COMMENT EVITER L’ODEUR DEPLAISANTE
DU LUNDI MATIN DE VOTRE EMULSION?

Microbiologie fluides pour l’usinage de métaux

L’un des griefs les plus fréquents dans l’utilisation des émulsions pour l’usinage des métaux comme les lubri­fiants et les liquides réfrigérants concerne les nuisances olfactives qu’elles entraînent avec le temps. Pour combattre les nuisances, il est conseillé de comprendre avant tout la cause de ces odeurs indésirables avant de prendre des décisions relatives à une solution possible. Dans cet article, nous commentons la microbiologie des fluides pour l’usinage des métaux, avec l’attention pour les bactéries et les moisis­sures, et vous donnons quelques conseils et astuces pratiques.

Matthias Robbe - 12 avril 2018

BACTERIES

Nous connaissons des milliers de sortes de bactéries sur notre terre, qui prospèrent dans n’importe quel habitat et représentent une grande partie de la biomasse de notre planète. Nous pouvons les décrire comme de grands groupes d’organismes monocellulaires, dont la longueur n’est généralement que de quelques micromètres (1 micron = 10-6 mètre). Les bactéries dépendent d’une source d’énergie (lumière ou substance chimique) et d’une source de carbone (liaisons organiques ou CO2) pour leur métabolisme. Elles exigent aussi des conditions favorables comme le pH et la température pour proliférer. Dans des conditions optimales, les bactéries se divisent toutes les dix à vingt minutes, créant une croissance logarithmique, jusqu’à ce que la population (biomasse) atteigne une densité durable maximale. Ces conditions idéales dépendent du type de bactérie, dont nous pouvons distinguer deux groupes:

• bactéries aérobiques, exigent de l’oxygène;
• bactéries anaérobiques, n’exigent pas d’oxygène.

Dans ce dernier groupe, nous retrouvons les bactéries réductrices de sulfates (BRS), que nous reconnaissons surtout à l’odeur parti­culièrement désagréable d’œufs pourris. Ces bactéries causent aussi des taches sombres gênantes sur les machines et les pièces.

MOISISSURES ET FERMENTS

Les moisissures, à leur tour, sont polycellulaires et plus grandes que les bactéries (> 2 µm). Une contamination par les moisissures de votre fluide pour l’usinage des métaux peut être un problème, car cela produit aussi bien une biomasse que des substances toxiques. La biomasse croît comme une sorte de tapis qui doit être enlevé physiquement. Les moisissures s’alimentent des minéraux dans l’eau, donc là où c’est possible, il vaut toujours mieux commencer par déioniser l’eau de préparation destinée à un fluide pour l’usinage des métaux. Les ferments sont des moisissures monocellulaires qui, tout comme les bactéries, sont aérobiques ou anaérobiques. Elles préfèrent un environnement de pH neutre ou légèrement acide.

SIX CONSEILS POUR DIMINUER OU GARDER SOUS CONTRÔLE LA CROISSANCE BACTÉRIENNE

1. Choisissez un produit aux propriétés biologiquement stables

2. Nettoyez votre machine avant de la remplir d’un nouveau fluide

3. Veillez à suivre les procédures de mélange correctes

4. Gardez la machine la plus propre possible en enlevant régulièrement les paillettes et poudres

5. Eliminez la contamination de l’huile

6. Veillez à garder les concentrations de fluide dans les paramètres recommandés

FLUIDES POUR L’USINAGE DES METAUX

Nous réunissons les réfrigérants et/ou lubrifiants sous le vocable fluides pour l’usinage des métaux. Leur principale action est de diminuer le frottement entre la pièce ou le produit et la machine, ce qui allonge la durée de vie des outils de coupe. Les fluides pour l’usinage des métaux refroidissent et évacuent les copeaux et la saleté de la zone de coupe. Un fluide pour l’usinage des métaux est soluble (soluble) ou non-soluble (neat). Les fluides solubles sont généralement à base d’un concentré et sont d’un des trois types suivants:

• Laiteux: basé sur une huile minérale répartie dans l’eau par des émulsifiants. Ces émulsifiants sont un additif pour lier les molécules de l’eau et de l’huile par la force d’attraction polaire.
• Semi-synthétique ou micro-émulsion: huile minérale et composants synthétiques répartis dans l’eau.
• Solutions synthétiques ou chimiques: une solution d’eau et des matériaux solubles
  dans l’eau.

Stockage des fluides pour l’usinage des métaux

Ce n’est pas sans importance, mais les fluides pour l’usinage des métaux solubles ou neat entraînent des recommandations en matière de stockage. C’est ainsi que les fluides neat ne peuvent pas entrer en contact avec l’eau et que les fûts sont pour cette raison empilés au dehors, de préférence à l’horizontale. De plus, il est conseillé de procéder à une étude bactériologique des émulsions tous les six mois. Les fluides solubles contiennent une certaine quantité d’eau et doivent être protégés du gel et de la chaleur. Pour cette raison, ils sont stockés de préférence à l’intérieur.

RECUL BIOLOGIQUE DES FLUIDES POUR L’USINAGE DES METAUX

L’influence des bactéries et moisissures sur les fluides pour l’usinage des métaux n’est pas mince. L’activité microbiologique est vite néfaste pour votre émulsion. En effet, cela provoque des nuisances olfactives et diminue les prestations des liquides. Un fluide pour l’usinage des métaux typique peut comprendre différents constituants organiques tels que des acides gras, des esters, des substances actives en surface, des liaisons de sulfate et phosphate, des contaminations. Toutes ces formes sont des milieux de culture pour les bactéries et ont un impact considérable sur les prestations du liquide.

