Nettoyage et propreté des pièces dans l'industrie

Qu’est-ce qu’une pièce mécanique propre ?

La propreté est une qualité difficile à mesurer et à apprécier. De la propreté va dépendre le simple remontage d’un ensemble de pièces mécaniques, la garantie d’un bon collage, la sécurité d’un circuit de freinage automobile ou la qualité d’une optique de laser. Pour chacune de ces exigences la propreté devrait pouvoir se mesurer. Il y a propreté et propreté.

Une surface « propre » n’existe pas…

Sur le plan scientifique une surface propre n’existe pas ! Quelles que soient les précautions, les conditions de travail, de production et les techniques de nettoyage, une surface, jusque dans les salles blanches, peut être polluée, de façon infinitésimale, certes, par des agents chimiques, des germes, des micro-organismes, etc.

Définir une surface propre est donc une difficulté. La propreté a de nombreux degrés d’appréciation mais… elle peut être mesurée. Il faut donc fixer des limites raisonnables, rechercher la juste propreté en fonction de la nature et la quantité des salissures acceptables pour ne pas entrer en "surqualité" et tenir les spécifications minimum pour répondre aux besoins : rechercher un niveau de propreté supérieur et non nécessaire peut s’avérer très vite coûteux et techniquement difficile. Ainsi le collage de deux pièces demande un niveau de propreté spécifique que l’on peut mesurer.

Des pollutions diverses

Les pollutions peuvent être d’origines diverses : biologiques, particulaires, chimiques, organiques… La technique des ultrasons et en particulier les machines Ultratecno sont parfaitement adaptées pour nettoyer ces salissures.

Salissures d’origine biologique

Il est crucial, dans certains milieux de nettoyer les pollutions d’origine biologique, par exemple dans le cas d’implants médicaux. On parlera alors de stérilisation. Toutefois pour atteindre ce degré de propreté, il aura fallu auparavant supprimer des particules, nettoyer des huiles de coupe ou de moulage… On mesurera cette propreté biologique en mesurant le taux d’hydrocarbure ou la population de micro-organismes viables sur une surface ou encore par comptage de germes récoltés et cultivés. La société Dyogena, partenaire de BTO SAS-Ultratecno France, utilise les ultrasons pour nettoyer... le tartre dans les barriques de vins. Une étude conduite par l'ISVV a montré que les ultrasons détruisaient les brettanomyces, levures altérant les vins.
 
Salissures d’origine particulaires

Dans le milieu industriel qui nous intéresse particulièrement (machines de nettoyage aux ultrasons de grandes dimensions vs machines de labo), les pollutions peuvent être d’ordre particulaires. L’usinage et le processus de fabrication de pièces mécaniques produisent des particules solides (copeaux, poussières, grains d’abrasif…). Leur présence résiduelle après nettoyage peut agir sur les performances, l’usure, voire la sécurité des machines, véhicules, des personnes. Ainsi les copeaux d’usinage, les grains d’abrasifs sont inacceptables dans un circuit de freinage où ils peuvent provoquer fuites et blocages de mécanismes. Des résidus d’abrasifs réduiront la durée de vie de pièces mécaniques mobiles.

Salissures d’origine chimiques et organiques

Les pollutions sont aussi d’ordre chimiques, organiques. Ces salissures peuvent apparaître lors des étapes de fabrication (usinage, soudure), manipulations (assemblage), stockage (poussières, fumées…) ou lors de l’usage ou fonctionnement (moteurs, filtres, échangeurs de chaleur)…

Nettoyer ces pollutions est, en fabrication, une étape souvent cruciale avant assemblage, traitement de surface, émaillage, peinture, collage… En maintenance industrielle, en maintenance mécanique navale ou reconstruction de moteurs, dans la plasturgie ou le moulage de pièces en verre, il est nécessaire souvent de démonter et de nettoyer des installations, des échangeurs, des moteurs, des pompes à vide, des moules, etc. pour les remettre dans leur état de fonctionnement initial.

Comment mesurer cette propreté?

Pour ce qui de la pollution par les particules différents critères et techniques permettent de quantifier la propreté particulaire. Certains donneurs d’ordres s’intéresseront à la masse de particules présentes en surface des pièces (gravimétrie), d’autres à la taille maximum acceptable d’une particule, d’autres encore au comptage du nombre de particules par classes de taille (granulométrie).

La propreté de polluants chimiques et organiques est mesurable par une valeur de tension de surface. La tension de surface est une force qui s’exerce à l’interface entre deux milieux différents, solide-liquide par exemple. Cette force, appelée tension superficielle, intervient dans la formation des bulles de savon, des gouttes d’eau. Elle permet à la goutte d’eau de former une bille sur une surface à faible tension de surface ou au contraire de s’étaler sur un support à forte énergie de surface.

 

La tension de surface
 
On peut mesurer la tension de surface grâce à des encres test étalonnées. L'unité de mesure de la tension superficielle est le newton par mètre (N.m-1) ou joule par mètre carré qui est l'unité d'énergie de surface (ou dyne/cm). Mesurer la tension de surface permet donc de mesurer le degré de propreté d’une pièce : une valeur de de 40 dynes/cm correspond à celle d’un bon dégraissage, une valeur de 60 dynes assure une surface propre pour un collage performant. Vidéo à voir sur le site de Boussey Control

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