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AGW 13/06/2013 / AGRBC 10/10/2002 / BVR 09/02/2007


Légionelle - Mesures de préventions (occupant technicien) - La légionelle et les tours aéro-réfrigérantes

Les bâtiments du tertiaire sont soumis à des apports thermiques importants tant externes qu’internes. L’utilisation de systèmes de refroidissement dans ce secteur d’activités est principalement liée aux besoins de climatisations. Certaines applications nécessitent un refroidissement permanent et fiable (salles informatiques, musées, …), d’autres répondent à des besoins plus ponctuels (bureaux,…).

Ce chapitre donne des éléments adaptés pour mieux maîtriser le risque microbiologique lié à la légionelle.

 

Définitions :

Tour aéro-réfrigérante : une tour aéro-réfrigérante humide est un échangeur de chaleur « air/eau » dans lequel l’eau à refroidir est en contact direct avec l’air ambiant. L’eau chaude est pulvérisée en partie haute de la tour aéro-réfrigérante et ruisselle sur le corps d’échange. L’air traverse le système de ruissellement et est rejeté dans l’atmosphère. Le refroidissement s’effectue principalement par évaporation de l’eau. L’efficacité du système est liée à la conception et à l’entretien de la tour ainsi qu’aux conditions atmosphériques (température et humidité).

 

Le panache : L’air saturé de vapeur d’eau crée un nuage visible à la sortie des tours par voie humide. Ce nuage appelé « panache » est constitué de :

 

·         Vapeur d’eau : c’est la quantité d’eau évaporée pour assurer le refroidissement. Elle est fonction de la chaleur éliminée. Elle est de l’ordre de 1% du débit d’eau pour 5 à 6°C d’écart thermique entre l’eau chaude et l’eau froide. Ce débit d’évaporation est constitué par de l’eau pure qui n’entraîne aucun sel dissous. La vapeur d’eau peut se recondenser en gouttes d’un diamètre moyen de 5 µm.
 

·         Gouttes entraînées ou entraînement vésiculaire : l’entraînement vésiculaire est défini comme étant de fines particules d’eau entraînées dans l’atmosphère par la circulation de l’air dans la tour (quelques µm à 1 mm).

 

Contrairement à l’eau évaporée, les gouttelettes entraînées possèdent la même composition que l’eau du circuit et donc sont susceptibles de véhiculer les bactéries.

 

Eléments constitutifs d’une tour de refroidissement :

Les principaux éléments constitutifs d’une tour de refroidissement classique sont :
 

·         Un système de distribution d’eau dont le rôle est de disperser de manière uniforme l’eau sous forme de gouttelettes ;
 

·         Le corps d’échange ou garnissage (« packing »), dispositif au travers duquel se fait le transfert thermique entre l’air et l’eau.
 

·         Le pare gouttelettes ou séparateur de gouttes (ensemble de chicanes) installés en sortie d’air de la tour, conçu pour retenir l’entraînement vésiculaire.
 

·         La trappe de visite, ouverture sur le corps de la tour, permettant l’accès à l’intérieur et un contrôle visuel des différentes parties constitutives (bassin ou réservoir, ventilateur.

 

Schémas d’un système de tour de refroidissement :

 

 

 

Analyse de risques d’apparition de légionelle dans une tour de refroidissement :

Avant de réaliser l’analyse de risques concernant la tour de refroidissement, il est impératif de bien connaître son installation en élaborant un dossier composé des points suivants :

 

·         Plans et caractéristiques de l’installation de distribution d’eau jusqu’à la tour de refroidissement ;

 

·         Plans et caractéristiques du système de refroidissement de l’établissement comprenant la tour de refroidissement ;

 

·         Les températures aux différents points de l’installation de refroidissement ;

 

·         Les défauts éventuels dans la conception du système de refroidissement comme la présence de bras morts, pas de vanne de purge en point bas, mauvaise circulation de l’eau, …

 

·         Gestion des équipements :

-          Protocole d’entretien (nettoyage, détartrage, vidange,…);

-          Modes et périodes d’utilisation des différentes installations.

 

 

L’analyse des risques de développement de la légionelle dans le système de distribution d’eau arrivant à l’installation de refroidissement devra être effectuée comme cité au chapitre 5.1.

 

Conception des installations : points importants à respecter pour une bonne installation :

1.       Implantation des tours :

 

L’implantation et l’orientation des tours doivent être considérées lors de l’étude du projet de réalisation du bâtiment. Il est notamment nécessaire de veiller à

·         L’environnement de la tour en évitant la proximité de fenêtres, de prises d’air, de lieux de rassemblement du public et en tenant compte des vents dominants, afin de ne pas propager l’air expulsé dans des milieux confinés ou très fréquentés ;

·         La qualité de l’air aspiré : en effet, toute activité de proximité qui génère de grandes quantités de poussières ou de matières organiques en suspension dans l’air, participe au développement de micro-organismes favorables à la prolifération des légionelles.

