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Tours de refroidissement

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Produits Tours de refroidissement

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Quel est l’usage des tours de refroidissement ?

Tout d’abord, une tour de refroidissement est utilisée pour refroidir de l’eau :

• Soit seule(s) soit en complément des groupes froids pour les systèmes de climatisation en milieu tertiaire : immeubles de bureaux, centres commerciaux, hôpitaux, campus, data centres, etc.
• Tous process industriels nécessitant de refroidir son cycle de production : sucreries, distilleries, pétrochimie, agroalimentaire, métallurgie, sidérurgie, R&D, production d’énergie, etc.

Le refroidissement s’effectue par le biais d’une surface d’échange (packing). L’air étant en contact direct avec l’eau permet, par évaporation d’une faible quantité de celle-ci, d’abaisser sa température. De cette manière, il est possible de refroidir l’eau à une température plus basse que celle de la température sèche ambiante.

Quelles sont les avantages des tours de refroidissement ?

Les tours de refroidissement permettent d’optimiser ses rendements en :

• Maîtrisant la consommation électrique,
• Abaissant les consommations d’eau,
• Limitant les temps d’arrêt de maintenance pour une disponibilité des équipements toujours accrue, et des coûts de fonctionnement maitrisés.

Tours de refroidissement ouvertes

Tours de refroidissement fermées

Quelle tour pour quelle application .

Le choix d’un appareil fait l’objet d’une étude personnalisée pour répondre à chaque besoin spécifique :

• Le type d’application, industrielle ou tertiaire.
• La qualité de l’eau à refroidir (le choix de la surface d’échange est prépondérant)
• La puissance thermique à rejeter et/ou le débit d’eau à refroidir.
• La température de refroidissement souhaitée.
• La zone dédiée à son installation et l’environnement en fonction des contraintes acoustiques et visuelles (anti-panache).

Tour ouverte, fermée ou hybride ?

Les tours de refroidissement peuvent être constitués par deux types de circuit de refroidissement : d’un circuit ouvert ou fermé. Le type de circuit de refroidissement va être déterminant pour la façon exacte dont la transmission de chaleur se produit.

En effet, l’efficacité des procédés est directement liée à la température de fonctionnement des circuits d’eau.

De ce fait, le refroidissement évaporatif demeure le procédé le plus économique. Des températures d’eau froide inférieures à la température ambiante sont alors atteintes.

Tour aéroréfrigérante ouverte :

Une tour aéroréfrigérante ouverte ne comporte aucune séparation physique entre le circuit primaire (process) et secondaire (tour). En effet, l’eau à refroidir passe directement à l’intérieur de la tour et est distribuée en partie haute et de manière homogène sur la totalité de la surface d’échange du packing. L’air étant en contact direct avec l’eau permet, par évaporation d’une faible quantité de celle-ci, d’abaisser sa température. De plus, la ventilation mécanique, soufflante ou aspirante, permet de véhiculer l’air à contre-courant de l’eau. L’eau refroidie est alors récupérée dans le bassin pour retourner au process.

Les principaux avantages :

• Équipement permettant d’obtenir les températures d’eau les plus basses.
• Appareil compact.

Tour aéroréfrigérante fermée :

Une tour aéroréfrigérante fermée comporte une séparation physique entre le circuit primaire (process) et secondaire (tour). D’abord, l’eau à refroidir passe dans un échangeur à plaques accolé à la section ouverte. Ainsi, les deux circuits sont isolés et l’échange thermique s’effectue, d’une part, au travers de l’échangeur à plaques pour le circuit client, et d’autre part, dans le packing sur le même principe d’évaporation d’eau que pour la tour ouverte.

• L’eau du process n’est pas au contact de l’eau de la tour.
• Maitrise de la qualité d’eau et du risque d’un éventuel développement des bactéries,
• Maintenance simplifiée et sécurisée, car limité au volume d’eau de la tour.
• Coût de traitement d’eau faible, liée au volume stricte de la tour.

Tour aéroréfrigérante hybride ouverte ou fermée :

Une tour hybride ouverte ou fermée est une tour complétée par la mise en place d’une batterie sèche antipanache. En d’autres termes, l’ajout d’une batterie antipanache au sommet d’une tour ouverte ou fermée permet de réduire, voire supprimer le panache. À noter que la panache pourrait, à tort, être associée à une pollution, mais il ne s’agit que de vapeur d’eau.

L’efficacité d’une tour hybride est garantie par l’utilisation d’une batterie sèche associée à une vanne de variation de débit d’arrosage sur le corps d’échange (brevet JACIR). Ainsi, la désaturation par réchauffement de l’air en sortie de tour, et la diminution de l’humidification de l’air sur le packing assurent une réduction maximale du panache.

Au-delà de la seule suppression de panache, ce système permet de réduire la consommation d’eau jusqu’à 80 % , et représente un ultime obstacle aux entraînements vésiculaires possibles.

• Maitrise de la qualité d’eau et du risque d’un éventuel développement des bactéries. Elle reste une tour de refroidissement de l’eau, mais plus sécurisée.

En conclusion, JACIR met à un point d’honneur à la qualité et à la faciliter d’utilisation et d’exploitation de ses systèmes de refroidissement. Pour cela, des solutions existent, et doivent être optimisées dès la conception. 

• Les accès de maintenance sont facilités, permettant ainsi un accès suffisant pour agir rapidement et en toute sécurité.
• Nos équipements sont conçus pour limiter les consommations d’eau et d’énergie, conserver les performances dans le temps, et permettre une régulation en fonction de la demande du procédé, des variations des conditions extérieures et de l’environnement de travail.
• Une qualité de fabrication est assurée afin de maîtriser les dépenses de maintenance et permettre de à nos tours de refroidissement d’être programmé pour prévenir les aléas de production sur le long terme.

Fonctionnement du Refroidisseur Adiabatique :

Le refroidisseur adiabatique, appelé également Dry adiabatique, résulte de l’association d’un aéroréfrigérant sec et d’une section de pré-refroidissement d’air, Il fonctionnera majoritairement en mode sec puis en mode adiabatique, lorsque la charge thermique sera maximale notamment lors des saisons chaudes.

L’eau à refroidir circule dans les deux batteries verticales, elles-mêmes traversées par l’air ambiant. Le média à l’entrée est sec. Cet air est aspiré par une ventilation à variation de vitesse et régulée en fonction de la charge thermique afin de maintenir constante la température de sortie du fluide. L’air est ensuite évacué vers le haut, et l’eau refroidie est alors disponible à la sortie des batteries.

Mode adiabatique

Lorsque les conditions climatiques changent et que le refroidissement en mode sec devient insuffisant, le média est humidifié. L’air ambiant traversant le média du Topaz Néo se refroidit par humidification : l’air ainsi pré-refroidi traverse ensuite la batterie pour refroidir l’eau. L’eau d’humidification excédentaire est collectée dans un bac en acier inox, puis recyclée. L’économie d’eau est alors majeure, sans risque de propagation de bactéries. Cette section de pré-refroidissement a pour objectif d’abaisser la température de l’air ambiant par évaporation d’eau sur un média conçu spécifiquement pour cet usage.

• Aucun entraînement vésiculaire : Non soumis ICPE
• Faible consommation d’eau grâce au système de récupération d’eau avec pompe
• Maintenance aisée (Accès interne total)
• Aucun traitement d’eau nécessaire

DÉCOUVREZ NOS SOLUTIONS DE REFROIDISSEMENT ADIABATIQUE

Paramètres importants à prendre en compte sur la conception des tours de refroidissement :

Le type de circuit de refroidissement est déterminant pour la façon exacte dont la transmission de chaleur se produit : L’efficacité des procédés est directement liée à la température de fonctionnement des circuits d’eau. Le refroidissement évaporatif demeure le procédé le plus économique pour obtenir des températures d’eau froide inférieures à la température ambiante. Un procédé efficace devra optimiser ses rendements en maîtrisant la consommation électrique, en abaissant les consommations d’eau, en limitant les temps d’arrêt de maintenance pour une disponibilité des équipements toujours accrue, et des coûts de fonctionnement maîtrisés. Les solutions existent, et doivent être optimisées dès la conception : Faciliter les accès de maintenance, permettant un accès suffisant pour agir rapidement et en toute sécurité. Offrir des équipements conçus pour limiter les consommations, conserver les performances dans le temps, et permettre une régulation en fonction de la demande du procédé, des variations des conditions extérieures et de l’environnement de travail. Assurer une qualité de fabrication afin de maîtriser les dépenses de maintenance et permettre de les programmer à long terme pour prévenir les aléas de production.

Quelle est la différence entre une tour à tirage naturel et une tour de refroidissement à tirage forcé ?

La tour de refroidissement à tirage naturel de type hyperboloïde en béton (comme on les voit dans le secteur nucléaire) utilise « l’effet cheminée » pour évacuer la chaleur de l’eau à refroidir.

L’eau chaude est répartie au sommet de la tour, freinée par la surface d’échange, et profitant de l’action du vent naturel pour être refroidie par gravité.

Une partie de l’eau, en s’évaporant, provoque l’abaissement naturel de sa température.

Le tirage forcé permet de s’affranchir de l’action du vent naturel à l’aide d’un groupe moto ventilateur pour des installations métalliques ou polyester de plus petites tailles.

Cette extraction forcée mécanique améliore les performances et la régularité du courant d’air, sans influence des conditions météorologiques.

Ces groupes moto-ventilateurs peuvent être positionnés au bas de l’appareil (ventilation soufflante) ou au sommet de la tour (ventilation aspirante).

Le choix du type de ventilation dépend généralement des contraintes de l’installation : quantité d’eau à refroidir, faible consommation énergétique, niveau sonore, encombrement, etc., et sont utilisés sur tous types de tour, à circuit ouvert ou fermé.

Statut d’installation classée pour la protection de l’environnement (ICPE) des tours en France

En France, les tours de refroidissement sont considérées comme des installations classées pour la protection de l’environnement (ICPE) et sont répertoriées dans la rubrique 2921 de la nomenclature des installations classées. Elles sont contrôlées par les Agences Régionales de Santé et les Directions Régionales de l’Environnement, de l’Aménagement et du Logement (DREAL).

Les tours d’une puissance thermique évacuée supérieure ou égale à 3000 kW sont soumises à enregistrement ICPE. Les exploitants doivent respecter les prescriptions de l’arrêté ministériel du 14 décembre 2013 relatif aux prescriptions générales applicables aux installations relevant du régime de l’enregistrement au titre de la rubrique n° 2921.

