Brevet FR2859634A1 — publié le 20050318

La présente invention concerne un procédé permettant l'élimination en continu de bactéries aérobies notamment d'amibes et de légionelles en milieu pH neutre dans des circuits d'eau chaude sanitaire individuels ou collectifs et le détartrage simultané de ces circuits. Dans de nombreuses régions les eaux brutes sont chargées en sels notamment de calcium et ont une teneur importante en ions bicarbonates HCO3- (eaux calcaires ou dures) qui, dans certaines conditions, notamment suite à une élévation de température, ont tendance à précipiter sous forme de carbonate de calcium très peu soluble, qui constitue le tartre. Parallèlement à cet inconvénient, les circuits d'eau chaude sanitaire peuvent donner lieu à la prolifération de bactéries aérobies telles que les amibes et les légionelles pouvant être très dangereuses pour la santé. En effet, les installations d'eau chaude sanitaire sont équipées de chaudières élevant la température de l'eau à des valeurs moyennes de 30 à 45 C. Or, à cette température, les bactéries présentes dans l'eau, notamment les amibes et les légionelles peuvent se développer très rapi- dement, faisant ainsi faire courir de réels dangers aux usagers. Les spécialistes savent, en particulier qu'à partir du seuil de 106u.f.c. (unités de formation de colonies) par litre d'eau, les légionelles peuvent envahir les cellules humaines macrophages, c'est-à-dire les cellules sanguines destinées à détruire les intrus, et neutraliser celles- ci en se multipliant, ce qui provoque finalement leur destruction. Les amibes véhiculent les légionelles, dont le caractère nocif n'est plus à démontrer: en effet ces bactéries ont la faculté particulière de survivre à l'intérieur de certains unicellulaires eucaryotes en tant que parasites intracellulaires. Les légionelles ont en outre la particularité d'avoir une nidification très rapide, de l'ordre de 4 heures in vivo. Pour stopper ces proliférations bactériennes, on a proposé d'effectuer des injections de chlore, accompagnées de chocs thermiques réguliers à 70 . Toutefois, les légionelles, qui sont des saprophytes gram-négatives (c'est-à-dire disposant d'une paroi cellulaire complexe et d'une deuxième membrane phospholipidique extérieure) sont protégées contre les agressions du chlore par les amibes à l'intérieur desquelles elles vivent. Par suite, quand les injections de chlore sont arrêtées, des colonies de légionelles réapparaissent rapidement, vu que leur habitat protecteur n'a pas été touché par le chlore. Il est par ailleurs à noter que de telles injections de chlore accompagnées de chocs thermiques sont dangereuses pour les canalisations ainsi que pour les usagers, et en outre coûteuses en thermies, sauf si l'on met en oeuvre des appareils de récupération de chaleur informatisés mais très onéreux et sophistiqués, donc susceptibles de tomber en panne. Pour détruire les bactéries présentes dans les circuits d'eau io chaude, on a également déjà proposé, des procédés cuivre - argent qui présentent toujours un danger de surdosage supérieur aux normes européennes et sont en outre sans effet sur des circuits entartrés. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé permettant d'éliminer en continu des bactéries aérobies, notamment des amibes et des légionelles en milieu pH neutre dans des circuits d'eau chaude sanitaire, sans chlore ni choc thermique, et permettant d'obtenir simultanément un détartrage de ces circuits. Selon l'invention, ce procédé est caractérisé en ce que l'on fait passer en continu le flux d'eau circulant dans le circuit à traiter au travers d'au moins une cartouche contenant une masse catalytique constituée par des granulés susceptibles de frotter les uns contre les autres sous l'action du flux d'eau en circulation. Selon l'invention, il est possible de prévoir, soit une cartou- che unique, soit, en particulier pour des installations de plus fort débit plusieurs cartouches montées en série de manière à augmenter l'efficacité du procédé. Les granulés constituant la masse catalytique sont d'une part essentiellement composés de silice activée anionique Si3O12 et renferment d'autre part des particules métalliques, de préférence des particules d'oxyde de fer et des particules d'oxyde de manganèse polarisées portant des charges électromagnétiques de signe contraire. La présence de ces particules métalliques crée, au sein de la masse catalytique une dipolarisation de nature à provoquer la contraction du calcium et des bicarbonates présents dans le flux d'eau en circulation, essentiellement sous forme colloïdale, et par suite la formation de minuscules germes de carbonate