Brevet FR2697827A1 — publié le 19940513

PROCEDE ET DISPOSITIFS DE DETARTRAGE ET DE PROTECTION CONTRE L'ENTARTRAGE DES STRUCTURES EN CONTACT AVEC DE L'EAU ENTARTRANTE La présente invention concerne un procédé et des dispositifs de détartrage et de protection contre l'entartrage des canalisations et structures véhiculant ou stockant le l'eau entartrante. Le détartrage des canalisations et structures véhiculant ou stockant de l'eau entartrante et traditionnellement réalisé ponctuellement et de façon brutale par injection d'acides forts. Une telle intervention est difficile à mettre en oeuvre et nécessite l'arrêt du fonctionnement de l'installation à traiter. Par ailleurs les produits utilisés étant particulièrement agressifs il est nécessaire de procéder à un rinçage complet de l'installation après traitement qui doit être compléte par l'injection d'un produit passivant lorsque les canalisations et ou les structures sont en acier. Une telle opération génère fréquemment la destruction des joints d'étanchéité.Cette opération ponctuelle étant curative, elle n'affranchit pas l'utilisateur d'un éventuelle traitement complémentaire de l'eau afin d'apporter une protection préventive aux canalisations ou structures ainsi traitées. Le procédé selon l'invention et les dispositifs qui en découlent permettent de remédier à ces inconvénients tout en permettant suivant une variante du procédé d'apporter une continuité dans la protection contre l'entartrage des canalisations et structures traitées. Enfin le procédé suivant l'invention est particulièrement économique, fiable, compatible avec les eaux de qualité potable, non polluant et simple de mise en oeuvre, plus économique. Le procédé objet de l'invention repose sur le fait que l'équilibre carbocalcique d'une eau dépend notamment de sa teneur en anhydride carbonique. C'est principalement l'équilibre entre l'anhydride carbonique, les carbonates et les bicarbonates qui conditionne la qualité entartrante ou agressive d'une eau. Les précipitations minérales dans les tuyauteries et installations véhiculant ou stockant de l'eau minéralisée, sont généralement provoquées par une rupture de l'équilibre carbo-calcique Si le gaz carbonique libre est éliminé au moyen d'une ventilation forcée ou par variation de température ou de pression par exemple, l'équilibre sera rompu dans le sens gauche droite t afin de constituer le "stock" de CO2 nécessaire à l'équilibre.A l'inverse si on dispose d'un excès de CO2 l'équilibre sera rompu dans le sens droite gauche t et il y aura dissolution de CaCO3.L'homme de l'art sait déterminer par calculs la valeur du CO2 libre correspondant aux autres paramètres dans une situation d'équilibre : le PH, C02 lié, CAO, constant de saturation, salinite totale, minéralisation et température. Ces valeurs permettent de déterminer les comportements agressifs ou entartrant d'une eau minéralisée. Dans le premier cas on notera la présence de C02 agressif, dans le second cas il y aura entartrage calcaire par précipitation de CaC03, entre les deux il y aura équilibre. Grâce à ces calculs l'homme de i'art peu commodément calculer le PH d'équilibre calcocarbonique d'une eau dans les conditions précises de pression et de température qui correspondront à celles de l'eau véhiculée dans les équipements à détartrer.Le procédé objet de l'invention consiste à injecter dans la canalisation (ou toute autre structure contenant ou véhiculant l'eau) la quantité appropriée de gaz carbonique afin de rendre l'eau véhiculée suffisamment agressive pour qu'elle dissolve le CaC03 précipité qu'est le tartre. Suivant le procédé objet de l'invention on calcule préalablement à l'injection de C02 le PH correspondant à l'équilibre calco-carbonique de l'eau véhiculée (dans les conditions de température et de pression régnant dans la canalisation à détartrer). Puis toujours suivant l'invention on procédé à l'injection du C02 en dosant cette injection grâce à une mesure continue ou semi-continue du PH de l'eau dans l'installation suivant le procédé objet de l'invention, l'injection du C02 est dosée au regard d'un PH dit de consigne.Ce PH est calculé suivant l'expérience du demandeur à une valeur obligatoirement inférieure au PH d'équilibre calco-carbonique calculé et de préférence dans une valeur de PH comprise entre 0,75 et 0,85 PH d'équilibre. Un des principaux avantage du procédé objet de