Les tours d’une puissance thermique évacuée inférieure à 3000 kW sont soumises à déclaration ICPE. Les exploitants doivent respecter les prescriptions de l’arrêté ministériel du 14 décembre 2013 relatif aux prescriptions générales applicables aux installations relevant du régime de la déclaration au titre de la rubrique n° 2921.

Le contrôle du respect de ces prescriptions techniques par les exploitants est effectué par l’inspection des installations classées. Ces obligations réglementaires visent à limiter les risques environnementaux et sanitaires liés aux tours de refroidissement, et l’ensemble de nos tours ouvertes comme fermées y sont conformes.

Loue Froid est maintenant une entreprise de Locations Sunbelt

Le maître de la température

Tours d’eau

Caractéristiques.

• Capacité nominale de 300 à 500 tonnes et plus
• 600 V triphasés

Une tour d’eau est un appareil qui rejette de la chaleur dans l’atmosphère en utilisant des courants d’eau comme fluide de refroidissement. Ces tours utilisent une méthode d’évaporation pour évacuer la chaleur ou, dans le cas de tours d’eau de refroidissement à sec en circuit fermé, de l’air pour refroidir le fluide en circulation. Nos tours d’eau peuvent être installées sur une remorque et combinées avec votre système existant ou avec nos climatiseurs refroidis par eau.

Les normes de l’industrie sont en constante évolution. C’est pourquoi Loue Froid propose des solutions qui évoluent avec vos besoins de refroidissement. Que vous en ayez besoin pour la transformation des aliments, la transformation du papier ou les processus d’extraction minière, ou simplement pour garder votre bâtiment climatisé, vous pouvez compter sur nos experts pour vous trouver la bonne solution.

En plus de se charger de la livraison et de l’installation de vos appareils, Loue Froid peut fournir la tuyauterie, les pompes et tout autre matériel nécessaire pour que votre tour de refroidissement fonctionne correctement et efficacement.

Nos locations de tours d’eau à haut rendement conviennent à un usage industriel ou commercial.

Avantages :

• Remorque montée pour une expédition rapide
• Facilement jumelées avec le système existant
• Parfaites pour les arrêts et l’entretien des châteaux d’eau
• Capacités illimitées avec plusieurs unités
• Économiques en énergie
• Faible entretien

Équipement connexe :

• Tuyaux temporaires
• Pompes allant de 50 à 1 500 GPM
• Système de connexion rapide électrique Camlock
• Distribution électrique
• Tour de refroidissement — systèmes de filtration d’eau

Forfait complet :

Loue Froid est spécialisée dans la location de tours d’eau. Louez l’une de nos unités à haut rendement pour tous vos besoins de refroidissement. Voici ce dont vous bénéficierez :

• Service complet, prêt pour le déploiement, 24 heures sur 24, 7 jours sur 7
• Installation professionnelle
• Évaluation et assistance par nos spécialistes des solutions temporaires
• Unités entièrement garanties pour toute la durée de la location
• Capacité nominale de 300 à 500 tonnes

NOUS JOINDRE

20 Simpson Road Bolton (ON) L7E 1G9

Telephone: 416 746-4668 1 855 309-1009

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PRODUITS ET SERVICES DE LOCATION

• Réfrigération
• Ventilation
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Tours de refroidissement

Les tours de refroidissement offrent une solution éprouvée et rentable pour rejeter la chaleur de l'eau du condenseur et des processus industriels. Pendant le fonctionnement, l'eau du condenseur ou l'eau de process s'écoule directement sur la surface de transfert de chaleur de la tour de refroidissement. Au fur et à mesure que l'air est introduit dans la tour, une fraction de cette eau s'évapore, refroidissant l'eau restante.

• Qu'est-ce qu'une tour de refroidissement?
• Avantages de boucler la boucle

Tour de refroidissement série 3000

La tour de refroidissement de la série 3000 est en tête de l'industrie avec l'efficacité la plus élevée et la fiabilité de confiance de BAC. L'entretien est également plus facile avec un intérieur ouvert qui permet un accès plus facile à tous les composants principaux et le système de ventilateur ENDURADRIVE® en option qui ne nécessite pratiquement aucun entretien pour une tranquillité d'esprit inégalée. Les modèles à efficacité extrême (XE) réduisent davantage les coûts énergétiques et d'exploitation.

• Capacité thermique : 171 - 1 446 tonnes 1
• Débit : Jusqu'à 4 500 USGPM 1
• Flux transversal // Ventilateur axial // Tirage induit

Tour de refroidissement série 1500

La tour de refroidissement de la série 1500 est la meilleure solution pour les applications nécessitant peu d'entretien et de flexibilité de disposition, car la conception d'entrée d'air d'un seul côté lui permet de s'adapter dans des espaces restreints. Il a également les coûts d'énergie et de maintenance les plus bas. Vous pouvez facilement accéder à tous les principaux composants depuis l'intérieur de l'unité. Les modèles à efficacité extrême (XE) réduisent davantage les coûts énergétiques et d'exploitation de l'unité.

• Capacité thermique : 92 - 747 tonnes 1
• Débit : jusqu'à 3150 USGPM 1
• Crossflow // Ventilateur axial // Tirage induit

Tour de refroidissement PT2

La tour de refroidissement PT2 fournit la plus grande quantité de refroidissement dans l'empreinte la plus compacte de l'industrie, réduisant ainsi l'espace total requis. C'est une solution idéale pour les applications où l'espace est limité.

• Capacité thermique : 103-827 tonnes 1
• Débit : jusqu'à 3100 USGPM 1
• Contre-courant // Ventilateur axial // Tirage induit

Tour de refroidissement modulaire de qualité industrielle série 5000

La tour de refroidissement modulaire de qualité industrielle série 5000 offre des performances supérieures avec une disponibilité maximale pour les applications d'eau sale. La série 5000 dispose d'une technologie de pointe pour une nettoyabilité supérieure, la meilleure résistance à la corrosion et le système de ventilation à entraînement direct le plus fiable.

• Débit : jusqu'à 4500 USGPM 1

Tour de refroidissement série V

La tour de refroidissement série V est une unité de remplacement idéale pour de nombreuses applications existantes, offrant le coût de remplacement le plus bas sans modifications structurelles, électriques ou de tuyauterie. Il peut surmonter une pression statique externe élevée et a de faibles capacités sonores, ce qui en fait un excellent choix pour les applications intérieures et pour les emplacements gainés et sensibles au bruit.

• Capacité thermique : 12-1 335 tonnes 1
• Débit : jusqu'à 6750 USGPM 1
• Contre-courant // Ventilateur centrifuge // Tirage forcé

Tour de refroidissement FXT

La tour de refroidissement FXT offre des performances efficaces et les coûts d'exploitation les plus bas pour les projets à petite échelle. Les caractéristiques de conception standard répondent aux préoccupations environnementales actuelles, minimisent les coûts d'installation, maximisent la fiabilité de fonctionnement et simplifient les exigences de maintenance.

• Capacité thermique : 58-257 tonnes 1
• Débit : jusqu'à 1155 USGPM 1
• Crossflow // Ventilateur axial // Tirage forcé

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• GUIDE D’OPÉRATION ET DE MAINTENANCE POUR LES TOURS DE REFROIDISSEMENT

TOURS AÉRORÉFRIGÉRANTES: FONCTIONNEMENT ET MAINTENANCE

Guide pous les tour aéroréfrigérantes.

Toutes les usines industrielles, la météo, le refroidissement ou la production d’énergie sont caractérisées par des émissions de chaleur plus ou moins importantes en termes quantitatifs. Cette chaleur « résiduelle » a, sauf dans certains cas, une contenu à faible énergie qui ne rend pas sa récupération possible ou pratique. Par conséquent, il doit être dissipé à l’extérieur d’une manière ou d’une autre.

• Qu’est-ce que sont les tours de refroidissement , à quoi servent-elles et comment fonctionnent-elles ?
• Que signifie  ‘évaporatif’ ?
• Quels sont les composants et matériaux utilisés dans les tours de refroidissement ?
• Quels types de tours de refroidissement existent ?
• Où et pourquoi sont-elles utilisées ? Applications industrielles et civiles .
• Qu’est-ce que sont les purges et leur rôle dans les tours de refroidissement ?
• Comment entretenir et traiter l’eau de refroidissement ?

TOURS AÉRORÉFRIGÉRANTES: QU'EST-CE QUE SONT, À QUOI SERVENT ET COMMENT FONCTIONNENT-ELLES?

Les tours aéroréfrigérantes utilisent la chaleur latente de l'évaporation.

Les tours aéroréfrigérantes peuvent encore mieux effectuer le processus d’échange de chaleur de l’eau / air. A l’intérieur, le phénomène d’évaporation se produit en utilisant des composants simples et efficaces. En général, ils ont besoin d’une maintenance minimale.

Pour mieux comprendre comment la dissipation de la chaleur se produit, il est nécessaire de connaître deux concepts:

• Chaleur sensible. La quantité d’énergie calorique qui est ajoutée ou soustraite d’un élément physique (comme une batterie avec ailettes) pour modifier sa température.
• Chaleur latente . Il est essentiellement basé sur le changement d’état qui peut subir une substance en raison de l’incorporation ou de la perte de chaleur. Dans le cas de l’eau, il peut passer d’une phase liquide à une phase solide (glace), si la chaleur est retirée lorsque le point de congélation atteint. Il peut également passer de la phase liquide à la soude (vapeur) si la chaleur est incorporée lorsque le point d’ébullition atteint. La chaleur latente est ensuite définie comme la chaleur qui est introduite ou éliminée pour changer l’état de l’eau. En particulier, dans les systèmes de refroidissement de l’évaporation, la chaleur latente de l’évaporation est définie.

Une tour de refroidissement doit offrir de l’eau comme surface possible du contact d’air, de sorte que l’échange de chaleur est optimal.

Ceci est réalisé au moyen d’une surface d’échange de chaleur, spécialement conçu à cet effet. Cette surface d’échange, la remplissage, doit être sélectionnée en fonction de la qualité de l’eau pour être refroidie, des liquides possibles en suspension, de son efficacité et de La facilité pour la maintenance ultérieure.

QUELLE EST LA TEMPÉRATURE DU BULBE HUMIDE ?

La température du bulbe humide est définie comme la température que nous mesurons si l’air était avec une humidité relative de 100%. Si l’ampoule d’un thermomètre est humidifiée avec de l’eau, l’évaporation de cette eau fait tomber la température du thermomètre.

