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Note de veille
Développement Durable
Mars 2015
Veille technologique
Solutions industrielles de nettoyage – Etat des
lieux et développements
Depuis les années 1990, des réglementations ayant pour objectifs de protéger l’environnement et
de réduire des risques d’hygiène et de sécurité ont obligé les industriels à rechercher pour leurs
opérations de nettoyage et de dégraissages de leurs pièces des solutions alternatives afin de
remplacer des produits interdits et limiter les impacts des procédés. Par ailleurs, des exigences
liées à la qualité du nettoyage s’imposent de plus en plus fréquemment en vue de l’obtention d’une
propreté adaptée après le nettoyage : absence d’hydrocarbures, propreté particulaire, adhérences
de colles et peinture, protection temporaire, …
Des voies de solutions se sont imposées, des technologies émergentes ont apparu, et cette note
de veille résume ces évolutions et les nouvelles applications.
Cette note de veille est présentée par types de procédés, avec la mise en avant de nouvelles
machines, de nouveaux produits ou d’applications remarquables. Il s’agit tout particulièrement de :
- Procédés lessiviels par immersion, aspersion, mixtes, produits récents, solvants en dispersion
dans l’eau,…
- Procédés solvants : machines à haute productivité, nouvel agro-solvant, solvants fluorés, …
- Procédés émergents en cours d’industrialisation : CO2 supercritique, Vapeur, …
Sommaire
I.
RAPPELS SUR LES TYPOLOGIES DE MACHINES
2
1.
Machines à cuves
2
2.
Machines à chambre de travail
2
II.
LES PROCEDES ACTUELS
3
1.
Les procédés lessiviels
3
2.
Les procédés solvants
3
3.
Les procédés en cours d’industrialisation
3
III.
FOCUS SUR DES PROCEDES
4
1.
Machines fermées haute performance sous vide
4
2.
Machine fermée compacte pour lavage rapide de pièces unitaires
5
3.
Machines hermétiques haute productivité
5
4.
Machines solvants fluores
5
IV.
FOCUS SUR DES PRODUITS
6
1.
Solvants en dispersion dans l’eau
6
2.
Produits lessiviels
7
3.
Agrosolvants
8
Profession DD – Solutions industrielles de Nettoyage – Mars2015
Note de veille
Le lavage de pièces est le résultat d’une combinaison d’actions mécaniques et d’actions chimiques. Nous nous intéressons dans
cette note de veille aux différents procédés de lavage existant ou en cours d’industrialisation.
En fonction de la classification des différents types de machines, on rappellera les différents principes, les familles de produits
utilisés couramment, et on mettra en avant les applications ou nouveautés remarquables.
Les machines à laver les plus courantes, peuvent être classées en trois grandes familles en fonction de leur conception.
- Machines à cuves (utilisant des produits lessiviels)
- Machines à chambre de travail (utilisant des produits solvant et lessiviels)
- Machines à passage (utilisant des produits lessiviels)
Des procédés émergents sont en cours d’industrialisation ou ayant été intégrés pour des applications spécifiques seront également
abordés.
I.
RAPPELS SUR LES TYPOLOGIES DE MACHINES
1. Machines à cuves
Ce type de machine n’est pas hermétique, la cuve (ou les cuves) peut être ouverte, munie d’un couvercle, ou capotée.
Les produits utilisés sont à priori sans risques pour les utilisateurs. On trouvera :
- Les produits lessiviels
- Les solvants hydrocarbures utilisés à température ambiante et à haut point d’éclair afin de limiter les risques d’inflammabilité
- Les solvants fluorés, dans des installations spécifiques, afin de limiter les pertes par évaporation
Ce type de machine est généralement géré par un automate. Le panier est d’abord plongé dans un ou 2 bains de lavage, avec un
choix éventuel entre plusieurs lessives, par exemple en fonction du matériau de la pièce. Les pièces sont ensuite rincées (bains
morts, rinçage cascade, eau de ville, eau déminéralisée, eau osmosée) puis séchées (soufflage, air chaud, sous vide ou par
solvant fluoré). Pour chaque cuve de lavage ou rinçage, les différentes possibilités d’action mécanique peuvent être prévues
(aspersion, agitation, mouvement du panier, ultrasons), ainsi que différentes options de filtration.
