartre. Le suivi a été réalisé sur 2 lignes d eau chaude sur lesquelles une unité Scalehammer a été installée. La première ligne était constituée d un tuyau en PEX raccordé à une unité de distribution en cuivre neuve, donc sans dépôt de tartre à l intérieur. La deuxième ligne était composée d un tuyau d alimentation en PEX et d une unité de distribution en cuivre provenant d une installation à Las Vegas et ayant déjà servi donc présentant d importants dépôts de tartre à l intérieur. Afin de recréer les conditions d alimentation en eau chaude qui prévalent à Las Vegas, nous avons alimenté les deux lignes d eau avec de l eau dure synthétique préparée quotidiennement. La dureté de l eau synthétique utilisée durant les essais était en moyenne de 440 ppm (26 gpg)donc supérieure à celle rencontrée à la ville de Las Vegas, Nevada 308 ppm (18 gpg). 3. DESCRIPTION DES TRAVAUX Pour réaliser ces essais un montage expérimental a été mis en place. Le schéma détaillé de l installation d essais est présenté à la figure 1.

2 Unité Scalehammer Système de distribution d eau (témoin) Préchauffage Four (175 o C) Échantillonnage Sortie d eau Eau (80 o C) Unité Scalehammer Système de distribution d eau (test) Tube en Teflon (7,62 m) Tube en Pex Échantillonnage Sortie d eau Réservoir d eau dure synthétique (1 000 l) Bac de réception de l eau Figure 1 Schéma du montage d essai

3 La photo 1 montre l installation mise en place pour tester l unité Scalehammer. Photo 1 Scalehammer installé sur les lignes d alimentation d eau Comme nous l observons sur la photo 1, une unité Scalehammer a été installée sur des tubes en plastique de 1,27 cm (½ po) de diamètre alimentant chacun les 2 lignes d eau. Chaque ligne d eau était alimentée en eau dure normalisée. Chaque jour, 1 000 litres d eau dure ont été préparés selon le protocole décrit dans la méthode ONGC 2-11-94. Méthode 31.2. L eau dure avait une dureté de 440 ppm (26 gpg) et était préchauffée dans un four maintenu à 175 o C (347 o F). L eau à la sortie du four avait une température de 80 o C (176 o F) pour respecter la température maximum tolérée par les tuyaux en PEX 85 o C (185 o F). L eau dure préchauffée était acheminée vers les deux unités de distribution en cuivre. L eau sortant des unités était récupérée dans deux bacs et échantillonnée périodiquement afin de mesurer différents paramètres (Photo 2).

4 Photo 2 Échantillonnage des eaux à la sortie Les deux lignes (témoin et test) de même diamètre (1,27 cm, ½ po), ont été alimentées durant la même période et à la même fréquence afin de comparer l effet du Scalehammer. L alimentation était réalisée à une fréquence de 12 heures par jour, du lundi au vendredi. Le système n est pas en opération les samedis, dimanches et jours fériés. Photo 3 Préchauffage des lignes d eau à l aide d un four L alimentation en eau dure des lignes a été réalisée à l aide d une pompe péristaltique à raison de 35 litres/heure (voir photo 3). Les systèmes ont été alimentés durant 4 heures suivi d une période sans alimentation de 4 heures. Cette séquence d alimentation a été répétée 3 fois sur une période de 24 heures.

5 Un suivi régulier des dépôts de tartre a été réalisé à intervalle régulier. Périodiquement, les systèmes de distribution en cuivre ont été asséchés dans un four et pesés. Durant les 26 jours d alimentation, un échantillonnage de l eau d alimentation et de l eau à la sortie de chacune des lignes testées a été effectué dans les bacs de réception des eaux (Photo 2). L échantillonnage a été réalisé à l aide d échantillonneurs automatiques programmés à cette fin. Des échantillons d eau ont été collectés et analysés. Les paramètres de caractérisation sont : L alcalinité (APHA 2320); La conductivité (APHA 2510); La dureté totale (APHA 2340C) Le ph (APHA 4500); Les solides dissous (APHA 2540); Le calcium (APHA 3120); Le magnésium (APHA 3120). 4. DESCRIPTION ET ANALYSE DES RÉSULTATS Un suivi de l évolution des dépôts de tartre a été réalisé en procédant à des pesées périodiques des unités de distribution en cuivre une fois asséchées. Les résultats des pesées obtenues sont présentés au tableau I.