Plus l’humidité relative inférieure sera inférieure à la température du bulbe humide par rapport à la température ambiante. La température du bulbe humide fournit une référence précise de la température de sortie théoriquement réalisable par la tour de refroidissement.

Profitant de ce concept, les tours de refroidissement peuvent refroidir les liquides bien en dessous de la température ambiante.

L'efficacité énergétique des tours aéroréfrigérantes

Compte tenu de sa simplicité constructive, combinée à la grande efficacité en termes de relation de coût par kW dissipé, les tours de refroidissement restent aujourd’hui le dispositif de refroidissement le plus utilisé à la fois dans la sphère civile et surtout dans l’industriel.

En effet, il n’y a pas de pièce mobile particulière, sauf un ventilateur qui peut être installé à la fois en aspiration et en impulsion. D’un autre côté, la consommation d’électricité est vraiment réduite par rapport aux autres systèmes de refroidissement.

Surtout en présence de grandes quantités de chaleur à se dissiper (par exemple, en acier, des usines chimiques, des plantes électriques), les tours de refroidissement n’ont pas de rival en termes d’énergie électrique utilisée et de l’espace limité requis pour son installation. Dans le même temps, les températures réalisables , en termes d’eau réfrigérée, sont bien inférieures à la température ambiante . Au contraire, les systèmes non évaporatifs sont très soumis à cette limite de température car les systèmes d’évaporation fonctionnent en utilisant une évaporation latente (la limite minimale que l’eau peut atteindre est la température de l’ampoule humide).

COMPARAISON DES TECHNOLOGIES DE REFROIDISSEMENT: RÉFRIGÉRATEURS SECS, ADIABATIQUES, ÉVAPORATIFS ET REFROIDISSEURS

Lorsque vous devez sélectionner un système de réfrigération industriel ou civil, le choix doit être fait en tenant compte des points fondamentaux qui garantissent le système le plus approprié. En particulier, les deux températures de fonctionnement requises et celles liées aux conditions environnementales du site d’installation doivent être prises en compte.

Les systèmes de refroidissement à sec ou les refroidisseurs secs sont basés sur un échange de chaleur sensible. La limite dans ce cas est fixée par la température du liquide de refroidissement, c’est-à-dire l’air ambiant. Ce type de refroidissement peut atteindre des températures minimales d’environ 5 ° C au-dessus de la température ambiante.

Les nouveaux systèmes adiabatiques de paragraphe combinent le refroidissement par air avec une petite évaporation de l’eau qui leur permet d’atteindre les températures de refroidissement similaires à la température ambiante.

Si nous devons refroidir de grandes quantités d’eau ou réduire significativement la température, la meilleure option est d’utiliser une tour de refroidissement . Avec celle-ci, nous pouvons atteindre un refroidissement d’environ 3 °C au-dessus de la température du bulbe humide. Comparée à des options telles que le refroidisseur à air sec (dry cooler) ou le système adiabatique, la tour de refroidissement permet d’atteindre des températures beaucoup plus basses.

Dans des situations nécessitant des températures extrêmement basses, l’alternative serait une machine frigorifique (chiller) ou un refroidisseur . Bien que ces dispositifs aient une consommation électrique élevée, ils sont la seule option viable pour certains cas.

Tout cela nous aide à préciser qu’il n’y a pas de système de réfrigération « bon pour toutes les stations ». Faire un choix approprié est basé sur les exigences de conception et les conditions environnementales. Cela signifie optimiser la consommation d’énergie, en réduisant l’espace avec des systèmes dans des conditions de travail au maximum.

Un chapitre séparé est supprimé représente les unités de refroidissement. Dans ce cas, cependant, ce sont des machines qui utilisent des composants mécaniques spécifiques pour obtenir un refroidissement (compresseurs, évaporateurs) et non des éléments « naturels » tels que l’air ou l’eau.

TOURS AÉRORÉFRIGÉRANTES: TAILLE, COMPOSANTS ET MATÉRIAUX UTILISÉS

Nous savons ce qu’est une tour de refroidissement et le principe physique qu’elle utilise pour maintenir une performance optimale. Ensuite, nous examinerons son processus de construction et, plus important encore, les critères selon lesquels elle est dimensionnée.

Comment dimensionner une tour : l'importance de la température du bulbe humide

Le dimensionnement des tours d’évaporation est réalisé en tenant compte de certains paramètres fondamentaux :

• Énergie thermique à dissiper,
• Température de l’eau entrant dans la tour
• Température que vous souhaitez atteindre en sortie,
• Conditions thermo-hygrométriques (c’est-à-dire, température et humidité) caractéristiques de la zone d’installation.

Cette information spécifique représente une donnée décisive pour un dimensionnement correct. En effet, elle permet d’identifier avec précision le paramètre de la température du bulbe humide. Cela définit les conditions environnementales les « plus défavorables » de la zone d’installation et la limite à laquelle l’eau refroidie par la tour de refroidissement tend à atteindre.

Composants de la tour et matériaux utilisés :

Pr incipaux composants qui distinguent les tours aéroréfrigérantes (tours de refroidissement) à circuit ouvert ou fermé.

• Structure principale de confinement et de support de la tour de refroidissement: peut être en tôle, en fibre de verre ou les deux.
• Remplissage ou paquet d’échange de chaleur (dans les tours à circuit ouvert) ou serpentins d’échange de chaleur .
• Ventilateur axial ou centrifuge : seul dispositif mécanique en mouvement. « Force » l’évaporation de l’eau nécessaire pour le refroidissement.
• Système de distribution d’eau : généralement constitué d’une série de tubes et de buses.
• Séparateur de gouttes:  situé immédiatement en amont du ventilateur. A la fonction de retenir les gouttes d’eau, qui seraient autrement entraînées vers l’extérieur par le flux d’air du ventilateur.

TYPES DE TOURS AÉRORÉFRIGÉRANTES

Le choix des différents types et variantes de construction des tours de refroidissement est effectué lors de la phase de conception. La sélection est faite en fonction de l’application à laquelle elles sont destinées, ou de la taille du système.

Les variables les plus fréquentes qui peuvent guider le choix sont, dans l’ensemble, les suivantes :

• l’énergie thermique dissipée,
• la nature de l’eau à refroidir,
• le type de processus,
• le contexte dans lequel a lieu l’installation (civil ou industriel),
• des exigences spécifiques d’installation, par exemple, s’il s’agit d’une nouvelle installation ou d’un remplacement.

TYPES DE TOURS DE REFROIDISSEMENT ÉVAPORATIVE

Tours aéroréfrigérantes préassemblées en usine et installées sur site.

Les tours de refroidissement de type modulaire peuvent être fabriquées aussi bien en métal qu’en d’autres matériaux moins « sensibles » à la présence d’eau et à son éventuel effet de corrosion, comme la fibre de verre. Les tours de refroidissement montées sur site sont construites à partir d’une structure métallique ou avec des profilés pultrudés en fibre de verre, voire même en béton (tours classiques hyperboliques des centrales nucléaires).

Tour de refroidissement combinée avec des échangeurs de chaleur

Les tours évaporatives à circuit fermé constituent une alternative valable lorsque l’on souhaite refroidir le consommateur de manière « indirecte ». Autrement dit, on préfère que le liquide du circuit de réfrigération ne soit pas contaminé par l’air.

Le même type de refroidissement indirect peut être réalisé avec une tour évaporative à circuit ouvert combinée à un échangeur de chaleur à plaques ou un échangeur de chaleur à faisceau tubulaire. 

Tour aéroréfrigérant combinée avec des condenseurs refroidis à l'eau.

Les tours de refroidissement sont également utilisées dans le refroidissement civil, mais surtout industriel et commercial. En particulier, on les trouve en combinaison avec le condenseur des unités de réfrigération refroidies par eau – chillers – et aujourd’hui plus que jamais dans les unités d’absorption.

TOURS AÉRORÉFRIGÉRANTES: PRINCIPALES APPLICATIONS INDUSTRIELLES ET CIVILES

• Refroidissement industriel
• Refroidissement commercial
• HVAC (Chauffage, Ventilation, Climatisation)
• Processus industriels

Tour aéroréfrigérante: la solution optimale pour les grandes puissances

Tous les autres systèmes de refroidissement , qu’il s’agisse de ventilation, adiabatiques ou frigorifiques, représentent une alternative possible lorsque la puissance thermique à dissiper est relativement modeste. Par exemple, pour donner une référence, en dessous de 1 MW. Cependant, ils deviennent extrêmement antieconomiques lorsqu’il s’agit de puissances très élevées , même de plusieurs MW.

Dans le secteur industriel, on utilise à la fois des tours de refroidissement à circuit ouvert et à circuit fermé . Dans ces dernières, le fluide à refroidir, qui peut toujours être de l’eau ou un mélange d’eau et de glycol, circule à l’intérieur d’un serpentin de tubes lisses qui est humidifié extérieurement avec de l’eau. Cette évaporation extrait la chaleur du fluide interne.

Exemples de domaines d'application

À titre d’exemple, nous présentons une liste de domaines d’application industriels ou civils dans lesquels les tours de refroidissement remplissent leur fonction d’élimination de la chaleur des processus.

• Centrales nucléaires, thermiques, géothermiques et au charbon.
• Installations pétrolières et gazières : on utilise souvent de grandes tours de refroidissement industriel.
• Raffineries.
• La production de plastiques et le traitement thermique des métaux (comme les aciéries et les fonderies).
• Cogénération et trigénération.
• Systèmes de climatisation dans les bâtiments civils et industriels (domaine du HVAC).
• Supermarchés en combinaison avec des refroidisseurs.
• Petites installations de production telles que les glaciers.

Solutions standard ou silencieuses

Un autre élément qui influe sur le choix de la solution constructive la plus appropriée est la zone d’installation. Dans un contexte civil (hôpitaux, centres commerciaux, systèmes de climatisation), il est préférable d’opter pour une solution à faible impact acoustique. Dans ce cas, un équipement de refroidissement conçu avec de faibles émissions sonores ou facilement atténuables sera privilégié.

En revanche, dans une zone industrielle , bien que les limites de bruit soient présentées comme une exigence de conception, elles sont certainement moins contraignantes.

Ces dernières années, il y a eu une tendance à orienter le choix dans le secteur civil vers des tours aéroréfrigérantes avec des ventilateurs centrifuges . En revanche, les versions avec des ventilateurs axiaux étaient préférées pour les processus industriels.

De nos jours, il existe des tours de refroidissement avec des ventilateurs axiaux tout aussi efficaces et silencieuses.

