Remerciements − A M. le Directeur, D. Rääs, pour m’avoir donné l’opportunité de réaliser mon stage dans sa société. − A M. R. Balzer, mon maître de stage, pour le suivi et l’aide apportés quant à la réussite de mon stage. − Au service technique ECOM, MM. J. Zouloumian, M. Poisson, A. Kharraz et G. Rutter. − A M. P. Kauffmann, pour toutes les précieuses informations qu’il m’a communiquées. − A MM. B. Herrbach, professeur de physique, et J. Lienhart professeur de biochimie. J’aimerais saluer Mmes C. Walter, I. Wilsius et R. Baidane et pour leur contribution à l’accomplissement de mon stage. Ce fût une expérience intéressante pour moi, dans la mesure où elle constitue une première et permet aussi, de mettre en perspective la pratique en entreprise avec mes études. Cela me permettra, sans nul doute, d’apprécier ce que l’on attendra de moi dès lors que j’entrerai de plein pied dans la vie professionnelle en entreprise. Résumé J’ai effectué mon stage de fin de première année au sein de la société ECOM durant quatorze semaines. Cette entreprise réalise la maintenance et l’entretien d’analyseurs de combustion et de pollution. Dans un premier temps, j’ai pu me familiariser avec ces différents appareils. J’ai également intégré le service technique du Service Clients ECOM, où j’ai réalisé l’entretien et le nettoyage de ces appareils. Parmi ses différents services, ECOM vérifie la conformité des analyseurs, c'est-à-dire que l’on vérifie la cohérence des mesures de ces appareils à l’aide de gaz étalons. La société délivre alors un certificat d’étalonnage et un constat de vérification. Dans un mettre ligne de en but d’amélioration place une chauffée). fumées J’ai ECOM procédure par GN de de conséquent pour pouvoir ses services, ECOM vérification du étudié fonctionnement produire le une système m’a procédure demandé PLC de (Peltier du de avec préparateur vérification du tuyau chauffant et du pot de condensation à refroidissement Peltier qui le composent. 160 mots Mots clés : analyseur de combustion système PLC préparateur de fumées Introduction Sujet du stage Deux activités réalisées chez ECOM : 1. Etude du préparateur de fumée ECOM GN (système de chauffage + Refroidisseur Peltier). Mise en place du banc de vérification et écriture des procédures de vérification. 2. Entretien-étalonnage des instruments de mesure ECOM EF, ECOM EN et ECOM QZ (instruments Qualigaz). Pourquoi le choix ECOM : La caractéristique intéressante d’une PME est la polyvalence de ses collaborateurs, liée à la diversité des tâches qu’ils sont amenés à y effectuer. A titre personnel, l’activité et la spécialité de cette entreprise étaient d’avantage en phase avec l’idée que je pouvais me faire des “ mesures physiques ”. Présentation de la société ECOM : Le groupe ECOM : L’activité principale du Groupe ECOM consiste en la conception et la production d’analyseurs de combustion portables pour toutes tailles d’installations, permettant le réglage des brûleurs et des chaudières. L’entreprise a été fondée en Allemagne à Iserlohn au début des années 80 par M. Reckermann (informaticien et électrotechnicien) et M. Bintz (gestionnaire commercial). Ils ont développé, ensemble, les appareils de mesures utiles au contrôle de la conformité des installations, avec la législation en vigueur sur la protection de l’air. Les appareils de mesures étant souvent utilisés dans des environnements défavorables, ECOM les a dotés de nombreuses protections contre la corrosion. Les premiers instruments possédaient déjà des purges spéciales, limitant la saturation en eau et polluants des capteurs. ECOM connut rapidement un grand succès, notamment grâce aux législations allemandes et suisses qui imposaient des contrôles périodiques des installations de chauffage. En 1990, la part de marché occupée par ECOM était de l’ordre de 45% du marché mondial. RBR ECOM s’est progressivement implanté en Autriche (Vienne), en France, en Italie et aux Etats-Unis (Atlanta). Aujourd’hui, ECOM possède une hégémonie technique, référencée par la plupart des fabricants de brûleurs et