2. Machines à chambre de travail
La caractéristique de ce type de machine est que la charge reste dans la même enceinte, pendant les différentes opérations du
cycle de lavage. Ces machines sont donc plus compactes que les installations multi-cuves. Ce type de machine a généralement
une automatisation plus ou moins sophistiquée des cycles de lavage. On retrouve les machines à chambre fermée et les machines
hermétiques
Machines à chambre fermée
Par opposition aux machines à chambre hermétique, les machines à chambre fermée n’assurent pas l’absence d’émanations
gazeuses. Après introduction de la charge et fermeture de la porte, le produit de lavage du réservoir rentre dans la chambre de
travail (par immersion ou par aspersion) en passant par un filtre. Ensuite, la chambre de travail se vide et le produit retourne dans
son réservoir d’origine.
Les mêmes opérations peuvent se succéder avec d’autres réservoirs, pour un lavage plus poussé avec un bain de rinçage, un
produit de regraissage…
Enfin le panier est séché par circulation d’air chaud.
Des options permettent un lavage plus poussé (aspersion, agitation, mouvement du panier, ultrasons, filtration continue).
Machines à chambre hermétique
Ce type de machine a la même structure et le même mode de travail qu’une machine à chambre fermée, mais elle est
complètement étanche, pour éviter pratiquement toute émanation de produit, y compris en phase vapeur, grâce à une mise sous
vide. Ceci permet l’utilisation de produits dangereux sur le plan de la sécurité ou sur le plan sanitaire, principalement pour des
solvants :
- Les produits présentant des risques d’incendie, ou d’explosion lorsqu’ils sont utilisés au-dessus de leur point éclair (solvants
hydrocarbures ou alcool modifié).
- Les solvants qui ont des valeurs limites d’exposition et de rejet dans l’atmosphère à respecter (en particulier les solvants chlorés :
perchloréthylène, dichlorométhane …)
Des systèmes de sécurité permettent l’ouverture ou non de la chambre de travail, en fonction des taux résiduels de vapeur de
solvant dans la chambre. Dans le cas d’utilisation d’un solvant chloré, celui-ci est régénéré par une unité de distillation
Machines à passage
Sur ce type de machines le lavage ne se fait pas par charges séparées, mais de manière continue. Les pièces à nettoyer rentrent
d’un côté de la machine et ressortent de l’autre côté.
Le principal avantage est la possibilité d’intégration dans le flux de production.
Ces machines ne sont pas hermétiques. On retrouve les machines tunnel (positionnement des pièces sur un tapis ou sur une
balancelle) ou à vis d’Archimède (assurant l’acheminement des pièces)
Ces machines fonctionnent par aspersion avec des produits lessiviels (lavage, rinçage, séchage)
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Profession DD – Solutions industrielles de Nettoyage – Mars2015
II.
Note de veille
LES PROCEDES ACTUELS
Ces tableaux récapitulent les machines récentes et les nouveaux produits utilisables dans des procédés lessiviels :
1. Les procédés lessiviels
Procédé
Applications typiques
Machines
multicuves
-
-
-
Machines à
chambre :
- Machines
fermées
- Machines
fermées sous
vide
-
-
Machines
spéciales
-
-
Procédés récents
Traitement de surfaces (premières étapes)
– pièces en vrac ou positionnées – Tailles et
complexité très variables
Machines
interopérations
pour
le
dégraissage dans la mécanique – diversité
importante.
Propreté spécifique : ex enlèvement des
pâtes à polir pour l’industrie horlogère, le
médical, l’optique - pièces petites,
complexes, nombre d’étapes d’immersion
nombreuses
Pièces de tailles moyennes à petites (en
panier) :
 Machines interopérations dans la
mécanique
intégrables
dans
la
production.