Une solution pour chaque installation: la collecte d'informations

Enfin, il est également nécessaire de connaître les limites dimensionnelles ou d’autres situations préétablies qui peuvent définir un choix.

Par exemple, dans le cas d’un remplacement, il peut y avoir un réservoir existant ou un espace défini par l’installation précédente qui doit être adapté.

Les différents aspects doivent être discutés au cours de la phase de collecte des données entre le client et le fournisseur. Il incombe au fournisseur de jouer un rôle de « conseiller » auprès du client afin de s’assurer que la proposition est la meilleure d’un point de vue technique et économique.

ENTRETIEN ET TRAITEMENT DE L'EAU DE REFROIDISSEMENT

Comme tous les dispositifs inclus dans un système technologique, les tours aéroréfrigérant nécessitent un programme d’entretien régulier et, en cas de panne, extraordinaire.

En raison de leur extrême simplicité de construction, les tours ne nécessitent généralement pas une attention particulière, mais plutôt l’observation de quelques directives très simples mais efficaces pour les maintenir toujours à leur rendement maximal. La sécurité et l’efficacité vont de pair.

Le traitement de l'eau dans la tour de refroidissement

Les aspects les plus délicats peuvent certainement être liés à la nature de l’eau en circulation. C’est-à-dire, non seulement l’attention portée au type d’eau à refroidir, mais aussi la manière dont cette eau est contrôlée et conditionnée pour éviter qu’elle ne se détériore d’un point de vue physique-chimique.

La qualité de l'eau de refroidissement

De plus, la nature de l’eau à refroidir a une influence considérable. Elle définira le choix des matériaux de construction à utiliser. Comme mentionné précédemment, cela sera également un facteur déterminant pour le choix du remplissage le plus approprié. En présence d’eau particulièrement agressive ou acide , il est préférable d’opter pour des matériaux en acier inoxydable ou en fibre de verre. Cette dernière est intrinsèquement insensible à la plupart des agents chimiques

En revanche, si l’eau peut être contaminée par le processus, entraînant avec elle des impuretés ou d’autres contaminants de diverses natures, y compris organiques, il sera nécessaire d’évaluer le type de remplissage. Parmi les différents types disponibles, on trouve les dispositifs anti-incrustants, les canaux verticaux non croisés et les packs « splash » classiques basés sur le principe de l’entraînement de gouttes, entre autres.

Purges et apports dans les tours aéroréfrigérantes

Les tours évaporatives atteignent leur objectif de refroidissement de l’eau par évaporation forcée d’une certaine quantité d’eau. La quantité d’eau évaporée est directement proportionnelle à la quantité de chaleur à dissiper . En particulier, environ 1 litre d’eau est perdu pour chaque 600 kcal de charge thermique éliminée.

Cela représente l’un des rares aspects « critiques » à gérer dans les systèmes de refroidissement par évaporation par rapport à d’autres technologies de refroidissement.

L’eau évaporée pour obtenir le refroidissement doit être réintégrée dans le circuit. Il est conseillé d’effectuer cette opération en conditionnant la qualité de l’eau. De cette manière, il n’y aura pas d’infiltrations et de dépôts dans le circuit lui-même. Cela est dû au fait que les sels contenus dans l’eau évaporée restent dissous dans l’eau restante, qui augmente en concentration. En résumé, il est essentiel de maintenir sous contrôle le fait que certains seuils ne soient pas dépassés. Normalement, un traitement anticalcaire approprié, une purge partielle de l’eau contenue dans le circuit et un traitement biocide sont plus que suffisants à cette fin.

L’eau évaporée est une conséquence de la chaleur dissipée et ne peut donc pas être modifiée en termes quantitatifs. 

L’eau définie comme « purge » peut être modifiée et a pour fonction de maintenir la quantité de sels dissous dans certaines limites

Bonnes pratiques du fabricant de tours aéroréfrigérantes (ou de refroidissement)

Les composants qui constituent les tours de refroidissement bénéficient également d’une gestion correcte. Les échangeurs de chaleur ont une durée de vie plus longue, les moteurs et les ventilateurs fonctionnent dans de meilleures conditions, car une eau corrosive pourrait détériorer les parties les plus sensibles.

En ce qui concerne les pratiques à suivre pour obtenir cette condition, il suffit généralement de suivre les instructions spécifiques fournies par le fabricant . Ils doivent être respectés en ce qui concerne les contrôles et la maintenance périodiques, ainsi que les paramètres chimico-physiques pour l’eau en circulation. Cependant, il existe des directives plus générales, souvent également mentionnées dans les manuels des fabricants, qui fournissent des « bonnes pratiques » valables pour tous les systèmes utilisant des tours de refroidissement. Des organismes prestigieux dans ce domaine sont Eurovent, Cooling Technology Institute ou AEFYT .

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Traitement de l’eau dans les tours de refroidissement

Découvrez pourquoi il est important de traiter efficacement l’eau d’appoint et l’eau de recirculation dans les tours de refroidissement et découvrez comment des solutions intelligentes peuvent optimiser le processus de traitement de l’eau pour améliorer les performances.

Comme nous l’avons déjà vu, le refroidissement est important dans toute production industrielle et la plupart des sites industriels sont équipés de tours de refroidissement.

Le fonctionnement ininterrompu de l’application de refroidissement est essentiel à toute unité de production. Dans ce module, nous verrons qu’il est important de s’assurer du bon traitement de l’eau d’appoint et de recirculation dans les tours, nous analyserons également les solutions intelligentes pouvant être utilisées pour optimizer le processus de traitement de l’eau.

Une eau mal traitée peut poser problème dans le système de refroidissement (formation de biofilm, entartrage, corrosion, dépôts de boues et risques liés à la légionellose). Cela affecte le refroidissement et peut détériorer les équipements, créer des risques pour la santé et entraîner des temps d’arrêt inattendus.

Examinons plus en detail certains de ces défis. La contamination crée un biofilm dans la tuyauterie, l’échangeur de chaleur et le reste du système de refroidissement, ce qui réduit la capacité de la tour de refroidissement et augmente la consommation d’énergie. Le deuxième défi est celui de l’augmentation de la concentration de sel, qui survient en cas de suivi et contrôle inadéquats du niveau de conductivité.

Cela génère corrosion et entartrage, ce qui accroît la consommation d’énergie et les coûts d’entretien. Comment gérer les produits chimiques utilisés dans la tour de refroidissement ? Si vous n’êtes pas précis, il y a un risque de sur ou sous-dosage, ce qui peut entraîner d’autres problèmes. Cette situation s’aggravera si les clients sont nombreux à réutiliser l’eau comme source d’eau d’appoint des tours de refroidissement.

Grundfos propose des solutions pour la gestion de l’eau d’appoint et recyclée dans les tours de refroidissement. Le premier est l’équipement de mesure et de contrôle. Différents paramètres de qualité (température, pH, conductivité, potentiel redox, etc.) doivent être régulièrement contrôlés dans les tours de refroidissement.

Cela permet également de montrer les résultats du traitement, mais aussi de les contrôler. Il est également nécessaire de verifier si la mesure est conforme aux règles et réglementations. Ensuite, citons les pompes doseuses de Grundfos, qui dosent la quantité exacte de produits chimiques dans le processus. Les pompes doseuses Grundfos avec caractéristiques FCM intégrées permettent un dosage chimique précis ainsi que la surveillance du dosage dans les tours de refroidissement. Cela garantit un contrôle total du processus de dosage chimique, pour la désinfection, le dosage anticorrosion, le contrôle du pH, etc.

La connexion de ces pompes doseuses à Smart Digital Chempairing Suite (SDCS) permet à l’opérateur de gérer, surveiller et controller le dosage chimique en toute sécurité, par exemple, en évitant de mélanger des produits chimiques dangereux.

L’indication du dosage dans le processus prouve une fois de plus notre respect des réglementations locales. Enfin, grâce à nos configurations et solutions de système intelligents, les différents composants sont reliés entre eux, ils parlent donc la même langue et optimisent ensemble le processus.

Ceci est géré grâce à Grundfos iSOLUTIONS, avec une approche différente et le besoin de gérer l’ensemble des systèmes différemment, dès à présent.

Aperçu du cours

• Notre approche
• Notre équipe d’experts
• Nos compétences en mécanique du bâtiment
• Notre implication sociale
• Notre mission
• Notre politique environnementale
• Automatisation industrielle en mécanique du bâtiment
• Climatisation et refroidissement industriel
• Ventilation industrielle
• Humidification et déshumidification industrielle
• Chauffage industriel
• Entrepreneur général
• Gestion énergétique
• Plomberie industrielle
• Projets « Clé en main »
• Récupération de chaleur
• Refroidissement de procédé
• Salle blanche
• Refroidissement gratuit (free cooling)
• Urgence climatique, priorité neutralité carbone
• Projet Silicium Québec
• Projet Accent Fairchild
• Projet Airboss
• Projet Biométhanisation : ville de Rivière-Du-Loup
• Projet Camoplast
• Projet de contrôle de l’humidité
• Projet d’efficacité énergétique chez Acier Nova
• Projet de refroidissement en Estrie
• Projet Fromagerie La Chaudière
• Projet Modernisation du système d’eau refroidie pour Plastique Age
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• Projet Soniplastics
• Projet Soucy International inc.
• Projet Spartech
• Projet Transcontinental Boucherville
• Récupération de chaleur et refroidissement – Entreprise de moulage sous pression
• Hydro-Québec
• Ministère des Ressources naturelles du Québec

Les types de refroidisseurs d’eau de procédé industriel – « chillers »

Vous devez faire l’achat d’un refroidisseur de liquide ( « chillers » )  pour votre entreprise, mais ne savez pas par où commencer?

Il n’y a pas si longtemps, de nombreuses entreprises utilisaient l’eau domestique pour refroidir leur machinerie. Cette pratique est désormais interdite dans plusieurs municipalités comme elle ne correspond pas aux meilleures pratiques environnementales.

Refroidisseur d’eau de procédé portatif

Si vous n’avez qu’un, deux ou trois appareils de production pour lesquels vous devez fournir de l’eau refroidie, vous serez probablement tenté de vous diriger vers les appareils de type portatif.

Ce sont des appareils qui vous permettront d’atteindre vos objectifs, au coût le plus bas possible. Le plus gros inconvénient auquel vous devrez faire face se situera probablement au niveau de la chaleur dégagée dans la pièce.