de chaudières, ainsi que de nombreux organismes de maintenance et de formation. ECOM est aussi le concepteur des appareils utilisés par Qualigaz, filiale de Gaz de France. sièges sociaux d’ECOM (maison mère) et d’ECOM FrancePartie théorique : Chimie de l’azote : L’azote sous la forme N2 (diazote) représente 80% de notre atmosphère. C’est un composé vital qui prend part à la biochimie de la vie ; l’azote est stocké par les plantes, les micro-organismes, etc. Cette biomasse se transforme en combustible fossile (charbon, pétrole, gaz, etc.), qui, lors de la combustion, libère l’azote, et en devient la principale source de l’atmosphère. Au cours de la combustion, les oxydes d’azote (NO x) sont produits de deux façon différentes: • les oxydes d’azote contenus dans le combustible sont libérés • l’oydation de l’azote par l’oxygène de l’air lorsque la température dépasse 1400°C. C’est un gaz toxique, composant 90 à 95% des NOx provenant de la combustion. Sa durée de vie dans l’atmosphère n’est seulement que de quelques minutes. Il s’oxyde en dioxyde d’azote (N02) avec le dioxygène (02) de l’air selon la réaction suivante: 2 NO + O2 → 2 NO2 Elle se produit à basse température avec suffisament d’oxygène disponible. Les fumées de combustion produitent à la sortie des chaudières ne contiennent que 3 à 7% d’O2, c’est pourquoi les mesures de NO et NO 2 des analyseurs de combustion sont relativement fiables. Les fumées étant aspirées, la recombinaison moléculaire n’a pas le temps de se faire, même en présence d’une grande quantité d’O2. Le dioxyde d’azote (NO2) : C’est un gaz toxique nuisant directement à la santé de l’homme. La conversion de NO2 en NO produit un radical libre O, réagissant rapidement avec l’O2 pour former de l’ozone (O3): NO2 + lumière → NO + O O + O2 → O3 Le captage de NO et de NO2 par l’eau (vapeur d’eau, gouttes de pluie, condensation, etc.) conduit à la formation d’acide nitreux ou nitrique: 2NO2 + H2O → HNO2 + HNO3 ou NO2 + NO + H2O → 2 HNO2 Ce sont ces réactions chimiques que l’on essaie d’éviter en asséchant les fumées de combustion, pour que l’eau de condensation ne se transforme en acide. 2. Effet Peltier : C’est la production ou l’absorption de chaleur proportionnellement à la quantité d’électricité (intensité) traversant la jonction (soudure, par exemple) de deux semi-conducteurs de type différents (n ou p) ou de deux métaux, sous l’effet d’une force électromotrice (f.é.m.). Les modules à effet Peltier consistent en plusieurs alternances de matériaux en série servant à chauffer ou à refroidir avec une faible inertie. L’étude des performances réelles des cellules à effet Peltier a montré que le choix le plus approprié au montage nécessite une optimisation des paramètres suivants : • le nombre de cellules, • l’intensité du courant, • la tension d’alimentation, • la résistance thermique globale des échangeurs de chaleur. Cette modélisation se fait de manière empirique, puisque aucun modèle mathématique n’a été développé. Principe de fonctionnement d’un analyseur de combustion ECOM : Lors de la mise en route, l’appareil se calibre pendant 3 minutes avec l’air ambiant. La pompe fait circuler de l’air dans les différentes cellules pour qu’elles soient activées. Certains appareils sont munis de deux entrées gaz : l’une pour le calibrage (entrée d’air frais, air ambiant), l’autre pour les mesures. Une électrovanne se charge de la commutation de la première à la seconde au bout des trois minutes d’initialisation. Avant de passer dans les cellules, le gaz dont on recherche la composition passe d’abord dans le pot de condensation afin d’être assèché. Cela permet d’augmenter la longévité des cellules. Le gaz est alors analysé par celles-ci, et les informations recueillies sont traitées par l’unité centrale de la machine. L’air est ensuite rejeté hors de l’analyseur. Caractéristiques des appareils : Les appareils peuvent fonctionner sur secteur ou sur batterie. Ils sont pourvus de plusieurs sondes: température ambiante, température gaz, pression interne, etc. La sonde de prélèvement mesure