Lutte contre les développements biologiques

Les causes

Les problèmes biologiques des circuits de réfrigération peuvent avoir pour cause 3 types de micro-organismes:

• les bactéries
• les algues
• les moisissures

Les développements biologiques provoquent l'encrassement des surfaces d'échange thermique, le bouchage de filtres ou du garnissage des tours de refroidissement ainsi que des phénomènes de corrosion.
Ils peuvent toujours être apportés en nombre réduit par l'eau d'appoint ou l'air, mais ils ne peuvent proliférer que s'ils rencontrent des conditions favorables (température, lumière, nourriture).

Les bactéries et les moisissures

Les conditions favorables à leur croissance sont:

• la température aux alentours de 37°C
• le pH entre 6,5 et 7,5
• l'oxygènation pour les bactéries aérobies
• les éléments nutritifs:
• carbone, oxygène, hydrogène et azote en grande quantité
• soufre, phosphore, chlorure, bore et iode en quantité moindre
• fer, manganèse, sodium, potassium ... à l'état de traces

A part le carbone tous les autres éléments sont présents en quantité largement suffisante dans une eau de réfrigération.

Les algues

Leur métabolisme énergétique est basé sur la photosynthèse et elles trouvent donc dans le CO₂ de l'air leur source de carbone.

Moyens de lutte

Les agents oxydants

• eau de javel
• chlore
• bioxyde de chlore
• acide peracétique
• eau oxygénée
• précurseur de Brome associé avec la Javel si le pH de l'eau est >8.

Le Chlore ou le Brome sont les plus économiques des biocides généralement employés.
Cependant, si des inhibiteurs de corrosion de type azoles (benzotriazole, tolyltriazole) sont employés, ils peuvent réagir en générant des odeurs indésirables, et en annulant l'action anticorrosion de l'inhibiteur.

Les agents non-oxydants

• organo soufrés
• organo bromés
• organo staneux

Les agents non oxydants sont non corrosifs et plus pénétrants sous les dépôts.
Néanmoins, leur efficacité est accrue en association avec un dispersant qui solubilisera le dépôt.
Ils sont onéreux et il peut y avoir accoutumance des espèces biologiques.
Ils peuvent être utilisés en complément d'un traitement à la Javel.

Le sulfate de cuivre

Assez bon marché il est efficace à une concentration de 1g/m3.
Il ne peut être utilisé que de manière intermittente, sinon il risque de devenir inefficace, les algues s'imunisant.

Le traitement à la Javel

Le traitement à la Javel est le plus courant. En injection continue, on maintien une teneur en chlore libre entre 0,05 et 0,1g/m3.
Si le circuit contient des équipements en inox, la teneur en chlorure doit rester <200g/m3.
On peut également traiter par des injections choc à intervalle de temps régulier. On visera par exemple à obtenir une concentration de 2 à 3g/m3 de chlore actif, 2 à 3 fois par jour.
On risque, pendant ces injections, d'atteindre des concentrations de chlore telles que l'eau soit corrosive.

Précurseurs de Brome

L'utilisation des biocides abase Brome ou de précurseurs de Brome va croissant.
Pour une efficacité optimum, le Brome est souvent associé au Chlore sous la forme de deux produits séparés ou bien d'un composé chlorobromé.
Les formes commerciales habituelles du Brome sont:

• le brome gazeux
• le Chlorure de Brome
• le Bromo Chloro Diméthylhydantoïn (BCDMH)
• des hydantoïns bromés
• le Bromure de Sodium associé à l'acide hypochloreux ou le chlore gazeux
• le Bromure d'isocyanuryle
• le Dibromo nitrilopropionamide (DBNPA)

Quelque soit le précurseur employé, dans tous les cas l'espèce active est en fait l'acide hypobromeux formé par les réactions suivantes:

• Brome:

  Br₂ + H₂O → HOBr + HBr

• Chlorure de Brome:

  BrCl + H₂O → HOBr + HCl

• Bromure de Sodium:

  NaBr + HOCl → HOBr + NaCl

• BCDMH:

  C5H6N₂O₂BrCl + H₂O → C₅H₇N₂O₂Cl + HOBr

Dans les systèmes d'eau de réfrigération maintenus à un pH alcalin, l'acide hypobromeux est plus actif parce que plus stable
que l'acide hypochloreux:

pH	%HOCl	%HOBr
7,0	90	100
7,5	50	95
8,0	25	80
8,5	10	60
9,0	5	35
9,5	0	10

Le Brome et l'acide hypobromeux sont plus efficace que le chlore pour différentes raisons:

• le Brome forme avec les composés azotés des Bromamines qui ont aussi des propriétés biocides et donnent de l'acide hypobromeux par décomposition
• le Brome est moins volatil que le chlore et est maintenu plus facilement et plus longtemps en solution
• l'action du Brome est plus rapide que celle du chlore