 

2.       Permis d’environnement :

 

Il est impératif que tout établissement possédant une tour aéro-réfrigérante soit en ordre au niveau du permis environnement puisque ce type d’installation est soumise à cette autorisation.

 

3.       Conception des réseaux :

 

Il existe deux réseaux d’eau. Un qui sert à véhiculer l’eau qui a été en contact avec l’air et l’autre réseau fermé qui sert à refroidir.

 

·         Vitesse de circulation : les caractéristiques de la ou des pompes et le choix des sections de tuyauterie doivent être définis pour assurer une vitesse de circulation de l’eau garantissant un écoulement turbulent dans le réseau, afin de limiter la formation de biofilm ; la présence de bras morts doit être évité.

·         Les matériaux : le choix des matériaux doit prendre en compte les différents paramètres de l’installation et notamment la qualité de l’eau et le traitement de l’eau, les risques de réaction électrolytique, les types d’opérations de maintenance envisagés afin de prévenir dans les meilleurs conditions au moment de la conception et dans le temps les risques de corrosion, d’entartrage ou de dépôts de biofilm.

·         Les organes de réglages et contrôles :lors d’un réseau d’eau maillé, des dispositifs de réglage seront installés pour assurer l’équilibre hydraulique dans chaque maille du réseau. Pour assurer un bon suivi du fonctionnement du système, il est judicieux de prévoir des poins d’échantillonnage, des points d’injections de produits de traitement, des points de mesures physico-chimiques, aux endroits ou la qualité de l’eau est modifiée.

·         Equipements additionnels : la conception des réseaux doit permettre l’installation d’équipements nécessaires au traitement de l’eau en contact avec l’air, notamment la mise en place de systèmes de filtration dérivée afin de réduire la présence de sels formés lors de l’évaporation.

·         La protection des réseaux d’eau potable : le circuit d’eau de la tour aéro-réfrigérante raccordé à un réseau d’eau potable doit répondre aux exigences de sécurité sanitaire prévues par la réglementation relative à la protection des réseaux. Les installations alimentées en eau potable doivent intégrer, dès leur réalisation, les éléments de protection contre les risques de pollution par retours d’eau.(Norme EN 1717)

·         Les vannes de vidange : la présence de vannes de vidange est indispensable aussi bien au niveau des circuits qu’au niveau du bassin (en points bas). Le rejet des eaux vidangées doit être réalisé aux égouts.

·         La purge de déconcentration : la purge est continue de préférence ou discontinue asservie à l’appoint ou à la conductivité. Elle vise à maintenir le facteur de concentration de sels à un niveau acceptable pour l’ensemble du circuit en adéquation avec le système de traitement de l’eau.

 

4.       Conception de la tour :

La tour aéro-réfrigérante est conçue pour fonctionner selon des prescriptions du constructeur conformément aux conditions suivantes :

 

·         Plage de débit d’eau admissible

·         Facteur de concentration maximal admissible (appoint/purge)

·         Puissance de ventilation

·         Traitement d’eau/qualité d’eau.

Ces prescriptions, pour être maintenue, passe par un suivi systématique de la tour au niveau matériel et chimique.(présence de tartre, salissures, … modifient les performances)

 

Le type de système d’échange, le système de distribution de l’eau et le séparateur de gouttes sont liés entre eux au moment de la conception aux conditions d’utilisation de la tour. Le séparateur sera le frein aux émissions de gouttelettes vers le milieu ambiant. Cependant, tous les équipements et toutes les conditions de fonctionnement de la tour sont des facteurs pouvant faire varier la quantité de gouttes émises dans l’atmosphère pour un type de séparateur donné.

 

Le choix du corps d’échange dépend de la qualité d’eau pour un facteur de concentration donné afin d’obtenir le meilleur bilan technico-économique et d’avoir un corps d’échange qui ne s’entartre ou ne s’encrasse pratiquement pas.

 

Des accès libres ou trappes de visites sont prévus au bassin, à la distribution d’eau et aux séparateurs pour faciliter l’inspection et permettre la maintenance.

  

Points qui augmentent le risque de contamination par la légionelle :

-      Température supérieure à 20°C.

-      Mauvaise qualité d’eau d’appoint. (apport de sédiments, bactéries, …)

-      Temps d’arrêt de la circulation important (stagnation).