la température du gaz (thermocouple), sa pression différentielle (le tirage de la chaudière est obtenu en soustrayant la pression ambiante à celle de la sortie de la chaudiére) et aspire les fumées qui vont être analysées. Les analyseurs possèdent un circuit de purge qui élimine les réactifs encore présents dans les cellules afin de stopper la réaction. Certains appareils sont munis d’une purge au niveau du pot de condensation pour expulser l’eau recueillie, celleci pouvant devenir acide et endommager l’appareil. La cellule CO peut réagir avec la présence de NOx et SOx. Pour la protéger, le gaz traverse un filtre idoine. Les appareils destinés à faire des analyses de pollution sont munis de pot de condensation, à effet Peltier, pour maintenir la température du point de rosée assez basse. En effet, si l’on désire effectuer des mesures de longue durée, il faut pouvoir dissiper l’excès de chaleur du radiateur. Sur les pots conventionnels, ce dernier ne suffit plus et atteint la température des fumées, augmentant la température du point de rosée et réduisant l’efficacité de l’assèchement. Fonctionnement des cellules électrochimiques : Les cellules sont des capteurs électrochimiques munis de plusieurs électrodes. Selon la concentration du gaz étudié, un réactif délivre un signal électrique modélisé. Chaque cellule réagit à un composant chimique en particulier. Elles sont très sensibles à la température, c’est pourquoi on calibre l’appareil à trois températures différentes (froide, ambiante, chaude). L’analyseur possède une sonde de température ambiante pour la compensation en température. Le signal que délivrent ces capteurs dépend aussi de la pression partielle : tant que le débit est constant, le signal l’est aussi. C’est pour cela que l’on utilise une pompe qui régule le débit et la pression du gaz, qui transite dans la chambre de tranquilisation avant d’entrer dans les cellules. Le programme informatique utilise ces données pour déterminer la valeur la plus proche de la réalité. Normes en vigueur : Je me suis rendu à la C.C.I. (Chambre de Commerce et d’Industrie) de Strasbourg pour consulter les normes en vigueur régissant les analyseurs de gaz, les processus de mesurage, les procédures d’étalonnage et de vérification. J’avais déjà trouvé les références de certaines normes que je voulais lire en détail, puis les compléter par la recherche d’autres normes à l’aide de mots clés sur le serveur de la C.C.I. Mon objectif était aussi de savoir si les normes auxquelles se conformait ECOM étaient toujours d’actualité ou si une nouvelle réglementation avait été mise en place. Analyseurs de combustion : X 20-230 (juin 1984) ; analyse des gaz, équipements d’étalonnage des analyseurs de gaz : c’est une norme expérimentale. Elle contient de la terminologie, des définitions, un descriptif de l’équipement adéquat, les caractéristiques métrologiques des équipements d’étalonnage (courbe de réponse, dérive, etc.). NF EN 61207-1 (juillet 1994) ; expression des qualités de fonctionnement des analyseurs de gaz. Cette norme comprend la terminologie, les définitions, les spécifications requises des constructeurs et les essais communs à tous les analyseurs de gaz. Dosages : Les normes qui traitent du dosage de composés chimiques que l’on retrouve dans les fumées de combustion concernent des méthodes de mesure particulières : NF X 43-012 (décembre 1986) ; dosage du monoxyde de carbone dans l’air ambiant extérieur par absorption d’un rayonnement infrarouge NF X 43-018 (décembre 1986) ; dosage des oxydes d’azote par chimiluminescence ISO 6879 (1995) ; qualité de l’air - caractéristiques de fonctionnement et concepts connexes pour les méthodes de mesures de la qualité de l’air. Cette notice en anglais n’était pas accessible sur le serveur. ISO 10396 (1995) ; émission de sources fixes - échantillonnage pour la détermination automatique des concentrations de gaz Il n’existe pas de norme qui régisse le dosage d’oxydes de carbone ou d’azote avec des cellules électrochimiques. Echantillonnage de gaz en continu : NF X 