 Machines aspersion / immersion
forcée mono ou multi bain
 Machines
fermée
avec
gestion
optimisée du traitement des effluents
Pièces de grandes tailles : pièces unitaires
 Machines par aspersion mono ou multi
bain
Machines pour nettoyage localisé
Machines pour départiculage de circuits :
circulation du liquide à l’intérieur de tubes,
de moteurs, …
Carrousels de lavage
Produits récents
-
-
-
-
-
Machine pour le
décolletage :
MECANOJET
Compact
Machine
fermée
haute performance
sous vide : DÜRR
ECOWAVE
-
Solvants en dispersion
dans l’eau : Applications
ARCANE et ZESTRON
Nano-émulsion
:
NACTOSOLV
Produit Aéronautique :
SPEED BIO
Solvants en dispersion
dans l’eau : Applications
ARCANE et ZESTRON
Machine à aspersion
rapide
MECANOFAST
2. Les procédés solvants
Procédé
Applications typiques
Machines
multicuves
Machines pour obtention de propreté spécifique
pour industries produisant des pièces à haute
valeur ajoutée : Aéronautique, électronique,
horlogerie, médical, l’optique - pièces petites,
complexes,
Pièces de tailles moyennes à petites (en panier)
:
- Petites machines interopérations dans la
mécanique intégrables dans la production.
- Machines pour pièces à productivité plus ou
moins importante
Pièces de grandes tailles : Machines spéciales
Machines
hermétiques
Procédés récents
Produits récents
Solvants fluorés pour le
dégraissage : Applications
DUPONT
(C2M)
et
3M
(INVENTEC)
Machines hermétiques
haute productivité pour le
décolletage : DÜRR
ECOCCORE / PERO R1
Agro Solvants : développement
d’un solvant à + de 50%
d’origine
biosourcée
:
TOPKLEAN ORGANIC
3. Les procédés en cours d’industrialisation
Le grand programme Écotec du Cetim a ouvert la voie à plusieurs technologies de nettoyage qui sont aujourd’hui proposées aux
industriels. Les dernières en date font appel à de nouvelles générations de solvants organiques (agrosolvant et en dispersion dans
l’eau (voir précédemment)), au CO2 supercritique ou au dégraissage par vapeur sèche.
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Note de veille
CO2 supercritique (CO2 SC)
Depuis 2012, le CETIM travaille en co-développement avec la société DFD afin de mettre sur le marché une machine de nettoyage
au CO2 supercritique, avec un objectif de substitution à moyen terme des procédés solvants à un prix marché compétitif.
Ce procédé 100 % à sec combine les atouts d’un gaz et d’un liquide. Dans cette machine, les particules d’usinage sont séparée s
par gravité au fond de la cuve, tandis que le CO2 SC embarque les autres polluants (huiles de coupe, fluides de traitement de
surface, etc.). Totalement purifié à l’issue du processus, le CO2 est alors recyclé à l’état liquide dans la machine.
Le chargement dans les installations de nettoyage de DFD peut être manuel
dans le cas des petites séries, ou automatisé pour les fortes cadences. Novam
- Designer industriel
Schéma de principe Nettoyage au CO2 supercritique
Le codéveloppement se poursuit aujourd’hui par la validation d’un prototype conçu pour
nettoyer des pièces mécaniques sur les plans techniques, de production industrielle,
environnementale et énergétique. Les industriels qui seraient intéressés pour participer à
cette validation peuvent prendre contact avec les experts du CETIM.
Vapeur en chambre
Les recherches de la société MECANOLAV RIDEL, fabricant de machines de nettoyage des
pièces, sur le nettoyage à la vapeur sèche, ont conduit au co-développement d’une machine
nettoyant à la vapeur en circuit fermé. Le cahier des charges de cette machine a été établi en
commun avec le CETIM, afin de permettre de nettoyer et de dégraisser avec de l’eau et de la
vapeur, sans faire usage d’additifs ni de produit lessiviel, des pièces disposées dans un panier
standard.