6 TABLEAU I RÉSULTATS DES PESÉES TOUT AU LONG DE L ESSAI PARAMÈTRE UNITÉ TÉMOIN PERTE DE POIDS DE L UNITÉ TÉMOIN (g) UNITÉ TEST PERTE DE POIDS DE L UNITÉ TEST (g) Poids initial (g) t = 0 626,17 918,39 Poids (g) t = 3 j 626,06 0,11 914,01 4,38 Poids (g) t = 6 j 626,05 0,12 904,20 14,19 Poids (g) t = 10 j 626,05 0,12 901,37 17,02 Poids (g) t = 12 j 626,06 0,11 901,51 16,88 Poids (g) t = 15 j 626,07 0,10 900,61 17,78 Poids (g) t = 17 j 626,07 0,10 901,46 16,93 Poids (g) t = 19 j 626,11 0,06 900,47 17,92 Poids (g) t = 22 j 626,10 0,07 900,26 18,13 Poids (g) t = 24 j 626,12 0,05 900,28 18,11 Poids (g) t = 26 j 626,13 0,04 899,91 18,48 Les pertes de poids observées pour l unité témoin et l unité test sont présentées à la figure 2.

7 Perte de poids des tubes testés (g) 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 Témoin Test 0 0 3 6 10 12 15 17 19 22 24 26 Temps (j) Figure 2 Perte de poids en fonction du temps L action du Scalehammer est clairement mise en évidence sur ce graphique qui illustre la perte de poids observée dès la mise en fonction du système de détartrage sur le système de distribution déjà entartré. En effet, dès le 3 e jour d opération, nous enregistrons une diminution de poids de 4,38 g. La perte de poids atteint 17,02 g après 10 jours d opération. Cette diminution de poids est observée tout au long des 26 jours d alimentation, comme nous pouvons l observer à la figure 2. Les dépôts de calcaire retirés de l unité test sont observables à l œil nu comme l illustre la photo 4. Photo 4 Dépôts de calcaire observés au 6 e jour d opération dans le bac de réception des eaux

8 Les dépôts de tartre présents dans l unité test sont éliminés de façon significative dès la mise en fonction du Scalehammer sur la ligne d alimentation test. Donc, non seulement le Scalehammer prévient le dépôt de calcaire, mais il permet aussi de réduire le dépôt déjà présent à l intérieur des tubes. Nous pouvons observer ce phénomène sur les photos présentés au tableau II. Quant à la ligne témoin, aucun dépôt de tartre n est enregistré dans l unité puisque son poids demeure constant durant toute la durée de l essai. Ceci démontre l effet du Scalehammer à prévenir les dépôts de tartre. Les photos des unités prises lors des pesées illustrent bien l effet du Scalehammer, comme il est possible de l observer sur les photos présentées au tableau II. Des échantillonnages composés 24 heures ont été réalisés à l aide d échantillonneurs automatiques aux jours suivants : 1, 4, 7 12, 15, 19, 21, 23, 24, et 26. Le résultat de la caractérisation des eaux échantillonnées est présenté à l annexe A. Peu de changements sont observés au niveau des différents paramètres de suivi. Ceci nous amène à conclure que le Scalehammer n a pas d action sur les propriétés chimiques de l eau. 5. CONCLUSION Cet essai a permis de mettre en évidence l effet de l unité Scalehammer sur la prévention des dépôts de calcaire dans une ligne d alimentation en eau chaude. En effet, suite à l essai réalisé durant 26 jours, il a été observé que l unité Scalehammer qui induit un champ magnétique dans l eau, permet de prévenir le dépôt de calcaire dans l unité témoin. De plus sur l unité test, après un certain nombre de jours d opération les dépôts de tartre initialement présents dans le système de distribution d eau en cuivre ont été réduits de façon importante. Après 19 jours d opération, l enlèvement de tartre observé semble se stabiliser. Les pertes de poids observées après cette période, sur l unité test, sont stabilisées. Aucune augmentation de poids qui aurait indiqué un dépôt de tartre, n a été observée aussi bien dans l unité témoin que dans l unité test.

