Campagnes de Mesures de la Qualité de l’Air Comprimé
Par François BOUTEILLE, Gérant d’AirProfil, à Angles sur l’Anglin, le 4 décembre 2017
Les mesures de la qualité de l’air comprimé
Vous êtes amenés à mesurer la qualité de votre air comprimé dans diverses situations :
1. Votre air comprimé est au contact direct ou indirect d’un produit alimentaire ou pharmaceutique que vous fabriquez :
a. vous appliquez souvent, en base, la norme ISO8573 qui exige une mesure de la teneur en particules, de la température de rosée sous pression et de la teneur en huile.
b. Parfois, notamment si vous fabriquez des solutions injectables, vous devez aussi mesurer la teneur en CO2, un gaz qui risque d’acidifier votre produit.
2. Votre air comprimé doit avoir la qualité « air pour instruments » - un référentiel bien moins exigeant. La température de rosée sous pression doit être plus basse de 10 à 15°C que la température ambiante locale minimale – et inférieure à +4°C.
3. Votre air comprimé est utilisé pour produire du travail mécanique, ce qui abaisse fortement la température de fin de détente et peut causer un bouchage de l’échappement :
a. Cet aspect est assez peu connu mais occasionne des arrêts de certains composants tels que les pompes à membranes qui injectent de l’urée dans les fumées des incinérateurs d’ordures ménagères, par exemple.
b. Si votre pompe pneumatique fait un bruit de seau à glace et si vous voyez apparaître des cristaux de glace sur son silencieux d’échappement, c’est que vous pourriez avoir un problème !
AirProfil mesure depuis longtemps ces divers paramètres mais a investi en avril 2017 pour renouveler complètement ce parc de capteurs, les compléter par des enregistreurs numériques et les monter sur un joli chariot !
L’investissement a été de 35 k€ hors TVA auquel il faut ajouter 2 k€/an pour les réétalonnages périodiques.
Nous allons vous présenter ici un premier bilan des aspects techniques des 8 premiers mois d’utilisation de ces capteurs.
Réalisation de campagnes de mesures par AirProfil selon la norme ISO8573
Dans certains cas, vous souhaiterez installer à poste fixe tout ou partie des capteurs :
· Un compteur de particules à diode laser similaire à ce qui est utilisé dans les salles blanches
· Un hygromètre capacitif
· Une sonde fournissant la teneur en huile résiduelle en temps réel
Une campagne de mesures sur site permettra éventuellement de vérifier vos capteurs par comparaison avec des capteurs étalonnés depuis moins d’un an. Ceci peut s’avérer utile si vous avez choisi de réétalonner vos capteurs tous les 3 ans, par exemple.
Parfois, vous déciderez de procéder à des mesures périodiques, tous les mois, tous les six mois ou tous les ans. Ceci peut constituer une démarche raisonnable si vous souhaitez contrôler plusieurs points de prélèvement d’air comprimé.
Voici les caractéristiques générales des capteurs qu’AirProfil met en œuvre pour ces « campagnes de mesures » :
· La teneur en particules est mesurée par classe de granulométrie à partir de 0.1 micron. C’est nouveau : précédemment on ne descendait guère en-dessous de 0.3 ou 0.5 micron et le comptage était très imprécis (30% d’incertitude) à 0.3 micron.
· La température de rosée sous pression est mesurée très classiquement entre -80 et +20°C.
· Il y a un énorme progrès en ce qui concerne la mesure de la teneur en huile : dans le passé, nous utilisions des « impacteurs » mieux adaptés à la détection d’une concentration d’huile élevée (de l’ordre de 0.1 mg/m3) qu’à la mesure d’une concentration plus basse (à partir de 0.01 mg/m3).
Avec ces nouveaux moyens, AirProfil peut rédiger rapidement un rapport vous donnant, de manière indépendante du fabricant ou de l’exploitant, la « classe de qualité » de votre air comprimé selon la norme ISO 8573.
AirProfil peut vous proposer cette prestation en France et en Wallonie. Un des ingénieurs d’AirProfil habite dans les « Hauts de France » !
Cas particulier de la température de rosée
Après quelques mois de pratique, certains aspects du mesurage ont attiré notre attention et ont paru susceptibles d’intéresser les clients d’AirProfil et les visiteurs du site www.airprofil.fr.
En premier lieu, il faut pas mal de temps pour mesurer la qualité de l’air comprimé :
· La mesure de teneur en huile met plus d’une heure pour se stabiliser. Il faut chauffer le « four ».
· La mesure de la température de rosée sous pression sur un sécheur par adsorption met beaucoup de temps aussi pour se stabiliser, surtout si la température de rosée est basse.
Ce qui s’est révélé particulièrement intéressant c’est que, parfois, la température de rosée ne se stabilise pas !