Rien ne se perd, rien ne se crée! La chaleur retirée de vos appareils de production par votre refroidisseur combinée à l’énergie électrique requise pour faire fonctionner ce dernier seront rejetées directement dans l’environnement de travail. Éventuellement, ceci pourrait vous amener un autre problème, soit un surplus de chaleur dans l’air ambiant. Situation qui pourrait survenir surtout en été mais aussi dans les espaces moins bien ventilés.

Refroidisseur d’eau de procédé refroidie à l’air

Attention, qui dit sortie d’air vers l’extérieur dit aussi compensation d’air en provenance de l’extérieur. Les versions plus évoluées de ce type de système seront munies d’un système d’automatisation permettant l’opération des volets de façon automatique!

Lorsqu’on compare différents types de refroidisseurs d’eau ( « chillers » ) , on considérera leur consommation énergétique (kW/tonne). Les refroidisseurs de liquide dont il a été question jusqu’à présent font partie de la catégorie autonome ( « package unit ») refroidi à l’air. Le fait que le coût initial d’installation de ce type d’équipement est faible, comparativement à d’autres types d’appareils, compensera parfois son coût d’opération qui est plutôt élevé (±1,3kw/tonne). Généralement, on limite ce type d’installation à des puissances de 20 ou 25 tonnes maximum.

Il existe une autre variété de refroidisseurs autonome « package unit » qui s’installent entièrement à l’extérieur. Nous ne nous éterniserons pas sur le sujet puisque ce n’est pas un produit que nous recommandons pour les climats nordiques. Bien qu’il soit peu dispendieux à l’achat, les conditions hivernales font apparaître les bris à court ou moyen terme et lui donne une espérance de vie de 10 à 15 ans dans les meilleures conditions. Évidemment, au Canada, on s’assurera de ne pas avoir d’eau qui se rend à l’extérieur. Ce système doit être jumelé avec une boucle de glycol, pompes, échangeur de chaleur, etc.

Refroidisseurs d’eau de procédé bibloc « split »

Refroidisseur d’eau de procédé refroidie au glycol

Physiquement, le refroidisseur « split » dont il est question ci-dessus ressemble à un autre type de refroidisseur qui est aussi installé en 2 parties (une à l’intérieur, l’autre à l’extérieur). Il s’agit d’un refroidisseur d’eau autonome «  package unit », refroidi au glycol. Le glycol (mélange eau-glycol) est ce qui circule dans la tuyauterie entre la section intérieure du refroidisseur (côté condenseur) et la section extérieure du système « fluid cooler ».

Les refroidisseurs d’eau de procédé refroidie au glycol requièrent un réseau de tuyauterie, des pompes, du glycol, un réservoir d’expansion, un dispositif de remplissage de glycol, des purgeurs d’air, etc. Ils ont l’avantage de pouvoir être jumelés à un réseau de récupération de chaleur comme par exemple le préchauffage de l’air de centrales de compensation d’air (incluant : serpentin(s) de préchauffage, valves motorisées, système d’automatisation…) souvent requis dans les usines. Des subventions sont disponibles et permettent de ramener le retour sur investissement à un niveau intéressant. Surtout si votre nombre d’heures d’opération et vos besoins de refroidissement sont élevés et constants.

Lorsqu’on sélectionne un refroidisseur d’eau de procédé (refroidie au glycol), on doit tenir compte de la température du liquide du côté froid (eau de procédé – côté évaporateur), mais aussi du côté chaud (glycol – côté condenseur) dans les conditions extrêmes d’été. Tous les refroidisseurs ne sont pas faits pour supporter un liquide trop chaud du côté condenseur. Sachez que s’ils peuvent continuer d’opérer, on en percevra l’effet sur la réduction de leur capacité à refroidir l’eau de procédé.

L’endroit où sera installé le « fluid cooler » est important. S’il est installé au toit, la chaleur du soleil frappant la membrane (souvent foncée) augmentera la température de l’air ambiant et réduira du même coût la capacité de refroidissement du « fluid cooler » ! Un « fluid cooler » installé à proximité du sol et positionné au nord (à l’ombre d’une usine par exemple) sera beaucoup plus efficace.

Ce type de système peut être installé avec des refroidisseurs d’eau de procédé/ « chillers » très puissants. Cependant les coûts d’installation et d’opération augmentent de façon importante avec la puissance du système « chiller » requis. Plusieurs « fluid coolers » peuvent être requis alors qu’une seule tour d’eau peut faire le travail plus efficacement et être moins onéreuse à installer.

Au Canada, il est plus rare de voir des systèmes de refroidisseurs d’eau de procédé refroidis au glycol d’une capacité supérieure à ±150-200 tonnes. Les concepteurs de systèmes choisiront généralement l’utilisation d’une tour d’eau.

Sachez toutefois qu’avec l’installation d’une tour de refroidissement d’eau (à la place d’un ou de plusieurs « fluid coolers » au glycol) viennent : une surveillance plus serrée, les frais de produits de traitement chimique, des frais d’entretien, la déclaration annuelle à l’instance réglementaire, un manuel d’entretien mécanique et un autre chimique…

Refroidisseurs d’eau de procédé et tours d’eau

Sans aller trop loin sur le sujet, il existe plusieurs marques de tours d’eau sur le marché. Toutes ne réagissent pas aussi bien au climat nordique. Certaines sont davantage conçues pour être utilisées dans les pays chauds. L’hiver, de la glace se forme souvent dans certains modèles de tour d’eau qui ne sont pas adaptés aux conditions nordiques. La température d’eau envoyée à la tour joue évidemment un rôle important pour éviter la formation de glace.

De par leur conception, les tours d’eau « Marley/SPX » interagissent bien en période hivernale. Avec ces tours, le gel n’est généralement pas un enjeu. En de rares occasions et pour éviter cette problématique potentielle, une séquence de dégivrage est programmée dans le système de contrôle.

Plus la puissance de refroidissement d’eau de procédé est élevée, plus la consommation énergétique (kW/tonne) devient un enjeu important. Jumelé à une tour d’eau, un refroidisseur d’eau de procédé à vis modulant (ou par étape) offrira un rendement intéressant de 0,5 à 0,8kW/tonne. D’autres refroidisseurs de liquide comme les refroidisseurs centrifuges magnétiques offriront un rendement remarquable qui se situera entre 0,2 et 0,6kW/tonne! Sans parler du fait que les frais d’entretien d’un refroidisseur magnétique sont bas et que sa durabilité est élevée!

Encore une fois, des subventions sont disponibles et permettent de ramener le retour sur investissement à un niveau des plus intéressant. Surtout si votre nombre d’heures d’opération et vos besoins de refroidissement sont élevés et constants.

« Free cooling »

Qu’il soit équipé d’un refroidisseur à vis ou d’un refroidisseur magnétique , il est possible de concevoir (ou modifier) votre système de façon à profiter du « free cooling ». Le « free cooling » consiste à profiter des températures fraîches extérieures pour arrêter le refroidisseur et n’utiliser que la tour d’eau pour combler en entier les besoins de refroidissement. Bien entendu, il est possible de rentabiliser ce type d’installation et de profiter des généreuses subventions disponibles.

Évaluation des besoins

Vous voulez trouvez le refroidisseur de procédé adapté à votre situation? N’hésitez surtout pas à nous contacter pour une rencontre sans frais et sans engagement de votre part. Il nous fera plaisir de vous offrir différents comparatifs (incluant une évaluation des subventions disponibles) qui vous permettront de définir le produit dont vous avez réellement besoin et selon votre budget. Chaque manufacturier d’équipements a ses forces et ses faiblesses. Nous ne sommes attachés à aucun d’entre eux. Nous vous offrirons simplement ce dont vous aurez besoin, sans intermédiaire!

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Gardez le niveau, les bonnes pratiques d'un programme d’entretien efficace, quels sont les facteurs favorisant la prolifération et la dispersion de la légionelle dans des tours, comment contrôler les facteurs favorisant la prolifération et la dispersion de la légionelle, analyse de risques, autres réglementations pertinentes.

• La température : Un système de refroidissement à l’eau fait circuler une eau, dont la température atteint généralement un degré favorable à la prolifération de la bactérie Legionella .
• L’abondance du biofilm : Les surfaces internes des conduites de connexion de l’installation et les parois des tours en contact avec l’eau sont colonisées par une couche de microorganismes appelée biofilm. Lorsque rien d’efficace n’est fait pour lutter contre la formation du biofilm, ce dernier s’épaissit graduellement et héberge de plus en plus de microorganismes, dont la légionelle. Ce phénomène n’est pas exclusif aux installations de tours de refroidissement à l’eau et s’observe dans tous les types de conduites d’eau et sur toutes les surfaces en contact avec de l’eau. La présence du biofilm favorise la prolifération de la légionelle et offre un environnement protecteur contre la majorité des agents de désinfection, dont les biocides.
• Les protozoaires : L’eau et le biofilm d’une installation de tour de refroidissement contiennent également des protozoaires. Ces microorganismes hébergent et favorisent la prolifération de la légionelle. Leur quantité est associée à l’abondance du biofilm. Ils sont très résistants aux agents de désinfection.
• La corrosion et l’entartrage : La corrosion des surfaces métalliques et l’entartrage provoquent la formation de dépôts qui s’accumulent dans l’ensemble du circuit. En plus de réduire l’efficacité et la durée de vie des tours, ces dépôts offrent des sites de développement pour le biofilm à l’abri de l’effet des agents de désinfection. Ils contribuent aussi à augmenter la quantité de matières en suspension dans l’eau. Le fer résultant de la corrosion sert de nutriment favorisant la prolifération de microorganismes, dont la légionelle.
• La stagnation de l’eau : Dans tous les circuits reliant des tours, il pourrait exister des sections où l’eau est stagnante. Cette stagnation peut être causée, par exemple, par l’arrêt partiel d’un circuit ou en raison de la présence de bras morts, c’est-à-dire des sections de tuyaux où l’eau ne circule que peu ou pas du tout. De manière générale, l’eau des installations de tours de refroidissement est traitée régulièrement avec des biocides pour empêcher la prolifération des microorganismes, dont la légionelle. Les biocides utilisés pour désinfecter l’eau peuvent réagir avec les matières organiques; ils sont alors plus ou moins rapidement utilisés et épuisés. Lorsque l’eau ne circule pas (arrêt du système ou bras morts), les biocides et autres agents de traitement chimiques ne se renouvellent pas dans le circuit inutilisé, ce qui favorise la prolifération de microorganismes et l’épaississement du biofilm.
• La concentration de nutriments : Par son fonctionnement, la tour filtre l’air ambiant, ce qui charge l’eau de l’installation de matières organiques (par exemple, le pollen, les insectes, les vapeurs de cuisine). Ces matières organiques sont des éléments nutritifs qui favorisent la prolifération de la légionelle et des autres microorganismes.
• La dispersion des aérosols : Il s’agit de la dispersion de l’eau dans l’environnement sous forme de gouttelettes d’eau respirables (aérosols). Ces gouttelettes peuvent être contaminées par diverses bactéries, dont la légionelle. La dispersion des aérosols est inévitable, mais elle peut être réduite, notamment par un pare-gouttelettes efficace.

