Utilisation du lait de chaux : ses caractéristiques
Déjà à l’Antiquité, la chaux était utilisée dans la construction pour ses propriétés consolidantes et désinfectantes, grâce à son action bactéricide étant donné son pH élevé.
Ce produit minéral est issu de la cuisson du calcaire dans des fours spéciaux à environ 1000 °C. Il en résulte du gaz carbonique et une poudre, l’oxyde de calcium qu’on appelle « chaux vive », laquelle en s’hydratant donne « l’hydroxyde de calcium » ou « chaux éteinte » ou encore « fleur de chaux », parce qu’elle augmente en volume et prend de la finesse.
De nombreuses applications lui sont connues, et notamment en traitement de l’eau, en vue de moduler les pH de floculation, par exemple en se servant du diagramme d’Hallopeau et Dubin.
Aujourd’hui, on l’utilise de plus en plus en présence de gaz carbonique avec lequel elle réagit pour donner du bicarbonate, élément essentiel dans la reminéralisation des eaux douces. Sa fabrication sur site est plus économique que s’il est acheté tout préparé.
Anciennes techniques de dosage
La mise en œuvre de la chaux est souvent délicate en raison de son caractère abrasif et colmatant. Elle se faisait à l’aide de pompes centrifuges (de type Lefi, par exemple) ou à l’aide de robustes pompes à piston (pompes Chevalet).
Évolution des procédés
Avec l’apparition et le perfectionnement des débitmètres et pH-mètres capables de donner un signal (0-10 V et 4-20 mA ensuite), les spécialistes de l’eau ont cherché à réduire le contrôle et les réglages manuels, tout en améliorant les dosages sur les plans qualitatif, quantitatif et économique.
L’efficacité de cette orientation n’est plus à démontrer puisqu’elle simplifie la tâche des exploitants déjà accaparés par le bon fonctionnement des autres équipements constituant leur station.
En fonction des expériences vécues, les bureaux d’étude ont privilégié deux techniques :
- – la première consiste à utiliser une pompe centrifuge alimentant « en canard » tout un réseau de distribution, sur lequel sont placées une ou plusieurs électrovannes dont l’ouverture est commandée par un signal. Cette solution implique un fonctionnement permanent de la pompe, faisant circuler à grande vitesse le lait de chaux, qui s’incruste petit à petit sur la paroi interne de la boucle, avec des bouchages au niveau de chaque piquage. Un nettoyage fréquent s’avère nécessaire d’autant que la concentration du lait de chaux est élevée ;
- – dans l’autre technique, une pompe doseuse est prévue pour alimenter chaque point d’injection de lait de chaux.
Deux principes très différents de matériel sont le plus souvent mis en concurrence sur cette application.
Le premier d’entre eux, certes moins onéreux, a une tenue très discutable à l’abrasion, tout en ne supportant pas un fonctionnement à sec. Il s’agit du système « Moineau » à queue de cochon. Il intègre le programme de bon nombre de fabricants, compte tenu de ses multiples avantages dans
[Photo : Groupe fixe PCR sans capot.]
d'autres secteurs de l'industrie. Cet élément explique en partie son faible coût de production, qui n’est pas sans influencer les choix effectués par certains bureaux d'études. Par contre, les exploitants deviennent méfiants quant à son utilisation sur le lait de chaux et plus encore sur le charbon actif, malgré toutes les précautions de rinçage cyclique programmé. Ces pompes certes tournent mais, dans le temps, sous l’effet de l’abrasion, elles ne sont plus volumétriques. Il est à noter toutefois qu’elles apportent une solution satisfaisante pour doser de l’eau de chaux (quelques grammes par litre), qui est beaucoup moins abrasive.