L’enregistrement de température de rosée sous pression réalisé récemment par AirProfil dans un site cimentier explique pourquoi, même si vous attendez patiemment que votre mesure se stabilise, vous voyez parfois la valeur mesurée remonter :
On voit sur cet enregistrement la courbe temporelle de température de rosée sous pression (en °C) mesurée en sortie de sécheur par adsorption :
· La durée du demi-cycle de ce sécheur est égale à 6 heures : il s’agit d’un sécheur à apport thermique.
· Lors de la mise en service d’une colonne régénérée, la température de rosée est nettement inférieure à -40°C.
· La valeur mesurée monte, après un palier bas de quelques heures, à 0°C, voire à +10°C.
· Ceci signifie qu’après un bon séchage sur environ 3 à 4 heures, la qualité de l’air comprimé se dégrade fortement.
On peut imaginer plusieurs raisons à une telle performance : la plus simple serait d’envisager un sous-dimensionnement du sécheur, ce qui survient si le débit est trop grand, la température de l’air comprimé trop élevée ou la pression de l’air comprimé trop basse.
Ce qui nous intéresse ici n’est pas d’analyser la cause de cette variabilité de la qualité de l’air comprimé, mais plutôt de réfléchir au mode de mesurage mis en œuvre, puisque c’est la prestation qu’AirProfil vous propose :
· Il semble clair qu’une mesure ponctuelle de la température de rosée ne permettra pas toujours de caractériser la qualité de l’air comprimé d’un site.
· Sur un site cimentier, la performance mesurée ci-dessus pourrait poser problème en hiver, en cas de risque de gel des condensats.
· S’il s’était agi d’un site « alimentaire », pour lequel on recommande une température de rosée sous pression inférieure à -40°C, alors on aurait risqué de mesurer -45°C pour une première campagne et +10°C lors de la campagne suivante, et de manière tout à fait aléatoire.
Si vous êtes d’accord, AirProfil vous proposera de prolonger les enregistrements de la qualité de l’air comprimé – et en particulier de la température de rosée sous pression – sur au moins deux demi-cycles de sécheur. Dans le cas d’un sécheur par adsorption sans chaleur, cela prolonge les enregistrements sur environ 12 minutes. Mais dans le cas d’un sécheur par adsorption avec apport thermique cela durera plutôt 12 heures, ce qui est parfois un peu long !
Acquérir des connaissances à l’occasion des Campagnes de Mesures pour vous les restituer à l’occasion des stages de formation AirProfil
Les connaissances que nous vous avons présentées dans ce petit article pourront faire l’objet d’un stage annuel « pratico-pratique » dans notre atelier d’Angles sur l’Anglin dès l’année 2018.
AirProfil y dispose d’un bâtiment qui abritera prochainement :
· Un ou deux compresseurs à vis lubrifiées (de petite puissance mais suffisants pour des mesures de la qualité de l’air comprimé !)
· Un sécheur frigorifique
· Un sécheur par adsorption « sans chaleur »
· Des filtres de différents grades en parallèle et en série
Vous y apprendrez à mesurer la qualité de l’air comprimé:
· Stage Mesure Qualité Air Comprimé (M/QAC)
· Durée une journée
Vous y apprendrez aussi, si vous le souhaitez, à conduire et entretenir une centrale d’air comprimé : Stage Conduite
· Stage Conduite Qualité Air Comprimé (C/QAC)
· Prérequis : (M/QAC)
· Durée : une journée
Ces stages sont des stages de niveau 4 dans le « catalogue » de stages air comprimé d’AirProfil :
· Les stages de niveau 1 sont des stages théoriques « de base » en salle de formation avec visite initiale d’une centrale d’air comprimé : si vous n’avez pas de centrale à visiter, alors ce stage aura lieu à Angles sur l’Anglin.
· Les stages de niveau 2 sont aussi des stages théoriques en salle de formation, mais plutôt destinés à des techniciens ou des ingénieurs ayant une fonction d’encadrement et acceptant un certain recours aux mathématiques pour des calculs techniques.
· Les stages de niveau 3 sont des stages non seulement « théoriques » mais même « intellectuels » où on abordera, par exemple, des questions comme l’expression fonctionnelle du besoin (le travail des acheteurs), l’analyse fonctionnelle de l’installation (le travail des concepteurs) ou encore le choix d’indicateurs de performance (le travail des gestionnaires).
Les stages de niveau 4, dans la vision d’AirProfil, sont les seuls stages « pratiques » où vous mettrez en œuvre des instruments de mesures (débitmètres non intrusifs à ultrasons pour les gaz, tubes de Venturi, mesures de qualité de l’air comprimé).
Vous pourrez aussi démonter (et si possible remonter !) nos compresseurs, nos sécheurs et nos filtres !
Il est recommandé d’avoir suivi au moins un stage de niveau 1 avant d’aborder le niveau 4.
Contact
Pour consulter AirProfil en vue d’une campagne de mesures de la qualité de votre air comprimé ou d’un stage « pratico-pratique » de mesure de la qualité de l’air comprimé ou de conduite de la qualité de l’air comprimé, merci de contacter :
· Christine BERNARD
· Tel : +33 (0)5 49 48 35 43
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