Audit et conception des installations

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Audit
Un audit des installations fera appel à des spécialistes reconnus et formés.
Non seulement il faut que les techniciens connaissent le fonctionnement des installations mais ils doivent disposer de protocoles et procédures internes pour mener l'audit.
L'audit ne doit surtout pas se cantonner à quelques prélevements d'eau et a l'identification des bras morts.... et à la remise à jour des plans des réseaux.
Cette approche est abandonnée depuis de nombreuses années par les pays ayant intégré le risque legionella.
Elle comportera ainsi

- une étude du comportement hydraulique de l'eau dans les canalisations avec: au minimum,

-une mesure des vitesses dans les réseaux d'eau, tronçons par tronçons. Ces études que l'on fait systématiquement lors des bonnes études sur les réseaux d'eau potable sont à faire AUSSI sur les réseaux d'ECS,

- une modélisation du comportement de l'eau dans les réseaux. Un exemple donné par ailleurs montre tout l'intérêt d'une modélisation. Là aussi la technologie se rapproche des études sur l'eau potable,

- une étude du biofilm avec un capteur à biofilm,

- un calcul de l'âge de l'eau dans le réseau. Les outils modernes de modélisation permettent de calculer l'âge de l'eau, avec les modules "qualité" de ces logiciels. De telles études sont menées régulièrement pour les études sur l'eau potable.

L'âge de l'eau est le temps de résidence moyen de l'eau dans un tuyau. Si une eau est contaminée par la Legionella, on ne pourra les détruire que si, pour une molécule bactéricide donnée, l'on atteint un facteur CT suffisant.

Le CT est le produit:

concentration en désinfectant C x temps de contact T du bactéricide sur les bactéries.

Si, dans un tronçon d'un réseau ECS, il faut 2 mg/l de chlore actif sous forme HOCl durant 30 mn pour détruire 99 % des légionelles,
Le résultat sera médiocre si

- T est insuffisant (passage préférentiel de l'eau dans un réseau, réduction du volume d'une boucle d'eau chaude et temps de contact insuffisant),

- la concentration en HOCl, la forme active est insuffisante. Si l'eau est à pH 7,0 ou 7,6 il faut: (selon le tableau)
2/ 0,7 = 2,9 mg/l de chlore libre à pH 7
2/0,4 = 5 mg/l de chlore libre total à pH 7,6.
Si la quantité injectée est de 3 mg/l la désinfection sera médiocre à pH 7,6...

Ce capteur, mis au point et utilisé depuis 2 ans, colle aux exigences du groupe de travail "biofilms" de l'AGHTM et coordonné par le Professeur Lévi de la faculté de pharmacie de Chatenay-Malabry.

- un suivi de la corrosion avec des coupons ou une mesure électrique (ou mieux des coupons cocernant les divers matériaux + mesure électrique sur le matériau le plus courant: acier C 1010, galvanisé..)

- des analyses et prélèvements qui se feront en respectant les normes en vigueur . Les analyses doivent se faire dans un laboratoire agréé par les DDASS et le Ministère de la Santé, selon la norme analytique Afnor en vigueur.

Il est souhaitable aussi que le bureau d'études dispose d'une certification ISO 9001 ou 9002, couvrant l'audit Legionella, pour assurer une qualité suffisante de l'étude.
Un audit mal mené, suivi d'une contamination mettra aussi bien en cause le BE que vous avez retenu que votre entreprise ou votre organisme public (Mairie, Conseil Général, Centre hospitalier, clinique, matson de retraite...) en tant que donneur d'ordre.

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Vous attacherez la plus grande importance:

- à la formation des techniciens (vos propres techniciens ou ceux du bureau d'études) en charge de l'audit

- à la certification assurance qualité de l'entreprise, qui doit couvrir précisément le domaine de l'audit, (existence de procédures..),

- aux pratiques hygiène et sécurité des techniciens menant l'audit. Les zones potentiellement dangereuses peuvent nécessiter un masque de protection contre les aérosols (type P3 ou selon les préconisations de l'INRS).

La photo ci-après montre des techniciens lors d'un audit.

Un rapport d'audit sera rédigé. Il intégrera aussi bien les exigences réglementaires mais il décrira les moyens de contrôle et de prévention à mettre en place, les traitements recommandés, le suivi périodique...
En aucun cas vous ne pouvez vous contenter que d'une analyse par an de l'eau.

Détérioré, ce rejet peut atteindre 1 % du débit.