L’objectif de cette technologie est de répondre à des besoins de propreté interopérations, avec
la mise en place facilitée dans les ilots de production et répondant particulièrement bien au
besoin des fabricants de petites pièces mécaniques (décolletage notamment) en particulier
pour remplacer les installations de nettoyage au solvant organique, dont l’utilisation est en voie
d’interdiction, ou de procédé lessiviel en interopérations si la propreté demandée est suffisante.
Cette machine est aujourd’hui opérationnelle, et des tests de performances sont
programmés au Cetim pendant environ six mois (prendre contact avec les experts du
CETIM).
III.
Machine nettoyant à la vapeur
en
circuit
fermé
par
Mecanolav - Photo cetim
FOCUS SUR DES PROCEDES
1. Machines fermées haute performance sous vide
Ces machines permettent un nettoyage par aspersion et immersion combinées de haute performance, grâce au nettoyage dans
chambre de travail résistante au vide, ce qui permet un dégraissage et un départiculage de pièces complexes. Elles peuvent
comporter au choix deux ou trois étapes de nettoyage indépendantes. Une autre innovation consiste à associer deux tailles de
chambre de travail différentes, ce qui permet une composition individuelle
des dimensions de charge.
LES BÉNÉFICES EN BREF:
- Un nettoyage fin grâce à la disponibilité de deux / trois bains
- Technologie innovante avec un encombrement réduit
- Les coûts unitaires sont réduits : répartition des charges de pièces en
optimisant le volume occupé (jusqu’à 30 % selon les fabricants)
- Une optimisation du départiculage grâce à un flux optimisé des
médias : Des réservoirs cylindriques verticaux évitent le dépôt de
particules résiduelles par rapport aux réservoirs rectangulaires
- Un séchage efficace grâce au séchage combiné air chaud et par le
vide
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Machine ECOWAVE – document commercial DÜRR
ECOCLEAN
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2. Machine fermée compacte pour lavage rapide de pièces unitaires
Il s’agit d’une machine ultra compacte (600 mm de large) qui lave et sèche de façon unitaire une pièce mécanique en moins de
30 secondes. Ceci est réalisable grâce à :
- Une aspersion ciblée
- Un outillage spécifique aux pièces traitées garantissant un niveau de propreté particulaire en termes de gravimétrie,
- La triple filtration avant la pompe ainsi qu'un filtre à cartouche sur le circuit d'aspersion garantit la propreté du fluide de
lavage.
- Un séchage s'effectue par pulse d'air comprimé.
Applications
- Lavage en ilot de production
- Lavage en ilot d’usinage
- Lavage de pièces de formes
complexes
- Flux de production en pièces à
pièces
- Dépollution particulaire
Particularités
- Aspersion ciblée
- Nettoie et sèche en moins de 30
secondes
- Travail en circuit fermé
- Encombrement réduit : largeur 600
mm
- Faible consommation de lessive et
énergie
- Changement de série rapide
- Rampes et posages adaptés à la
pièce
- Triple filtration permettant de
maintenir le fluide de lavage propre
Machine de lavage par aspersion / de séchage
– Document commercial MecanoFAST
3. Machines hermétiques haute productivité
Les machines hermétiques solvant répondent de plus en plus à des besoins de
productivité importants. Elles sont développées pour travailler avec les solvants
alternatifs de type solvants hydrocarbures, alcools modifiés, mais aussi avec des
solvants chlorés autorisés (perchloréthylène). Les capacités de charge ont ainsi
doublé par rapport aux anciennes générations de machines tout en garantissant
une qualité de nettoyage équivalente. Cette réduction des cycles de moitié permet
notamment de limiter les tailles de machines.
