Tours aéroréfrigérantes et réseaux d'eau chaude sanitaire: comment maîtriser le risque légionelles'

La maladie du légionnaire a été décrite pour la première fois en juillet 1976, lors d’une contagion multiple qui frappa les 220 participants du 58ᵉ congrès de la Légion américaine à l'Hôtel Bellevue-Stratford de Philadelphie et provoqua le décès de 34 d’entre eux. Legionella était alors inconnue et c’est seulement au bout d’un an de recherches que fut identifié par un anatomo-pathologiste l’agent causal de cette maladie dénommé « Legionella pneumophila » ainsi que la source de contamination, le système humide de climatisation de l'hôtel abritant le congrès.

Au cours des années suivantes, Legionella fut divisée en 49 espèces différentes dont 3 constituent les espèces pathogènes principales : Legionella pneumophila, cause de 85 % des légionelloses diagnostiquées en France, Legionella jordanis, à l'origine de 10 % des cas et Legionella bozemanii, à l'origine de 4 % des cas.

Depuis sa découverte, des milliers de cas de légionellose ou maladie des légionnaires ont été observés dans le monde entier. Aux États-Unis, on les estime à 20 000 par an. En France même, plusieurs centaines de malades ont été diagnostiqués depuis 1979 avec, depuis 1997, une augmentation du nombre de cas déclarés, sans doute due à une amélioration des méthodes de diagnostic et à une meilleure connaissance de la maladie. De quelques dizaines de cas déclarés en 1996, on est passés à 1 202 cas en 2004.

La bactérie Legionella est présente dans le milieu naturel, notamment les eaux douces de surface : cours d'eau, lacs, étangs… et peut proliférer dans les sites hydriques artificiels tels que les réseaux d'eau chaude sanitaire, les réseaux de refroidissement utilisés en climatisation lorsque les conditions de son développement sont réunies. On connaît les facteurs qui favorisent son développement : une température de l'eau comprise entre 20 et 45 °C, une stagnation de l'eau dans les réseaux d'eau chaude sanitaire, la présence de bras morts, de faibles débits ou d'arrêt prolongé des installations, une corrosion et un entartrage importants fournissent un milieu nutritif favorable au développement des légionelles.

Sont donc particulièrement sensibles les équipements tels que les réseaux d’eau chaude sanitaire (ECS), les tours aéroréfrigérantes (TAR) ainsi que d’autres installations telles que les bains à remous, les balnéothérapies, les humidificateurs, les fontaines décoratives ou encore les aérosols humides.

Les épidémies successives et plus particulièrement les dernières survenues à Harnes dans la région du Pas-de-Calais ou encore à Montpellier, ont bien montré les risques liés à ce type d’équipements. Elles ont également montré la nécessité d’identifier plus précocement les cas et de mettre en place le plus rapidement possible les mesures de prévention adaptées. Cette nécessité s’est traduite par un renforcement de la réglementation et l’apparition de méthodes de détections rapides.

Une réglementation renforcée

Jusqu’au 1ᵉʳ décembre 2004, seules les tours aéroréfrigérantes situées sur des installations classées étaient recensées et soumises à réglementation. Le décret n° 2004-131 du 1ᵉʳ décembre 2004 soumet désormais l’ensemble des tours aéroréfrigérantes à la législation des installations classées sous la rubrique 2921 « Installation de refroidissement par dispersion d’eau dans un flux d’air ». Du coup, ce sont aujourd’hui 13 700 installations dans 5 721 établissements qui sont soumises à cette nouvelle réglementation. Ce décret distingue deux types d’installations :

• - Les TAR soumises à déclaration sous la rubrique 2921 : il s’agit des installations de refroidissement par dispersion d’eau dans un flux d’air qui ne sont pas du type « circuit primaire fermé » (tout contact direct entre l’eau dispersée dans la tour et le fluide traversant le ou les échangeurs thermiques est impossible) et dont la puissance thermique évacuée maximale est inférieure à 2 000 kW ou lorsque l’installation est du type « circuit primaire fermé ».
• - Les TAR soumises à autorisation au titre de la rubrique 2921 : il s’agit dans ce cas des installations qui ne sont pas de type « circuit primaire fermé » mais dont la puissance thermique évacuée maximale est supérieure ou égale à 2 000 kW.

Que faut-il entendre par « installations » ? Deux arrêtés ministériels datés du 13 décembre 2004, dont l’un concerne les installations soumises à autorisation, et l’autre les installations soumises à déclaration, précisent que font partie de l’installation, non seulement la tour de refroidissement et ses parties internes, mais aussi le ou les échangeurs du circuit, ainsi que l’ensemble des circuits, c’est-à-dire les circuits d’eau en contact avec l’air, mais aussi les circuits d’appoint et de purge. Cette précision permet de déterminer le régime applicable, sachant que celui-ci s’attache à l’installation et non au site dans sa globalité. Un site qui compte plusieurs TAR peut donc relever à la fois du régime de la déclaration pour cer

tations et de l'autorisation pour d’autres. Mais lorsqu’un site compte plusieurs installations du même type, les puissances de ces installations seront additionnées pour déterminer leur situation vis-à-vis des seuils fixés par la nomenclature.

Indépendamment du fait que les tours aéro-réfrigérantes soient soumises à déclaration ou à autorisation, les arrêtés du 13 décembre 2004 définissent un objectif clair : la concentration en Legionella specie dans l’eau du circuit doit en permanence être inférieure à 1 000 UFC/L (Unités Formant Colonies) selon la norme NF T 90-431. Cet objectif est défini selon la méthode de référence normalisée NF T 90-431 de novembre 1993, dont la dernière version date du mois de septembre 2003. À ce jour, c'est la seule qui soit normalisée et reconnue par les DRIRE qui réalisent les contrôles. Elle présente cependant l'inconvénient d’être relativement longue, puisqu’il faut attendre de 10 à 13 jours pour obtenir un résultat. Un délai difficilement compatible avec un suivi régulier des installations. D’où l'apparition de méthodes complémentaires de détection rapides.