-      Conduite morte : un bras mort est une canalisation où l’eau stagne pendant une longue période.

-      Volume du bassin des tours important.

-      Mauvaise circulation dans les réseaux d’eau.

-      Mauvais pare-gouttelettes.

-      Entretien peu important.

-      Pas de traitement des eaux. (corrosion, entartrage, …)

-      Mauvais réglage de l’installation

-      Pas de bonne séparation avec des installations où la consommation d’eau peut être faible pendant une période importante. (circuits fermés, réseaux « incendie », …)

Points qui diminuent le risque de contamination par la légionelle :

-      Purge automatique sur base de la conductivité

-      Dosage adapté de biocide :

-      Un biocide (ou désinfectant) est une substance destinée à tuer des organismes vivants. C’est aussi le nom de tout produit fabriqué à partir de ces substances qui englobent :
  - les pesticides utilisés dans les contextes agricole, industriel, agroalimentaire, ou domestique,
  - les désinfectants, y compris l’eau de Javel.

-      Dosage d’inhibiteur de corrosion

-      Filtration

-      Suivi fréquent de la qualité chimique et bactériologique de l’eau

-      Vidange de l’eau lors d’une période d’arrêt

-      Facteur de concentration faible

-      Entretien régulier (procédure de suivi adapté)

Entretiens des tours de refroidissement :

Entretien minimum à réaliser. Le fabricant peut éventuellement demander plus si nécessaire dans le carnet d’entretien.

 

Equipement

Entretien

Fréquence des entretiens

Analyse bactériologique de légionelle

Distribution de l’eau chaude et de ses disperseurs

On vérifie que l’alimentation en eau est bonne.

Nettoyer et désinfecter les disperseurs, canalisations ou les remplacer si nécessaire.

Analyse chimique de l’eau.

1X/mois

2X/an à la sortie d’une vanne, en amont de la pulvérisation, après avoir laisser couler environ 1 minute.

En cas d’analyses positives augmenter la fréquence à 4X/an et effectuer une désinfection.

 

Les séparateurs

S’assurer de l’état de propreté, du bon état de fonctionnement. Il est indispensable de vérifier qu’ils recouvrent bien toute la surface de sortie d’air.

En cas d’entartrage ou de salissures, il convient de nettoyer et désinfecter les séparateurs. Si les éléments sont abîmés, il convient de les remplacés.

1X/mois

Pas de mesures des légionelles.

Corps d’échange

Vérifier l’état de propreté et si nécessaire nettoyer. Nettoyage par voie chimique ou mécanique lorsque le dépôt est friable (ultrasons, vibrations, eau sous-pression).

Les éléments abîmés ou non nettoyables doivent être remplacés selon les critères du constructeur.

1X/mois

Pas de mesures des légionelles.

Bassin

Vidange, nettoyage et désinfection du bassin.

Evacuer les boues qui peuvent avoir sédimenté.

 

1X/mois

2X/an, après arrêt du ventilateur et en s’écartant du point d’arrivée de l’eau d’appoint.

En cas d’analyses positives augmenter la fréquence à 4X/an et effectuer une désinfection.

Système d’appoint : flotteur, vanne d’appoint

S’assurer de la bonne maintenance des pompes, et de l’état de propreté des éléments

1X/mois

Pas de mesures des légionelles

Ventilateur

Etat de propreté et bon fonctionnement

1X/mois

Pas de mesures des légionelles

Purge

Vérifier le bon fonctionnement de la purge et procéder à un nettoyage éventuel des sédiments.

1X/mois

Pas de mesures des légionelles

Tuyauteries

Etat des tuyauteries et nettoyage éventuel

1X/mois

Pas de mesures des légionelles

Système de traitement des eaux

Nettoyer si nécessaire et contrôler le système de traitement en fonction de la demande du fabricant et de l’analyse chimique.

1X/mois

Pas de mesures des légionelles

 

L’ensemble de ces entretiens seront inscrits dans le journal des installations.

 

Les différents produits de nettoyage et de désinfection doivent être compatibles avec les différents matériaux constituants l’installation et seront autorisés par le fabricant. (quelques produits sont proposés ici)

 

·         Mise à l’arrêt et redémarrage du système

 

L’objectif est d’arrêter puis de redémarrer le système en évitant l’émission de gouttelettes issues de zones stagnantes où la légionelle peut se développer.