Des progrès sont également réalisés afin d’avoir :
des capacités de distillation améliorées
Une réduction des émissions et des consommations grâce à :
 Faible consommation d’énergie et faible puissance électrique grâce à la
récupération de la chaleur
 Faible consommation de solvant grâce au séchage parfait des pièces et
des filtres
 Faible consommation de stabilisant grâce à la technique sous vide
complète
Machine PERO R1 – document commercial PERO
4. Machines solvants fluores
MACHINES MULTICUVES SPECIFIQUES
Evaluation des émissions de solvant des machines
Un travail a été mené en commun avec le CTDEC et la CARSAT Rhône Alpes sur les utilisations de ces solvants dans les
applications de nettoyage en décolletage en ligne dans le processus de production. Les HFC (HydroFluoroCarbone) et les HFE
(HydroFluoroEther) ont été évalués dans le cadre de l’utilisation de ces produits dans des machines adaptées : les fournisseurs
ont été intégrés à la réflexion et une rencontre de présentation des résultats et d’échanges s’est déroulée en Octobre 2014.
Présentation des produits
Ces produits sont destinés à des applications de nettoyage des pièces métalliques. Il s’agit d’un mélange azéotropique de
substances (composition constante lors de la distillation) :
- Une base fluorée (Hydrofluoroethers, hydrofluoroalcène)
- Un solvant chloré (trans-dichloroéthylène)
Leur pouvoir solvant dépend de la teneur en 1-2 trans-dichloroéthylène (5- 97%)
Ils peuvent être utilisés à la température ambiante ou à chaud.
Les références commerciales sont les suivantes :
Bases
Références
HFC
VERTREL SDG
HFE
PROMOCLEAN 90 C
Fournisseurs
DUPONT (distributeur C2M)
3M (distributeur INVENTEC)
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Mise en œuvre
Voici des exemples de machines adaptées à ces types de produit. Elles permettent de limiter au maximum les pertes, compte
tenu du cout élevé de ces produits (20€ à 40€ le kg) :
Machine ouverte
Machine capotée
Evaluation des machines utilisant les solvants fluorés
Des essais ont été menés sur une ligne pilote de décolletage au CTDEC. Des mesures de COV via des prélèvements en vue
de vérifier les émissions résiduelles de solvant, ont été réalisées sur les deux types de machine.
Les mesures d’émissions réalisées autour de la
machine et lors des phases d’utilisation et de
maintenance, ont montré que la machine capotée
(cas le plus favorable en terme d’émissions)
respectait les valeurs d’exposition des HFE ou
HFC et du dichloroéthylène, hormis dans les
périodes de maintenance, contrairement à la
machine ouverte.
La conclusion principale de cette étude est que les
machines multi-cuves utilisant des solvants fluorés
ne peuvent être utilisées que par des moyens
automatisés. En effet ces dispositifs permettent la
limitation des effets pistons, une faible vitesse de
défilement du robot, une légère extraction dans le
capotage, le maintien des systèmes de
condensation à l’arrêt de la machine, voire une
automatisation
plus
poussée
(portes
d’entrée/sortie et couvercles, …)
Usitronic - Cellule de production auto-adaptative. Produire grâce à une cellule
entièrement autonome. Surveillance automatique de la production- Image
CETIM-CTDEC.
IV.
FOCUS SUR DES PRODUITS
1. Solvants en dispersion dans l’eau
Les produits classiques utilisés en nettoyage, sont essentiellement composés des familles des solvants chlorés et non chlorés
et des produits lessiviels.
Une autre voie a paru intéressante à explorer, sur la base d’une application intéressante en aéronautique, celle des solvants
émulsionnables ou en dispersion dans l’eau.
L’avantage entrevu est la combinaison de solvants et d’eau, en alternative des procédés lessiviels (de formulation souvent
complexe, et dont les méthodes de suivi des bains peuvent être contraignantes).
Deux fabricants de produits chimiques ont mis en place des nouveaux concepts de solvants utilisables en microémulsion
dans l’eau :
• La société ZESTRON, avec son concept MPC : « Micro Phase Cleaning »
• La société ARCANE INDUSTRIES, avec son concept US : « Universal Solubility »
Ces technologies permettent d’associer les avantages des solvants et des nettoyants lessiviels traditionnels, sans présenter
leurs inconvénients.
Ces produits peuvent être utilisés dans des procédés lessiviels classiques par aspersion et par immersion.
