By Guillaume Jobin on November 28, 2023
Nettoyage laser
Le nettoyage cryogénique est un processus non abrasif qui emploie de l’air comprimé pour tirer des granulés de glace sèche sur une surface. Contrairement au décapage au jet d’abrasif, il ne produit pas de résidus. Au lieu de quoi, la glace sèche se transforme en gaz et est aspirée par le système d’aération. Grâce à cette méthode, pas besoin de nettoyer de déchets secondaires des matériaux abrasifs.
Elle est utilisée dans plusieurs industries, notamment automobile, aérospatiale, de production énergétique, pharmaceutique, électrique, électronique et alimentaire.
Même si elle est louée pour ses avantages, elle présente plusieurs inconvénients. Dans cet article, nous aborderons les différents aspects du nettoyage cryogénique afin de mieux comprendre quand son utilisation est préférable, et quelles solutions de rechange envisager.
Applications du nettoyage cryogénique
Le nettoyage cryogénique est idéal pour nettoyer les équipements de la chaîne de production ou les composants fragiles. Par exemple, il est utilisé pour nettoyer les équipements de peinture, les composants électroniques, les matrices et les moules. À haute vitesse, l’agent de décapage peut éliminer les contaminants tels que la graisse, la rouille de surface et la peinture de tous types de substrats, qu’ils soient composés de plastique, de caoutchouc ou de métal.
Le nettoyage cryogénique peut également préparer les surfaces à la peinture et au revêtement. Mais puisqu’il n’est pas abrasif, il ne génère pas de texture pour améliorer l’adhérence, ce qui le rend moins efficace que d’autres méthodes de nettoyage telles que le sablage, le nettoyage chimique et le nettoyage laser.
Qu’est-ce que la glace sèche ?
La glace sèche est une forme solide de dioxyde de carbone (CO2). Elle est créée en amenant du dioxyde de carbone à -78,5 °C (-109,3 °F), la température à laquelle elle gèle et se solidifie.
Inconvénients du nettoyage cryogénique
1. Coûts de consommables élevés
Le nettoyage cryogénique engendre des coûts de consommables et de fonctionnement élevés, notamment des frais récurrents pour le réapprovisionnement en granulés de glace sèche et en air comprimé. Il s’agit également d’une technologie énergivore, elle est donc très exigeante en matière de consommation d’énergie (les compresseurs d’air sont parmi les dépenses fréquentes les plus élevées des usines).
2. Pénuries de glace sèche
La glace sèche, à l’instar de tous les consommables, doit être stockée en quantité suffisante pour maintenir le fonctionnement de la chaîne de production. Les fabricants sont donc à risque en cas de pénurie ou d’interruption de la chaîne d’approvisionnement, une probabilité probablement en augmentation au vu de la situation mondiale actuelle. En Europe, l’augmentation du coût du gaz naturel en 2022 a entraîné des pénuries de glace sèche. En 2022, un problème similaire s’est produit aux États-Unis à cause d’une pénurie de CO2.
3. Ventilation
Dans une pression atmosphérique normale, les granulés de glace sèche passent d’une forme solide à gazeuse lorsqu’ils dégèlent, et produisent du gaz de dioxyde de carbone. Cette réaction est appelée sublimation et se produit lorsque les granulés entrent en contact avec la surface au cours du processus de nettoyage. La glace sèche peut également se sublimer naturellement dans vos unités de stockage ou lors du transport.
En cas d’accumulation de dioxyde de carbone, les ouvriers peuvent perdre connaissance, voire mourir d’asphyxie. Ce danger est particulièrement présent dans les petites pièces. Des explosions peuvent également survenir dans les conteneurs fermés en raison des remontées de pression.
Pour des raisons de sécurité, il est essentiel de s’assurer d’avoir un bon système de ventilation dans les zones concernées.
4. Équipement de protection individuelle (EPI)
Le processus de décapage est généralement une source de bruits intenses, atteignant parfois jusqu’à 115 dB. Un dispositif de protection antibruit est fortement conseillé pour empêcher des dommages irréversibles à l’ouïe.
Les employés qui manipulent de la glace sèche doivent en outre porter des gants isolants, car les granulés de glace sèche peuvent brûler la peau (gelures). Un EPI supplémentaire tel que des lunettes de sécurité et une visière de protection peut être nécessaire en fonction de la méthode de manipulation de la glace sèche.
5. Pas aussi respectueux de l’environnement qu’on voudrait le croire
Le nettoyage cryogénique est souvent présenté comme respectueux de l’environnement. La raison est que le nettoyage cryogénique est fabriqué à partir de CO2 récupéré et que le processus de nettoyage ne libère pas davantage de CO2 dans l’atmosphère.
En réalité, la glace sèche est fabriquée à partir de CO2 récolté en raffinant de l’ammoniac, de l’éthanol, du pétrole ou d’autres produits chimiques. Ces processus sont loin d’être bons pour l’environnement.
L’aspect écologique du processus dépend également de la façon dont les utilisateurs gèrent le gaz CO2 généré au cours du décapage. Si le gaz est ventilé dans l’atmosphère, le processus n’est pas écologique. Si le gaz est capturé sous forme gelée et transformé en granulés de glace sèche afin d’être réutilisé, le processus est plus écologique.
