Energie et Environnement : traitement des émissions de Composés Organiques Volatils COV sur cabines de peinture et Economies d’Energie

A l’heure actuelle, la majorité des applications de revêtements organiques sont encore réalisées avec des peintures solvantées contenant donc des Composés Organiques Volatils (COV), dont les émissions sont réglementées par l’arrêté ministériel du 2 février 1998 modifié pour les installations soumises à autorisation. La conception des cabines d’application a un impact très important sur les consommations d’énergie et sur les investissements nécessaires pour le conditionnement de l’air neuf entrant dans l’installation et la dépollution de l’air pollué extrait chargé en Composés Organiques Volatils (COV).

  • Impact sur les consommations d’énergie

Les applications de peinture sont effectuées dans des cabines ventilées pour des raisons de protection des opérateurs. Les débits d’air extraits sont conséquents puisque la vitesse d’air dans la cabine doit être de 0.5 m/s pour des applications manuelles.

A titre d’exemple, une ligne de peinture de boucliers automobiles compte en général 3 cabines pour l’apprêt, la base et le vernis. Afin d’obtenir un nombre minimum de défauts, les lignes sont complètement fermées pour minimiser les entrées de poussières et l’environnement contrôlé en température et hygrométrie (« salle grise »).

Le débit d’extraction par cabine se situe autour de 100 000 m3/h. L’air extrait est compensé par de l’air neuf amené par des centrales de traitement d’air (CTA). Cet air est régulé à la fois en température autour de 20 °C et en hygrométrie autour de 60% HR toute l’année.

A titre d’exemple, si nous considérons une installation avec 3 cabines d’application, produisant en 3 équipes toute l’année (soit 8640 heures/an) et une température moyenne annuelle de 10°C, la consommation d’énergie sera calculée (sans tenir compte du maintien de l’hygrométrie pour simplifier) par :

Q = Débit x 0.3 x (température de consigne – température d’entrée) en  kcal/h

Q  = 300 000 x 0.3 x (20 – 10) = 900 000 kcal/h soit 1046 kW.

La consommation énergétique annuelle de l’installation de peinture sera d’environ 9 000 000 kW (sans tenir compte du maintien de l’hygrométrie pour simplifier), soit un coût pour le gaz d’environ 270 Keuros.

  • Impact sur les rejets de Composés Organiques Volatils (COV)

En ce qui concerne la problématique des émissions de Composés Organiques Volatils (COV), dans la majorité des cas, la Valeur Limite d’Emission (VLE) de l’arrêté ministériel du 2 février 1998, applicable pour les applications de peinture de 75 mgC/Nm3 est dépassée (lorsque l’exploitant a retenu l’option réglementaire respect des Valeurs Limites d’Emissions VLE et non pas celle du Schéma de Maîtrise des Emissions SME).

Dans ces conditions, afin d’être conforme à la réglementation, lorsque  la substitution des produits solvantés par des produits à l’eau n’est pas réalisable, l’exploitant n’a pas d’autre solution, que de traiter les émissions canalisées de Composés organiques Volatils COV des 3 cabines de peinture (sans aborder la question des sas de dessolvatation et des étuves de cuisson peinture pour simplifier la présentation).

Le débit  à traiter est de l’ordre de 300 000 m3/h, ce qui peut représenter un investissement pour l’épurateur de Composés Organiques Volatils COV uniquement d’environ 1200 Keuros (sans compter les travaux de génie civil) et un budget annuel de fonctionnement d’environ 80 Keuros.

  • Economies d’énergie et réduction du coût de traitement des rejets de Composés Organiques Volatils COV par recyclage d’air

Afin de réduire à la fois ces coûts d’investissement et de fonctionnement, il est possible pour les cabines d’application automatique ou avec des peintres opérant avec combinaison, de prévoir un recyclage de l’air avec une entrée d’air neuf d’environ 20%.

Le schéma de principe correspondant figure ci-dessous (avec l’aimable autorisation de la société Keller).

 

schéma d'une cabine avec recyclage d'air

schéma d'une cabine avec recyclage d'air

Dans ces conditions, le débit d’air neuf à chauffer est beaucoup plus faible (environ 20% de 300 000 m3/h).

Les consommations d’énergie afférentes au conditionnement de l’air neuf entrant sont réduites dans les mêmes proportions. Le coût annuel d’exploitation passe d’environ 270 Keuros à environ 60 Keuros.

En ce qui concerne le traitement de l’air extrait chargé en Composés Organiques Volatils (COV), l’épurateur aura une capacité d’environ 60 000 m3/h à la place de 300 000 m3/h.

Le coût d’investissement de cet équipement sera d’environ 500 Keuros (sans compter les travaux de génie civil) et le budget annuel de fonctionnement pour l’épurateur de Composés Organiques Volatils COV d’environ 30 Keuros.

En considérant donc une installation de peinture fonctionnant avec du recyclage d’air plutôt qu’en tout air neuf, l’exploitant réalisera un gain sur l’investissement d’environ 700 Keuros et sur les consommations d’énergie d’environ 260 Keuros par an.

Les émissions de Gaz à effet de serre (GES) dues à la consommation du gaz de chauffage des cabines et de l’épurateur de Composés Organiques Volatils COV dans le cas d’un traitement thermique seront aussi réduites et l’installation présentera un meilleur Bilan Carbone.

Des économies qui permettent d’envisager quelques investissements pour modifier les installations existantes et les rendre plus économes, plus respectueuses de l’environnement et plus compatibles avec les pratiques d’ efficacité énergétique.

Pour en savoir plus sur la ventilation des cabines de peinture :

Société Keller : www.kl-direkt.de

Pour en savoir plus sur cet article, contacter Christine Delahaye :

Téléphone : 01 48 77 78 90

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