Des méthodes de détection complémentaires pour agir vite

La méthode NF T 90-431 est la méthode de référence normalisée de détection et de dénombrement de Legionella. Les bactéries sont placées sur un milieu de culture spécifique, à 37 °C, au sein duquel elles se reproduisent jusqu’à former des colonies dans un délai de 3 à 10 jours. Ces colonies doivent être examinées sur trois milieux de culture différents pour s’assurer qu’il s’agit bien de bactéries type Legionella. À l’issue de ces étapes, il est procédé à un sérotypage pour indiquer s’il s’agit de Legionella pneumophila. Avec cette méthode, les résultats sont obtenus au bout de 10 à 13 jours, délai incompressible puisqu’il correspond au temps nécessaire aux bactéries pour cultiver.

Risque légionelles : aller au-delà des contrôles réglementaires

Matthieu Bernier est Directeur Médical chez Hygidiag. Il explique : « Legionella est une bactérie et pas un paramètre inerte comme l'amiante ou le plomb. Elle évolue dans le temps. Il faut donc apprendre à vivre avec les légionelles mais se donner les moyens de maîtriser leur prolifération. Un industriel comme Saint-Gobain, qui met au premier plan la protection de l’environnement, la santé humaine et la sécurité de ses salariés, a parfaitement intégré l'enjeu du monitoring du risque légionelles ».

Au printemps 2005, Saint-Gobain Emballage a fait appel au tandem IRH Environnement / Hygidiag pour maîtriser tout risque lié aux légionelles sur ses sites de production comprenant des circuits de refroidissement avec des tours aéroréfrigérantes.

« Pour prétendre maîtriser le risque, il faut commencer par le mesurer et le comprendre » explique Philippe Auroy, Directeur Technique Adjoint de Saint-Gobain Emballage. « C'est pourquoi nous avons choisi d'aller au-delà des contrôles réglementaires et de la détection par culture bactérienne et de bénéficier d'un diagnostic par PCR, la seule technologie qui permette de suivre en continu l'évolution du taux de légionelles dans les circuits de refroidissement de nos installations ».

Saint-Gobain Emballage exploite en France 43 circuits aéroréfrigérants répartis sur 6 sites de production. Le contrat prévoit un suivi hebdomadaire PCR pour le monitoring du risque legionella, un suivi mensuel en microbiologie pour le contrôle réglementaire, et une prestation conjointe, du prélèvement des échantillons à l'interprétation des résultats.

« Faire appel à IRH Environnement, société agréée par le MEDD pour le contrôle des TAR, c'est bénéficier de l'expertise environnementale mais aussi s'appuyer sur des recommandations pragmatiques et réalistes » explique Antoine Pascal, Chef de Projet à la Direction Technologie R&D de Saint-Gobain Emballage. « Choisir Hygidiag pour le suivi PCR legionella, c'est opter pour une réponse adaptée aux enjeux d'un groupe comme le nôtre : des objectifs environnementaux globaux et partagés et des réalités de terrain bien entendu diversifiées. Depuis déjà plusieurs mois, les données de monitoring issues de la PCR nous ont permis de réellement piloter nos installations, tant du point de vue de la maintenance que du traitement. Le délai d’obtention des résultats (de 48 heures après prélèvement) permet une grande réactivité ».

Jean-François Louyot est Expert chez IRH Environnement. Il ajoute : « Pour Saint-Gobain Emballage, il ne s'agit pas simplement de prendre en charge le contrôle des légionelles mais surtout de participer à une démarche commune de maîtrise des risques et de leur proposer des interlocuteurs experts, capables de travailler de concert avec leurs responsables R&D et leurs équipes de production. IRH Environnement a en effet développé la solution Légiorisque, solution globale allant du suivi mensuel analytique à l'analyse de risque suivant la méthode HACCP, en passant par la formation des acteurs et le développement de solutions spécifiques à travers certains programmes de recherche : développement de capteurs en continu pour suivre le développement du biofilm, développement de nouvelles méthodes analytiques... »

Pour mieux répondre aux besoins des exploitants, d'autres méthodes de détection, prédictives des résultats réglementaires, ont été développées. La méthode PCR (Polymerase Chain Reaction), en cours de normalisation Afnor, met en œuvre un procédé technologique reconnu dans des domaines aussi différents que le médical, l'agroalimentaire ou encore le vétérinaire. C’est un procédé innovant où le processus de division des cellules de la méthode normalisée est remplacé par un processus de duplication biochimique de l'ADN de Legionella. Avec la PCR, les résultats sont disponibles en 48 heures maximum, ce qui permet d’agir rapidement.

GeneSystems a développé la seule méthode PCR Temps Réel semi-automatisée accessible à tout un chacun (de l'échantillon au résultat en 3 heures). Les autres méthodes qui sont également en cours de normalisation et commercialisées aujourd'hui ont été développées par Biorad, Applied Biosystems, AES ou Genolife, etc.

De nombreux laboratoires proposent aujourd'hui la prestation en utilisant soit des kits « maisons » soit des kits commerciaux. Les laboratoires Alpa, Alcontrol Cervac, Ascal, Bouisson Bertrand, Eurofins, Hygidiag, Marcel-Merieux, Silliker, SGS Multilab ou encore IRH Environnement proposent la prestation. Hygidiag a de son côté développé sa propre grille de lecture et d’interprétation des résultats d’analyse legionella par PCR.

Pour en faciliter l’appréhension, les pages de résultats PCR sont présentées en vis-à-vis des seuils normatifs, même si ceux-ci ne sont pas applicables à la technologie PCR. « La PCR ne se substitue pas à l'analyse réglementaire. Elle la complète et intervient comme indicateur de dérive au service de l’exploitant. Elle donne une vision photographique de la population des legionella qui permet, mieux que toute autre méthode, de suivre aisément son évolution dans le temps », résume-t-on chez Hygidiag.