Dans ce cas de figure se présentent :

-          systèmes évitant les zones stagnantes et l’entraînement d’eau à l’arrêt :

 

Afin d’éviter, lors des arrêts, l’émission de gouttelettes tout en maintenant une circulation de l’eau, on peut arrêter les ventilateurs. Mais une tour n’est pas toujours conçue pour fonctionner avec ses ventilateurs à l’arrêt ; en effet, la configuration « eau de circulation, ventilateurs à l’arrêt » peut favoriser l’émission de gouttelettes d’eau par les voies de prise d’air.

Plusieurs systèmes permettent d’arrêter le ventilateur de façon sûre :

-les appareils garantis sans sortie d’eau ventilateur à l’arrêt

-les systèmes équipés de by-pass (circulation de l’eau en court-circuitant la pulvérisation)

Il est rappelé que l’eau de refroidissement du système doit être en circulation afin d’éviter toute zone stagnante. Les zones stagnantes doivent être vidangées en évitant de générer des aérosols.

Une précaution supplémentaire est à prendre durant la période de gel. Avant de faire fonctionner le système sans charge thermique permettant la circulation d’eau à des fins de maintenance, il est nécessaire de se reporter aux préconisations des constructeurs pour éviter la prise en glace de l’installation.

 

-          Systèmes n’évitant pas les zones stagnantes et l’entraînement d’eau à l’arrêt :

 

Le système doit être mis à l’arrêt et vidangé.

Il sera à terme amélioré en l’équipant de systèmes évitant les zones stagnantes et l’entraînement d’eau à l’arrêt.

 

·         Conservation d’un système de refroidissement à l’arrêt (pendant plusieurs semaines)

 

Lorsqu’un système de refroidissement est mis à l’arrêt, il peut être conservé soit sous cocon humide, soit sous cocon sec.

Le nettoyage ou le traitement doivent être engagés dès l’arrêt de la tour. Les personnes devant intervenir devront attendre quelques minutes après l’arrêt des ventilateurs et du système de pulvérisation afin de permettre aux gouttelettes d’eau de se déposer.

 

Ø       Conservation sous cocon humide (cas de systèmes ne pouvant pas être complètement vidangés)

Dans ce cas il faut :

-vidanger la tour,

-nettoyer mécaniquement les organes à risque (bassin, corps d’échange, …) et en cas de besoin réaliser un détartrage chimique ou mécanique

-faire un traitement anticorrosion de conservation si nécessaire

-faire circuler les produits injectés (by-pass ouverts) pour les répartir de manière homogène dans le système

-vidanger de nouveau le bac de la tour

De manière générale, cet arrêt fera l’objet d’un traitement biocide adapté. Lors d’un arrêt durant plusieurs semaines, d’autres injections pourront être pratiquées à intervalles réguliers. Pour chaque injection de biocide, l’eau devra être maintenue en circulation aussi longtemps que nécessaire pour assuer une bonne répartition du principe actif dans le réseau.

 

Ø       Conservation sous cocon sec (complètement vidangés)

Dans ce cas, l’installation doit subir une vidange complète du système. Les traitements biocides ne sont pas nécessaires.

Les techniques d’intervention générant des aérosols (nettoyage par jets d’eau à haute pression) doivent être évités dans la mesure du possible.

Traitements de l'eau :

Le traitement d’eau est un point essentiel. La nature des équipements (notamment la qualité de l’état de surface), le transfert de chaleur et la probabilité de survenue d’un danger sanitaire en dépendent directement.

Le traitement d’eau doit être opérationnel dès la mise en service du circuit, il doit permettre de lutter de façon efficace contre l’entartrage, la corrosion et la prolifération bactérienne. L’entretien des installations et le suivi du traitement d’eau nécessitent des contrôles mais aussi un contact étroit entre les utilisateurs de l’installation et les spécialistes du traitement des eaux.

 

Pathologie des réseaux : 

L’eau de circulation dans un système de refroidissement a des propriétés physico-chimiques et biologiques, qui vont évoluer au contact des matériaux du circuit, en fonction du temps de séjour, de sa vitesse d’écoulement, de sa température et de la température superficielle (température de l’eau au contact du matériau).

Si le suivi de l’installation (entretien et contrôle de l’eau) et la tenue du journal de l’installation ne sont pas réalisés correctement, l’exploitant d’un système de refroidissement sera confronté très rapidement à des problèmes sanitaires et fonctionnels liés à la présence de salissures, de corrosion et d’entartrage.

Ces problèmes sont dépendants les uns des autres et doivent être pris en compte simultanément.

Traitement de l'eau d'appoint :

Les eaux d’appoint nécessitent parfois un prétraitement adapté à leur niveau de qualité. Les techniques sont principalement : la filtration, l’adoucissement, …

 

C’est la qualité de l’eau d’appoint traitée qui doit être prise en compte pour déterminer le taux de concentration admissible, les consignes d’exploitation du système de purge et la conduite du traitement.