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Retour d’expérience (présenté lors d’une journée CleanMeca )
Cette société du domaine aéronautique utilise une machine de lavage par
aspersion pour la maintenance de pièces de réacteur, en substitution de
trichloréthylène.
Les besoins de l’entreprise sont les suivants :
- Matériaux dégraissés : aluminium, titane, alliages de Nickel
- Salissures présentes : Graisses, hydrocarbures, huile moteur,
graphite, pollution importante et variée
- Contraintes de propreté
o CND (ressuage) : couche superficielle gênant le CND
o Avant Traitement de surface ou lavage haute pression
o Puis assemblages
La machine fonctionne par aspersion, avec un traitement des effluents
en boucle fermée sans rejet (séparation des polluants par distillation)
Comme caractéristiques principales de la machine, on notera :
- Une aspersion modulable en pression (14 bars), à deux étages
(lavage puis rinçage),
- Un système de séchage air chaud performant (séchage de pièces à géométrie complexes - par ex. nids d’abeille…).
- Travail à faible température (45°C), concentration de 7 à 11%, durée 30 minutes
Le retour d’expérience a montré :
- Bilan global :
o Diminution forte des émissions de COV (et conformité vis à vis de la réglementation COV validée)
o Retour positif en atelier (amélioration sensible des conditions d’hygiène et Sécurité)
o Confort d’utilisation de la machine
Bilan technologique :
o Efficacité vis à vis des différentes pollutions rencontrées
o Efficacité vis à vis des différentes géométries de pièces
o Compatibilité avec les procédés en aval après dégraissage
o Simplicité d’utilisation du procédé par l’atelier
o Surfaces hydrophiles après nettoyage (subsiste un film néanmoins qui peut être gênant pour le CND)
o Odeur légère
- Bilan économique et d’exploitation
o Longue durée de vie du produit : 2 vidanges complètes
réalisées depuis 2006 (en 2009, puis 2011)
o Une pompe changée en 18 mois
o Charbon changé il y a 4 ans
o Joints changés (car attaqués par le produit)
o Amortissement au bout de 18 mois du cout du produit
uniquement par la réduction de la consommation
électrique de la nouvelle ligne de lavage (diminution de
la consommation électrique par 40)
o Pour un cout horaire total d’environ 20 € par heure, on
note la répartition suivante des couts de fonctionnement
(les consommables prennent une part importante à
cause du cout du produit)
2. Produits lessiviels
NOUVEAU PRINCIPE DE NANO EMULSION
Il s’agit de détergent formulé à partir de composants minéraux nano-actifs mobiles sous forme de microsphères de taille entre
-5
-7
10 à 10 cm, constitué de mélanges à base de nanoparticules complexes sous forme de micelles colloïdales stables, mobiles
et qui ont une énergie importante.
Le processus de détergence est accéléré : Les molécules d’hydrocarbure sont secouées, soulevées, séparées, fractionnées et
capturées dans une forme de suspension active, avec une réaction instantanée entre l’émulsifiant et les nanoparticules, qui
accélère les phénomènes. Les molécules d’hydrocarbures sont donc décomposées jusqu’à une taille colloïdale et sont donc
nano émulsionnées dans une solution aqueuse.
Il est impératif de ne pas utiliser le produit pur mais avec une dilution suffisante dans l’eau pour profiter et activer ses propriétés
naturelles en totalité et bénéficier des performances du mécanisme de détergence de ses nano-émulsions actives et de son
excellente mobilité même à des concentrations extrêmement faibles. Les ultrasons sont indispensables à son fonctionnement,
qui doivent être constamment en fonctionnement (sinon les nano-émulsions libèrent immédiatement les salissures et un film se
retrouve sur les pièces).
Ce principe a été développé par la société BIOENVY. Une référence commerciale existe : Nacto’Solv.
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Note de veille
PRODUIT SPECIFIQUE DANS DOMAINE AERONAUTIQUE
Le produit SPEED BIO a été développé pour le nettoyage dégraissage et la décontamination dans l'industrie aéronautique et a
démontré des propriétés répondant aux exigences d'une substitution en termes de qualité, sécurité, environnement et
compétitivité.