Pour Bouisson Bertrand Laboratoires, les résultats positifs, contrairement aux résultats négatifs, ne sont pas prédictifs des résultats obtenus par la méthode réglementaire. Plus récemment, Diffchamb a commercialisé une nouvelle méthode mise au point par la société allemande Vermicon, baptisée Scan Vit Legionella, qui consiste à filtrer 20 ml d'eau sur un filtre qui, après un traitement acide afin d'empêcher la prolifération de la flore interférente, est mis en contact avec une gélose GVPC. La boîte est ensuite mise en culture. À l’issue de cette phase, les colonies sont colorées grâce à des sondes d'hybridation ARN spécifiques de legionella ssp et pneumophila. Les colonies vertes sont comptées comme des legionella spp et les rouges comme des pneumophila. Cette méthode présente l’avantage d’être plus rapide que la NF-T-90-431. Elle permet d’identifier toutes les colonies dénombrées en termes de legionella spp et legionella pneumophila. En revanche, elle ne permet pas d'isoler une souche en cas de recherche épidémiologique. Scan-Vit Legionella permet d’obtenir un résultat en 72 heures.

De nombreux prestataires de services spécialisés dans la détection mettent en œuvre l'une ou l’autre ou combinent l'ensemble de ces méthodes. Eurofins propose ainsi une offre complète incluant le prélèvement et l’analyse mise en œuvre par une équipe hautement qualifiée formée aux exigences réglementaires et aux protocoles de prélèvements spécifiques à l'environnement pour interpréter les résultats.

Traitement microbiologiques

Eau chaude sanitaire

Préventif : Chloration, Bromation, Cuivre-argent, Ozone, UV, Filtration.

Curatif : Chloration, Bromation, Choc thermique, Dioxyde de chlore, Ozone, UV, Biodispersants, Filtration.

Tours de refroidissement

Préventif : Chloration, Bromation, Cuivre-argent, Dioxyde de chlore, Ozone, UV, Bactéricides, Biodispersants, Filtration.

Curatif : Chloration, Bromation, Dioxyde de chlore, Ozone, UV, Bactéricides, Biodispersants, Filtration.

nariat avec un bureau de contrôle, Eurofins peut apporter des recommandations pour le traitement des circuits d'eau.

IRH Environnement, Capsis, Laease et SGS Multilab interviennent également sur l'ensemble de la chaîne de prévention de la légionellose : identification des sources potentielles de contamination, définition des stratégies d’échantillonnage, prélèvements, recherche et dénombrement de l'agent selon la norme Afnor T-90-431 et/ou PCR.

Ces différentes méthodes permettent de quantifier la concentration de légionelles au sein d’un équipement. En cas de dépassement des seuils autorisés, il faut agir.

En réseau ECS, préférer les procédés autorisés par les autorités sanitaires

Si la réglementation n'impose pas de prescriptions particulières pour le traitement des tours aéroréfrigérantes, il n’en va pas de même pour les réseaux d’eau chaude sanitaire. Le traitement de ces derniers est en effet plus complexe car cette eau est destinée à la consommation humaine. Le traitement choisi nécessite donc le respect des contraintes de potabilité de l'eau.

Avant la mise en œuvre de tout traitement, un diagnostic précis de l’installation s’impose. Il faut éliminer les risques inhérents à la configuration ou au manque d’entretien des installations favorisant les développements microbiens : présence de bras morts, phénomènes d’entartrage ou de corrosion, maintien d’une température trop basse dans les organes de production et les circuits d’eau chaude sanitaire.

Si après analyse, la présence de legionella est supérieure à 1 000 UFC, il faut procéder à la désinfection du réseau. Seuls les traitements de lutte en préventif suivants sont possibles selon la dernière circulaire légionelles : la chloration par ajout de chlore gazeux (Cl₂) in situ, de Javel liquide (NaOCl) appelé aussi hypochlorite de sodium ou d’hypochlorite de calcium (Ca(ClO)₂) sous forme de granulés à dissoudre au moment de l'emploi, l'injection de dioxyde de chlore ClO₂, le maintien en température à 55 °C.

Tout autre traitement doit faire l’objet d’une demande d'autorisation auprès du ministère de la santé.

Plusieurs types de traitements existent, les plus répandus étant les chocs thermiques consistant en une élévation temporaire de la température à 70 °C simultanément en tous points du réseau pendant 30 minutes et les chocs chlorés consistant en une injection à 15 ppm de chlore libre pendant 24 heures ou 50 ppm de chlore libre pendant 12 heures en tout point du réseau.

Compte tenu du caractère oxydant des produits chlorés utilisés dans les réseaux ECS pour le traitement des légionelles qui génèrent des problèmes de corrosion et favorisent ainsi le développement des micro-organismes, Henkel Concorde a développé le P3-Ferrocid 5280, une combinaison de dérivés chlorés actifs et d’inhibiteurs de corrosion, permettant ainsi la passivation de l'installation et par conséquent le contrôle de la corrosion secondaire.

Cette formule permet un traitement global pour la lutte contre la corrosion, l'entartrage, l’encrassement bactérien, notamment legionella. Le P3-Ferrocid 5280 est formulé uniquement à partir de matières premières de grade alimentaire et a été approuvé par le ministère de la santé.

Conformément à la réglementation française en vigueur (DGS 98/771 et code de la santé publique), il peut être utilisé en traitement préventif et en traitement curatif. Sa mise en œuvre est facile, l'injection se fait via un seul groupe de dosage. Après une utilisation de plus de 3 ans dans des installations d’eau chaude sanitaire, dans des établissements recevant du public, l’examen des manchettes témoins permet de mettre en évidence l'absence de corrosion dans le circuit et l'effet filmogène de ce produit.

Pour limiter le développement de bactéries dans le réseau, Thétis Environnement, Permo, ProMinent, Elchim ou Wallace et Tiernan ont par exemple opté pour un traitement au dioxyde de chlore (ClO₂), jugé plus efficace que les produits traditionnels car il élimine les biofilms présents dans les circuits d’eau, sièges du développement des bactéries.

L’efficacité du ClO₂ est indépendante du pH, il ne produit pas de sous-produits chlorés et apporte une rémanence satisfaisante. Le Sécurox mis au point par Thétis Environnement permet de produire du dioxyde de chlore par électrolyse de chlorite de sodium. Cette solution évite le stockage de dioxyde de chlore puisque ce dernier est produit au fur et à mesure des besoins et élimine les risques de corrosion des équipements.

