Les effets conjugués, anticalcaires et anticorrosion sont particulièrement appréciés au niveau des ballons d'eau chaude.
Le conditionneur d’eau magnétique
L'appareil (figure 1) se compose des éléments suivants :
- - cinq aimants permanents (14) en alliage spécial, montés en opposition de polarité, et séparés par des entretoises ajustées (15). Cet ensemble est enfermé dans une gaine diélectrique en polypropylène ou autre matériau (16), si les circonstances l'exigent (industrie), et forme ainsi le tube intérieur (10), isolant du point de vue électrique ; un espace est aménagé entre ce tube intérieur et le tube extérieur (11), pour permettre la circulation de l'eau selon un flux hélicoïdal précis (18) ;
- - le tube extérieur, en acier inoxydable qui constitue un blindage contre les influences magnétiques extérieures, de manière à protéger les aimants ; un revêtement spécial, en une matière diélectrique, est appliqué sur sa face intérieure (11 b), ce qui permet aux champs magnétiques d’agir sur les colloïdes et ions de l'eau, sans entraîner d’effets de surface avec des surfaces métalliques ;
- - des raccords en laiton, d'entrée (12) et de sortie (13), usinés de manière à conduire le flux de l'eau de façon hélicoïdale dans l'espace prévu, selon un angle précis par rapport à l’horizontale, soit par rapport aux champs magnétiques dispensés par les aimants.
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Cette nouvelle technologie de traitement de l'eau et des canalisations a fait l'objet de dépôts de brevets, en 1985, dans une vingtaine de pays, et elle est testée par des laboratoires et des centres de recherche officiels en Suisse, en France et au Benelux. Le produit, issu de cette technologie, appelé « conditionneur d’eau et de canalisations » a fait l'objet en 1985 et 1986 de cinq distinctions majeures. Néanmoins, et c’est cela qui est paradoxal, si les principes généraux du fonctionnement de ce type d’appareil sont connus depuis les années cinquante, cette technique n'a jamais vraiment percé. Après avoir résumé très brièvement ces principes, nous tenterons d’expliquer les raisons de cette situation paradoxale.
[Photo : Schéma de principe du conditionneur d’eau]
[Photo : Le conditionneur.]
Interactions aimants-ions : première étape
Tout d’abord, il faut savoir que les aimants permanents utilisés dans les conditionneurs d’eau doivent présenter des propriétés magnétiques très marquées (rémanence Br > 13 000 gauss ; champ coercitif > 600 gauss). Ils sont disposés en opposition de polarité dans le cœur de l'appareil et, au niveau des zones Nord-Nord et Sud-Sud, il y a apparition de nuages d’ions de forme torique, lorsqu’il y a passage de l’eau à une vitesse qui permet à la force de Lorentz (célèbre loi des trois doigts) d’agir sur les cations [ions (+)] et anions [ions (–)] contenus dans l’eau de consommation.
Ces interactions entre les champs magnétiques du fer et les ions constituent en quelque sorte la première étape du « conditionnement », appelé ainsi à défaut d’un autre terme plus approprié.
Interaction ions et colloïdes : deuxième étape
La deuxième interaction est pratiquement simultanée à la première : elle consiste en le passage des colloïdes, emportés par le flux hélicoïdal de l’eau, au travers des zones toriques d’ions formés sous l’influence des champs magnétiques. Les colloïdes minéraux de CaCO₃, qui nous intéressent, chargés positivement de par leur nature et structure, s’entourent d'une couche complexe d’ions qui, par « effet cage », neutralisent la charge propre des colloïdes.
La suite directe de cet effet consiste en la cristallisation quasi instantanée, au sein de la veine fluide, du carbonate de calcium, leurs colloïdes, germes de cette cristallisation, n’étant plus repoussés les uns les autres par leurs charges propres.
Conséquences des phénomènes aimants-ions et ions-colloïdes
Elles sont de deux sortes :
- le « tartre » qui pouvait se former par l'apport subséquent de matières minérales ne se dépose plus sur les surfaces intérieures des canalisations métalliques, car la formation dans l’eau des cristaux de carbonate de calcium a lieu très rapidement ;
- les phénomènes évoqués ci-dessus permettent l’apparition de la « passivation » évoquée plus haut, par suite des conditions particulières de pH qui prévalent lors de ces phénomènes. On observe donc, et cela se voit très facilement sur de l’acier noir, l’apparition d'une couche cohérente et homogène de matière protectrice composée d’oxydes et (ou) d’hydroxydes de fer, selon les cas.
Il est clair que ce qui précède fait encore et toujours l'objet de recherches et de mesures quantitatives.
Magnétisme et ferromagnétisme
Comme évoqué plus haut, les premières applications de ces principes n’ont pas eu de succès ; pourquoi ? Principalement à cause de la non-maîtrise de la technologie magnétique : les aimants se déchargeaient très vite et les appareils devenaient totalement inopérants. Les nouveaux brevets déposés en 1985 protègent dorénavant un savoir-faire largement suffisant pour éviter ce genre de problèmes.
Il faut dire que ce n’était pas du tout évident : le ferromagnétisme, propriété particulière du fer, du cobalt et du nickel notamment, représente un problème de physique aussi intéressant qu’ardu. Le ferromagnétisme, dont l'origine physique réside dans le comportement anormal d’un électron d'une couche intérieure de l'atome de fer et de ses analogues susmentionnés, est en effet un cas particulier du paramagnétisme, que l’on distingue lui-même du diamagnétisme de toute matière, et qui n’est qu'une réaction à l'application d'un champ magnétique extérieur sur les électrons en orbite atomique.
Le paramagnétisme apparaît lorsque les moments magnétiques de « spin » et les moments orbitaux ne s’équilibrent pas au sein des atomes d’une matière donnée.
D’autres raisons, plus techniques, liées à la vitesse de passage de l’eau en face des aimants, ont longtemps posé des problèmes pratiques aux professionnels de l'eau et des canalisations.
Un essor nouveau a été donné au nouveau conditionneur magnétique depuis presque deux années. Le succès foudroyant de celui-ci est la meilleure preuve de la bonne direction donnée aux recherches et applications.
