Dans l'industrie mécanique il y a obligation d'utiliser des émulsions d’huiles pour refroidir et lubrifier les outils qui découpent et usinent le métal. Cette substance étant vendue sous forme d’huile avec un émulsifiant sans eau, qui, malgré tout, est à diluer avant l'emploi, a donné pour habitude avec le temps l’appellation de “huile soluble”. Sa concentration, variable, est généralement comprise entre 5 % et 10 % environ. Ce mélange est présent dans tous les bacs de machines-outils de l'industrie, et celui-ci est utilisé au niveau même de l'outil par des systèmes de pompes qui le mettent sous pression pour être ensuite filtré par différents systèmes de filtration adaptés.
La problématique aujourd'hui est que ce liquide se retrouve ainsi utilisé un très grand nombre de fois et finit donc par ne plus être utilisable et polluant :
- • Sur-concentration due à l’évaporation du produit ;
- • Présence d’huiles étrangères (huiles hydrauliques ou de glissières) ;
- • Mauvaise filtration ;
- • Stagnation du produit (mauvaise aération) ;
- • Développement de bactéries et champignons (odeurs) ;
- • Mauvais entretien de la centrale d’arrosage.
Il faut alors vidanger et envoyer ce liquide soluble en destruction. Pour ce faire, il n'est pas rare de voir des volumes produits pouvant atteindre jusqu’à 2 000 m³ par an, et ce, sur un seul site de production ! Ainsi, lorsque le coût de destruction est estimé à 150 € le m³, on perçoit immédiatement les enjeux économiques en cause.
Les enjeux environnementaux
L'ensemble de ces fluides peut être regroupé en deux groupes :
Les huiles entières
Élaborées à base d’hydrocarbures, ces huiles sont des déchets liquides et font l’objet d’une collecte et d’un traitement rendu obligatoire depuis 1979 :
- • Les huiles ne doivent pas être déversées directement dans les égouts ni être brûlées ;
- • Les huiles doivent être récupérées et
[Photo : Présence d’huile dans les bennes à copeaux.]
stockées dans des fûts étanches, isolés et identifiés, fermés avec couvercle et placés sur rétention avant collecte et traitement par des entreprises spécialisées ;
Les mélanges avec de l’eau ou tout autre déchet non huileux doivent être expressément évités ;
Un bordereau de suivi des déchets dangereux (BSDD) est exigé (l’entreprise doit être en mesure de justifier leur élimination pendant 5 ans). L’industriel ne doit pas hésiter à demander à ses fournisseurs s’ils proposent un service de reprise des huiles usagées.
Les huiles solubles (mélange huile + eau)
Au cours de leurs utilisations, les fluides d’usinage se chargent progressivement en particules métalliques, en huile étrangères, voire en bactéries.
Aussi, ces substances sont récupérées par des collecteurs agréés, selon des directives incontournables :
- • Les huiles ne doivent pas être déversées directement dans les égouts ni être brûlées ;
- • Les huiles ne peuvent pas être traitées par une station d’épuration urbaine ;
- • Il est recommandé de concentrer ces effluents et de les faire collecter et éliminer par des collecteurs agréés ;
- • Les huiles seront incinérées avec valorisation énergétique ou subiront un traitement physico-chimique complété par une épuration biologique, en centre spécialisé.
Solutions proposées et existantes sur le marché
Deux méthodes existent et sont reconnues valables par l’administration :
Traitement par “incinération”
Appelée aussi “Evapo-Incinération”, cette méthode applique le principe suivant : si la quantité d’eau est trop importante pour autoriser l’application d’une incinération, la teneur en huile permet de faciliter une évaporation. Aussi, un ajout de combustible s’avère tout à fait nécessaire.
Traitement par “séparation”
Cette seconde méthode applique une séparation par voie physico-chimique de l’huile contenue dans l’huile soluble, et ce, avec obtention d’eau purifiée si possible. Le principe du traitement est d’acidifier pour casser l’émulsion, puis de centrifuger. Explication : les tensio-actifs anioniques perdent tout ou partie de leur efficacité en présence d’acides plus forts qu’eux. Ils deviennent alors moins solubles dans ces conditions.
Ainsi, en acidifiant, chauffant et centrifugeant, l’huile est séparée avec une partie des tensio-actifs anioniques. Quand cela est possible (ex. : présence de savon), il est aussi employé la technique de précipitation du tensio-actif anionique par un sel métallique.
Il reste encore bon nombre de résidus non considérés comme polluants (ex. : eau polluée par les tensio-actifs non-ioniques, le conservateur, le colorant, ou encore le parfum), et qui sont alors envoyés en station d’épuration, car le traitement précédent n’aurait plus aucune justification.
Solutions proposées pour régénérer les huiles de coupe
Domange est spécialisé depuis plus d’un siècle dans la fabrication et la commercialisation de composants de transmissions mécaniques, de réservoirs hydrauliques
[Photo : Présence d’huiles étrangères (huiles hydrauliques ou de glissières.)]