Le programme d’entretien devrait couvrir les quatre dimensions suivantes:

• le traitement de l’eau
• la gestion hydraulique, qui fait référence à la circulation de l’eau
• la gestion des matières solides
• la limitation de la dispersion des aérosols.

Figure 1 – L’interaction entre les quatre dimensions du programme d’entretien

Description des quatre dimensions

Le traitement de l’eau, les agents pour le traitement de l’eau, le traitement de l’eau en période normale de service, mise en garde.

Lors de la mise en place d’un nouveau programme de traitement d’eau ou pendant une période de nettoyage, il est recommandé d’exercer une surveillance accrue des paramètres de l'eau, dont la concentration de Legionella pneumophila . 

Le traitement de l’eau lors des arrêts et des redémarrages

• le redémarrage après une mise hors service de longue durée
• les arrêts occasionnels de l’installation ou d’une partie de l’installation, les arrêts journaliers, de fin de semaine ou autres.

La procédure de décontamination

L’utilisation de biodispersants en concentration élevée dans la procédure de décontamination provoque le décollement du biofilm, ce qui peut libérer d’importante quantité de microorganismes, dont la légionelle, dans l’eau. Des mesures doivent être prises afin de ne pas vaporiser dans l'air ambiant cette importante quantité de bactéries.

La gestion hydraulique

La gestion des matières solides, la limitation de la dispersion des aérosols, application des quatre dimensions dans le programme d’entretien.

• à l’hydraulique de l’installation: mauvaise circulation d’eau limitant la distribution d’agents chimiques de traitement, zones de stagnation ou bras morts, variation importante de la vitesse d’écoulement générant des chocs hydrauliques, arrêts complets ou par section du circuit
• à l’accumulation des matières solides: tartre, algues, dépôts de corrosion, de l’intérieur de l’installation ou insectes, pollen, poussières et autres débris provenant de l’extérieur de l’installation
• à la dispersion des aérosols: l’inefficacité du pare-gouttelettes en raison de son positionnement ou de son entartrage
• à l’implantation de l’installation: à proximité des lieux publics ou des prises d’air neuves pour les bâtiments avoisinants, dans des couloirs de vents prédominants amplifiant la dispersion des aérosols sur de grandes distances
• au traitement de l’eau: dosage ponctuel ou en continu des produits chimiques, fréquence aléatoire d’injection, effet d’annulation des propriétés du biocide par le biodispersant ou l’inverse, distribution déficitaire des produits chimiques en raison d’une mauvaise circulation d’eau, utilisation inappropriée d’autres procédés (ultrasonique, à ionisation, électromagnétiques, etc.)
• au suivi de la qualité de l’eau: l’absence de l’enregistrement de certaines valeurs des indicateurs de suivi, l’absence des valeurs limites d’intervention et des mesures correctives à entreprendre, l’existence des points de prélèvement non représentatifs
• au personnel d’entretien: méconnaissance de l’installation, interventions aléatoires par manque de formation, protection inadéquate durant les interventions
• la méthode HAZOP, Hazard and Operability studies
• la méthode AMDEC, Analyse des modes de défaillance, de leurs effets et de leur criticité
• la méthode HACCP, Hazard Analysis and Critical Control Point ou ADPCM, Analyse des dangers et des points critiques pour leur maîtrise
• la méthode «Et-si»
• la méthode Bow-Tie ou nœud-papillon.
• d’avoir la meilleure connaissance de l’installation et des facteurs de risques générés par celle-ci
• d’envisager la mise en place des améliorations en termes de conception, d’entretien et de surveillance afin de minimiser les risques de prolifération et dispersion de Legionella pneumophila
• de se doter d’un programme d’entretien complet avec des documents de suivi sur l’entretien (procédures préventives ou correctives avec actions concrètes et en fonction du mode de fonctionnement, etc.), mais aussi sur la surveillance (prélèvements et analyses d’échantillons, fiches d’enregistrement des indicateurs ou paramètres, etc.)
• d’assurer une bonne communication et collaboration de tous les intervenants: propriétaire, professionnels chargés du programme, laboratoire d’analyse, personnel d’exploitation, traiteur d’eau, etc.

Les propriétaires, les professionnels et les intervenants doivent tenir compte de certaines réglementations existantes. Voici les trois principales:

La destination des eaux de purge

Lors de l’élaboration d’un programme d’entretien, les professionnels mandatés doivent vérifier la destination des eaux de purge de l’installation de tour de refroidissement à l’eau.

Si ces eaux vont à l’égout sanitaire, les professionnels doivent s’assurer que le programme tient compte de la réglementation municipale de la municipalité concernée en ce qui a trait notamment aux concentrations et aux types de produits chimiques utilisés.

Si un équipement de traitement doit être installé aux fins de traitement des eaux de purge avant leur rejet, le propriétaire de la tour de refroidissement doit s’assurer, en vertu de la Loi sur la qualité de l’environnement, d’obtenir un certificat d’autorisation du MELCC, lorsque nécessaire.

L’homologation des biocides

La santé et la sécurité pour le personnel d’entretien.

L’employeur est responsable de la santé et de la sécurité des travailleurs œuvrant sur le système de refroidissement ou à proximité. Les travailleurs doivent être formés et informés des risques d’exposition ainsi que des moyens fournis et mis en place pour protéger leur santé et leur sécurité. L’employeur doit également s’assurer que les installations sont accessibles uniquement aux travailleurs ayant à effectuer une tâche précise reliée au système de refroidissement. Des accès sécuritaires aux tours de refroidissement doivent être prévus pour en faciliter la maintenance.

Limiter l’exposition des travailleurs

Chaque tour de refroidissement à l’eau est susceptible de générer des aérosols pouvant contenir des bactéries Legionella pneumophila . L’aménagement des équipements et des lieux de travail doit limiter le plus possible les travaux susceptibles d’exposer les travailleurs aux aérosols générés par les tours de refroidissement. En ce sens, le circuit d’eau doit prévoir un accès sécuritaire pour l’échantillonnage.

Travaux à proximité d’une tour de refroidissement en fonction

Dans les situations où un travailleur peut être exposé aux aérosols d’une tour de refroidissement, le port minimum d’un demi-masque avec filtre à particules approuvé NIOSH N 95 est requis.

Nettoyage ou désinfection d’une tour de refroidissement

Avant de procéder au nettoyage ou à la désinfection à l’intérieur d’une tour de refroidissement, l’ensemble des sources d’énergie doit être maîtrisé. Les travaux de nettoyage ou de désinfection à l’intérieur d’une tour de refroidissement doivent être exécutés conformément aux dispositions de la section XXVI Travail dans un espace clos du Règlement sur la santé et sécurité du travail S-2.1, r.13.

En plus des mesures organisationnelles décrites ci-dessus, les mesures de protection individuelles suivantes sont recommandées:

• combinaison de protection imperméable
• appareil de protection respiratoire: demi-masque avec filtre à particules approuvé NIOSH N 100 ou P 100
• lunettes de protection
• gants de caoutchouc

En plus du risque biologique, les travailleurs peuvent être exposés à un risque chimique lors des opérations de nettoyage. L’appareil de protection respiratoire avec filtre à particules approuvé NIOSH N 100 ou P 100 doit alors être utilisé en combinaison avec des cartouches chimiques en présence de gaz ou de vapeur.

Une attention particulière doit être portée au choix de l’appareil de protection respiratoire lors d’activités générant une grande quantité d’aérosols (jet sous haute pression, brassage, brossage).

• procédés et technologies
• traitement et conditionnement des eaux industrielles
• eaux de refroidissement

les généralités sur les circuits de refroidissement ouverts

(voir aussi Circuits de refroidissement )

Les éléments caractéristiques d’un circuit semi-ouvert sont les suivants :

• le volume du circuit : V (m 3 ) ;
• le débit d’eau de refroidissement : Q (m 3 /h) ;
• l’écart de température de l’eau à refroidir entre l’entrée et la sortie de la tour : DT (°C) = température de sortie - température d’entrée;
• la puissance de la tour : W (kcal/h) = Q x Dt x 1000 ;
• l’évaporation (quantité d’eau évaporée au niveau de la tour) : E (m 3 /h).

Pour transformer 1 kilogramme d’eau en vapeur il faut 560 kcal (chaleur latente de vaporisation).

Les calories vont être majoritairement éliminées par changement d’état de l'eau de phase liquide à phase vapeur.

D’où le calcul de l’évaporation par la formule (en considérant que 100 % de l'échange se fait par récupération de la chaleur latente de vaporisation) :

L'eau transformée en vapeur est pure et ne contient pas de sels minéraux.

L’entraînement vésiculaire (gouttelettes d’eau entrainée dans l’atmosphère) : Ev (m 3 /h)

Cette eau contient des sels minéraux, elle a la même composition chimique que l’eau du circuit et doit donc par conséquent etre prise en compte dans le calcul des purges. On admet, en général, que :

Le rapport de concentration (aussi appelé facteur de concentration) : K

C'est le rapport du débit d’eau d’appoint sur le débit d’eau de purge qui doit correspondre au rapport de la teneur en sels dissous dans l'eau du circuit sur la teneur en sels dissous dans l'eau d'appoint.

Le fait de pouvoir concentrer plus ou moins permettra de réduire les consommations d’eau et les rejets. Comme indiqué dans le graphe ci-dessous la concentration dépendra de la minéralité de l’eau utilisée.

La purge : P (m 3 /h)

L'évaporation d'eau au niveau de la tour entraîne une augmentation de la concentration des sels dans l'eau en circulation qui doit être limitée si l'on veut éviter les précipitations minérales. Il est donc nécessaire de rejeter à l'égout une partie de l'eau en circulation (déconcentration). Le calcul du débit d’eau de purge peut se faire comme suit :

L’appoint : A (m 3 /h)

Il permet de maintenir constant le volume d'eau du circuit en compensant les pertes dues à l'évaporation, à l'entraînement vésiculaire et à la purge. Le calcul du débit d’eau d’appoint peut se faire comme suit

La température de peau de tube maximum

C'est la température du film d'eau en contact avec la paroi la plus chaude du circuit.

