Le nettoyage cryogénique est une méthode non destructrice qui permet de nettoyer les surfaces en toute sécurité et/ou d’éliminer les revêtements indésirables tels que la peinture ou la rouille ; il est le plus souvent utilisé pour des applications industrielles et commerciales avec la glace sèche comme moyen de nettoyage. La glace sèche est la forme solide du dioxyde de carbone à des températures de -78,5 °C. Retrouvez d’autres informations ici.
En termes très simples, le processus consiste à « nettoyer par soufflage » une surface avec de l’air comprimé et des particules de glace sèche, généralement sous forme de pellets de glace sèche. La combinaison de l’air comprimé et de la présence de glace sèche (pellets de CO2) dans le flux de souffle, crée une sublimation explosive. Cette réaction en chaîne permet de nettoyer une surface donnée de manière non destructive, ce qui fait du nettoyage à la glace sèche un procédé de nettoyage privilégié par rapport à d’autres méthodes de projection de médias, telles que les billes de verre, les billes de plastique ou le sablage.
Comment fonctionne le nettoyage cryogénique
La façon la plus simple de comprendre la projection de glace carbonique est d’envisager d’abord un nettoyeur à pression pour le consommateur. Un nettoyeur à pression électrique accélère simplement l’eau avec de l’air comprimé, puis force l’eau à passer par une buse qui crée encore plus de pression sur la surface à nettoyer.
Dans le cas d’un nettoyeur à pression, le « média » utilisé pour nettoyer les surfaces est simplement de l’eau (dans certains cas, un détergent est ajouté au jet). Cependant, ce procédé utilise beaucoup d’eau, ce qui est un gaspillage (alias « déchet secondaire »), et n’est pas efficace pour nettoyer les taches, les revêtements, les débris et les contaminants difficiles à enlever.
En outre, l’eau sous pression peut endommager les surfaces de nettoyage fragiles et sensibles, comme les équipements électriques, les câbles et les équipements usinés de précision (pour n’en citer que quelques-uns).
Lorsque l’on utilise une machine de projection de glace carbonique, on utilise plutôt de l’air comprimé et des particules/granulés de glace carbonique. Plus important encore, lorsque nous utilisons la puissance de la projection de glace carbonique, nous tirons parti de la cinétique (physique) et de la thermodynamique, ce qui donne une méthode de nettoyage bien supérieure.
La SCIENCE EN SIMPLES TERMES
Il existe une science fascinante derrière le processus de projection de glace sèche.
Les sciences actuelles et connues de la cinétique (physique) et de la thermodynamique sont en jeu, mais commençons par une simple description non scientifique.
Le processus de projection de glace carbonique en une phrase : « Lorsque de fines particules de CO2 (glace sèche) sont « projetées » sur une surface, les contaminants indésirables gèlent et se fracturent, puis une explosion d’énergie se produit, entraînant l’élimination complète du revêtement indésirable, comme la graisse, la peinture et la rouille.
Trois effets rapides (en millisecondes)
Effet de la première étape / Choc thermique : La première étape de choc thermique du processus de projection de glace carbonique entraîne la congélation rapide des contaminants de surface, ce qui les rend cassants et fracturés.
Effet de la deuxième étape / choc d’impact : les pellets de glace sèche bombardent la surface de nettoyage à une vitesse élevée, brisant le revêtement ou le contaminant fragile et fracturé.
Troisième étape – Effet / Choc d’expansion : un événement explosif se produit, causé par l’expansion instantanée du gaz, en raison du transfert de chaleur rapide et de la sublimation (vaporisation) de la glace sèche. Ceci, combiné à la force d’impact des pastilles de CO2, permet d’éliminer les contaminants de surface, les débris, les taches ou les revêtements indésirables.
Équipement utilisé pour le nettoyage cryogénique
Schéma simple du conteneur de stockage des médias, du compresseur, de la machine de projection de glace sèche et de la buse de projection (tuyaux non inclus dans l’image).