[Encart : texte :
Petit glossaire
Anaérobie : Se dit de micro-organismes qui se développent en l’absence d’air ou d’oxygène. Ces conditions sont rencontrées au moment de l’arrêt des machines. Les huiles étrangères relarguent et forment une pellicule hermétique à la surface du fluide de coupe.
Bactéricide : Ensemble de molécules actives pour tuer ou inhiber la croissance des bactéries.
Bactérie : Être unicellulaire dépourvu de noyau, se reproduisant par scissiparité.
Biocide : Ensemble de molécules actives pour tuer ou inhiber la croissance des micro-organismes.
Coalescence : Il y a coalescence lorsque le nombre de micelles d’une émulsion se réduit et, parallèlement, lorsque le diamètre moyen de ces micelles croît. La coalescence peut être volontaire (destruction de l’émulsion avant rejet) ou involontaire (pollution par des huiles étrangères, oxydation du fluide, attaque et dégradation par des micro-organismes).
Fongicide : Ensemble de molécules actives pour tuer ou inhiber la croissance des champignons.
Huiles étrangères : “Relarguées” à la surface des fluides d’usinage aqueux, ce sont les huiles de graissage, ou huiles entières, qui ne font pas partie de la formulation du fluide de coupe.
Soluble : Se dit d’un composant qui peut être dispersé de manière stable dans un autre composant liquide. Ex. : un mélange d’huiles minérales avec des tensioactifs appropriés peut être soluble dans l’eau, c’est-à-dire former des micelles d’huile dispersées stablement dans la phase aqueuse, un soluble est un liquide formé de micelles dispersées dans la phase aqueuse. Un soluble (nonobstant le colorant) est généralement blanc laiteux. Un soluble peut être également appelé émulsion ou solution colloïdale. Le diamètre des micelles d’un soluble est compris entre 1 et 0,5 micron.]
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[Photo : Mauvais entretien de la centrale d’arrosage.]
Équipés et d'ensemble de filtration industrielle.
La régénération des huiles de coupe solubles
On peut lire ici et là que les huiles de coupe solubles ne peuvent pas être régénérées : cela n'est pas exact. Les exigences environnementales de plus en plus contraignantes, le coût de traitement des déchets, le prix de plus en plus élevé des produits pétroliers, ont amené Domange à développer et à proposer, depuis déjà plus de dix ans, des centrales et des solutions de régénération d’huile de coupe.
Ce type d’installation a été conçu pour limiter les rejets tout en maintenant la qualité du fluide utilisé dans les ateliers. Simple et économique, ce type de centrale de régénération permet un suivi régulier des huiles de coupe en un seul point de l'usine.
De plus, cet équipement est particulièrement avantageux pour les machines-outils dont le bac d’arrosage est de faible volume, ou encore ne sont pas pourvues de systèmes de filtration.
Les fluides à régénérer peuvent provenir de plusieurs endroits :
- • des différents bacs de machines-outils ;
- • des bennes à copeaux ;
- • en sortie d’essoreuse à copeaux ;
- • en sortie de presse à copeaux.
Les fluides à régénérer sont envoyés sur la centrale par plusieurs moyens :
- • vidangeuse ;
- • réseau aérien ;
- • pompe de relevage.
Quel que soit le volume d’huile soluble à traiter, le système de régénération est toujours architecturé sur le même principe :
- • collecte des huiles solubles vers la centrale de régénération ;
- • un moyen de filtration ;
- • un déshuilage ;
- • une aération du fluide de coupe ;
- • un contrôle du fluide par l'utilisateur ;
- • un moyen de reconcentration ;
- • un moyen d’apport de liquide neuf ;
- • un moyen d’apport de bactéricide ;
- • un moyen d’apport de fongicide ;
- • un système de redistribution du fluide régénéré vers les moyens d’usinage.
Les avantages des centrales de régénération
Ces avantages sont nombreux et de natures diverses :
- • récupération et régénération de la totalité des huiles solubles ;
- • un moyen de filtration efficace et adapté en fonction des besoins du client ;
- • un déshuilage par coalescence afin de séparer toutes les huiles étrangères présentes dans le soluble d’usinage ;
- • un système d’aération du liquide de coupe empêchant le phénomène d’anaérobiose du liquide de coupe ;
- • un moyen de reconcentration du liquide de coupe évitant ainsi les apports d’eau pure ou de concentré pur.
Les gains liés à ce type de solutions sont très appréciables. Le fait de recourir à la régénération permet de diminuer les achats en produits purs, de réaliser des économies sur le coût de retraitement des rejets, d’améliorer la qualité des usinages et les conditions de travail des opérateurs, de diminuer les arrêts machine, d’abaisser la consommation d’eau et, au final, d’augmenter la production.
[Photo : Les centrales de régénération conçues et fabriquées par Domange permettent un suivi régulier des huiles de coupe en un seul point de l'usine.]