Il est composé de substances naturelles renouvelables (tensio-actifs végétaux). Ses principes actifs naturels agissent sur les
biofilms et la structure moléculaire des polluants quel que soit la surface et le type de matériau brut ou peint
Il en résulte avec une action mécanique simple et appropriée sans rinçage les effets immédiats suivants :
- décollement des souillures organiques et minérales,
- hydrolyse des graisses et huiles diverses (déstructurations des agents liant les corps gras)
- propreté chimique et particulaire supérieure (absence de film chimique constaté après traitement thermique)
- biodégradation accélérée générant une charge moins voire non polluante des rejets et déchets
Les applications et modes opératoires sont multiples:
- dégraissage des pièces par pulvérisation, trempage + essuyage, brossage soufflage, vapeur, eau sous pression, fontaines,
préparation avant traitement de surface
- entretien et maintenance des machines d'usinage, laboratoires, ateliers en manuel et machine
- décontamination particulaire et microbiologique (action bactéricide, virucide, fongicide, levuricide) de salles sous atmosphère
contrôlée et pièces
3. Agrosolvants
AGRO SOLVANT POUR MACHINE HERMETIQUE
Contexte et présentation
Un projet AGROSOLVANT a regroupé un consortium d’industriels, de centres techniques et d’universités et avait pour objectif
de proposer de nouveaux solvants agro-sourcés et efficace pour les domaines d’applications ciblés que sont le dégraissage des
pièces mécaniques et la formulation de produits phytosanitaires.
ARD, le coordinateur du projet, a proposé des développements autours de l’acide succinique, obtenus pour la première fois de
manière industrielle par biotechnologie (maintenant proposé par la société BIOAMBER). Ainsi des esters méthyliques,
éthyliques, amyliques et octyl-décyliques ont été développés au stade pilote. Après des études physico-chimiques et de
modélisations réalisées par l’Université de Technologie de Compiègne (UTC), le succinate de diméthyle s’est avéré être le
solvant le plus prometteur pour les applications de nettoyage en machine sous vide.
INVENTEC, fabricant de produits chimiques, a déclaré son intérêt et a mis au point une formulation à base de succinate de
diméthyle compatible avec les méthodes de nettoyage actuel pour des opérations de nettoyage des pièces mécaniques et de
précision, sous le nom commercial TOPKLEAN ORGANIC, et présenté en avant-première sous le label Greenway, le 1er label
de développement durable inventé par une PME de la Chimie.
Cette formulation est efficace dans le dégraissage de précision mécanique en procédé de nettoyage sous vide, avec les atouts
suivants :
- Plage de distillation restreinte afin d’éviter tout risque de co-distillation polluant
- Très bon nettoyage des huiles entières
- Pas d’étiquetage (sans danger pour la santé et environnement)
Ce solvant peut être préconisé en parallèle des solvants hydrocarbonés ou oxygénés dans les mêmes installations avec un
spectre d’efficacité comparable.
Il est aujourd’hui utilisé pour le nettoyage/dégraissage en grandes séries de petits contacteurs en Laiton pour un gros groupe
dans l’électronique.
Il est par contre indispensable de regarder la compatibilité du solvant avec les huiles, par rapport à la facilité de séparation au
cours de la distillation en continu dans une machine hermétique.
Evaluation du produit lors de l’étude Agrosolvants
Ce produit a été évalué par le CETIM lors de l’étude de la manière suivante :
- Essais de solubilité dans différentes huiles : Soluble avec les huiles entières d’usinage, de rodage, de découpage, moins
soluble avec les huiles évanescentes et solubles
- Des essais de nettoyage sur éprouvettes de différents alliages salies artificiellement :
o Quel que soit les matériaux, les résultats sont équivalents ou supérieurs aux références propres « Solvant » et « Lessiviel »
o Les niveaux d’énergies de surfaces sont élevés (entre 40 et 52 dynes/cm selon les huiles), légèrement supérieurs à ceux
du solvant Oxygéné
o Tous les résultats après analyses d’Hydrocarbures résiduels sont inférieurs au seuil de détection de l’analyseur; d’après le
critère d’indice d’hydrocarbure résiduel, le niveau de propreté obtenu après nettoyage est pleinement satisfaisant
- Des essais sur pièces réelles récoltées par les partenaires chez des utilisateurs de solvants (notamment des solvants chlorés).
