Comment fonctionne le nettoyage cryogénique ?

Le nettoyage cryogénique ou nettoyage à la glace sèche est une formidable avancée en termes de propriété industrielle. Cependant il demeure jusqu’à présent un véritable mystère pour de nombreuses personnes.

Mais c’est quoi le nettoyage cryogénique ? En quoi consiste le nettoyage cryogénique ? Quel est le principe du nettoyage cryogénique ? C’est la réponse à ces différentes questions que nous verrons dans la suite de notre article.

C’est quoi le nettoyage cryogénique ?

Le nettoyage cryogénique est une technologie de propreté qui n’utilise ni solvant ni détergent et qui est parfaite pour les opérations de dégraissage sur les machines-outils dans tous les secteurs industriels. C’est un procédé de décapage industriel qui utilise par projection de la glace carbonique (le CO2 solide), ou carboglace sur une surface à traiter.

La glace carbonique est placée à l’intérieur de la trémie d’un blaster ou d’une machine de nettoyage cryogénique encore appelée nettoyeur cryogénique. La glace carbonique sera ensuite projetée sur les surfaces à traiter à l’aide d’air comprimé. Cette opération de projection a pour but d’éliminer les saletés, les salissures et les pollutions accumulées depuis de nombreuses années en provoquant le décollement de ces dernières.

Le nettoyage cryogénique présente un grand avantage : son aspect écologique qui se reflète par l’utilisation de glace sèche et non-abrasif.

En quoi consiste le nettoyage cryogénique ?

La méthode du nettoyage par cryogénie représente une formidable avancée en termes de propreté industrielle. Cependant, il demeure un mystère pour de nombreux néophytes du nettoyage industriel. Le nettoyage cryogénique est une méthode de propreté qui utilise la glace carbonique et ses propriétés physiques comme moyen de décollement instantané des pollutions ou des salissures.

Le procédé de nettoyage par cryogénisation utilise la glace carbonique (le dioxyde de carbone solide) qui a la dureté de la craie, ce qui permet de nettoyer les surfaces tout en douceur. Ce type de nettoyage se fait par la projection de la glace carbonique au moyen de blasters et d’air comprimé. La glace carbonique qui sous forme de pellets de 3 mm est introduite au sein du blaster ou machine de nettoyage cryogénique à l’intérieur de la cuve ou trémie.

Après avoir fait le branchement de l’alimentation en air comprimé (le compresseur ou le réseau d’air sous pression usine) et mis en marche l’unité de nettoyage cryogénique, la glace carbonique est mélangée au flux d’air comprimé à l’intérieur du blaster puis elle est propulsée au travers d’un tuyau de tir. Enfin, la glace est projetée sur les surfaces à nettoyer à l’aide d’un pistolet et d’une buse de pulvérisation à vitesse supersonique.

Le procédé le résume comme suit :

1. La glace carbonique est introduite à l’intérieur de la cuve ;
2. L’alimentation en air comprimé est branché ;
3. La glace carbonique est mélangée au flux d’air comprimé ;
4. La glace carbonique est propulsée par l’air comprimé au travers d’un tuyau de tir ;
5. Le mélange glace et air comprimé est projeté par un pistolet et une buse ;

Quel est le principe du nettoyage cryogénique ?

L’efficacité du nettoyage par cryogénisation repose sur l’action simultanée de 3 phénomènes physiques. Quant à la projection de la glace carbonique sur les surfaces par une machine de nettoyage cryogénique, elle provoque trois effets suivants :

• L’énergie cinétique ;
• Le différentiel thermique ;
• La sublimation ;

L’énergie cinétique

La glace carbonique qui est taillée au format de pellets d’un diamètre de 3 mm est projetée à très haute vitesse sur les surfaces à traiter par le moyen de l’air comprimé et par l’utilisation de buses supersoniques (convergente/divergente). De cette manière, la glace carbonique se charge ainsi en énergie cinétique (EC=1/2 mV²).

Au cours de l’impact, les pellets génèrent une onde de choc localisée et qui permet de faciliter la décohésion de la pollution sur la surface traitée.

Cependant, il est important de noter que le transfert d’énergie sur le support est minime à cause de 2 raisons :

• La dureté de la glace carbonique : que l’on peut comparer à celle de la craie. C’est une glace non-abrasive, moins dense et moins lourde que la glace ordinaire ;
• Le passage quasi instantané (aux millièmes de secondes) de l’état solide à l’état gazeux. La glace carbonique ne permet donc qu’un transfert minime de l’énergie cinétique.

Le différentiel thermique

La température des pellets de glace carbonique très basse de -78,5° C confère au procédé de nettoyage par cryogénisation des propriétés thermodynamiques indéniables. D’après le type de pollution ou de contaminant traité, la différence de température entre la glace sèche et le support, le choc thermique peut se produire. Au fur et à mesure que la température du contaminant ou de la pollution dimunie, le choc se fragilise, ce qui aide l’impact des pellets à briser le polluant.

Le gradient thermique ou encore le différentiel thermique entre deux matériaux différents avec des coefficients de dilatation thermique différents peur aussi faciliter la décohésion du polluant du support. Ce choc thermique ou différentiel thermique est le plus évident lors du nettoyage par cryogénisation d’un revêtement non métallique (comme les armoires électriques recouvertes de résidus secs) ou d’un contaminant lié à un substrat métallique (comme un poteyage sur moule de fonderie).

En outre, plus la température de la surface à traiter est chaude et plus le procédé de nettoyage par cryogénisation est rapide et économique (comme une moule de gravité fonderie aluminium).

Les entreprises qui s’intéressent au procédé de nettoyage par cryogénisation sont de plus en plus nombreuses. Cependant, elles s’inquiètent de la réaction de leurs outils au froid qui vient de la glace carbonique. De nombreuses expériences ont montré que la baisse de la température se produit uniquement en surface de telle manière que cela ne produit aucun risque de stress thermique dans la masse métallique du support.

La sublimation

A l’impact, la glace carbonique se sublime (le passage de l’état solide à l’état gazeux) dans un rapport de 1 à 700. Il s’agit dans ce cas de micro-explosions. La saleté est totalement soufflée et il ne reste plus qu’à l’aspirer. C’est un traitement sec qui ne génère pas de déchets secondaires contrairement à l’utilisation d’un nettoyeur haute pression ou d’une sableuse.