Ainsi, une tour mal réglée peut contaminer 50 fois plus qu'une tour parfaitement entretenue ou parfaitement réglée.

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Nous utilisons pour cette mesure 2 protocoles :

Celui du CTI (Cooling Tower Institute), avec l'addition de sels dissous. Cette technique est performante mais limitée, à cause de sa complexité, aux tours importantes,

Un protocole développé dans le cadre d'une coopération internationale par IRH et une équipe anglaise, avec des particules fluorescentes de la taille de la bactérie Legionella pneumophila (autour de 1 µm). Avec environ 0,4 mg/l de particules, l'on simule une contamination de 105 germes par ml soit l'équivalent de 108 Legionella par litre. Avec 4 mg/l la sensibilité est augmentée de 10 fois. En prélevant des volumes d'air connus l'on peut mesurer la performance moyenne du séparateur. Même si une incertitude sur la mesure existe de l'ordre de grandeur à 20 % près est très révélateur des dysfonctionnements.

Les dysfonctionnement peuvent trouver une origine dans :

- Une rupture du séparateur,
- Un entartrage ou un colmatage partiel des espaces entre les lames du séparateur,
- Un débit d'eau non conforme à la capacité de la tour,
- Une détérioration des répartiteurs d'eau sur la tour.

L'audit a pour but de détecter les anomalies et de proposer des solutions.

Pour ce bilan IRH dispose des moyens adaptés du département étude :

- Système de prélèvement (systèmes d'aspiration avec filtres Sartorius),
- Equipements de prélèvement normalisés avec barboteurs,
- Equipement de mesure de vitesse de la veine gazeuse en haut de la tour (tubes de Pitot..),
- Equipement de suivi de la corrosion et du biofilm.

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Analyse du risque par étude du panache

Il est très utile de faire une analyse du panache et du risque associé, selon le vent et les conditions météorologiques.
Une telle étude peut être strictement théorique , à partir des données générales ou elle s'appuiera sur :

- L'audit de la tour et la connaissance du débit d'air, de la vitesse de l'air réelle au sommet de la tour et des simulations à divers taux d'entraînement vésiculaire.
- la modélisation du panache.

Il pourra être fait appel à des logiciels de simulation en association avec des logiciels de mapping pour faire des courbes autour du point de rejet, pour une dilution donnée.

La modélisation peut être médiocre, dans certains cas, qu'il est bon de connaître.

On peut ainsi citer, par exemple :
- L'absence totale de vent,
- Une situation atmosphérique trop stable,
- Des obstacles sur le terrain complexes ne permettant pas une modélisation simple (grands bâtiments à proximité de la source d'émission..). La modélisation peut se faire mais elle est très coûteuse,
- Une grande variabilité du rejet. Dans le cas de la Legionella, la concentration peut fortement varier avec le décrochage de biofilm,
des anomalies dans la circulation de l'air (cheminée avec un fort débit d'air à proximité, aspiration ou rejet d'air dans le voisinage immédiat des tours avec une vitesse élevée des gaz.).

Une modélisation permettra d'apprécier le risque si la tour se trouve à proximité d'une prise d'air ou d'un bâtiment à risque (crèche, servie d'oncologie avec VMC..).

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Conception des installations
Les installations doivent être concues dans le but

- de minimiser la corrosion des installations (choix des matériaux, traitement..),
- de minimiser l'entartrage et l'encrassement (chimie de l'eau adaptée et traitement inhibiteur),
- d'avoir un écoulement le plus possible turbulent (nombre de Reynolds > 4000),
- dans le cas de tours de refroidissement d'avoir des tours ayant un entraînement vésiculaire le plus faible possible. Aux USA, les structures équivalentes aux DRIRE et dépendant de l'EPA demandent dans les "emission permit" un taux d'entrainement vésiculaire < 0,0005 %. Les dossiers de consultation des entreprises (DCE) pour fixer les exigences dans les achats de tours ont les mêmes exigences,
- d'estimer le risque associé
- d'avoir un nombre de bras morts le plus restreint possible. Si besoin , il faudra modéliser informatiquement le réseau d'eau chaude sanitaire et périodiquement "caler" le modèle par des mesures de vitesse,avec des mesures ultrasoniques ou toute méthode techniquement acceptable.

La figure suivante donne une copie d'écran lors d'une modélisation des réseaux.
Cette modélisation s'applique aussi bien aux réseau d'eau chaude sanitaire qu'aux circuits de refroidissement.

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Mise à jour juillet 2001- Révision 1-
copyright IRH Environnement et Jean-Louis ROUBATY 2001