Informations sur le nettoyage

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Informations sur le nettoyage

D’après le site Bauteilreinigung, base de donnée en allemand créée par l’Université de Dortmund dans le cadre d’un projet de recherche.

Les procédés de nettoyage peuvent être considérés comme faisant partie intégrante des procédés de fabrication et, dans ce cadre, ils peuvent être répertoriés suivant les règles énoncées par la norme allemande DIN 8592. Cette norme propose un classement hiérarchique des procédés de nettoyage selon leur mode d’action. A chaque niveau de ce classement hiérarchique correspond un numéro à plusieurs chiffres. Le “nettoyage” correspond à un sous-groupe du procédé “séparation”, suivant la nomenclature de la norme allemande DIN 8580, et le numéro 3.6 lui est attribué. Les sous-catégories suivantes, d’après cette nomenclature, sont donc les différents modes d’action physique des procédés de nettoyage. Le classement de la technique de nettoyage par projection d’abrasifs selon cette méthode se révèle problématique, en effet, ce procédé combine deux modes d’action: une abrasion mécanique et un écoulement turbulent. Ce point a été résolu par la création d’une sous-catégorie spécifique à cette technique.

La classification des procédés selon la DIN 8592 connaît cependant quelques limitations. D’une part, elle ne prend en compte ni les procédés combinant plusieurs modes d’action physique, ni les procédés récents, tels que le nettoyage par micro-organismes en fontaine biologique ou le dégraissage sous vide. En outre, elle ne propose pas une classification assez fine pour pouvoir distinguer certains procédés les uns des autres; par exemple, les procédés “dégraissage à la vapeur”, “nettoyage par trempage”, “nettoyage manuel au chiffon”, “brossage”, “nettoyage en tambour”, “nettoyage par pulvérisation”, “nettoyage par inondation”, “nettoyage par immersion dans un liquide bouillant”, “nettoyage par ultra-sons en solvant”.

Seules quelques normes proposent des modes opératoires détaillés pour des procédés de nettoyage. Il s’agit de procédés de nettoyage mis en oeuvre depuis de nombreuses années, comme le nettoyage par jet d’eau haute pression (NF EN 1829-2), le nettoyage alcalin (DIN 65079), le nettoyage en solvant (DIN 65078, LN 29740), le grenaillage (DIN 65468), le nettoyage électrolytique (DIN 65473) et le nettoyage à la flamme (DIN 32539). Les nouveaux procédés développés ces dernières années, plus particulièrement aux Etats-Unis, n’ont pas encore fait l’objet de normes européennes.

Les degrés de propreté atteignables avec les différents procédés sont parfois documentés et normés, par exemple à l’aide de références photographiques (DIN 55928-8, Série de normes ISO 8501 à 8504). Dans certains cas, dans le domaine de la préparation des surfaces, les méthodes de contrôle de l’efficacité du procédé de nettoyage proposé sont aussi décrites, par exemple le test de mouillage à l’eau afin de vérifier l’absence de résidus graisseux. De telles approches ne peuvent cependant pas être transposées directement d’un domaine d’application à un autre sans une évaluation préliminaire approfondie.

En ce qui concerne l’appareillage, ce sont surtout les exigences minimales de sécurité qui devraient être normalisées, sans entrer dans les détails des différentes applications et des limitations d’utilisation de ces équipements (NF EN 12921-1 à 4).

En général, on note que la normalisation européenne ne constitue pas une aide de choix lors de la recherche d’un procédé de nettoyage approprié.

Quelques normes sur le nettoyage de surface :

NF EN 1829-2 (05/2008)
Intitulé :
Machines à jet d’eau à haute pression – Prescriptions de sécurité – Partie 2
Objet :
Norme homologuée.Traite des phénomènes et situations dangereux liés aux équipements à jet d’eau à haute pression et émet une liste d’exigences minimales de sécurité pour la conception et l’utilisation des flexibles et des éléments de raccordement.(N.B. : il existe un projet de norme PR NF EN 1829-1:2005 concernant la description générale de ces équipements).
VDI/VDE 2420 (1980)
Intitulé :
Traitement de surface en mécanique de précision – Revue
Objet :
Norme commune de la VDI (Verein Deutscher Ingenieure e.V.: Association des ingénieurs allemands) et de la VDE (Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V: Fédération Electrotechnique Electronique Informatique) présentant un choix des procédés et des solvants les plus couramment utilisés.
DIN 8200 (1982)
Intitulé :
Technique de nettoyage par projection d’abrasifs : Termes, classification des méthodes de nettoyage
Objet :
Dénomination et classification des méthodes de nettoyage par projection d’abrasifs
ISO 8501 – 8504 (1995-2007)
Intitulé :
Préparation des subjectiles d’acier avant application de peintures et de produits assimilés