Traitement de l'eau du circuit :

Quel que soit le traitement de l’eau d’appoint, il est souvent nécessaire de réaliser un traitement complémentaire de l’eau des circuits de refroidissement à savoir :

 

La filtration dérivée : la filtration d’une fraction du débit en circulation permet de retenir les matières en suspensions amenées par l’eau d’appoint, ou provenant du lavage de l’air au niveau de la tour et de les sortir du circuit. L’entretien de ces équipements est indispensable pour prévenir la création potentielle de foyers microbiens.

 

Utilisation d’appareils ultra-violets (UV) : les procédés physiques tel que les UV par exemple, permettent de désinfecter l’eau mais requièrent des conditions d’emploi bien précises (faible turbidité de l’eau et épaisseur de lame d’eau). L’attention est attirée sur le fait qu’il n’y a pas de rémanence de ce traitement, c’est-à-dire que l’action désinfectante est localisée (au moment du passage près des lampes) mais ne dure pas au delà.

 

Les ultrasons : Les ultrasons ont pour effet d’induire des perturbations profondes et létales dans les bactéries en modifiant les mécanismes d’oxydation cellulaire.

 

Les bio-dispersants : ils favorisent l’accès et la pénétration des biocides dans les dépôts biologiques afin d’augmenter l’efficacité du traitement.

 

Les biocides (désinfectants) en traitement continu ou choc : il existe deux grandes familles de biocides (les oxydants et non oxydants) qui peuvent être utilisées en dosage de choc ou en continu selon le but recherché.

L’efficacité du traitement est dépendante de la dose et du temps de contact (entre les micro-organisme et le produit actif).

Une attention particulière doit être portée au pH et à la présence de substances inhibitrices qui peuvent influencer l’efficacité des biocides. L’avis de spécialistes sur ces points est important à requérir. Si les conditions de mise en œuvre ne sont pas conformes aux recommandations ou si la qualité de l’eau change brutalement, le produit risque d’être inefficace même injecté en quantité importante.

L’utilisation de biocides oxydants en quantité importante peut causer des corrosions des installations.

 

Utilisation d’inhibiteurs d’entartrage : ils empêchent la précipitation des sels sous forme entartrante.

 

Utilisation d’inhibiteurs de corrosion : le réactif introduit dans le circuit s’oppose à la corrosion en formant un film protecteur sur les surfaces métalliques. La bonne constitution du film implique une injection continue.

Contrôles à effectuer :

Le fabricant peut éventuellement demander plus si nécessaire.

 

Equipement

Contrôles

Fréquence des entretiens

L’échange thermique

Mesure des températures pour détecter un encrassement des circuits

1X/mois

Postes de traitement d’eau et de dosage des produits

Il est nécessaire de vérifier le bon fonctionnement des postes de traitement d’eau pour éviter toute dérive éventuelle de la qualité physico-chimique et biologique de l’eau.

1X/mois

Mesures de la corrosion

Les données fournies par les contrôles permettent d’optimiser le programme d’inhibition en vue de garder les installations en bon état. Le suivi de la corrosion par analyse de témoins ou par mesure du courrant de corrosion est complémentaire à l’examen visuel des parties visitables.

1X/mois

Les analyses

Les analyses d’eau constituent des moyens de s’assurer que les traitements sont appliqués correctement et sont efficaces. Elles permettent une réorientation du programme de traitement en cas de pollution accidentelle ou de dérive par rapport à la qualité de l’eau de base.

 

Analyses physico-chimiques :

La comparaison des analyses effectuées dans le circuit et dans l’eau d’appoint permet de vérifier le respect des consignes d’exploitation et de suivre l’évolution ou la tendance du caractère de l’eau du circuit.

Analyses biologiques :

Le dénombrement de la flore viable est un indicateur de l’état des installations, d’une pollution et de l’efficacité des traitements biocides. Cependant, les études scientifiques ne mettent pas en évidence de corrélation entre le dénombrement de la flore viable et le dénombrement des légionelles. Ainsi, si une concentration élevée de germes dans l’installation doit être considérée comme un signal d’alerte, en revanche, une faible concentration ne garantit en aucun cas de faibles concentrations en légionelle.

Cependant, il est conseillé de surveiller le dénombrement en flore viable et plus particulièrement en période estivale.

 

 

 

 

 

 

 

4X/An

 

 

 

 

 

4X/An

Consommation en eau et en réactifs

Cela permet de vérifier l’application du traitement d’eau et la détection de toute anomalie de fonctionnement (fuites, …)

1X/mois

 

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