Satisfait aux exigences de la circulaire DGS 98/771 relative à la gestion des risques de prolifération de cette bactérie. Le procédé a été mis au point avec l'aide du centre de recherche d'EDF à Moret-sur-Loing (77). Il est surtout destiné aux industries agro-alimentaires, aux exploitants de systèmes de climatisation et de production d'eau potable. Wallace et Tiernan propose également une série de générateurs de dioxyde de chlore de petites ou moyenne capacités capables de faire face à toutes les configurations. Sa gamme de générateurs DIOX-A3 et A10 spécialement développée pour de petites capacités de production de dioxyde de chlore (jusqu’à 10 g/h) est particulièrement adaptée aux applications de type hôpitaux ou maisons de retraite. Ces générateurs se distinguent par leur système automatique de rinçage à l’acide de la tour de réaction, qui empêche la formation de sous-produits. ProMinent propose deux gammes de générateurs de dioxyde de chlore, le Bello Zon™ dédié à la désinfection de grandes quantités d'eau et le Legio Zon™, développé tout spécialement pour les réseaux d'eau potable de petite et moyenne taille et présentant une capacité de production inférieure ou égale à 5 g/h. L'un des points forts du Legio Zon® est sa grande stabilité de la solution de ClO₂ produite, bien adaptée à un fonctionnement discontinu. À noter également que ProMinent complète les installations de dioxyde de chlore par une mesure en continu du dioxyde de chlore grâce à l'appareil Dulcometer DIC, ce qui permet une régulation précise du taux de désinfectant.

Quant à Permo, il vient de présenter à Pollutec 2005 son nouveau générateur mural de dioxyde de chlore PermoBioX qui utilise le procédé “PureBioX” lequel permet la production en continu de dioxyde de chlore selon le principe de mélange acide chlorhydrique/chlorite de sodium. Cette production est sécurisée par batch. Le fonctionnement peut se faire en mode continu ou discontinu. Ce nouvel équipement est dimensionné pour satisfaire les besoins de la plupart des établissements publics, hôpitaux, collectivités et industries.

Le Duozon 100L d’Elchim, solution aqueuse stable de dioxyde de chlore concentré à 10 % prête à l'emploi, est utilisé dans la désinfection des eaux potables et de process depuis plus de 16 ans. Il est déjà autorisé dans plus de 70 pays dont l'Allemagne, les USA, l’Italie, l’Autriche, la Suisse... Sa mise en œuvre est simple et sûre : sa concentration stable et son absence de chlorite garantissent une régularité de son dosage avec une simple pompe doseuse sans risque de dérive. Il ne nécessite aucune maintenance spécialisée. Prêt à l'emploi sans réactivation, non inflammable, non explosif, il est facile à stocker et à manipuler. Sa forte concentration réduit fortement les volumes de produit à utiliser. Le dioxyde de chlore obtenu avec Duozon 100L est conforme aux critères d’impuretés de la norme EN 12671:2000 régissant le ClO₂.

Son homologation pour l'eau potable est en cours en France.

Les ultraviolets trouvent également une application en réseau d’eau chaude sanitaire et dans les tours aéroréfrigérantes. Ainsi, Bordas UVGERMI propose des stérilisateurs par ultraviolets adaptés au problème de contamination des réseaux par Legionella pneumophila. En appliquant une dose UVC de 45 MJ/cm² minimum, les stérilisateurs UVGERMI vont détruire 99,9 % des légionelles circulant dans les canalisations ainsi que les amibes qui les hébergent. Pour assurer la rémanence du traitement dans le réseau, l'utilisation d’un biodispersant permet d’éradiquer la formation du biofilm dans les canalisations. La société Bordas préconise aussi un traitement préventif du calcaire et de la corrosion qui favorise le développement du biofilm en utilisant par exemple un système par électrolyse galvanique. Apparaissent aussi des procédés couplant un appareil UV avec un filtre ou une technique rémanente utilisée de façon discontinue : cuivre-argent, chlore, brome, bactéricide de synthèse.

Ainsi, le système Legio-Free® de Guldager consiste en une combinaison de deux procédés : une désinfection UV complétée d'une ionisation consistant à dissoudre des ions de cuivre et d’argent dans l'eau à traiter. De même, Grunbeck propose avec Geno-Break® un appareil associant un traitement ultrasons et une désinfection UV. Dans une première étape, les amibes sont détruites par un champ de cavitation créé par les ultrasons.

Dans une

Dans une deuxième étape, les légionelles se retrouvent à l’état libre et sont ainsi éliminées par une radiation UV-C. Les deux étapes sont intégrées dans un tube à pression en acier inoxydable. L’eau à traiter pénètre dans le réacteur d’ultrasons de l’installation dans lequel est produit un champ d’ultrasons. Ce champ d’ultrasons a une intensité sonore pouvant atteindre 20 W/cm². Grâce à l’accélération des cavitations, des bulles d’environ 100 µm de diamètre se forment sur la surface de la sonotrode à ultrasons. Ces cavitations implosent après une courte durée de vie alors que des pointes de 5 500 °C et des pressions de 400 bar sont atteintes. Les particules de corrosion, les cellules agglomérées et les organismes d’accueil sont fragmentés. Tous les germes qui étaient dans cet environnement protégé deviennent accessibles aux radiations UV.

L’eau à traiter circule ensuite dans le sens axial du réacteur UV-C. Dans cette partie, une ou trois lampes spéciales sont protégées par un ou trois tubes de protection en quartz. Ces lampes émettent des radiations ayant l’effet désinfectant de la lumière du soleil, avec une puissance plus élevée. Elles émettent des radiations UV-C d’une longueur d’onde de 253,7 nm. Grâce à cette radiation UV-C hautement énergétique, les constituants biologiques importants sont détruits à l’intérieur de l’acide ribonucléique (A.R.N.) et de l’acide désoxyribonucléique (A.D.N.). Cela entraîne l’élimination et l’incapacité de reproduction des légionelles. Le niveau d’énergie fourni (irradiation) est décisif pour le succès du procédé de désinfection. Le système Geno-Break® fonctionne avec une irradiation de 400 J/m², en conformité avec l’irradiation exigée par le DVGW (organisme de contrôle de l’industrie du gaz et de l’eau) pour les appareils UV-C. La qualité de l’eau reste inchangée après le traitement. Ce procédé est autorisé par la réglementation en vigueur.