20-251 (décembre 1982), ISO 6712 ; organes de prélèvement et de transfert des gaz destinés à alimenter une unité analytique. Cette norme donne les caractéristiques des lignes de prélèvement et de transfert. X 43-300 (décembre 1986) ; échantillonnage de gaz en continu par méthode extractive : c’est encore une norme expérimentale. Elle définit les exigences techniques applicables aux organes de prélèvement et de transfert des gaz destinés à alimenter en continu une unité analytique. Compétence du laboratoire : NF EN ISO/CEI 17025 (X 50-061, ISO guide 25) (1990) ; prescriptions générales concernant la compétence des laboratoires d’étalonnage et d’essais. Cette norme contient les éléments descriptifs du fonctionnement d’un laboratoire. Bilan : Bien que l’entreprise soit en règle au regard de la législation actuelle, qui n’a pratiquement pas évoluée, la consultation de ces normes m’a permis de suggérer à l’entreprise de consulter, voire d’acquérir certaines normes ( X 43-300 (décembre 1986) ; NF EN ISO/CEI 17025 (X 50-061, ISO guide 25) (1990) ) pour être en conformité avec la législation actuelle. D’un point de vue plus personnel, ces notes m’ont aidé à rédiger les procédures de vérification du système PLC. Utilité du système PLC : La mesure des oxydes d’azote (NOx) réels (NO+NO2) est faite avec une ligne de prélèvement chauffée et un pot de condensation à effet Peltier. C’est ce système que l’on désigne par PLC (Peltier avec ligne chauffée). Le dioxyde d’azote est un gaz fortement réactif qui s’élimine facilement par lavage en présence d’eau (condensats) et se transforme par dissolution en acide nitrique : H2O + NO2 → H2NO3 Il peut y avoir jusqu’à 40% de pertes par lavage. L’acide nitreux et l’acide nitrique sont fortement corrosifs, ils sont par conséquent dangereux pour l’appareil de mesure, et plus particulièrement pour les cellules électrochimiques. L’intérêt de la tête chauffante et du tuyau chauffant est de conserver la température du gaz analysé au-dessus du point de rosée de l’eau, ce qui empêche la vapeur d’eau de se condenser dans le tuyau, évitant subséquemment le lavage de ce gaz. A contrario, le pot de condensation à effet Peltier précipite la formation de condensats. Le choc thermique entre le gaz chaud et la paroi froide du pot dont la température est maintenue inférieure à celle du point de rosée de l’eau, provoque la condensation de la vapeur d’eau, récupérée dans la partie basse du pot. Le gaz, pratiquement asséché, peut alors être analysé. Partie pratique : C’est la partie la plus importante de mon stage, c’est donc celle qui m’a essentiellement occupé. Fonctionnement du préparateur : Le relais commandant le chauffage de la tête et du tuyau, détecte la mise sur secteur de l’appareil, via le transformateur qui convertit la tension secteur en une tension continue de 12V permettant le fonctionnement du préparateur de fumées (voir Erreur ! Source du renvoi introuvable. L’ensemble chauffe uniquement si l’appareil est sur secteur. La commande de refroidissement du pot n’opère que lorsque l’appareil est sur secteur, en raison de la valeur élevée de l’intensité qui traverse le module Peltier. Un capteur de température contrôle son fonctionnement. Le microprocesseur détermine en fonction du signal reçu, la mise en marche du module Peltier. Eléments du préparateur : Tête chauffante : coupe de la tête chauffante Le thermocouple situé à l’extrémité de la tête mesure la température des fumées. L’intérieur de la tête est constituée d’un filtre à particule, en fibre de verre au borosilicate ou en PTFE ∗ entouré d’une résistance chauffante qui permet de maintenir les gaz à une température proche de celle à laquelle ceux-ci sont évacués, et ainsi d’empêcher des réactions chimiques de se produire. Celle-ci consomme une puissance de 300W en fonctionnement. La tête consomme une puissance de 100W, même sans chauffage. La puissance est donc portée à 400W si l’on fait fonctionner la résistance chauffante simultanément. Schéma du tuyau chauffant Le tuyau chauffant a une longueur de 3,50 m pour un