9 TABLEAU II PHOTOS DES SYSTÈMES DE DISTRIBUTION À DIFFÉRENTES PÉDIODES DE L ESSAI PHOTO - UNITÉ TÉMOIN PHOTO - UNITÉ TEST t = 0 t = 3 j t =10 j t = 12 j t = 26 j

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ANNEXE A RÉSULTATS DE CARACTÉRISATION DE L EAU RÉCUPÉRÉE

A.1 Paramètres mesurées Point d'échantillonnage No-CRIQ Date du prélèvement Temps d'essai Alcalinité totale ( en CaCO3) Conductivité Dureté totale (en CaCO3) ph Solides dissous totaux Mg Ca (j) mg/l micros/cm mg/l mg/l Entrée alimentation 28633 2007-08-29 1 71 943 440 8 570 40,75 115 Sortie témoin 28634 2007-08-29 1 72 956 450 8,1 590 42,11 118 Sortie test 28635 2007-08-29 1 57 995 480 7,8 620 41,26 114 Entrée alimentation 28693 2007-09-05 4 69 929 450 8 660 39,75 110 Sortie témoin 28694 2007-09-05 4 71 947 450 8,1 640 38,14 104 Sortie test 28695 2007-09-05 4 72 957 460 8,1 650 40,75 116 Entrée alimentation 28737 2007-09-10 7 67 918 440 7,9 610 39,26 110 Sortie témoin 28738 2007-09-10 7 69 934 450 8,2 650 38,25 106 Sortie test 28739 2007-09-10 7 70 950 450 8,2 670 25,41 96 Entrée alimentation 28887 2007-09-18 12 68 928 450 7,9 570 38,92 107 Sortie témoin 28888 2007-09-18 12 70 951 460 8,1 610 41,2 114 Sortie test 28889 2007-09-18 12 71 962 460 8,1 660 40,4 111 Entrée alimentation 28912 2007-09-21 15 67 888 420 8 670 35,11 102 Sortie témoin 28913 2007-09-21 15 68 904 430 8,2 640 37,54 106 Sortie test 28914 2007-09-21 15 69 908 430 8,1 690 31,12 105 Entrée alimentation 28946 2007-09-26 17 65 798 380 7,4 590 29,5 84 Sortie témoin 28947 2007-09-26 17 66 900 430 7,9 670 37,77 106 Sortie test 28948 2007-09-26 17 67 901 430 8,1 680 36,05 100 Entrée alimentation 29031 2007-09-28 19 68 941 470 8,3 890 38,38 109 Sortie témoin 29032 2007-09-28 19 68 943 470 8,3 700 38,13 108 Sortie test 29033 2007-09-28 19 69 945 470 8,3 700 39 110 Entrée alimentation 29086 2007-10-03 21 67 927 450 7,9 680 38,79 111 Sortie témoin 29087 2007-10-03 21 69 957 450 8,2 700 40,04 116 Sortie test 29088 2007-10-03 21 69 954 460 8,1 710 40,2 115 Entrée alimentation 29104 2007-10-05 23 98 873 450 8 640 36,62 105 Sortie témoin 29105 2007-10-05 23 70 903 440 8,1 660 37,59 107 Sortie test 29106 2007-10-05 23 71 901 450 8,1 670 37,86 108 Entrée alimentation 29135 2007-10-10 24 68 880 420 7,9 600 36,93 107 Sortie témoin 29136 2007-10-10 24 69 897 440 8,2 620 37,35 108 Sortie test 29137 2007-10-10 24 70 910 440 8,2 630 37,18 110 Entrée alimentation 29167 2007-10-12 26 71 947 470 8 600 39,72 114 Sortie témoin 29168 2007-10-12 26 72 967 470 8,2 600 40,79 116 Sortie test 29169 2007-10-12 26 72 960 480 8,2 630 40,63 116