Le temps de demi-séjour : T1/2

C'est le temps nécessaire pour voir la concentration d'un soluté injecté à T0 diminuer de moitié. Le calcul du temps de demi-séjour se fait comme suit :

A partir des caractéristiques physico-chimiques de l'eau d'appoint, il est possible de calculer l’indice de Ryznar (IR) en circuit en fonction de la température considérée. Cet indice nous permettra d’apprécier le comportement de l’eau d’incrustant (précipitation d’excès de sels minéraux) à agressif (capacité à dissoudre des minéraux). A partir du pH de l’eau mesuré pHo et du pH de saturation pHs, on peut calculer l’indice de Ryznar pour une température donnée.

L’indice de Ryznar est défini de la façon suivante :

Les problèmes rencontrés sur les installations de refroidissement sont généralement l’entartrage, la corrosion et l’encrassement biologique ou l’embouage lorsque les dépôts générés sont issus de l’ensemble des problématiques précédentes. Ces problématiques liées à la qualité de l’eau et au mode de fonctionnement des installations dégradent les échanges thermiques, la circulation de l’eau et peuvent aller jusqu’à provoquer l’arrêt des installations et du procédé industriel associé.

D’une manière générale les rejets des installations de refroidissements se font vers le milieu naturel (lacs, rivière, …) ou vers une station d’épuration locale ou via un réseau d’égouts.

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Le pilotage de l’installation de la tour de refroidissement permet de réaliser des économies d’énergie et de vous fournir en permanence de l’eau froide à la température souhaitée grâce à un réglage par variateur de fréquence.

Étant donné qu’une tour de refroidissement est prévue pour pouvoir évacuer suffisamment de chaleur y compris en été, dans des conditions météorologiques à température de bulbe humide supérieure, elle est surdimensionnée pendant la majeure partie de l’année.

Au cours des périodes où il faut évacuer moins de chaleur et/ou quand la température de bulbe humide est inférieure, il est possible d’atteindre la température d’eau froide souhaitée à une vitesse inférieure du ventilateur.

L’installation d’un variateur de fréquence sur le moteur du ventilateur offre plusieurs avantages.

• Réalisation d’économies d’énergie – avec une tour de refroidissement bien dimensionnée, celles-ci peuvent atteindre jusqu’à 50 % par an.
• Disposition en permanence d’une eau de refroidissement à la même température
• Émissions sonores réduites du ventilateur grâce à sa vitesse inférieure.
• Usure réduite des pièces d’entraînement – les variations d’une vitesse faible à élevée sont évitées grâce aux moteurs à 2 vitesses.

Concevoir et construire un château d’eau

Château d’eau de Cedarburg (Quinn Kampschroer, Pixabay)

Quels sont les liens avec mon programme d'études?

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Les élèves concevront et construiront un modèle de château d’eau et apprendront pourquoi ces structures sont importantes pour de nombreuses communautés. Des activités complémentaires pour la 8e année sont également disponibles.

Cette leçon peut être réalisée sur plusieurs jours.

Objectifs d’apprentissage

Les élèves pourront :

• En apprendre plus sur la structure, la fonction et l’importance des châteaux d’eau
• Utiliser un processus de conception technique et s’appuyer sur les compétences associées pour concevoir et construire une structure
• Étudier comment la science et la technologie peuvent être utilisées pour résoudre des problèmes du monde réel

Critères de réussite

• Utiliser un processus de conception technique collaboratif et s’appuyer sur les compétences associées pour concevoir et construire un château d’eau
• Cerner les facteurs environnementaux, sociaux et économiques à prendre en compte lors de la conception et de la construction d’un château d’eau
• Reconnaître les forces internes et externes qui agissent sur une structure
• Décrire les facteurs susceptibles de provoquer la défaillance d’une structure
• Utiliser les outils et les matériaux en toute sécurité

Preuve de l’apprentissage des élèves

Cette icône indique des possibilités d’évaluation.

Observations  

• Observez et notez empiriquement la capacité des élèves à écouter activement et à communiquer leurs idées pendant les discussions en grand groupe ( Activité théorique, Action, Consolidation ).
• Observez et notez empiriquement la capacité des élèves à suivre un processus de conception technique ( Activité théorique, Action ).
• Écoutez et enregistrez les élèves qui échangent leurs idées sur les critères d’un château d’eau ( Action ).
• Observez et enregistrez en support audio ou vidéo la façon dont les élèves prévoient de construire leurs châteaux d’eau ( Action ).
• Observez et notez l’utilisation sécuritaire des outils et des matériaux par les élèves (Action)

Conversations

• Discutez avec les élèves de leurs croquis de conception. Encouragez-les à décrire leurs croquis avec des mots et à expliquer comment leurs idées répondent aux critères de conception ( Action ).
• Discutez avec les élèves du processus de construction des châteaux d’eau en abordant notamment les difficultés rencontrées et la façon dont elles ont été surmontées ( Consolidation ).
• Les élèves peuvent remettre leurs notes et leurs croquis de la fiche reproductible  Cahier de conception d’un château d’eau (Action).
• Les élèves peuvent soumettre un document écrit ou une vidéo de l’argumentaire de vente ( Consolidation ).
• Les élèves peuvent remplir des Billets de sortie du château d’eau ( Consolidation ).

Matériel et préparation

Préparation.

• Rassemblez le matériel que les élèves utiliseront pour construire le prototype de château d’eau. La liste de matériaux ci-dessus est fournie à titre indicatif seulement.
• Les élèves peuvent soit tous recevoir les mêmes outils et le même matériel, soit faire leur propre choix du matériel à utiliser.

Connaissances et compétences préalables des élèves

• Capacité à travailler avec des outils de coupe et de fixation de base et des matériaux courants (par exemple, papier, ruban adhésif, etc.).
• Familiarité avec les concepts de forces internes et externes, de stabilité et de centre de gravité.

Activités d’enseignement et d’apprentissage  

Activité théorique : effectuer une recherche et comprendre le problème [20 min.], action :  concevoir, construire, tester et présenter un prototype [40 min.], consolidation :  argumentaire de vente et réflexion [30 min.], information supplémentaire pour l’enseignement, les châteaux d’eau.

Les châteaux d’eau se présentent sous différentes formes et tailles. Dans la plupart des cas, le centre de gravité se situe dans le réservoir d’eau, qui se trouve au sommet de la structure. Cela signifie que la structure qui supporte le réservoir d’eau doit être à la fois solide et stable.

De nombreux châteaux d’eau sont plus étroits en haut qu’en bas afin de répartir la force descendante sur une plus grande surface. D’autres types utilisent des supports supplémentaires pour soutenir le réservoir. Certains n’utilisent ni l’une ni l’autre de ces méthodes et comptent plutôt sur la résistance du matériau, généralement du béton, pour supporter la force descendante.

Voici une illustration en couleur de dix châteaux d’eau de tailles, de formes et de couleurs différentes. Les tours sont disposées en deux rangées, sur un fond blanc avec quelques nuages gris. En commençant en haut à gauche, la première tour a une cuve octogonale en bois brun avec un toit argenté et des assises octogonales minces dotées de croisillons. La deuxième a une cuve ronde jaune avec deux poignées vertes, comme une grande tasse. Elle est soutenue par quatre assises en bois plus larges.  La troisième est jaune et a la forme d’une goutte d’eau renversée, avec une fine tige jaune et un sommet arrondi.  La quatrième est rouge et a la forme d’un phare octogonal, avec une partie inférieure haute et effilée, ponctuée de petites fenêtres, et un réservoir plus large avec une fenêtre de chaque côté.  La cinquième possède une cuve octogonale en bois, soutenue par de fines assises croisées et une tige centrale plus large.  La sixième est plus petite et rouge avec un réservoir haut et étroit sur une tige rouge légèrement plus étroite. Sur la rangée du bas, en partant de la gauche, se trouve un bâtiment dont le toit comporte trois châteaux d’eau argentés. L’un d’eux a des assises courtes, tandis que les autres ont des assises plus grandes, minces et croisées. Le château d’eau suivant a une partie supérieure très large, ronde et argentée, en forme d’OVNI. Il repose sur une tige grise avec deux assises blanches de part et d’autre.  Le suivant est de couleur orange, avec une base octogonale épaisse et une partie supérieure légèrement plus large. Le dernier château d’eau est bleu avec une cuve ronde, large et épaisse, montée sur une tige bleue entourée de six assises fines et croisées.

Ressources supplémentaires

Fiches reproductibles et médias, fiches reproductibles.

• Fiche reproductible  Liste de vérification des critères du château d’eau  [ document Google ] [ document Word ] [ PDF ]
• Fiche reproductible  Cahier de conception du château d’eau  [ document Google ] [ document Word ] [ PDF ]
• Fiche reproductible  Grille d’évaluation à point unique du château d’eau  [ document Google ] [ document Word ] [ PDF ]
• Liste de prix des matériaux et budget  [ document Google ] [ document Word ] [ PDF ]
• Fiche reproductible  Billet de sortie 3-2-1 du château d’eau  [ document Google ] [ document Word ] [ PDF ]
• Comment fonctionnent les châteaux d’eau?  (2022, 2 min 20 s).
• Comment fonctionnent les châteaux d’eau?  (en anglais) (2019, 11:00 min) (bon pour les élèves de 8e année)

Activités complémentaires

• Demandez aux élèves de décrire les modifications qu’il faudrait apporter à leur projet s’il devait supporter une deuxième bouteille de 500 ml ou même une bouteille de 2 litres.
• Demandez aux élèves de suggérer des applications pratiques de récipients d’eau similaires aux châteaux d’eau dans la vie de tous les jours (système d’arrosage des plantes, bouteille d’eau pour les cages des petits animaux, etc.)

La photo en couleurs montre un château d’eau octogonale en bois monté sur des assises courtes, à proximité de voies ferrées. Le château d’eau est construit en bois brun délavé. Le réservoir est large et octogonal, avec un toit octogonal pointu. Il repose sur de courtes assises en bois et une échelle en bois atteint le sol. Sur la façade, une grande planche blanche est attachée à une tige noire au centre du réservoir, un peu comme l’aiguille d’une horloge. Il y a une voie ferrée devant le château d’eau, et derrière, on retrouve un bâtiment brun, large et bas. Il y a des collines vertes à l’arrière-plan et un ciel bleu vif avec des nuages blancs au-dessus.