diamètre interne de 3 mm. Il est en PTFE*, et possède un tressage spiralé de résistances chauffantes. L’ensemble est isolé thermiquement par de la mousse calorifuge. Un thermocouple placé entre le tuyau et l’isolant, relève la température interne du tuyau chauffant. Le tuyau permet le transfert des fumées du point de prélèvement jusqu’à l’analyseur. La ligne de prélèvement consomme une puissance de 1200W en fonctionnement. Pot de condensation : Coupe du pot de condensation Le pot de condensation est en aluminium (la partie basse est isolée thermiquement. Son volume est de 20 cm3. La température interne du pot est contrôlée par un capteur situé à l’intérieur de celui-ci ; elle ne doit pas s’élever audessus de 5°C. Un ventilateur refroidit l’excès de chaleur dissipé par le radiateur. Les cellules à effet Peltier permettent le transfert de chaleur, du pot de condensation au radiateur, avec une surface d’une dizaine de cm2 à peine. Les réactions chimiques qui se produisent dans la ligne de transfert (entre la sortie de la chaudière et les cellules électrochimiques) sont relativement complexes compte tenu de la diversité des paramètres et des conditions environnementales de formation de molécules. Au niveau microscopique, il existe une grande quantité de réactions. Au niveau macroscopique, elles sont négligeables. La priorité est de savoir exactement ce que l’on veut étudier. A partir de là, on peut définir le type de mesures dont on a besoin, puis trouver un moyen de les effectuer. Sur les conseils de M. Herrbach et avec l’approbation de M. Balzer, j’ai pris l’initiative de mesurer les paramètres suivants : température, hygrométrie, pH, pression, nature du matériau et des dépôts, tension. Ces points nous apparaissaient importants car une variation brusque d’un de ces paramètres implique une modification du contenu des fumées suite à des réactions chimiques. Température : J’ai trouvé utile de connaître la température à différents endroits du tuyau (tous les 30 cm) et du pot de condensation Hygrométrie : J’ai décidé de mesurer l’hygrométrie aux entrées et aux sorties de la tête, du pot de condensation et à différents endroits du tuyau. pHmétrie : J’ai choisi d’évaluer la proportion dans laquelle on trouve de l’acide nitrique, dans l’eau de condensation du pot. Pression : J’ai abandonné l’idée de mesurer la pression à différents endroits de la ligne, étant donné que l’analyse des gaz s’effectue à pression atmosphérique, et que l’instrument possède une chambre de tranquilisation. J’ai également décidé de mesurer la tension qui traverse le tuyau chauffant afin de déterminer son mode de régulation. Choix du matériel : Pour entreprendre les mesures, j’ai créé un cahier des charges déterminant le type et la manière de procéder. Température : Pour les mesures de température j’ai utilisé un ECOM DUO avec un thermocouple de type K (Ni/NiCr) de faible section. Hygrométrie : N’ayant pas d’hygromètre à ma disposition, j’ai été autorisé à en fabriquer un, de type électronique, moyennant la commande des composants nécessaires. A savoir un capteur d’hygrométrie relative et d’un régulateur 5V. Le reste du matériel était disponible au sein d’ECOM. Voici le schéma du circuit que j’ai réalisé : Le fabricant donne les caractéristiques du signal émis par le capteur pour une tension d’alimentation, un taux d’humidité relative et une température. (voir Annexe 1 & Annexe 2 pages 37-38) En l’occurrence, le capteur est calibré pour une tension de 5V, c’est pourquoi j’utilise un régulateur de tension 5V. Grâce au voltmètre, je mesure la valeur de l’humidité relative. Voici la formule que j’utilise pour obtenir l’humidité relative selon la tension que je relève au voltmètre numérique (Meterman 23 XT) : Pourquoi certaines mesures n’ont pu être réalisées : Le lycée ne disposant pas d’un spectromètre de masse et ne permettant pas de faire un dosage acido-basique, pour connaître la composition des condensats. Le spectromètre de masse m’aurait permis de connaître exactement la composition (concentration, masse) des condensats, et