Un nettoyage industriel innovant
Nous sommes tous les jours confrontés à l'accumulation de la poussière. Les aspirateurs, lave-vaisselles et lave-linges permettent de restaurer l'ordre et la propreté dans nos foyers, mais pour ce qui est des usines et équipement industriels, c'est une toute autre histoire. Des progrès remarquables ont été réalisés ces dernières années dans pratiquement tous les secteurs industriels en termes d'efficacité écologique des processus de production. Il reste pourtant encore beaucoup à faire avant d'arriver à une durabilité complète. Nous devons réduire les émissions atmosphériques, en particulier celles contribuant au changement climatique, en plus de la pollution aquatique, la consommation énergétique, l'utilisation des substances toxiques et la quantité des déchets non recyclables. L'une des méthodes pour cela est le développement technologique. Il implique l'amélioration de la capacité d'innovation de l'industrie. L'Institut Fraunhofer des techniques des surfaces et des couches minces - IST en Allemagne s'est penché sur le sujet et a trouvé une solution pour le nettoyage en installations industrielles. Le défi dans ce cas se trouve dans les petits détails, par exemple, dans le cas des processus de pasteurisation du lait. Les protéines de lait dissoutes s'accumulent dans les tuyaux, les chaudières et les échangeurs de chaleur de l'équipement utilisé. Après une session de travail, il peut être encrassé à un degré tel que l'usine entière doit être fermée pour être nettoyée. Cela se traduit en des coûts élevés pour les fabricants. Ces dépôts, ou encrassement, peuvent considérablement perturber les processus de production, coûtant entre 5 et 7 milliards d'euros par an à l'Allemagne. Pour éviter cet encrassement, des revêtements spéciaux sont nécessaires afin d'empêcher les protéines, les cristaux de sodium et les dépôts de carbonate de calcium d'adhérer aux parois, surfaces et autres éléments du système. La difficulté réside dans le fait que les types de d'encrassement varient en fonction des matériaux et des liquides utilisés. Les scientifiques ont pourtant découvert une manière d'adapter les revêtements à une grande variété d'applications et charges industrielles différentes. Ils y sont parvenus par un accordage personnalisé des structures et de l'énergie de surface des surfaces de revêtements. Une variable importante dans cette solution innovante est l'énergie de surface du revêtement. Elle détermine l'ampleur d'encrassement des dépôts. «La variété de propriétés relatives à ces couches s'étend d'une grande protection contre l'usure par un effet anti-encrassement extrême. Avec l'aide d'une technologie de processus spécial, nous avons pratiquement pu créer n'importe quelle propriété désirée», commente le Dr Martin Keunecke, responsable du département de revêtement tribologiques à l'IST. Les revêtements sont constitués de carbone et d'autres éléments et ont une épaisseur de quelques micromètres, environ 50 fois plus fine qu'un cheveu humain. Extrêmement solides et résistantes, les couches de carbone sont caractérisées par d'excellentes propriétés contre la corrosion et l'usure. Leur énergie de surface, et par conséquent leurs propriétés de cohésion, peuvent être réduites davantage en intégrant des éléments non métalliques comme la fluorine et le silicium, ce qui renforce l'effet anti-encrassement. «En fonction du type et de la quantité d'éléments utilisés, nous avons pu contrôler les propriétés de revêtements de manière ciblée», explique le Dr Peter-Jochen Brand, responsable de département au Centre de transfert de tribologie de l'IST. «Cela est nécessaire car les usines industrielles sont soumises à une grande variété de stress différents provenant des substances liquides. Pensez un instant au traitement du lait ou à la fabrication de jus de fruits dans l'industrie alimentaire, la production de peinture dans le secteur chimique, la production de médicaments dans l'industrie pharmaceutique ou au transport du pétrole.» L'industrie utilise actuellement des revêtements de carbone pour réduire la friction et l'usure. Bien qu'elles soient en forte demande, les applications anti-encrassement n'en sont tout de même qu'à leurs premiers balbutiements. Pour cela, Keunecke et Brand anticipent actuellement une nouvelle impulsion du marché relative à leur innovation. Les scientifiques démontreront la versatilité de leurs revêtements anti-encrassement lors du Salon de Hanovre en utilisant une fontaine. Dans ce modèle, l'eau coule sur une variété de surfaces et, en fonction du degré de l'effet anti-adhésion, forme différentes schémas de goutte. «Maintenant que nous comprenons comment configurer individuellement les couches, il nous reste à comprendre comment produire le plus efficacement possible l'équipement enduit. L'anti-encrassement fonctionne déjà bien pour les surfaces externes, mais, le revêtement interne, par exemple, dans les tuyaux, est tout sauf facile. Ainsi, nous collaborerons avec l'industrie et des partenaires de recherche pour créer de nouveaux processus de fabrication», conclut Keunecke. L'Institut Fraunhofer IST présentera l'application anti-encrassement lors du Salon sur les surfaces tenu à Hanovre, en Allemagne, le mois prochain.Pour plus d'informations, consulter: Institut Fraunhofer des techniques des surfaces et des couches minces - IST http://www.fraunhofer.de/en/press/research-news/2013/march/tuned-coatings-ensure-cleanliness.html
Pays
Allemagne