Pour ce faire, il est possible d'ajouter une unité de récupération et un granulateur au processus de fabrication. Mais cet équipement est coûteux, et le taux de conversion de CO2 liquide en glace sèche est d’environ 40 %, ce qui signifie qu’environ 60 % sont libérés dans l’atmosphère. La consommation énergétique élevée des compresseurs d’air et des réservoirs de stockage s’ajoute également à l’empreinte écologique, en particulier si l’énergie ne provient pas d’une source renouvelable. Enfin, les camions de livraison des granulés de glace sèche ajoutent un niveau supplémentaire de pollution.
Même si le nettoyage cryogénique est sans aucun doute moins polluant que d’autres méthodes telles que le nettoyage chimique, il n’est pas respectueux de l’environnement pour autant. Il libère du CO2 dans l’atmosphère et pourrait être remplacé par des technologies plus écologiques telles que le nettoyage laser.
Machines de nettoyage cryogénique : ce dont vous avez besoin pour son fonctionnement
Les machines de nettoyage cryogénique fonctionnent à l’aide d’équipements et de consommables spécifiques pour nettoyer les surfaces. Voici une énumération des composants les plus importants :
- Granulés de glace sèche : il s’agit des consommables principalement utilisés dans les machines de nettoyage cryogénique. Ils sont fabriqués à partir de dioxyde de carbone solide.
- Conteneur de glace sèche : la glace sèche est stockée dans un conteneur isolé qui maintient la température à environ -78,5 °C pour l’empêcher de se sublimer trop rapidement. Le conteneur doit être bien ventilé afin d’éviter l’accumulation de gaz de dioxyde de carbone.
- Système de ventilation : la zone où se trouve le conteneur de glace sèche doit être correctement ventilée afin d’empêcher l’accumulation de gaz de dioxyde de carbone. Une ventilation adéquate renforce la sécurité en permettant au gaz CO2 de se dissiper, ce qui l’empêche d’atteindre des niveaux dangereux. Il est déconseillé de stocker de la glace sèche dans des zones confinées.
- Réservoir de stockage d’air : l’air comprimé utilisé dans les systèmes de nettoyage cryogénique est stocké dans des réservoirs spécialisés conçus pour contenir de l’air sous pression. Ces réservoirs stockent l’air comprimé à haute pression. L’air comprimé apporte la force nécessaire à l’accélération des granulés de glace sèche et est libéré sous haute pression pour propulser les granulés sur la surface à nettoyer.
- Système de tuyau : il existe deux types de systèmes utilisés pour propulser de la glace sèche. Avec les systèmes à tuyau unique, la glace sèche et l’air comprimé passent à travers les mêmes tuyau et buse. Avec les systèmes à deux tuyaux, la glace sèche et l’air comprimé sont envoyés dans des tuyaux différents. Les systèmes à tuyau unique permettent un nettoyage plus agressif.
Certains fabricants ne veulent pas dépendre des fournisseurs pour la glace sèche. Afin de produire leurs propres granulés de glace sèche, ils ont besoin d’appareils supplémentaires :
- Granulateur de glace sèche : cette machine peut transformer le dioxyde de carbone liquide (stocké dans des réservoirs sous pression) en glace sèche solide par un processus de mise sous pression et de coupe pour obtenir la taille requise.
- Dioxyde de carbone : le dioxyde de carbone peut être acheté sous forme liquide, puis stocké à haute pression (environ 73,8 psi), ce qui est la seule façon pour le dioxyde de carbone d’être sous forme liquide. Il peut également être récupéré à partir de l’air (en petites quantités) l’aide d’autres machines (telles qu’un système de récupération de CO2).
- Ensacheuse de glace sèche : cette machine permet d’emballer les granulés de glace sèche après leur fabrication en les plaçant dans des sacs plastiques pour empêcher le gaspillage. Différentes tailles de sacs sont disponibles pour stocker différentes quantités de glace sèche.
Nettoyage laser : une solution de rechange au nettoyage cryogénique
Le nettoyage laser peut être utilisé pour éliminer les contaminants des surfaces avec la puissance brute de la lumière, mais il est limité aux surfaces métalliques. Le processus peut éliminer tous les types de contaminants, y compris l’huile, la poussière, la corrosion, les oxydes, les électrolytes et les revêtements.
Comparés aux nettoyeurs cryogéniques, les nettoyeurs laser sont plus rapides, plus précis, moins bruyants, plus faciles à intégrer, plus écologiques et génèrent moins de coûts de fonctionnement et d’entretien.
Contrairement au nettoyage cryogénique, le nettoyage laser peut générer une texture qui améliore l’adhérence. Les lasers sont utilisés pour préparer ou nettoyer les surfaces pour des applications telles que :
- la soudure ;
- le collage ;
- le revêtement et la peinture ;
- le revêtement par projection thermique.
Parmi les solutions de nettoyage laser, on retrouve des machines à fonctionnement automatique et manuel. Si vous souhaitez en savoir plus, contactez nos experts en laser dès maintenant.