 

Objet :
Série de normes décrivant différentes méthodes de préparation de surface en acier et différents degrés de préparation de surface (par comparaison avec une référence photographique).
DIN 8592 (09/2003)
Intitulé :
Procédé de fabrication: Nettoyage – Classement, termes et définitions
Objet :
Propose un classement des procédés de nettoyage en tant que sous-groupe d’un procédé de fabrication (“séparation” selon la norme DIN 8580) et définit des sous-catégories de nettoyage.
NF EN 12921-1 à 4 (10/2005)
Intitulé : Machines de nettoyage et de pré-traitement de pièces industrielles utilisant des liquides ou des vapeurs – Partie 1: prescriptions générales de sécurité / Partie 2: sécurité des machines utilisant des liquides de nettoyage à base aqueuse
Objet : Série de normes homologuées. Elles traitent des phénomènes et situations dangereux liés aux équipements de nettoyage à medium (aqueux, organique, inflammable, halogéné) en phase liquide ou vapeur et définit les exigences minimales de sécurité pour la conception et l’utilisation de tels équipements.
LN 29740 (1966)
Intitulé : Directives pour le dégraissage de pièces métalliques à la vapeur de perchloroéthylène – Codes 0001 à 0003
Objet : Cette norme allemande donne une brève description du procédé et des paramètres à respecter.
DIN 32539 (1998)
Intitulé : Décapage à la flamme de surfaces en acier et en béton
Objet : Cette norme allemande donne une description détaillée du procédé de nettoyage par flammage : type d’équipement et mode opératoire.
DIN 55928-8 (1994)
Intitulé :
Protection contre la corrosion de structures en acier par revêtement organique ou métallique – Partie 8: Protection contre la corrosion de structures portantes fines.
Objet :
Décrit différents niveaux de préparation de surface pour la protection contre la corrosion de structures en acier à l’aide de photos.
DIN 58747-1 à 4 (1982)
Intitulé : Matériel optique – Equipement de nettoyage par ultrasons
Objet :
Série de normes décrivant les dimensions des installations de nettoyage de composants optiques
DIN 65078 (1988)
Intitulé :
Aérospatiale – Nettoyage à l’aide de solvants organiques – code 0014
Objet : Brève description du procédé de nettoyage et de la réglementation à respecter
DIN 65079 (1987)
Intitulé :
Aérospatiale – Nettoyage alcalin de surfaces métalliques – codes 0020 et 0021
Objet : Brève description du procédé de nettoyage alcalin
DIN 65468 (1991)
Intitulé : Aérospatiale – Nettoyage par abrasion – code 0215
Objet :
Brève description des différents procédés de nettoyage par projection de particules abrasives.
DIN 65473 (1991)
Intitulé :
Aérospatiale – Dégraissage et nettoyage électrolytique – codes 0030 à 0033
Objet :
Brève description des différents procédés de nettoyage électrolytique.
VDA 19 /ISO 16232-1 à 10 (2007)
Intitulé :
Véhicules routiers – Propreté des composants des circuits de fluide
Objet :
Description des méthodes de contrôle du niveau de propreté des surfaces

 

Définition du degré de propreté

Les normes européennes ne fournissent pas de classement des niveaux de propreté, à une exception près pour la préparation des surfaces de structures en aciers (DIN 55928-8). Les définitions de cette dernière norme ne sont cependant pas applicables au nettoyage de toutes les pièces. .

Pour la définition des degrés de propreté et le classement des procédés de nettoyage, la normalisation américaine propose plusieurs approches. L’association de normalisation américaine ASTM (American Society for Testing and Materials) impose des méthodes de test dans de nombreux domaines, grâce auxquelles est vérifiée l’adéquation entre un procédé de nettoyage et une application particulière. Plutôt que de mesurer le degré de propreté d’une pièce, ces méthodes évaluent si l’état de surface permet le traitement subséquent prévu de la pièce (revêtement, peinture, collage, etc.).

