CHAUFFAGE  
Install Magazine 958 – mars 2019

Corrosion dans des systèmes de chauffage fermés

Tout professionnel sait que la qualité de l’eau de chauffage est un facteur de plus en plus important si l’on veut garantir un fonctionnement efficace et de longue durée d’une installation de chauffage moderne. Ceci ressort non seulement de l’expérience quotidienne, mais aussi du nombre croissant de prescriptions et de recommandations. C’est pourquoi nous vous expliquons à nouveau, sur base d’un modèle simple, l’influence des paramètres valeur pH, conductivité électrique et concentration d’oxygène sur les processus de corrosion.

Commençons par le commencement : une vitesse de corrosion aussi basse que possible des composants métalliques est en principe atteinte lorsque l’eau du système affiche le bon pH ainsi que la conductivité la plus faible que possible (50 tot 100 μS/cm). Nous nous basons ici sur une installation fermée, dans laquelle ne peut pas pénétrer une quantité significative d’oxygène. C’est une situation vers laquelle il faut tendre dans la pratique. Un maintien de la pression efficient est pour ce faire nécessaire.

Comme le montre la figure 1, on peut comparer le processus avec les deux pôles d’une source d’alimentation électrique (de corrosion), une ampoule qui restitue l’intensité de la corrosion, un interrupteur er deux résistances électriques (R).

On peut détailler les différents composants de ce schéma d’installation électrique comme suit : si l’interrupteur est ouvert, il n’y a pas de courant et donc pas de corrosion. Cette situation correspond à une installation fermée sans alimentation en oxygène et avec un pH compris entre 8,2 et 9.

En cas de problèmes de corrosion dans la pratique (un interrupteur fermé), l’apport en oxygène est le facteur primaire, suivi dans une moindre mesure par de mauvaises valeurs pH, surtout pour les alliages en alu. Une évaluation propre des 700 analyses d’eau a abouti à des valeurs pH de 4,7 à 10,8. La cause de ces valeurs pH très faibles réside la plupart du temps dans des résidus de produits antigel qui ont subi un processus chimique de dégradation. Des valeurs pH élevées sont atteintes par l’auto-alcalinisation de l’eau de remplissage adoucie et/ou par un dosage trop importants des produits d’alcalinisation.

Le vitesse de corrosion potentielle (restituée dans le schéma par la luminosité de la lampe) est encore influencée en grande partie par les deux résistances R _H2O en R _D. La résistance R _H2O concerne l’eau du système et est une fonction de la conductivité. De l’eau pauvre en sel ralentit donc énormément la vitesse de corrosion.

S’il se forme une couche de protection sur les parties en métal, alors naît une résistance supplémentaire R _D. La formation d’une telle couche de protection dépend principalement de la valeur pH. C’est pourquoi un pH compris entre 8,2 et 10 est conseillé (jusqu’à 9 toutefois pour les alliages d’aluminium), comme meilleur compromis possible en fonction des différents métaux dans une installation. Même lorsqu’on ajoute un inhibiteur de corrosion, il se crée une couche de protection, ce qui accroît encore cette résistance.

Le fait que les deux résistances R _H2O en R _D sont branchées en série, permet de constater clairement que la résistance de la couche de protection R _D perd en importance au fur et à mesure que la résistance de l’eau devient plus élevée. C’est pourquoi, dans le cas d’eau pauvre en sel, il est plus facile de compenser d’éventuelles variations dans la valeur pH, ce qui permet d’éviter de devoir recourir à des inhibiteurs de corrosion.

Traitement de l’eau de remplissage

En principe, on peut remplir des installations de chauffage avec de l’eau potable, à condition qu’elles soient suffisamment rincées. Ceci n’est toutefois possible que si la qualité de l’eau potable correspond aux exigences du fabricant de chaudières pour l’eau de remplissage. Si ce n’est pas le cas, un traitement se révèle nécessaire.

Pour atteindre les valeurs optimales, un dessalement intégré est fortement conseillé. Avec cette méthode, l’eau est automatiquement dessalée dans la circulation, avant d’être filtrée et amenée au bon pH, sans que l’installation ne doive être arrêtée. On économise ainsi du temps et des efforts dans le cas de grandes installations. Cette méthode est également écologique, dans la mesure où les résines des cartouches de dessalement peuvent être régénérées de manière respectueuse de l’environnement.

Que faire en cas d’installations obsolètes ?