L’histoire de la projection de glace carbonique
- La première utilisation enregistrée de la technologie de projection de glace carbonique à des fins de nettoyage a eu lieu à la fin de l’automne 1945 par la marine américaine. Les premières expériences de la marine américaine avec la projection de glace carbonique ont été menées par les équipes de maintenance des artilleurs et le personnel d’entretien des chantiers navals. Ils ont mené ces expériences en raison de la nécessité d’une méthode de nettoyage moins abrasive. Avant la projection de glace, le principal moyen de projection était le sablage.
- Premier brevet pour la projection de glace sèche : En 1959, la société Unilever a breveté son système et sa technologie de projection de glace carbonique dans le but de retirer proprement et en toute sécurité la viande animale des os. C’était la première utilisation de la projection de glace carbonique dans l’industrie alimentaire, et elle a été rapidement adoptée par d’autres usines de transformation des aliments.
- Au début et au milieu des années 1970, C.H. Franklin, C.C. Wong et E.E. Rice ont été à l’origine de la création des premières pastilles de CO2 pour les explosifs. Ensuite, des ingénieurs en recherche et développement de l’industrie ont expérimenté des moyens rentables de produire en masse des pellets de glace sèche.
- À la fin des années 1980, les premières machines de projection de glace carbonique ont été utilisées dans les secteurs commercial et industriel. Ces machines de nettoyage par projection de glace carbonique étaient encombrantes, lourdes, coûteuses et utilisaient une pression d’air extrêmement élevée, jusqu’à plus de 95 kg par 6 cm2.
- L’équipement et la technologie de nettoyage par projection de glace carbonique ont progressé avec le développement de systèmes supérieurs de distribution d’air comprimé, de buses, de mélange et de distribution de CO2, de construction de machines et de portabilité.
- En 2012, Coulson Ice Blast, a inventé et développé les premières machines à jet de glace au monde qui permettaient aux opérateurs d’utiliser des supports de glace humide en appuyant sur un bouton. Cette innovation réduit considérablement les coûts, augmente les possibilités d’application et garantit une solution de nettoyage rentable, respectueuse de l’environnement et de la santé. En 2019, Coulson Ice Blast a combiné la projection de glace humide et de glace sèche en une seule machine : la machine IceStorm45, éliminant ainsi le besoin de machines séparées.
Technologie de la glace sèche et humide
Avantages de la projection de glace carbonique comme solution de nettoyage
– moins de déchets secondaires
– médias non toxiques
– non-abrasif
– non inflammable
– non conducteur
– respectueux de la santé et de la sécurité
– responsable sur le plan environnemental
– l’industrie alimentaire en toute sécurité
– approuvé par l’USDA, l’EPA et la FDA
– non destructif
Trois principaux avantages de la projection de glace carbonique :
1) Moins de dégâts sur la surface
D’autres méthodes de nettoyage d’une surface utilisant la combinaison d’air comprimé et de « médias », telles que les billes de plastique, les billes de verre, le sable, l’oxyde d’aluminium et le carbure de silicium, peuvent endommager les surfaces de nettoyage en éliminant plus que les seuls débris indésirables. Cela peut provoquer des cicatrices et/ou une délamination.
2) Moins d’impact sur l’environnement
Les autres moyens de nettoyage par soufflage ne sont généralement pas aussi respectueux de l’environnement, en fonction du procédé utilisé par le technicien de nettoyage et du choix du (des) lieu(x). Une partie ou la totalité de ces produits peut être laissée sur place et s’écouler dans les égouts publics, les lacs, les cours d’eau, l’océan et/ou s’infiltrer dans le sol.
3) Santé et sécurité des employés
L’utilisation de la plupart des produits de sablage alternatifs, tels que le verre, le sable, le plastique, l’oxyde d’aluminium, le carbure de silicium, etc., s’ils ne sont pas utilisés avec les équipements et les procédés de sécurité appropriés, peuvent avoir des effets négatifs sur la santé des opérateurs et/ou des autres personnes se trouvant dans la zone immédiate.
