Problème posé par l'eau des circuits de refroidisement: la légionellose www.detrigne.com

Bien des questions nous sont posées sur la légionellose, cette maladie qui fait de temps en temps parler d'elle, et qui a un lien avec les eaux utilisées dans l'industrie comme nous allons le rappeler ci après.

Qu'est-ce que la légionellose ?

Il s'agit d'une infection provoquée par des bactéries ( genre légionella). Le germe se développe dans l'eau à une température d'environ 37°C ( plage de températures favorable: de 25 à 40°C). La maladie se traduit par une infection pulmonaire; elle est mortelle dans 15% des cas.

Seuil de contamination des légionelles: 1000 UFC/l. Au-delà de ce seuil ( 10000 à 100000 UFC/l., le circuit d'eau ( lorsqu'il s'agit d'un circuit d'eau de refroidissement industriel à eau recirculée) doit être arrété et nettoyé selon des procédures bien définies.

Où peut-on trouver cette bactérie ?

Cette bactérie peut être présente dans les eaux dites "douces" à partir du moment où elle s'y développe, c'est à dire avec une température qui permet ce développement.

Les légionelles sont présentes dans les principaux endroits suivants:

- Circuits de distribution d'eau chaude
- Réseaux d'eau potable
- Circuits de refroidissement à eau recirculée avec évaporation (cf photo ci-dessous)

Gouttelettes d'eau dans l'environnement des tours de refroidissement

- Boues d'épuration
- Rivières
- Tous systèmes vaporisant ou micronisant de l'eau ( cf photo ci-dessous)

Micronisation d'eau à la terrasse d'un café dans une région chaude, afin de rafraîchir la clientèle.

Dans le domaine qui nous intéresse ( l'industrie), le lieu permettant le développement le plus rapide est l'eau des circuits de refroidissement. En effet, la température idéale de multiplication de la bactérie légionella étant comprise entre 25 et 4O°C, il s'agit là d'une température généralement existante dans les circuits à eau recirculée, dans lesquels, d'ailleurs, de grands volumes d'eaux sont stockés et recirculent. La période de l'année où la qualité de l'eau est optimale pour la multiplication de la légionella est la période chaude, c'est à dire l'été. Dans les pays chauds, il n'y a pas de période de reproduction optimale.

Les facteurs qui favorisent la prolifération de la bactérie sont, dans un circuit de refroidissement:

- Les dépôts de sels alcalino-terreux ( tartres) ainsi que les dépôts d'oxydes métalliques ( dépôts de résidus de corrosion).
- Les endroits d'eau stagnante du circuit ( bras morts, queues de lignes etc.)
- Tous types de matières en suspension ou végétaux obstruant partiellement les voies de circulation d'eau.

Comment la légionella se transmet-elle à l'homme ?

Le plus simplement possible; la bactérie se trouve dans l'eau et par conséquent dans les gouttelettes d'eau produites dans le système ( brouillard de gouttelettes formées au niveau des tours de réfrigération par aspersion sur les clayettes dans un contre courant d'air naturel ou artificiel); l'inhalation de ces gouttelettes éventuellement contaminées constitue le mécanisme de contamination.

La légionellose n'est pas source de contagion inter-humaine.

Existe-t-il des traitements de l'eau pour éliminer les bactéries de genre légionella ?

Oui, il existe des traitements bactéricides permettant l'élimination des bactéries responsables de la légionellose.
Ces traitements consistent en l'injection de produits chimiques dans les eaux des circuits; leur efficacité dépend, bien évidemment de la qualité biocide de la molécule active utilisée.

Produits utilisés:

Le produit actif le plus commun est le chlore, étant entendu que la résistance au chlore de la légionelle est, selon la littérature, d'environ 2 mg/l de Chlore actif.

Il y a également l'ozone, dont l'intérêt n'est pas évident compte tenu d'une certaine difficulté de sa préparation en milieu industriel. Est mieux adapté pour le traitement des eaux de distribution.

Parmi les autres agents chimiques qui existent, l'on peut citer: les oxydants comme le brome, les produits bactéricides à molécule organique telles que les isothiazolines, les ammoniums quaternaires, etc.

Les ammoniums quaternaires sont des bactéricides cationiques; l'avantage présenté par certains d'entre eux est l'effet moussant du produit dans l'eau ce qui permet un effet dispersant qui rend plus efficace l'action bactéricide du produit.

Si les produits utilisés ne sont pas moussants, pour qu'ils soient optimalement efficaces il est nécessaire de disperser le fouling bactérien par l'injection préalable dans les eaux du circuit, de biodispersants ( mouillants), lesquels ont pour but, comme leur nom l'indique de disperser la masse biologique à traiter en equiconcentration dans l'ensemble de la masse d'eau du système de refroidissement.