Dans une installation efficiente, il est rare de constater des modifications dans le contenu en eau. Tout au plus, de petits appoints d’eau se révèlent nécessaires, en conséquence par ex. du remplacement d’un clapet. Dans ce cas, les mêmes exigences de qualité d’eau prévalent pour l’eau de remplissage, tant qu’une quantité infime d’eau disparaît de l’installation.

La situation est différente lorsqu’il y a de grandes pertes d’eau, en raison de fuites par ex. Ici, d’autres exigences peuvent être imposées à l’eau de remplissage. Nous pensons ici notamment au remplacement d’éléments importants, comme un remplacement de chaudière, un passage au chauffage par le sol ou au placement d’un ballon tampon. Il faut alors surveiller des paramètres comme la dureté de l’eau, la valeur pH, la conductivité électrique et la turbidité de l’eau du système. Et ensuite déterminer la qualité de l’eau de remplissage en fonction de cela.

Étant donné qu’une grande incertitude règne encore sur le marché à propos de ce thème, il existe un document allemand (VDI 2035-1) avec des indications sur le traitement de l’eau dans des installations existantes. Ce document donne de l’information à propos des manques dans la qualité de l’eau, avec des causes et des remèdes. Des procédures y sont par ailleurs décrites pour la prise d’échantillon et la mesure de paramètres pertinents comme la valeur pH, le total des alcalino-terreux et la conductivité électrique.

Eau de refroidissement et circuits d’eau glacée

Le document VDI 2035 concerne uniquement les circuits à hautes températures (jusqu’à 100°C). En refroidissement, il s’agit toutefois de températures de 25 à 45°C pour l’eau de refroidissement et de moins de 25°C pour l’eau glacée. C’est pourquoi, pour la dureté de l’eau de ces applications, on se base sur des valeurs de référence moins sévères que pour le chauffage. Autrement, on devrait s’attendre ici à plus de problèmes microbiologiques. L’influence des paramètres de corrosion, valeur pH et conductivité électrique, est comparable à celle constatée en chauffage.

Documentation

Dans une nouvelle installation, il est conseillé de documenter toutes les étapes, de la conception au dimensionnement et à la réception, jusqu’à l’entretien. À chaque modification de l’installation (remplacement des éléments, traitement de l’eau, remplissage d’appoint, extension…), il faut vérifier si les nouveaux éléments sont bien compatibles avec la qualité de l’eau du système.

Si en cas de dégât, l’utilisateur ne dispose pas de ces documents, cela peut entraîner des problèmes en relation avec la responsabilité en matière de produits et la couverture de l’assurance. Sans la documentation, il existe en effet une présomption que le sinistre puisse être dû à un mauvais traitement de l’eau.

Utilisation de produits chimiques

Le débat est encore très animé à propos des produits offrant une protection complète. Il s’agit ici d’additifs chimiques destinés à la protection contre la corrosion et à la stabilisation de la dureté. Ces produits possèdent des avantages et inconvénients.

Commençons par les avantages : leur utilisation semble simple, car elle ne nécessite pas de traitement de l’eau. La valeur pH est efficacement stabilisée, et une couche de protection se forme sur le métal, le préservant ainsi de la corrosion ou de la dégradation (pour le cuivre par ex.). Des particules flottantes comme de la magnétite restent par ailleurs en suspension.

Ces avantages sont toutefois recevables si on applique le principe suivant : utiliser le moins de produits chimiques possibles. Sinon on s’éloigne du résultat escompté. Cette option est donc uniquement à appliquer dans des cas exceptionnels. Il peut par ex. s’agir de diffusion d’oxygène dans une installation de chauffage avec d’anciennes conduites non étanches à l’oxygène, ou d’un vase d’expansion ouvert situé dans la partie inférieure extrême.

Dans la pratique, on doit néanmoins prendre la peine de contrôler la concentration des additifs, et si besoin en est, de l’ajuster. En cas de concentration insuffisante, la protection laisse à désirer, et il y a un grand risque de corrosion locale qui peut entraîner des fuites. Si le produit est biodégradable, il peut devenir un terreau pour les microorganismes. Un biofilm peut alors se former, au détriment du transfert de chaleur. Nous observons également que le formation d’une couche de protection ne se produit que sur une surface métallique suffisamment pure. Ce qui signifie qu’il est préférable de bien nettoyer les installations (éventuellement avec des produits caustiques) avant d’utiliser ces produits. Dans ce cas, il faut naturellement aussi éliminer préalablement et totalement le produit de nettoyage, ce qui n’est pas évident dans des installations complexes, surtout dans des logements collectifs.

Source: Valeco

Photos: Valeco

www.valeco.be