Résumé, « Évaluation environnementale du sablage abrasif avec du sable, de l'eau et de la glace sèche » par Lauren R. Millman, James W. Giancaspro Département de génie civil, architectural et environnemental, Université de Miami, Coral Gables, FL 33146, États-Unis.
Cet article compare trois techniques différentes de décapage de peinture : a) le sablage, b) le jet d'eau et c) le nettoyage cryogénique. La comparaison porte sur quatre aspects : les émissions de CO2, la consommation de carburant, la consommation d'énergie et la durée du projet. Avant de comparer ces trois techniques, une brève description est donnée pour chacune d'elles.
- Sablage : Cette technique consiste à projeter des particules de sable sous haute pression depuis une buse. L'impact des particules de sable sur la surface traitée enlève le revêtement ou la peinture, comme illustré à la figure 1 ci-dessous.
Figure 1 : Méthode de sablage (Référence de la figure : https://www.boskinc.com/painting-and-sandblasting)
- Jet d'eau : Cette technique consiste à projeter un jet d'eau à haute pression depuis une buse et à frapper la surface à traiter. L'impact arrache la peinture ou le revêtement de la surface à traiter. La figure 2 illustre la technique du jet d'eau.
Figure 2 : Méthode de jet d'eau (Réf. Figure : https://www.dyna-jet.com/)
- Projection cryogénique : Cette technique consiste à éjecter des pastilles de dioxyde de carbone congelé par une buse à haute pression. Lors de leur impact sur la surface à traiter, elles enlèvent la peinture ou le revêtement et sont immédiatement sublimées. Par conséquent, la quantité de déchets éliminés par projection cryogénique est moindre, mais les émissions de CO2 sont plus élevées. La figure 3 illustre la méthode de projection cryogénique.
Figure 3 : Méthode de sablage (Référence figure : http://bcsbioclean.com /dryiceblasting/)
Maintenant que les trois techniques ont été décrites, une comparaison est effectuée par rapport aux quatre paramètres mesurés dans un projet de réparation d'un pont à Rhode Island du début à la fin.
Le sablage est utilisé dans de nombreux projets d'ingénierie pour éliminer la rouille et les débris des surfaces. Le sablage peut utiliser de l'eau ou de l'air pour projeter des particules solides sur la surface à nettoyer. Cependant, cette méthode génère beaucoup de poussière dans l'air ou de l'eau contaminée, potentiellement toxique, comme lors du décapage de peintures au plomb. De plus, elle génère beaucoup de bruit et de vibrations, gênant les personnes travaillant à proximité. Le sablage au jet d'eau est généralement utilisé pour éliminer la peinture et les revêtements des surfaces, mais l'élimination des eaux contaminées de l'environnement est un problème qu'il faut résoudre. Le sablage et le sablage au jet d'eau sont tous deux utilisés pour éliminer les matières organiques de substrats tels que le ciment, le béton et le bois. Le sablage et le sablage au jet d'eau assurent le confinement, la collecte, le traitement et l'élimination des déchets liquides générés conformément à des réglementations strictes.
La troisième méthode mentionnée ici est la méthode de la glace sèche, qui utilise des pastilles de CO2 congelées pour projeter une surface. Cette méthode présente l'avantage que les pastilles de glace sèche se subliment (passent de l'état solide à l'état gazeux) immédiatement après l'impact, ne laissant ainsi que les débris retirés de la surface. La quantité de déchets à éliminer est donc minime par rapport aux deux autres méthodes. En revanche, la méthode de projection à sec produit beaucoup de CO2, un gaz à effet de serre qui contribue au réchauffement climatique.
Lorsqu'une comparaison minutieuse entre les trois méthodes a été effectuée, il a été constaté que la méthode de projection de glace sèche prend moins de temps à terminer par rapport aux deux autres et donc la durée de séjour des machines dans la zone a été réduite, ce qui pourrait compenser une partie de l'augmentation des émissions de CO2 en raison de la nature du processus lui-même.
En général, compte tenu des avantages et des inconvénients de toutes les techniques, la projection de glace carbonique est une méthode beaucoup plus propre, mais produit beaucoup plus de CO₂. Une solution pour contourner ce problème est la récupération du CO₂ produit par les procédés industriels (captage et utilisation). Avant son rejet dans l'environnement, le CO₂ peut être transformé en pellets de glace et utilisé pour la projection de glace carbonique, libérant ainsi le gaz dans l'environnement. La figure 4 illustre ce concept.
Pour donner quelques chiffres quantitatifs à la comparaison des trois méthodes pour l’étude de cas, les conclusions suivantes ont été tirées.
- Étant donné que la méthode de la glace sèche ne nécessitait pas de confinement, sa durée était 10 % plus courte que celle du sablage et 14 % plus courte que celle du jet d’eau.
- La méthode de la glace sèche a libéré 80 % de CO2 de plus que le sablage et 64 % de CO2 de plus que le procédé de jet d'eau en raison de la nature du procédé.
- La consommation de carburant pour la méthode à la glace sèche était inférieure de 8 % à celle de la méthode au jet de sable et de 13 % à celle de la méthode au jet d'eau.
- La méthode de la glace sèche nécessite 19 % d’énergie en moins que le jet d’eau et le sablage nécessite 10 % d’énergie en moins que le jet d’eau.
En conclusion, chaque méthode présente des avantages et des inconvénients, mais la méthode à la glace sèche s'est avérée la plus propre et a permis de terminer le projet plus rapidement. Elle a également consommé le moins d'énergie par rapport aux deux autres. L'augmentation des émissions de CO2 est préoccupante pour la méthode à la glace sèche, mais elle est partiellement compensée par la réduction des gaz à effet de serre liés à l'activité des véhicules, due à la courte durée des projets utilisant la projection de glace sèche.
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Référence:
Évaluation environnementale du sablage au sable, à l'eau et à la glace sèche Lauren R. Millman∗ , James W. Giancaspro Département de génie civil, architectural et environnemental, Université de Miami, Coral Gables, FL 33146, États-Unis.