donc de savoir dans quelles proportions on y trouve l’acide nitrique et l’acide sulfurique. Une alternative au spectromètre de masse était le dosage par indicateur coloré ou conductimétrie ; il m’aurait permis de déterminer le potentiel d’hydrogène de la solution, modélisant la quantité totale d’acide (mais sans distinction entre l’acide nitrique et l’acide sulfurique). Par ECOM, j’ai pu disposer de bandelettes de papier pH de bonne précision. J’ai pu déterminer ainsi une valeur de la concentration totale en acide des condensats. Les mesures : Sources d’erreurs : A priori, il me semble que les principales sources d’erreur proviennent : de l’incertitude des appareils de mesure du capteur d’humidité relative ; il est essentiel que sa partie analytique soit dans le flux du gaz pour offrir la valeur la plus proche de la réalité. du thermocouple utilisé ; bien que son diamètre soit adapté à la conduite qu’utilise le gaz, la soudure chaude est en contact avec la paroi interne de la ligne. La température mesurée n’est donc pas la température des fumées, mais une moyenne entre celles-ci et la température du conduit. Mesures à l’air ambiant : En premier lieu, je teste ma façon de procéder, en réalisant une série de mesure avec de l’air ambiant : Série de mesures N°1 : gaz utilisé: air ambiant chauffé température gaz: 20°C Température en °C Tension hygromètre(V) Hygrométrie relative Tuyau et tête chauffante Sortie tête 19 ,5 2,93 64,3% Sortie tuyau 21,0 2,57 52,9ù Pot de condensation Entrée du pot 21,0 2,86 62,2% Sortie du pôt 18 ,1 2,34 45,3% 2 . Mesures à l’air ambiant chauffé : Série de mesures N°2 : gaz utilisé: air ambiant chauffé température gaz: 390°C Température en °C Tension hygromètre(V) Hygrométrie relative Tuyau et tête chauffante Sortie tête 107,0 1,12 7,7% Sortie tuyau 36,4 1,75 27,6% Pot de condensation Entrée du pot 27 ,0 2,17 40,6% Sortie du pot 22,4 2,24 42,5% Mesures sur gaz sec : Série de mesures N°3 : gaz utilisé: gaz sec (02CO) température gaz: 22°C 1ère série Température en °C Tension hygromètre(V) Hygrométrie relative Tuyau et tête chauffante Sortie tête 23 ,0 2,20 41,3% Sortie tuyau 23,0 2,25 42 ,9% 2,65 55,6% Pot de condensation Entrée du pot 21,5 Sortie du pôt 17,7 2,57 52,56% L’importante humidité relative de la 1 ère série de mesure provient du tuyau utilisé : il contenait de l’humidité due à l’air ambiant. Lors de la deuxième série, le gaz circulant à l’intérieur l’avait asséché. Ce principe se retrouve dans les autres mesures : plus on s’éloigne de l’arrivée de gaz, plus l’humidité est importante, le gaz se chargeant peu à peu des particules d’eau se trouvant dans la ligne. Température du pot : J’ai mesuré la température à l’intérieur du pot de condensation, à l’aide d’un thermocouple, pendant une heure; d’abord avec de l’air à température ambiante, puis avec de l’air chauffé à 400°C. J’ai mesuré le pH de l’eau de condensation récoltée dans le pot d’un analyseur ECOM JF dont nous avons empêché la purge, par la pompe, des condensats. Cet analyseur a fonctionné deux fois, pendant une heure et demie, sur une chaudière domestique au fioul. L’acidification des condensats n’est pas seulement réalisée par la dissolution de l’azote dans l’eau, mais aussi par le carbone issu de la combustion, et que l’on retrouve dans différentes espèces chimiques (CO, CO 2, hydrocarbures imbrûlés, etc.). La concentration en acide est faible pour des acides forts. Les fumées ne sont pratiquement pas lavées : ceci tend à prouver le bon fonctionnement de la ligne de transfert et du pot de condensation. Analyse de matériau : Nous avons demandé une analyse du matériaux et des dépôts sur les parois du pot, pour quatre pots de condensation contaminés, deux au SO 2 et deux autres aux NOx et SO2 à C.R.I.T.T. Matériaux. Les dépôts de corrosion ont été observés au microscope balayage avec spectromètre de rayons X à dispersion d’énergie effectuant un prélèvement de matière de 2mm de électronique (à MEB + EDS - ) en diamètre, puis au spectromètre de masse afin d’identifier les éléments chimiques