de calcium cationiques. Lors de leur formation et de leur passage à travers la masse catalytique, ces germes attirent des petites particules de silice qui se détachent des granulés sous l'action de leur frottement les uns contre les autres pour former une ceinture anionique autour de ces germes. Cette ceinture anionique est à son tour susceptible d'absorber les cations rencontrés, et en particulier les cations, notamment les ions calcium renfermés dans l'eau pénétrant dans les cellules bactériennes présentes dans le flux d'eau circulant dans le circuit à traiter, ce par attraction électromagnétique. Les germes ainsi revêtus d'une ceinture de silice ont en effet un pouvoir séquestrant très fort vis-à-vis des cations rencontrés. Par suite on observe au sein du flux d'eau en circulation une croissance rapide de cristaux expansés très légers consécutive à l'incorporation continue de cations dans leur structure cristalline. Ces cristaux qui ont à l'origine une structure hexagonale de type grenat à six pans s'allongent au cours de leur développement pour devenir orthorhombiques. Il est ainsi possible d'éliminer rapidement le tartre suite au développement rapide de cristaux expansés et légers non incrustants du fait de l'incorporation continue d'ions calcium dans la structure cristalline de ces cristaux. Ces cristaux, très légers et très expansés ne peuvent en effet pas se déposer sur les parois des canalisations et au fond des chauffe-eau et des chaudières, et peuvent être éliminés par simple rinçage. L'avantage essentiel du procédé, conforme à l'invention, est toutefois lié au fait qu'il permet d'éliminer en continu les bactéries aérobies et notamment les amibes et les légionelles présentes dans le flux d'eau en circulation dans le circuit à traiter. Les amibes sont en effet des bactéries de structure protéini- que constituées de cellules déformables extrêmement élastiques. Tout durcissement des parois et tout blocage des membranes de ces cellules leur enlève la possibilité de se mouvoir et de se nourrir par phagocytage. Or, l'eau entrant dans l'amibe avec des éléments en décom- position (algues et particules végétales de toute sorte) véhicule des cris- taux constitués par des germes cationiques entourés d'une ceinture de silice S13O12 anionique qui absorbent le calcium présent dans ces résidus et font obstacle au mécanisme de fonctionnement de l'amibe suite à l'accumulation d'amas calcaires dans son corps interne. En conséquence, celle-ci éclate par manque d'élasticité. En effet, la salinité de l'amibe augmentant par rapport à celle du milieu aquatique environnant, celle-ci ne peut plus compenser les différences de pression et se fend en multiples morceaux d'où sa destruction. Les légionelles, qui comme il a déjà été indiqué vivent sans dommage à l'intérieur de la plupart des espèces d'amibes, utilisent quant o à elles dans leur métabolisme des acides aminés tels que la cystéine, en combinaison avec certains oligo-éléments dont le calcium mêlé à du fer et à du magnésium, c'est-à-dire des cations attirés par les silices anioniques ceinturant les germes se formant dans le flux d'eau circulant dans le circuit à traiter. Par suite, les cations tels que le calcium et le magnésium dont se' nourrissent les légionelles, par le biais de l'eau pénétrant dans les amibes se trouvent incorporés dans des structures stables. La croissance des légionelles est donc ainsi stoppée et les colonies sont rapidement anéanties par manque des conditions nécessai-20 res à leur reproduction. Le procédé conforme à l'invention, permet par suite d'éliminer efficacement en continu deux variétés de bactéries aérobies à savoir d'une part les légionelles, qui sont très dangereuse pour l'homme, et d'autre part, les amibes qui sont moins nocives, mais véhiculent les lé- gionelles tout en les protégeant. L'efficacité toute particulière du procédé conforme à l'invention est essentiellement liée à la proportion très importante de silice dans la masse catalytique. Cette proportion permet en effet, grâce à l'action conjuguée de métaux de signe contraire, la formation quasi instantanée, autour de germes cationiques, d'éléments anioniques ayant un très fort pouvoir séquestrant vis-à-vis de tous les cations rencontrés. Selon l'invention, les granulés constituant la masse catalytique peuvent avantageusement renfermer entre 80 et 95 %, de préférence 35 environ 90 % de silice activée en proportion volumétrique. Conformément à l'invention, on a pu obtenir des résultats particulièrement satisfaisants en mettant en oeuvre une masse catalytique ayant une densité apparente d'environ 1,00 correspondant à une masse d'environ 1000 