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Note de veille
Le tableau suivant montre les besoins des 5 industriels ayant participé à l’étude.
INDUSTRIELS
PIECES
Charnières
INDUSTRIEL 1
CONTEXTE
MATERIAUX SALISSURES
Usinage et production de
charnières prêtes à l'utilisation Acier Inoxydable
pour l'industrie
Plaques
Huiles entières
assez adhérentes
Huiles chlorées à
substituer
Substitution du PER
Production importante
Pièces de toutes tailles
Propreté Chimique (enlever huile à l'intérieur)
Aspect visuel parfait de la pièce
Sous-traitance en usinage
d'aluminium principalement
Aluminium et
cuivreux
Huiles solubles
Substitution du TRI (en cours)
Propreté Chimique simple (Fourniture au client)
Diversité des pièces
Machine centralisée
Découpage emboutissage
pour l'automobile
Acier, acier revetu
Huiles entières
assez adhérentes à
adhérentes (une
référence chlorée)
Substitution du PER
Production importante
Propreté Chimique simple (fourniture au client)
Découpage emboutissage
pour des flacons de parfum
Aluminium
Huiles de
découpage
Substitution du PER
Production importante
Diversité des pièces
Propreté Chimique simple (avant polissage)
Pièce typique de difficulté à
nettoyer (gorges, trou borgne,
rainure
Acier Inoxydable
Revêtement de 2
huiles sur la pièce
Pièces test pour contrôle de propreté
Plaque Alu
INDUSTRIEL 2
Pièce Cuivre
INDUSTRIEL 3
Pièce en U
Bouchons gros
INDUSTRIEL 4
Bouchons petits
INDUSTRIEL 5
Pièce type Vis Enduite
Blasocut
Pièce type Vis Enduite
C77
BESOINS EN NETTOYAGE
(Les huiles présélectionnées précédemment correspondent aux pièces retenues)
On remarque une efficacité de nettoyage optimale dans la plupart des cas (résultats souvent inférieurs aux seuils de détection des
matériels d’analyse)
- Charnières : Malgré la difficulté de nettoyer dans la goulotte et la quantité importante d’huile (assez visqueuse lié à un usinage
sur inox difficile), l’efficacité de nettoyage est supérieure à 99%
- Bouchons : l’efficacité est supérieure à l’existant, malgré l’aspect adhérent de l’huile et sa tendance à s’imprégner dans les
coins (Solvant oxygéné équivalent). La quantité d’huile est néanmoins importante (vu sur les petits bouchons)
- Vis : Aucun problème de nettoyage, malgré la complexité de la pièce
- Pièces Cuivre : Similaire aux plaques aluminium, quelques résidus
REFERENCES
[1] Fournisseurs de machines et produits, procédés et produits, innovations, méthodologie de choix des solutions alternatives
www.action4p.net
[2] Ecowave par Dürr Pour aller plus loin
[3] MecanoFast par Mecanolav Pour aller plus loin
[4] R1 par Pero Pour aller plus loin
[5] Greenway by Inventec Pour aller plus loin
N.B. Précisons que la liste des fournisseurs cités n’est pas exhaustive.
Note de veille rédigée par Jacques Jay, Cetim, PID.
Malgré le soin apporté à la réalisation de cette note, certains liens hypertextes peuvent ne pas fonctionner correctement, notamment en
raison de modifications des sites internet ciblés (ex : « page not found ») ou d’options de sécurité de certains viewer de PDF.
Contact : Gaël GUEGAN - [email protected] - 03 44 67 36 82
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