l'invention est de provoquer une dissolution progressive des dépôts de calcaire sans attaquer les parois de canalisations ou des structures à détartrer. Un autre avantage est que l'opération peut-être menée sans arrêter le fonctionnement de l'installation à détartrer, enfin ce procédé objet de l'invention n'attaque pas les joints d'étanchéité et du fait de sa neutralité ne modifie pas sensiblement la qualité des eaux potables. Enfin le procédé objet de l'invention provoque la dissolution progressive du tartre et ne génère donc que très peu de boues qui, fluides, peuvent être aisément extraites par filtration. Voici sous une forme de réalisation préférentielle, un dispositif de mise en oeuvre du procédé objet de l'invention : un dispositif d'injection (1) (de préférence un tuyau dont l'extrémité est poreuse et immergée dans l'eau devant être véhiculée dans la canalisation et ou la structure à traiter (2)) est placé au point le plus en amont de l'équipement à traiter (2). Le dispositif d'injection (1) est relié par un tuyau étanche à une pompe doseuse (3) à débit réglable et à asservissement par mesure comparative de PH. La mesure comparative est effectuée entre une valeur de PH consignée par réglage et le PH réel de l'eau véhiculée dans l'installation à détartrer. Le PH réel de l'eau véhiculée est mesuré en continu ou par intermittence grâce à une sonde PH (4) de préférence réalisée en matériau de type semi-conducteur. La sonde PH (4) est reliée par son câble électrique (5) au boîtier électronique de la pompe doseuse (3) la sonde PH (4) est disposée au contact de l'eau véhiculée dans l'installation à détartrer (2) et au point le plus éloigné de cette installation (2) au regard de la position d'installation du dispositif d'injection (1). Le dispositif d'injection (i) et la sonde de PH (4) sont disposés au contact de l'eau véhiculée et ce respectivement à l'amont immédiat et à l'aval de l'installation à protéger (2); l'entrée de la pompe doseuse (3) est reliée par une tuyau étanche à la sortie du détendeur réglable (6) équipé d'un débitmètre. L'entrée du détendeur (6) est relié par un tuyau étanche à la source de C02 gazeux (7) de préférence une bouteille de C02 liquide de type 25 kg C02. Le principe de traitement suivant l'invention et grâce au dispositif cidessus exposé, est simple : après calcul du PH d'équilibre calco carbonique de l'eau véhiculée (à température d'utilisation), I'opérateur introduit cette valeur multipliée d'un coefficient de 0,75 à 0,85 comme valeur de consigne dans le comparateur électronique de la pompe doseuse (3) ; grâce au détendeur (6) l'opérateur régle la pression de détente du C02 en sortie de la bouteille (7) à une pression légèrement supérieure à la pression maximum régnant dans l'installation à détartrer (2). Grâce au débitmètre du détendeur (6) l'opérateur détermine la quantité de C02 libéré à chaque impulsion de la pompe dose (3) en prenant garde à ce que ce débit ne soit pas supérieur à la possibilité d'absorption immédiate par l'eau du C02 injecté.La sonde PH (4) mesure le PH de l'eau véhiculée, ce au point le plus éloigné et en aval du dispositif d'injection (1). Cette mesure de PH est automatiquement comparée par le circuit électronique de la pompe doseuse (3) à la valeur de consigne du PH introduit par l'opérateur lors de la mise en service. Si le PH mesuré par la sonde PH (4) est supérieur à la valeur de consigne qui correspond au point d'équilibre calcocarbonique calculé multiplié par un coefficient de 0,75 à 0,85, la pompe doseuse se met en route (ouverture) et injecte le C02 gazeux dans l'eau véhiculée par l'intermédiaire du dispositif d'injection (i) lorsque le PH mesuré par la sonde PH (4) atteint la valeur de consigne, la pompe doseuse s'arrête, il n'y a pas d'injection de C02. Le cycle reprend lorsque le PH mesuré dépasse de nouveau cette valeur de consigne. La valeur de consigne calculée correspond à un PH agressif de l'eau véhiculé ce qui permet la dissolution progressive du tartre déposé sur les parois de l'installation à traiter (2). Suivant une variante du procédé objet de l'invention il est possible à partir d'un même dispositif mis à demeure sur l'installation à traiter, de protéger celle-ci contre tout nouveau dépôt de tartre il suffit pour cela de ramener la valeur de consigne de la pompe doseuse à une valeur équivalente à la valeur du PH d'équilibre