Bio-UV propose également un concept multi-barrières consistant en un traitement biocide « de fond » en continu, dans le cadre d’un traitement physico-chimique plus poussé. Avec l’Ion Scale Buster, ISB Water propose une autre technologie basée sur un traitement de l’eau par électrolyse galvanique à anode de zinc. « Le risque légionelles est lié à la corrosion, au calcaire et au développement du biofilm et des algues dans les canalisations, explique Alexandre Profit, directeur commercial d’ISB Water. De nombreux traitements permettent de lutter contre ces problématiques, le problème étant que le traitement de l’un favorise souvent le développement de l’autre : les inhibiteurs de calcaire contenant des phosphates sont une source de nutriments et de développement des algues. Le traitement biocide favorise la corrosion. Quant aux chocs thermiques, ils augmentent la vitesse de corrosion et font s’écrouler l’efficacité des inhibiteurs de corrosion. L’ISB a été conçu pour répondre à cette interdépendance des problématiques et constitue donc un moyen efficace de prévention contre le risque légionellose grâce à son action anticorrosion et anticalcaire et au phénomène de floculation qui permet d’encapsuler les nutriments vitaux aux bactéries. »

L’ozone est également utilisable dans les circuits de refroidissement ainsi que dans les réseaux d’eau chaude sanitaire. Cette molécule est produite par oxydation de l’air ou d’oxygène par des décharges électriques dans un ozoneur. Les ozoneurs peuvent produire de quelques grammes à quelques dizaines de kg à l’heure de ce gaz oxydant. Il est efficace contre le biofilm et la pollution organique servant de nutriment à Legionella. Les installations à l’ozone ProMinent Ozonfilt® et Bono Zon®, avec les techniques de mesure et de régulation correspondantes Dulcometer® et Dulcotest®, permettent par exemple de réaliser des systèmes de désinfection combinés entre eux de façon optimale pour les circuits de refroidissement.

Reste le procédé basé sur l’ionisation cuivre-argent, utilisé depuis plus de quinze ans outre-Atlantique mais toujours pas autorisé en France en réseau ECS. Ce procédé consiste à maintenir dans le réseau, sous forme ionique, une concentration de cuivre de 0,4 mg/l et d’argent de 0,004 mg/l. Ces ions se fixent aux bactéries et au biofilm et pénètrent à l’intérieur pour provoquer la destruction des bactéries. Il présente quelques contraintes, notamment l’obligation de respecter les normes de concentration du cuivre et de l’argent pour l’eau potable et le

Le diagnostic technique : une étape préalable et indispensable à la gestion de legionella

La maîtrise du risque lié aux légionelles passe avant tout par une bonne connaissance de ses installations. C’est pourquoi Aquatycia, bureau d’études sanitaire et thermique spécialisé en gestion du risque légionelles, fixe un objectif clair dans le cadre des missions qui lui sont confiées : caractériser l’installation pour suivre et anticiper le développement de la bactérie. Pour cela, notre équipe de spécialistes en sanitaire procède en trois étapes.

Dans un premier temps et afin de caractériser l’installation, nous contrôlons son état général au moyen d’analyses physico-chimiques de corrosion, d’examens fibroscopiques ou d’analyses métallographiques. Notre expertise de terrain nous permet d’analyser ses caractéristiques de fonctionnement hydraulique et thermique ainsi que son niveau d’entretien.

Il est important de noter que les risques de développement des légionelles ne se cantonnent pas à la tour aéroréfrigérante en elle-même. Depuis l’eau d’appoint qui provient parfois d’un forage, jusqu’aux pulvérisateurs de la tour en passant par l’état des pare-gouttelettes, les facteurs de développement de la bactérie sont multiples.

Pour identifier ces risques, les points de contrôle et les procédures à respecter, nous assistons nos clients à la mise en place de la méthode H.A.C.C.P. (Hazard Analysis Critical Control Point) adaptée à leurs installations et à leur système qualité interne. Rappelons que les arrêtés du 13/12/2004 imposent aux propriétaires de tours aéroréfrigérantes d’élaborer ce type d’analyse méthodique des risques dans des conditions normales de fonctionnement (intervention pour entretien, mise à l’arrêt du process,…) mais également dans des conditions exceptionnelles (modifications des réseaux…). Il est notamment indiqué que cette analyse de risques doit obligatoirement comporter :

• • les modalités de gestion des installations et notamment les procédures d’entretien et de maintenance ;
• • les mesures particulières s’appliquant aux installations qui ne font pas l’objet d’un arrêt annuel ;
• • les résultats des indicateurs de suivi et des analyses en légionelles ;
• • les actions à mener lorsque les résultats d’analyses de légionelles dépassent 1 000 UFC/L et 100 000 UFC/L ;
• • les situations d’exploitation ou d’entretien pour lesquelles le développement du biofilm serait ou aurait été favorisé ;
• • les conditions d’implantation et de conception de l’installation.

En plus de l’analyse de risques, les arrêtés imposent à tous les intervenants susceptibles d’intervenir sur ou à proximité de la tour, d’avoir suivi une formation au risque légionellose. Les modules de formation que nous proposons correspondent aux exigences de la réglementation et sont composés de trois parties. La première a été élaborée pour que le stagiaire connaisse et maîtrise la réglementation, la bactérie, les différents moyens de lutte et les équipements individuels de protection (E.P.I.) adaptés aux interventions. La seconde est plus pratique : nous proposons une visite des systèmes de refroidissement. La dernière se compose d’un test par questionnaire qui permettra à l’employeur d’habiliter le stagiaire en fonction des résultats obtenus.