• Caractéristiques d’émulsion

L’activité microbienne peut modifier les caractéristiques de l’émulsion, soit par une formation de mousse accrue, soit par la décomposition de l’émulsion causée par la production d’acides organiques et de substances actives en surface biodégradables.

• Prestations de fluide

Les micro-organismes peuvent faire métaboliser les additifs lubrifiants, puis les désagréger et les décomposer. Leur fonctionnalité diminue ou disparaît.

• Diminution de la corrosion

Les propriétés de corrosion des fluides pour l’usinage des métaux peuvent être influencées par des microbes qui engendrent des acides organiques et des enzymes qui attaquent les surfaces métalliques.

• Aspects esthétiques: odeur et bave

Le phénomène le plus courant, dénommé ‘odeur du lundi matin’, est le résultat du métabolisme microbien. Ceci fabrique les acides organiques et aldéhydes aux odeurs typiques, mais aussi des gaz plus puissants comme le sulfure d’hydrogène. Durant l’arrêt des machines, ces gaz peuvent s’accumuler pour se libérer ensuite dès que le liquide circule à nouveau. Pour cette raison, il est conseillé de garder la pompe active, même quand la prodction est arrêtée.

• Impact sur la santé

Les micro-organismes dans les fluides pour l’usinage des métaux peuvent causer des risques de santé comme l’infection, la réaction aux toxines et des réactions allergiques. Ce risque peut considérablement augmenter quand des blessures telles que des coupures et des éraflures ne sont pas soignées de façon correcte. Une bonne hygiène personnelle et les bons EPI (équipements de protection individuelle) sont dès lors toujours conseillés.

SURVEILLANCE A DISTANCE

Les odeurs désagréables et les restes de bave indiquent clairement une activité microbio­logique. L’accumulation de composants qui ne font partie de l’émulsion, favorisent la prolifération des bactéries; vous devez tout faire pour les éliminer. La constatation de mauvaises conditions d’hygiène et d’exploitation lors d’une inspection visuelle, comme des flaques de fluide, une accumulation de saleté et une mauvaise hygiène peuvent encore aggraver toute forme de contamination microbienne.

Tests microbiologiques

La manière la plus courante de tester la pré­sence d’une contamination microbiologique consiste à prélever un échantillon du fluide et à le faire cultiver sur un milieu de culture. Une méthode simple et pratique pour cela est l’utilisation de ‘dip slides’ préfabriqués. Ceux-ci contiennent des deux côtés de l’agar-agar (milieu de culture) et en fonction du type de dip slide, ils soutiennent la croissance des bactéries d’un côté (identifiées par des pointillés rouges) et des moisissures et ferments de l’autre côté. Pour ce qui est des liquides d’usinage des métaux neat, il suffit de contrôler la viscosité, la contamination, la concentration de l’additif et l’oxydation. La durée de vue de ce type de lubrifiant est longue et la croissance microbiologique est lente et constante. Les liquides d’usinage des métaux solubles exigent plus de contrôle, e.a. un contrôle visuel de l’huile étrangère en flottaison, de la mousse ou de l’eau. La conduction et la valeur pH doivent aussi être contrôlées, tout comme la présence de micro-organismes. Et n’oubliez pas le test d’odeur. Vous pouvez contrôler la concen­tration par un réfractomètre.

Réfractomètre
Le réfractomètre est un appareil manuel optique qui délivre l’indice de réfraction d’un mélange liquide pour restituer la concentration. Pour exécuter une mesure précise, il faut un calibrage, qui doit être exécuté à une température ambiante. Placez quelques gouttes d’eau utilisées dans la solution entre le couvercle plastique et le prisme. Tenez le réfractomètre à l’horizontale et orientez-le vers une source lumineuse. Regardez dans l’appareil et réglez l’échelle à l’aide du bouton de calibrage jusqu’à ce que la ligne de séparation qui sépare les surfaces claires et foncées, coïncide avec le zéro sur l’échelle.

Interpréter le degré de contamination

Supposez que vous effectuez un test microbiologique parce que vous êtes importuné par l’odeur du lundi matin dans votre atelier ou que vous voulez éviter les problèmes de façon préventive. Le test montre que le degré de contamination, exprimé en CFU (unités de formation de colonie par gramme ou cm3), reçoit une certaine valeur. Comment devez-vous interpréter cette valeur?

• < 103 – légère contamination: la contamination reste minime. Le fluide doit être surveillé en cas de propagation éventuelle.
• < 104 – contamination modérée/forte: il est conseillé d’ajouter un biocide pour diminuer ou limiter une éventuelle propa­gation microbienne.
• < 106 – forte contamination: on doit agir immédiatement, l’ajout d’un biocide peut diminuer ou limiter la contamination ultérieure, mais à long terme, l‘éva­cuation et le nettoyage entier sont conseillés.

CONSIDERATIONS DE SECURITE

Les fluides pour l’usinage des métaux comportent des risques et doivent dès lors toujours être traités avec la prudence requise. Les irritations de la peau et la peau trop sensible peuvent souvent déjà être évitées en se lavant les mains au savon désinfectant et en utilisant une crème hydratante. L‘utilisation des bons équipements de protection individuelle (EPI) n’est pas un luxe superflu.

L’AVENIR

Au fil des années, les fabricants ont développé une foule de fluides pour l’usinage des métaux, chacun avec leurs propriétés spécifiques. Cependant, les plaintes similaires réapparaissent, allant des nuisances olfactives aux problèmes de peau et de respiration. De nouveaux développements en la matière espèrent trouver une réponse. C’est ainsi qu’un acteur sur le marché propose entre-temps un système fermé, qui évite le contact avec le fluide pour l’usinage des métaux et qui automatise la mesure, le contrôle et l’analyse.

Tableau: solution du problème des fluides pour l’usinage des métaux - Q8Oils