calco-carbonique de l'eau véhiculée. Celle-ci maintenue à son point d'équilibre calco-carbonique ne sera pas agressive et ne déposera plus de tartre dans l'installation traitée la figure 1 représente le dispositif ci-dessus exposé en équipement sur une canalisation.Le dispositif comporte : un dispositif d'injection (1) fixé à l'amont de la canalisation (2); le dispositif est relié par un tuyau étanche (8) à la sortie de la pompe doseuse (3); l'entrée de la pompe doseuse (3) est reliée par un tuyau étanche (9) à l'entrée du détendeur (6); l'entrée du détendeur (6) est relié par un tuyau étanche (10) à la vanne de décharge (11) de la bouteille de C02 liquide (7); le circuit de commande de la pompe doseuse (3) est alimenté électriquement (13) ; la pompe doseuse (3) est commandée par le comparateur électronique de PH (12) qui lui est intégré. Le comparateur électronique de PH (12) est relié par le câble électrique (5) à la sonde de PH (4) disposée à l'aval de la canalisation (2). La sonde de PH (4) et le dispositif d'injection (1) sont fixés de manière à être en contact avec l'eau véhiculée dans la canalisation (2). Si la canalisation (2) est sous pression, la sonde PH (4) est fixée au travers d'un piquage étanche (14) sur la canalisation afin que sa partie active soit immergée en permanence dans l'eau traitée. De même le dispositif d'injection est fixé sur la canalisation au travers d'un piquage étanche (15) afin que sa partie poreuse soit immergée en permanence dans l'eau devant être véhiculée dans la canalisation (2) REVENDICATION 1) Procédé de détartrage des canalisations et structures véhiculant ou stockant de l'eau entartrante caractérisé en ce que l'on injecte dans l'eau devant être véhiculée ou stockée, du C02 gazeux afin d'abaisser le PH de cette eau sous son PH d'équilibre calco-carbonique et donc de la rendre agressive vis à vis des tartes formés. 2) Procédé de protection contre l'entartrage des canalisations et structures véhiculant ou stockant de l'eau entartrante caractérisé en ce que l'on injecte dans l'eau devant être véhiculée ou stockée du C02 gazeux afin d'amener le PH de cette eau sensiblement à son PH d'équilibre calco-carbonique et donc à la rendre neutre. 3) Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications i et 2 caractérisé en ce que l'on ajuste la quantité de C02 gazeux en fonction du PH souhaité grâce à une mesure continue ou discontinue du PH de l'eau véhiculée. 4) Procédé suivant la revendication 3 caractérisé en ce que l'injection du C02 dans l'eau devant être véhiculée dans les canalisations et structures à détartrer et ou à protéger est réalisé automatiquement par mesures comparables entre le PH souhaité et le PH réel de l'eau véhiculée dans les canalisations et structures à détartrer ou à protéger. 5) Procédé suivant les revendications 1-2 et 3 caractérisé en ce qu'il peut être installé provisoirement ou définitivement en traitement provisoirement ou définitivement en traitement des canalisations et structures véhiculant de l'eau initialement entratrante. 6) Procédé suivant les revendications 1 à 5 caractérisé en ce que l'injection du C02 est particulièrement adaptée au traitement des canalisations et structures véhiculant de l'eau potable ou l'eau chaude sanitaire. 7) Dispositif suivant les revendications 1 à 6 caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'injection du C02 (1) fixé à l'entrée de l'installation (2) à détartrer ou à protéger contre le tartre, un tuyau étanche (8) reliant le dispositif d'injection (i) à la sortie de la pompe doseuse (3) est reliée par un tuyau étanche (9) à la sortie du détendeur de gaz (6). L'entrée du détendeur (6) est reliée par un tuyau étanche (10) à la vanne de décharge (11) de la bouteille de C02 liquide (7). Le circuit de commande la pompe doseuse (3) est alimenté électriquement par le câble (13). La pompe doseuse (3) est commandée par le comparateur électronique de PH (12) qui lui est intégré. Le comparateur électronique de PH (12) est relié par le câble électrique (5) à la sonde de PH (4) disposée à l'aval de l'installation à traiter (2). La sonde PH (4) et le dispositif d'injection (i) sont fixés de manière à être en contact avec l'eau véhiculée dans la canalisation (2) respectivement au travers des piquages (14) et (15) étanches eux-mêmes respectivement disposés à la sortie et à l'entrée de l'installation traitée (2).