Rappelons également qu’un carnet de suivi sanitaire des installations doit être mis à jour régulièrement et tenu à la disposition de l’inspection des installations classées lors de cas de légionellose avérés. Le carnet sanitaire des tours de refroidissement permet au propriétaire de consigner toutes les informations liées aux installations, notamment les différents intervenants (société de traitement des eaux, société de maintenance…), les consommations d’eau, les interventions réalisées, les procédés de traitement des eaux…

Nous avons donc développé une série de logiciels interactifs permettant de gérer le plus simplement possible le système documentaire comportant l’analyse de risques et le carnet sanitaire des systèmes de refroidissement. Toutes les informations saisies sur la tour de refroidissement sont restituées sous format numérique et papier afin d’être transmises dans les meilleurs délais aux autorités sanitaires et aux différents intervenants.

Ces outils vont également être déployés dans le cadre du partenariat avec le laboratoire ALPA, ce qui nous permettra d’apporter une solution complète de maîtrise du risque incluant le diagnostic technique, l’analyse de risques, la formation du personnel ainsi que le suivi analytique des légionelles par PCR et méthode normée.

Yann Charreyras, consultant sanitaire et thermique

Réseaux ECS et TAR : comment doser automatiquement les réactifs halogénés ?

Dans le cadre de l’automatisation du traitement des eaux chaudes sanitaires ou des eaux des TAR, TMR fournit les équipements complets et optimisés en fonction des conditions de service en capteurs, transmetteurs/régulateurs, pompes doseuses et accessoires à des sociétés comme Nalco, Culligan, Socomari, GE Betz, Aquaprox, Tresch, Cobra… intégrant ces matériels en plus de leurs prestations globales avec vente des réactifs, contrat de maintenance...

La gestion de la déconcentration par mesure de conductivité conductive ou inductive est essentielle pour maîtriser les phénomènes d'entartrage faisant le lit des bactéries ou de corrosion mais ne sera pas évoquée dans cette note.

Le bon fonctionnement d'une boucle de régulation est la résultante :

• des choix en instrumentation, c’est-à-dire d’abord le choix du bon principe de mesure, du capteur le mieux adapté en fonction de la qualité des eaux et du type de réactifs mis en œuvre, d’un bon mode de régulation (PID, TOR) ;
• des organes réglants en fonction des boucles hydrauliques associées aux pompes doseuses correspondantes, choix des lieux d'injections et des prises d’échantillon.

Globalement, nous proposons quatre grandes familles de mesure des halogènes selon les réactifs et les conditions de service (pH, conductivité...).

Les mesures de Potentiel d’Oxydo-Réduction ou Potentiel Redox

Le Potentiel Redox est un paramètre fondamental couramment utilisé comme élément de sécurité, avec une valeur maximale à ne pas dépasser pour le contrôle des ECS et des eaux des TAR. Les qualités du capteur et de l’électronique sont essentielles pour pouvoir donner le crédit attendu à cette mesure car la concentration en oxydants est telle qu'une éventuelle dérive de la mesure in situ peut générer des potentiels en mV supérieurs à ceux délivrés par une variation de la concentration en oxydants. Cette technique low-cost donne souvent d'excellents résultats en ECS et en TAR si les qualités d'eau d'appoint ne changent pas fondamentalement, si les conditions d'implantation sont respectées et si les capteurs et électroniques sont de bonne qualité.

nettoyage régulier des électrodes pour qu’elles restent efficaces. Commercialisé par Sanichem, il s'applique aussi aux tours aéro-réfrigérantes, celles-ci ne nécessitant pas de traitements agréés par la DGS.

Tours aéroréfrigérantes : pas de contraintes réglementaires quant au choix du traitement

Contrairement aux dispositions régissant les réseaux d’eau chaude sanitaire, la réglementation n’impose pas de prescriptions particulières quant à la nature des traitements mis en œuvre sur les tours aéroréfrigérantes. Certains traitements, par exemple ceux à base de dioxyde de chlore, peuvent être utilisés aussi bien en réseau ECS qu’en tour aéroréfrigérante. Ceux-ci devront permettre de lutter contre les désordres rencontrés au sein de ces tours qui créent des conditions favorables à la prolifération de legionella. Le traitement choisi doit toutefois être permanent et inclure un biodispersant. Il faudra donc lutter contre le biofilm, l’entartrage, la corrosion et la présence de salissures d’origines biologiques regroupées sous le terme de fouling.

Certains dispositifs physiques tels le garnissage séparateur de gouttelettes Sanipacking, commercialisé en France par EWK, ont un effet durable contre legionella et un grand nombre de bactéries gram-positives et gram-négatives. Il agit en stoppant le processus métabolique des micro-organismes indésirables au niveau de la paroi cellulaire, interrompant ainsi leur capacité de croissance et de reproduction. Il agit également sur le biofilm en inhibant Pseudomonas aeruginosa qui constitue le composant majeur du biofilm dans les systèmes d'eaux industrielles.

Dans le cas des ECS, il faut bien adapter les paramètres de régulation PID sur des boucles hydrauliques avec des temps morts atteignant les 20 minutes. En effet, sauf environnements particuliers, les qualités de l'eau sont souvent relativement constantes pour observer une bonne corrélation, non linéaire certes, entre le potentiel Redox et le résiduel d’halogènes, ou du pouvoir désinfectant d’une eau.

Cellule ampérométrique fermée pour mesures du chlore libre, actif ou bioxyde de chlore

L'avantage de la mesure du chlore ampérométrique par cellule fermée est sa simplicité de mesure et d'exploitation du signal directement exprimé en mg/l. La tension de polarisation entre la cathode en Or et l'anode en Argent, ainsi que la membrane semiperméable rend la migration sélective aux molécules d’acide hypochloreux HClO. Il suffit alors de procéder après une prise d’échantillon à une mesure colorimétrique portable au DPD N° 4 toutes les 3 semaines pour réétalonner le transmetteur en lui faisant afficher la valeur mesurée en mg/l du chlore libre.

Il existe 2 types de cellules fermées pour concentrations très faibles ou non en chlore et 2 autres pour concentrations très faibles ou non en bioxyde de chlore. Un changement de l’électrolyte participant chimiquement à la réaction électrochimique tous les 6 mois est suffisant. Le changement de membrane aura lieu tous les 6 à 12 mois selon la teneur en fer ou manganèse présente dans l'eau. Contrairement aux cas des ECS, les mesures ampérométriques de chlore résiduel sont relativement peu usitées du fait d'une valeur de pH élevée créant une très faible proportion de chlore actif (HClO) par rapport au chlore potentiel ClO- si bien que la mesure devient délicate pour des pH supérieurs à 8,5.