Une mesure quantitative du degré de propreté est proposée par la norme de l’armée américaine MIL-STD 1246C. Celle-ci repose sur la quantification d’une salissure d’un type donné par unité de surface ou de volume. Le choix des unités de quantification dépend du type de salissure (nombre de particules, masse ou surface couverte par la salissure, par exemple ). Les unités sont représentées comme suit :

MIL-STD-1246 LEVEL X Y, Z

X :
Description du degré de propreté numérique sous forme de tableau avec le nombre de particules non-organiques par unité de surface
Y :
Description du degré de propreté des résidus non volatils sous forme de tableau, en masse par unité de surface ou par unité de volume
Z :
Autres degrés de propreté, exprimés en fonction des éléments listés ci-après
PAC : Pourcentage de surface recouvert de salissures
PC :
Nombre de particules indépendant du degré de propreté X, défini plus haut
CVCM:
Substances volatiles totales selon la norme américaine ASTM E595
VCM :
Substances volatiles déterminées par une méthode autre que celle décrite dans l’ASTM E595, avec mention obligatoire de la méthode
NTU :
Description sous forme de tableau de la mesure néphélémétrique de la turbidité d’un fluide
TML : Perte de masse totale selon l’ASTM E595

Le suivi de ces méthodes d’analyse est obligatoire pour les domaines d’application concernés. Cette norme sous-entend l’évaluation de degrés de propreté très élevés, comme ceux exigés dans l’aérospatiale ou dans d’autres domaines similaires, et ce à l’aide de procédés pouvant se révéler très onéreux aussi bien en temps qu’en argent. Il n’est donc pas forcément recommandé d’appliquer cette norme aux domaines plus généraux de la construction mécanique.

Tests et analyses :

Test rapide pour les salissures visibles

Dénomination Principe Type d’information
Test visuel Evaluation de la maculation / propreté de la surface Jugement subjectif : maculé ou non

Tests rapides pour la graisse ou l’huile

Test de mouillage à l’eau Mise en évidence des différences de mouillage de la surface métallique Présence de salissures hydrophobes (huile / graisse)
Test au brouillard Mise en évidence des différences de mouillage de la surface métallique Présence de salissures hydrophobes (huile / graisse)
Test à la nigrosine Mise en évidence des différences de mouillage de la surface métallique Présence de salissures hydrophobes (huile / graisse)
Test au Solvent Red 1 (C.I. 12150) Mise en évidence des différences de mouillage de la surface métallique Présence de salissures hydrophobes (huile / graisse)
Encres test Mise en évidence des différences de mouillage de la surface métallique Tension de surface
Mesure d’angle de contact Mise en évidence des différences de mouillage de la surface métallique Energie de surface
Test UV Mise en évidence des huiles, qui fluorescent sous irradiation UV Résidu fluorescent

Tests rapides pour la mise en évidence de résidus pigmentés

Détection par essuyage Mise en évidence des particules Apparition d’un voile grisé sur un chiffon blanc
Tape test Mise en évidence des particules Nombre et taille des particules
Extraction par trempage en solvant Mise en évidence des particules Nombre et taille des particules

Détection de couches de passivation

Test au sulfate de cuivre Les couches de passivation empêchent la formation d’un dépôt de cuivre Réactivité
Test au bleu de Prusse Les couches de passivation empêchent la maculation par une solution de ferrocyanure ferrique (K3Fe(CN)6) Réactivité
Polarisation anodique L’application d’une différence de potentiel ou d’un courant sur la pièce à analyser et l’observation de leurs effets permet d’obtenir des informations sur cette pièce. Réactivité

Méthodes d’analyses quantitatives

Gravimétrie Determination of weight difference or removal of dirt and weighing of the added dirt to a solvent Masse de salissure
Compteur de particules optique Comptage des particules dispersées dans une cellule d’analyse et observées par transparence Nombre et taille des particules
Dosage du carbone par oxydation Combustion des chaînes hydrocarbonées et analyse de la teneur en carbone Masse des impuretés carbonées

Analyse de surface instrumentée

Spectroscopie infra-rouge (IR, IR-RA) Détection des huiles en surface Quantité d’hydrocarbures
Procédé de dissolution selon la DIN 38409, partie 18 Détection d’hydrocarbures dans le solvant de dissolution Quantité d’hydrocarbures
Spectroscopie de décharge luminescente (SDL) Analyse élémentaire en profondeur des surfaces Composition élémentaire
Spectroscopie de fluorescence X Analyse élémentaire en profondeur des surfaces Composition élémentaire
Spectroscopie / Microscopie électronique (XPS, SIMS, REM, AES) Analyse qualitative et quantitative de couches fines (domaine nanométrique) Quantité et composition
Microscopie à force atomique (AFM) Topographie des surfaces Rugosité