• Les élèves peuvent étudier comment l’énergie cinétique se transforme en énergie potentielle et vice-versa dans un château d’eau.
• Demandez aux élèves de rechercher d’autres exemples de sources d’eau surélevées, comme les refroidisseurs d’eau ou les tours de remplissage des trains à vapeur.
• Les châteaux d’eau pourraient être placés sur un matériau glissant et soumis à un « test de secousses » pour reproduire un tremblement de terre, ou être exposés au vent d’un ventilateur.

Activités complémentaires pour les élèves de 8e année

• Les élèves pourraient créer un système hydraulique pour faire entrer et sortir l’eau de la bouteille.
• Les élèves pourraient ajouter des valeurs pour contrôler l’eau qui sort de la bouteille afin qu’elle agisse comme une fontaine d’eau.

La photo en couleur montre un chien se tenant à côté d’une cage de transport pour animaux de compagnie. Une bouteille d’eau est attachée à la porte de la cage. La bouteille est en plastique transparent et installée à l’envers sur un support beige. Le bouchon du bas est long et gris, avec un bec qui passe entre les barreaux métalliques de la porte, à l’intérieur de la cage. La cage est rose, en plastique et vide. Un petit chien pelucheux brun clair se tient à côté, regardant vers la caméra.

• Les élèves peuvent remplir un  Organisateur du pour et du contre  pour comparer la structure et la fonction d’un château d’eau et d’un réservoir d’eau.
• Les élèves peuvent mesurer la pression de l’eau qui sort d’un tube relié à la bouteille d’eau.
• Les élèves peuvent mettre en pratique leurs compétences en littératie en soumettant une demande d’information au service local des eaux qui utilise un château d’eau.

Pensée mathématique

• Les élèves peuvent appliquer les concepts de mise à l’échelle en réalisant une mise à l’échelle réelle de leur modèle. Les élèves devront peut-être effectuer des recherches pour connaître la taille des châteaux d’eau typiques.
• Les élèves peuvent calculer le poids (ou la force de gravité) de la bouteille d’eau (poids (F) = masse x g).
• Si un château d’eau est doté d’un réservoir cylindrique de 10 mètres de haut et de 5 mètres de rayon, combien de mètres cubes d’eau peut-il contenir? (Réponse : 785,3 m 3 ).
• Le site web « The art of problem-solving » propose un problème mathématique portant sur le  volume d’une sphère utilisée dans un château d’eau  (en anglais).

Arts visuels

• Les châteaux d’eau sont souvent décorés du nom de la ville et d’images représentant la région. Une fois les tests effectués, les élèves peuvent faire la même chose avec leur château d’eau.

La photo montre un château d’eau avec un réservoir haut et étroit, peint avec des grains jaunes et des feuilles vertes. L’appareil photo pointe vers le haut du réservoir. Il est rond, étroit et se rétrécit vers le haut. La base du réservoir est peinte de feuilles vertes incurvées, et le reste est peint de grains de maïs ovales d’un jaune brillant. La cuve est soutenue par une épaisse tige centrale et quatre assises métalliques reliées par des croix et des câbles. Huit lumières se déploient sur des bras situés sous le réservoir, comme les pétales d’une fleur.

Éducation aux carrières

• Les élèves peuvent explorer les carrières en ingénierie, par exemple en réalisant la leçon  Exploration des carrières en ingénierie

Pour en savoir plus

Tout est dans la forme Les élèves recherchent les formes dans les structures, puis construisent différentes charpentes pour vérifier leur résistance et leur stabilité.

Les Petits Curieux : c'est comment, dans un château d'eau ? Cette vidéo (3 min 30 s) de la chaîne youtube :lepopulaire.fr explique le fonctionnement des châteaux d'eau et explore l'intérieur d'un véritable château d'eau.

Brain, M (May 5, 2021). How Water Towers Work .  How Stuff Works . 

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Pénurie d'eau potable : pourquoi Cap Nord refuse de donner de l'eau aux villes du centre ?

Les points de captage d'eau ne sont pas répartis harmonieusement en Martinique, ce qui se comprend du fait du relief de l'île. Il y a beaucoup plus d'eau dans le Nord et le Centre que dans le sud de l'île. Selon l'Office de l'Eau (ODE). Cette  concentration des prélèvements peut constituer un risque en situation de crise, comme une sécheresse par exemple.

Une problématique que connaissent les présidents des trois comités d'agglomération et particulièrement Bruno Nestor Azérot, président de Cap Nord, dont la ressource en eau est sollicitée en période de sécheresse.

Le président réfute l'idée selon laquelle le Nord "ne veut pas donner de l'eau !'

Nous ne pouvons pas donner ce que ce que nous n'avons pas! Bruno Nestor Azérot, président de Cap Nord

La source Morestin au cœur des convoitises

Et en la matière, Cap Nord prétend gérer au mieux sa ressource en période de sécheresse.

Durant cette période de pénurie, l'EPCI du Nord achète 4 000 à 8 000 m³ d'eau potable par jour.

Difficile dans ces conditions de donner de l'eau au centre, d’autant que la source de Morestin au Morne Rouge, alimente déjà 70 % de Cap Nord.

Son débit de 4 700 m³ ne peut pas être augmenté pour alimenter le centre qui réclame 50 % de cette ressource, soit 2 000 m³ par jour.

"C'est la seule source du Nord susceptible techniquement d'alimenter la commune de Schoelcher et nous ne pouvons fournir que 10 % de la demande " , précise Félix Ismain, le président de la commission eau et assainissement de Cap Nord.

La source Morestin ne peut pas alimenter Schoelcher en raison des besoins de Bellefontaine et de Case Pilote. 

Les élus communautaires visitent la source Morestin au Morne Rouge (18 février 2021). • ©Aurélie Treuil

La Cacem sourde aux arguments de Cap Nord  

Ce constat avait déjà été dressé lors des rencontres entre la CACEM et Cap Nord. Les techniciens et présidents s'étaient même rendus sur place, en février 2021 pour constater les capacités de la source Morestin.

Le 16 février 2022, le président de la Cacem saisit Cap Nord et demande la livraison de 2 000 m³ d'eau par jour pour le quartier Fond Bellemare.

Le 15 novembre 2023, les membres de la commission mixte subvention et finance de Cap Nord émettent un avis défavorable sur l'interconnexion Nord Caraïbe entre Cap Nord et la Cacem et sur la vente d'eau en gros à la Cacem.

Selon les données du procès-verbal du conseil communautaire de Cap Nord du 20 novembre 2023, la Cacem indique par la suite avoir réalisé des travaux à Schoelcher et est prête à recevoir l'eau de la source Morestin pour récupérer 240 m³ d'eau par jour...

Durant ce conseil communautaire, les élus rejettent à l'unanimité l'opération d'interconnexion Nord Caraïbe entre Cap Nord et la CACEM et la vente d'eau en gros.

La Cacem a accompli des travaux d'interconnexion mais nous n'avons pas de ressource pour cela. Félix Ismain président de la commission eau et assainissement de Cap Nord

Un passage en force de la Cacem ?

Les travaux ont effectivement été réalisés, mais l'eau ne coule pas dans les tuyaux. Pourquoi alors avoir entrepris ces travaux d'envergure sachant qu'ils ne seraient pas utiles ?

Pourquoi ne pas avoir réhabilité  les sources de captages de Schoelcher pour remédier au déficit en eau de la commune ?

Pourquoi n'avoir pas investi les fonds des travaux d'interconnexion dans la réparation du réseau d'eau qui, selon l'ODE , accuse 40 % de pertes ?

Des questions pour l'instant sans réponse, la Cacem n'a pas encore répondu à nos sollicitations.

À l'aube de la mise en place d'une autorité unique de l'eau , voulue par Serge Letchimy, les comités d'agglomération semblent naviguer en eaux bien troubles.

Intérieur de l'ouvrage hydraulique pour utiliser l'eau de la source Morestin. • ©Aurélie Treuil

• Copier le lien https://la1ere.francetvinfo.fr/martinique/penurie-d-eau-potable-pourquoi-cap-nord-refuse-de-donner-de-l-eau-aux-villes-du-centre-1484363.html
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Un accord avec l’EPL pour une bonne gestion du lac-réservoir de Naussac

Les responsables de l’agence de l’eau Loire-Bretagne se sont récemment déplacés sur la communauté de communes du Haut Allier Margeride (CCHAM), avec le préfet et les représentants du Département pour la signature du contrat de résilience. L’agence mobilise d’ailleurs 744 500 € pour le territoire.

L’Établissement public Loire avait organisé, ce même jour, une visite du barrage avec un temps d’échange sur les perspectives pour Naussac. À noter la participation de quatre préfets, dont la présidente de l’Agence de l’eau et de la Direction régionale de l’environnement, de l’aménagement et du logement (Dreal).

Des études en cours

Le lac doit être plein avant le début de l’été et les prélèvements estivaux doivent être réduits pour ne pas risquer de retrouver les situations de 2022 et 2023. La microcentrale de Chastanier doit être réétudiée.

Le responsable régional d’EDF pour les centrales nucléaires a affirmé ne pas avoir un besoin régulier de l’eau de Naussac, mais il partage avec les élus langonais la nécessité d’un lac plein en réserve de sécurité. La Dreal et la préfète ont indiqué que des études étaient en cours pour évaluer les prélèvements envisageables du fait du dérèglement climatique et pour accompagner les utilisateurs actuels à réduire et optimiser les usages de l’eau en aval.

Quelques jours plus tard, les élus de la CCHAM se sont déplacés à Chanteuges en Haute-Loire, avec la présidente du Sage, Mireille Gardes Saint-Paul, et Jean-Louis Brun, représentant le Département, pour signer le contrat des milieux aquatiques du Haut-Allier.

Un tour du lac sécurisé

L’Établissement public Loire (EPL) souhaite prolonger la délimitation de sa propriété autour du lac et clôturer pour éviter que les animaux n’aillent dans le lac. Des points d’eau seront aussi déplacés ou créés. L’EPL assume 100 % du coût de ces installations et du bornage.

Dans le prolongement du chemin réalisé en 2023, la zone de Chabanettes à la cascade du Donozeau sera concernée cette année. Il sera proposé aux agriculteurs qui utilisent aujourd’hui ces parcelles de continuer à les faucher. Cette démarche permettra, à terme, d’avoir enfin ce tour du lac sécurisé et de développer, à partir de là, le maillage avec les autres circuits du territoire.

Correspondant Midi Libre : 06 72 11 89 06

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