Cellule ampérométrique ouverte pour mesures des halogènes en TAR

Dans le cadre du traitement en TAR, en milieux très alcalin, là où une cellule fermée ne peut être placée, sauf par un traitement particulier de l'eau, une alternative intéressante existe avec une cellule dite ouverte (Cellule 963) dont l'eau joue le rôle d’électrolyte entre l'anode en Cuivre et la cathode en Or. Ce capteur n’est pas strictement sélectif à la forme active mais également au chlore combiné ou total et aux autres halogènes (réactif bromo-chloré, brome...). Cette non spécificité, gênante habituellement en fait un atout dans ce type d’application.

Contrôle des halogènes par mesure colorimétrique

Pour le traitement des eaux des TAR, et pour une plus grande précision de la mesure et de la régulation, TMR propose une famille d'appareils assurant une mesure de type quasi-continue du chlore ou halogène par colorimétrie au DPD N° 4 et/ou au DPD N° 3. Ceci permet de suivre les résiduels respectivement des halogènes libres et totaux, dans des gammes de 0,01 à 9,99 mg/l, avec suivi en pH et Redox. Ces appareils sont originaux par rapport à ceux existants sur le marché par la fiabilité de leurs mesures (contrôle optique du zéro à chaque mesure) et surtout par la faible consommation des réactifs par des techniques brevetées de nettoyage et isolement hydraulique de la chambre de mesure de façon cyclique, programmation du cycle de mesure... Ces électroniques intègrent les ensembles de régulation des pompes doseuses selon les modes usuels (PID par impulsions ou durées variables).

François Charrier

Résistant aux lavages, son efficacité perdure de trois à cinq ans sous conditions normales d'utilisation.

La lutte contre les désordres pourra se faire par un prétraitement de l’eau d’appoint (préfiltration, adoucissement ou injection d’acide, etc.), par la mise en place d’inhibiteurs d’entartrage et de corrosion et par l’injection de biodispersants et de biocides permettant de lutter contre les proliférations biologiques notamment légionelles. Plusieurs sociétés, comme par exemple Permo, proposent une gamme complète de matériels capables de remédier à ces désordres. On distingue habituellement deux types de biocides : les biocides oxydants et les biocides non-oxydants. Les biocides oxydants (chlore, bioxyde de chlore et hypochlorite de sodium) sont fréquemment utilisés en continu, à faible concentration et contrôlés

en permanence pour maîtriser le niveau de corrosion causé par leur emploi. À l'inverse, les biocides non oxydants sont injectés de manière discontinue. Ce sont en général des molécules complexes telles que des aldéhydes, des sels d'ammonium, des thiocarbamates et des sels métalliques qui attaquent les micro-organismes en perturbant leur métabolisme. Leur mode d'action est sélectif sur les algues, les bactéries et les champignons et indépendant du pH. L’avantage des biocides non oxydants réside dans leur caractère non corrosif aux doses préconisées et leur efficacité à faible concentration. Le principal inconvénient est leur coût.

La combinaison de plusieurs biocides permet souvent de créer des synergies améliorant l'efficacité du traitement. Protec Traitement des eaux propose par exemple deux produits biocides complets et complémentaires, le Protec Bio Top 35 (formulation d'isothiazolones) et le Protec Bio Top 20 (formulation de THPS). Ce sont des biocides non-oxydants, non-corrodants permettant une action plus longue dans le temps par rapport à la javel corrodante. Le dosage et le temps d'action sont définis en fonction de la contamination et du type d’installations concernées. Ces produits sont injectés automatiquement, à périodicité et pendant une durée définie, directement dans le réseau, par un coffret relié à deux pompes doseuses. Le principe du traitement est basé sur des injections chocs en alternance afin d'éviter toute accoutumance des bactéries. La période d’alternance est également définie par l'utilisateur et automatisée par le coffret qui gère aussi les purges de déconcentration, paramètre également très important pour le contrôle de l’entartrage et donc la gestion du risque legionellose.

L’emploi de deux biocides chimiquement distincts permet un spectre d'action plus étendu sur les bactéries, ainsi que sur les algues, les levures et moisissures.

Dehon Service propose quant à lui Duonett*, une gamme de produits anti-légionelles pour réseaux d'eau chaude sanitaire et tours aéroréfrigérantes. Duonett* est un désinfectant puissant qui associe un effet biocide avec une inhibition de l'entartrage et de la corrosion. Cette gamme permet d’effectuer des traitements de choc par hyperchloration à très faibles doses et sans apport extérieur de produit anticorrosion. Cette solution est constituée de deux composants mélangés en parts égales au moment de leur introduction dans le réseau. Le dosage des quantités s'effectue automatiquement et le matériel associé gère les apports de réactifs en fonction des consommations d’eau et/ou du volume à traiter, réglant ainsi la quantité de chlore incorporée.

De son côté, Kemira propose un système breveté constitué de deux à trois produits agissant également en synergie : un biodispersant breveté, le Fennosurf 310, empêche la formation du biofilm. Ce produit est un biopolymère modifié, facilement biodégradable et non dangereux pour l'utilisateur. Un biocide concentré, le Fennocide PS 75. Non oxydant, il est efficace à faible dose : 50 ppm de matière active avec un temps de contact de 3 heures permettent de réduire legionella de 10^4 à 10^6 bactéries/ml. Un antitartre, le Fennoscale 43F, exempt de phosphore, est utilisé ou non en fonction des capacités d’entartrage des circuits.

Aérofrigorants

Tours hybrides contre legionella

En 2004, la société Jacir, spécialiste de la tour aéroréfrigérante industrielle, a rejoint la société Air Traitement, fabricant de tours destinées à la climatisation, pour créer JacirAir Traitement. Après combinaison du savoir-faire de chacune des entreprises, la société a racheté en mai 2003 la division du groupe Hamon fabriquant des tours en polyester.