présents. Cette analyse a révélé une présence importante d’aluminium, d’oxygène et de soufre dans les dépôts (cf. Annexe 3 : résultats de l’analyse matériaux en page 39). Aucune trace d’azote n’a été constatée pour les pots contaminés aux NO x. J’ai trouvé ce détail curieux ; j’ai donc appelé le chef de projet du C.R.I.T.T. Matériaux, M. Heitz afin d’en savoir un peu plus. Il m’a confié que l’azote était difficilement détectable. D’après lui, la synthèse de cette étude est l’action du soufre sur la paroi du pot. C’est donc uniquement les fumées contenant du soufre qui sont susceptibles de réagir avec l’aluminium du pot, et par conséquent d’altérer la mesure de SO 2. Le tuyau chauffant, du préparateur de fumées ECOM GN, est enrobé de résistances chauffantes en spirale sur toute sa longueur. J’ai placé le voltmètre entre deux résistances afin d’observer les cycles de chauffe. La tension est de 15V entre deux résistances lorsque le tuyau chauffe, et est nulle lorsqu’il se refroidit. J’ai placé un thermocouple sur l’extérieur de la gaine, entre la mousse calorifuge et le tuyau chauffant, (juste à côté du thermocouple d’origine intégré au tuyau). J’ai remarqué que la tension variait (cf. ci-dessous) lorsque le thermocouple indiquait 100°C (consigne haute) et 97°C (consigne basse). Le thermocouple permet la régulation en température du tuyau chauffant et de la tête chauffante (le courant traversant le tuyau alimente également la résistance chauffante de la tête). Le signal est transmis à un comparateur à seuil, qui commande le passage du courant dans le tuyau. Au démarrage, le tuyau et la tête chauffent, jusqu’à ce que la consigne haute soit atteinte. Le comparateur coupe le courant, le tuyau se refroidit, et quand la consigne basse est atteinte, le courant est rétabli pour réchauffer l’ensemble de la ligne. Si l’on mesure la température dans le tuyau, on remarque que la température est de 105°C en moyenne avec une variation de ∀3°C. Dans ce cas, quel est le rôle du thermoswitch se trouvant dans la tête si celleci est régulée en même temps que le tuyau chauffant.Après démontage de la tête chauffante, j’ai chauffé le thermoswitch au moyen d’air chaud tout en observant la tension aux bornes du tuyau. Celle-ci chute même si le thermocouple n’a pas atteint la consigne de température haute; ce composant se comporte comme un interrupteur Il s’agit d’une protection en cas de surchauffe de la tête chauffante: ni la tête ni le tuyau ne sont alors alimentés et ce, jusqu’à ce que la température du thermoswitch baisse au point de rétablisse le courant. Conclusion : Bien que le système de fonctionnement du préparateur de fumées ECOM ait été élaboré de manière empirique, en synthétisant les résultats, on s’aperçoit qu’il remplit correctement son rôle. Le maintien en température des fumées au-dessus du point de rosée de l’eau, jusqu’au pot de condensation, est réalisé par la tête chauffante et le tuyau chauffant. Malgré les pertes de chaleur au niveau des raccords entre les différents éléments de la ligne, la vitesse d’aspiration de la pompe, et la faible section de la conduite empêchent toute condensation fortuite en amont du pot. La température à l’intérieur du pot est constante et toujours inférieure à 5°C. La mesure du pH des condensats montre que le lavage des fumées est faible; les fumées conservent pratiquement la même composition entre la sortie de la chaudière et la chambre de tranquilisation des cellules électrochimiques. Le fonctionnement d’un préparateur de fumées, sur une longue période d’utilisation, avec des fumées très réductrices, peut altérer les mesures d’oxydes d’azote et de dioxyde de soufre, lorsque celles-ci sont susceptibles de réagir avec le pot. température est électronique : le thermocouple du tuyau informe La régulation de la l’analyseur de la température de la paroi, et c’est ce dernier qui détermine le cycle de chauffe, sauf dans le cas où le thermoswitch se trouvant dans la tête, interrompt l’alimentation de la tête et du tuyau chauffant lorsqu’elle atteint une température trop élevée.