kg/m3 et se présentant sous forme de billes dures et homogènes régulièrement calibrées de 1,5 à 2 mm de diamètre. A titre d'exemple, on peut utiliser à cet effet des billes catalytiques qui sont actuellement proposées sur le marché pour le traitement s d'eaux ferrugineuses exemptes de calcaire et renferment essentiellement les composés suivants: Fe2O3, CaC12 et Ca3Mn2Si3O12. Selon une autre caractéristique de l'invention, on fait circuler le flux d'eau à traiter de haut en bas dans la cartouche contenant la masse catalytique. Ce flux d'eau peut également sans pour cela sortir du cadre de l'invention circuler de bas en haut dans la cartouche, en particulier si celle-ci est installée dans un corps de filtre à entrée d'eau centrale et à sortie par diffusion latérale. Selon une autre caractéristique de l'invention, la cartouche 15 n'est que partiellement remplie de granulés, ce de préférence environ aux 2/3 de sa hauteur. Cette cartouche peut avantageusement avoir une configuration essentiellement similaire à celle de la première cartouche de l'installation décrite dans le document FR-2 700 324, c'est-à-dire être constituée par un cylindre notamment en un matériau synthétique ayant environ 20 cm de hauteur et 7 cm de diamètre monté à la partie médiane d'un récipient notamment en matière synthétique équipé d'une ouverture latérale supérieure d'entrée de façon à définir à sa périphérie un manchon recevant l'eau à traiter. Une telle cartouche peut ainsi être munie à sa partie inférieure d'un orifice d'entrée du flux d'eau en circulation et à sa partie supérieure d'un orifice de sortie central. En remontant pour sortir par l'orifice supérieur central de la cartouche, le flux d'eau en circulation passe au travers des granulés qui peuvent avantageusement être enveloppés dans un filet à mailles très souples non serrées permettant la libre circulation des granulés et leur frottement les uns contre les autres sous l'action du flux d'eau. Il est à cet effet indispensable que la cartouche ne soit pas totalement remplie de granulés. REVENDICATIONS 1 ) Procédé d'élimination en continu de bactéries aérobies notamment d'amibes et de légionelles en milieu pH neutre dans des circuits d'eau chaude sanitaire, caractérisé en ce que l'on fait passer en continu le flux d'eau circulant dans le circuit à traiter au travers d'au moins une cartouche contenant une masse catalytique constituée par des granulés susceptibles de frotter les uns contre les autres sous l'action du flux d'eau en circulation, ces granulés étant d'une io part essentiellement composés de silice activée anionique Si3O12 et renfermant d'autre part des particules métalliques, de préférence des parti-cules d'oxyde de fer et des particules d'oxyde de manganèse polarisées portant des charges électromagnétiques de signe contraire, de façon à provoquer, sous l'action de cette dipolarisation, la contraction du calcium et des bicarbonates présents dans le flux d'eau en circulation essentielle-ment sous forme colloïdale, et la formation de minuscules germes de carbonate de calcium cationiques de nature à attirer des petites particules de silice se détachant des granulés sous l'action de leur frottement les uns contre les autres pour former autour de ces germes une ceinture anioni- que susceptible d'absorber à son tour les cations notamment les ions calcium présents dans l'eau pénétrant dans les cellules bactériennes, par attraction électromagnétique. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les granulés constituant la masse catalytique renferment entre 80 et 95 %, de préférence environ 90 % de silice activée en proportion volumétrique. 3 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les granulés constituant la masse catalytique se présentent sous la forme de billes dures et homogènes régulièrement calibrées de 1,5 à 2 mm de diamètre. 4 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la masse catalytique a une densité apparente d'environ 1,00 correspondant à une masse d'environ 1000 kg/m3. 5 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les granulés constituant la masse catalytique renferment essentiellement les composés suivants: Fe203, CaCl2 et Ca3Mn2Si3O12. 6 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on fait circuler le flux d'eau de haut en bas dans la cartouche contenant la masse catalytique. to 7 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on fait circuler le flux d'eau de bas en haut dans la cartouche contenant la masse catalytique. 8 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on ne remplit que partiellement la cartouche de granulés, de préférence environ aux 2/3 de sa hauteur.