« Lorsque l'on évoque le problème de la bactérie legionella, la conception de la tour et la question du matériau se posent », indique Laurent Petiot, directeur marketing de JacirAir Traitement. L'inox par exemple est un matériau idéal : lisse, résistant aux nettoyages agressifs et à la corrosion. La bactérie se développe en présence de calcaire et de rouille. Ainsi, si le circuit comporte des bras morts avec une accumulation de dépôts, le traitement d’eau est moins efficace. « La contamination dépend de la taille de la goutte. Deux gouttes de tailles différentes peuvent être chargées en bactéries de la même façon. Mais seules les gouttes de petite taille (entre 4 et 6 microns) peuvent atteindre les poumons ». Conclusion ? « Dès la conception de la tour, il faut être en mesure de “fabriquer” de grosses gouttes ». Logique. JacirAir Traitement a donc mis au point une distribution de l'eau à très faible pression ; il n'y a donc plus de pulvérisation. De plus, des séparateurs de gouttes efficaces sont installés. La vitesse d’air en sortie est faible, afin de réduire la probabilité que la goutte ne sorte de la tour.

Pour plus de sécurité vis-à-vis de la bactérie legionella, la tour hybride est « à suppression de panache ». Le but de la batterie est d’assécher l'air de sortie en le réchauffant, afin de décaler le point de condensation. Cette batterie refroidit également l’eau avant dispersion. Elle a par ailleurs une fonction de séparateur de gouttes complémentaire. Quand l’air ambiant est suffisamment froid, l'efficacité de la batterie augmente ; ainsi la tour peut fonctionner sans évaporation, ce qui induit une économie d'eau.

La société préconise d’utiliser une tour à circuit fermé. L'eau passe alors par un échangeur et n'entre pas en contact avec l'air. Ainsi un circuit infecté ne peut être contaminant. Le circuit secondaire en contact avec l'air, très court, est parfaitement maîtrisable. Plus encore, JacirAir Traitement préconise une autre technologie, où l'eau passe dans un échangeur à plaques en inox, entièrement démontable et nettoyable. Le transfert thermique dans l’échangeur se fait sans évaporation génératrice d'un dépôt isolant. Les performances sont ainsi maintenues. Utilisant le savoir-faire d’Air Traitement en acoustique, la société a développé des tours « silencieuses », d’un niveau sonore de 35 dB(A) à 10 m pour 1 MW évacués.

À ceux obtenus par la méthode Afnor. Fort de l'expérience acquise, Aquaprox met en place chez ses clients une garantie de résultat de maintien d'une concentration en légionelles inférieure en permanence à la valeur cible de 1 000 UFC/litre. Cette garantie s'accompagne en contrepartie de la prise en charge des excédents de traitements qui seraient imposés par un dépassement ponctuel ainsi que des nettoyages qui pourraient être imposés.

Elchim propose de son côté le Duozon 100L, une solution aqueuse de dioxyde de chlore liquide stable. Le Duozon 100L possède tous les avantages du dioxyde de chlore fabriqué in situ à partir de chlorite de sodium et d'acide chlorhydrique ou de chlorite de sodium et de chlore gazeux : oxydant puissant efficace à faible concentration, il est insensible au pH, détruit les biofilms et ne génère pas de THM. Son originalité réside dans sa mise en œuvre : il est prêt à l'emploi, sans réactivation, non inflammable et non explosif. Il suffit de l'injecter à partir du bidon dans le circuit à traiter à l'aide d'un groupe de dosage. Cela le rend adapté aux circuits de petits volumes, circuits pour lesquels un générateur de dioxyde de chlore peut apparaître trop coûteux à mettre en œuvre.

Pour les traitements de type tours aéroréfrigérantes, Wallace & Tiernan propose également des générateurs de dioxyde de chlore « voie chlore » (par mélange de chlore gazeux et de chlorite de sodium) ou « voie acide » (par mélange d’acide chlorhydrique et de chlorite de sodium concentrés) permettant d'atteindre des capacités de production de plusieurs kilos par heure.

IP Cleaning France propose Activel, un virucide, biocide, sporicide et algicide dédié aux tours aéroréfrigérantes comme aux réseaux ECS. Ajoutée à de l'eau de javel, cette poudre à dilution instantanée lui confère des qualités intéressantes tant par son activité biocide que par ses qualités inhibitrices de l'entartrage et de la corrosion. Une version mousse permet d’augmenter le temps de contact sur des surfaces verticales ou horizontales et favoriser son effet virucide.

Permo, Henkel Concorde, Solvay, Arch Chemicals et Arkema proposent parmi bien d'autres une gamme complète de bactéricides. Comme il s'agit de produits synthétiques, il existe de nombreux composés actifs ayant un effet sur les bactéries mais aussi, pour certains d'entre eux, sur les dépôts et le biofilm si le produit a un caractère détergent ou moussant.

Au-delà d'une large gamme de biocides pour lutter contre la prolifération de legionella, Henkel Concorde a mis également l'accent sur le plan de surveillance de legionella dans les installations de refroidissement selon la rubrique 2921. Henkel Concorde a mis au point un système baptisé Hydrobio : il s’agit d'un kit de mesure quantitative rapide sur site du biofilm dans les installations de refroidissement. La détermination in situ et rapide de la présence du biofilm dans les circuits permet d’adapter le traitement biocide aux conditions variables d’exploitation et ainsi de mieux contrôler l’encrassement microbiologique et de maîtriser les risques sanitaires. Le kit Hydrobio est facile à mettre en œuvre et particulièrement adapté pour l'utilisation du personnel de terrain.

De son côté, RER vient de présenter en exclusivité sur le marché français à Interclima 2006, le système AQUA HP qui est un traitement de l'eau par flux dynamique. AQUA HP permet la réduction, voire la suppression, de produits chimiques.

Tout ceci permet de lutter efficacement contre la prolifération de legionella. Reste que les traitements biocides qui ne sont en fait que les compléments de traitements antitartre et anticorrosion ne seront efficaces que s’ils sont rémanents et modifiés périodiquement pour éviter l'accoutumance des micro-organismes. Il est donc nécessaire d'avoir une vision globale de l’installation et de son suivi pour maîtriser le risque légionelles et d'instaurer une coopération très étroite entre le traiteur d'eau et l’exploitant.