Le dosage des produits est fonction de la quantité de molécule active dans l'ensemble de l'eau recirculée.

Dans un circuit de refroidissement à eau recirculée, si l'on introduit une dose choc de produit bactéricide, sa concentration diminue par le fait de la déconcentration du système par les purges qui sont effectuées. Nous rappelons que le temps de demi-séjour d'un produit injecté est donné par la formule suivante: T = 0,7 x V/P, où V est le volume en eau du circuit et P le débit de purges du système.

Il existe également des traitements dits par ionisation consistant à introduire dans l'eau des ions cuivre (Cu++) ou argent (Ag+) - ou les deux ce qui permet de bénéficier d'un effet de synergisme - , lesquels se fixent sur les cellules bactériennes chargées négativement et provoquent la destruction des cellules ainsi touchées après un temps de contact ions cuivre ou argent plus ou moins important selon les concentrations de ces deux métaux.

L'introduction des cations Cu⁺⁺ et Ag⁺ se fait par immersion d'électrodes métalliques dans l'eau.

Il est nécessaire de nettoyer périodiquement des electrodes pour en maintenir l'efficacité.

A noter que ce procédé doit être agréé par les services publics pour pouvoir être légalement utilisé.

Pour un circuit d'un volume de 1200 m3 avec un taux de purge de 50 m3/h ( Taux de concentration saline de l'eau dans le circuit égal à 3), le temps de demi-séjour est égal à T = 0,7 x 1200/50 = 24 heures.

Si le produit est efficace à une concentration C ( donnée du fabricant) et si la prescription est de maintenir cette concentration durant 24 heures dans le circuit, il conviendra donc d'injecter une dose choc égale à 2C ( exemple: C = 50 mg/l, injection choc de départ = 100 mg/l ou 100 gr/m3, soit dans l'exemple ci-dessus : 100 x 1200 =120 kgs de produit). L'on veillera à ce que le produit soit introduit dans une zone de turbulence afin de favoriser son homogénisation dans l'ensemble de l'eau du système.

L'important, dans tous ces traitements est la possibilité d'en faire un contrôle, en particulier au niveau des excès des molécules ou produits minéraux actifs.
En fait, si les contrôles sont aisés pour ce qui est des produits dits "minéraux" ( chlore, brome etc.), il n'en est pas de même pour les molécules organiques où des contrôles simples, pouvant être faits par l'exploitant sur le site, n'existent pas ; chaque fournisseur de produits propose ses tests et en garantit la fiabilité.

Certaines sociétés spécialisées dans le matériel de contrôle de laboratoire et matériel portable ont mis au point des méthodes de dosage, faisant appel aux dernières technologies numériques. Ceci implique l'intervention de personnes qualifiées pour ce qui est des prélèvements et manipulations des échantillons.

Compte tenu des risques encourus par une éventuelle présence de bactéries du type légionella, il est souhaitable, quand il existe un circuit de refroidissement à eau recirculée sur un site, et à fortiori si ce site se situe à proximité d'habitations, de faire un diagnostic de recherche de cette bactérie.

Les points de prélèvement d'eau doivent être minutieusement choisis ( zones de circulation d'eau, zones de stagnation, parties chaudes, parties froides etc.), et un plan de prélèvement doit être établi pour que les résultats des analyses soient crédibles.

Ce plan de prélèvement doit être fait par un spécialiste des problèmes d'eaux, lequel doit, de plus, bien connaître la configuration du circuit et en posséder un plan thermo-hydraulique détaillé.

Si un traitement bactéricide existe, il convient de faire plusieurs séries de prélèvements donc d'analyses:

En fonction des résultats des analyses et après une interprétation de ceux-ci par un homme de l'Art, il pourra être envisagé un traitement spécifique anti légionelle. Il convient de noter qu'un certains nombre de traitements bactéricides en place peuvent déjà avoir une action vis à vis de la légionelle, mais ceci ne peut être confirmé que par voie analytique.

Comme nous l'avons indiqué ci-avant, les éléments qui contribuent à la présence de légionelles sont les dépôts, qu'ils soient minéraux ou organiques. Il convient donc, et ceci dans le cadre global de l'exploitation du circuit de refroidissement, qu'il soit fait obstacle à la présence de ces "dépôts" en adoptant les régles suivantes:

Nous communiquons en annexe les arrêtés relatifs aux installations de refroidissement avec dispersion d'eau et risque de contamination par les légionelles. Ces arrêtés s'appliquent en France.