Quant au deuxième système, il s’agit de pompes dites à mouvement péristaltique. Une pièce formant tube est sollicitée par des galets d’une façon rotative ou linéaire. Leur principe même de fonctionnement permet de véhiculer et doser des produits très abrasifs, épais, sans risque de détérioration de cette pièce-maîtresse. Ce type de matériel est fortement auto-amorçant, volumétrique, réversible, avec la possibilité de travailler à sec. Il engendre des pulsations : cette caractéristique a l’avantage de rendre plus homogène le lait de chaux concentré dans le circuit d’aspiration avant son passage dans la pompe et de maintenir en suspension les particules dans le circuit de refoulement avec une vitesse d’avance lente.
Cette technique est très bien adaptée à l'application, à condition toutefois que la pièce-maîtresse formant tube puisse être renforcée par des armatures synthétiques (nylon par exemple) lors de son moulage ou encore de sa confection.
Il s’agit, rappelons-le, de conditions de fonctionnement souvent continu, donc sévères. Des ruptures intempestives de cette pièce ne sont pas permises.
Une réalisation linéaire de ce système péristaltique apporte depuis plus de 15 ans une solution satisfaisante quant à sa fiabilité. Le tube est à l’origine un profil, sorte de plaque longitudinale qui peut recevoir, de ce fait, des armatures en nylon lors de son moulage. Replié sur lui-même, il forme un tube à l’aide de ses deux appendices maintenus dans les demi-stators. D’autre part, il est sollicité d’une façon rectiligne par des galets pour alléger les efforts mécaniques puisqu’il n’est pas nécessaire de le cambrer pour épouser le mouvement circonférentiel des galets dans la version rotative. Cette réalisation est également économique puisque toutes les pièces en mouvement sont standards du commerce.
Il est à noter que ce type de pompe peut recevoir sans difficulté des galets complémentaires. Les pulsations sont ainsi plus courtes mais plus nombreuses. Pour des faibles débits, la chaux ou le charbon actif sont toujours maintenus en suspension malgré la basse vitesse effective du matériel, élément fondamental de fiabilité dans le cadre du travail permanent.
Il est bon de préciser que la technique péristaltique est très particulière. Elle est destinée à apporter une solution satisfaisante à des applications difficiles dans tous les secteurs de l'industrie. Le dosage du lait de chaux ou de charbon actif fait partie de celles-ci.
Malgré l’expérience acquise, il s’avère nécessaire d’étudier chaque fois en détail toutes les caractéristiques de l’installation dans laquelle la pompe doit être incorporée pour émettre les recommandations à prendre quant à son implantation et celle des tuyauteries. La connaissance des conditions de travail du matériel ne sont pas non plus sans importance.
Depuis quelques années, des pompes rotatives à mouvement péristaltique des galets et utilisant des tubes de forte épaisseur, armés, confectionnés, ont fait leur apparition sur le marché. Ces dernières ont été conçues pour vaincre des pressions relativement importantes, voisines de dix bars. Compte tenu de l’échauffement qui résulte de telles conditions de fonctionnement, ce tube a besoin d’être immergé en partie dans un lubrifiant. Ce dernier, même alimentaire, se mélange avec le produit véhiculé lors de l’usure du tube. Dans le cas du lait de chaux ou du charbon actif, un mélange abrasif entre aussi en contact avec les parties mécaniques à l’intérieur de la pompe. Le temps n’a pas encore donné sa réponse quant aux avantages et inconvénients de cette réalisation.
Conclusion
Pour répondre dans les meilleures conditions à cette application, l’exploitant doit disposer d’une installation bien conçue, dans laquelle sont implantées des pompes dont les caractéristiques sont telles que des interventions, espacées dans le temps, sont faciles à programmer.
Avec la technique péristaltique linéaire dont la fiabilité n’est plus à démontrer, il est préconisé aux exploitants de placer sur le circuit d’alimentation du moteur un compteur horaire qui permet d’arrêter un cycle d’entretien préventif de la pompe et le remplacement systématique du profil.
Une telle solution est économique. Elle évite des perturbations sur le reste de la station avec ses conséquences sur la qualité de l’eau.
