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09 August 2018 |
La Revue POLYTECHNIQUE
Des pompes péristaltiques pour la biosurveillance
La société bbe Moldaenke GmbH est un leader mondial des systèmes biologiques d’alerte précoce, liés à la surveillance de la qualité de l’eau potable, de l’eau traitée, ainsi que des eaux naturelles. Cette entreprise utilise, dans ses appareils de mesure permettant une détection rapide des substances toxiques, des pompes péristaltiques de la société Watson-Marlow.
Pour les fournisseurs d’eau et les autorités environnementales, la surveillance de la qualité de l’eau est une mission essentielle. La qualité et la pureté de l’eau potable jouent également un rôle considérable dans l’industrie des boissons, ainsi que dans les industries alimentaire et pharmaceutique. En particulier, les substances toxiques, telles que les insecticides ou les métaux lourds, doivent impérativement être éliminés. C’est le seul moyen d’éviter de mettre en danger aussi bien les consommateurs, que l’environnement.
À cet effet, l’entreprise allemande bbe Moldaenke GmbH, sise à Schwentinental, dans le Schleswig-Holstein, propose une gamme d’appareils de mesure permettant de contrôler la toxicité de l’eau. Avec seulement 30 employés, cette entreprise est devenue, depuis sa création en 1992, un leader mondial dans le secteur de la biosurveillance.
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Les daphnies sont de petites algues microscopiques qui réagissent à de nombreuses substances toxiques, dont de très petites quantités modifient leur comportement. (Photo: Watson-Marlow Fluid Technology Group)
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L’analyse chimique ne suffit pas
«La biosurveillance est la surveillance de l’environnement à l’aide d’organismes vivants, particulièrement sensibles aux substances nocives» explique Detlev Lohse, responsable des ventes chez bbe Moldaenke. Les organismes végétaux ou animaux sont mis en contact avec l’eau à examiner et leur comportement permet de tirer immédiatement des conclusions sur sa toxicité. Si celle-ci est avérée, les appareils de mesure déclenchent une alarme dans un délai très court.
Une biosurveillance moderne est indispensable là où il est nécessaire de contrôler constamment et intégralement la qualité de l’eau. Les substances toxiques peuvent aussi être détectées en laboratoire par des analyses chimiques, mais c’est pratiquement impossible pour un procédé d’écoulement continu. Par ailleurs, les méthodes sont souvent inefficaces pour des substances toxiques particulièrement rares.
«En fonction de la méthode sélectionnée, une analyse chimique permet uniquement d’indiquer la présence de substances déterminées et définies au préalable. Nos appareils sont équipés d’un système biologique d’alerte précoce, permettant de déterminer si l’eau examinée est toxique ou si les substances qu’elle contient sont inoffensives», explique Detlev Lohse.
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La tête de pompe péristaltique OEM. (Photo: Watson-Marlow Fluid Technology Group)
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Les daphnies à la rescousse
Les appareils de bbe Moldaenke utilisent de petites algues microscopiques, telles que les daphnies (Daphnia magna) – ou puces d’eau. Ces dernières réagissent à de nombreuses substances toxiques, de très petites quantités de celles-ci modifiant leur comportement. «La réaction des daphnies est parfaitement étudiée, leur comportement permet de confirmer de manière fiable la présence ou l’absence de substances toxiques nocives» ajoute Detlev Lohse.
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Le toximètre à daphnies de bbe Moldaenke permet de contrôler la toxicité de l’eau. (Photo: Watson-Marlow Fluid Technology Group)
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Le toximètre à daphnies
Le toximètre à daphnies de l’entreprise allemande exploite ce concept. Dans deux chambres de mesure, dix daphnies sont exposées à un flux de prélèvement s’écoulant en continu. Plusieurs pompes péristaltiques permettent de pomper la quantité d’eau optimale dans les chambres de mesure. Une caméra à dispositif de transfert de charge enregistre en continu le comportement de ces puces d’eau.
Plusieurs paramètres de comportement comme la vitesse, la direction ou la hauteur d’immersion sont analysés afin de détecter des déviations statistiques significatives. Cela permet de calculer ce qu’on appelle un indice de toxicité, qui évalue la qualité de l’eau en temps réel. Si cet indice dépasse la valeur de consigne, une alarme se déclenche immédiatement. «Nous savons alors que l’eau contient des substances toxiques. On peut ainsi couper tout de suite l’alimentation, afin de déterminer le type, la concentration, ainsi que la cause de la contamination», explique Detlev Lohse. Pour cela, on utilise généralement des méthodes d’analyses chimiques en aval.
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Trois pompes péristaltiques en parallèle pompent l’eau dans les chambres de mesure du toximètre.(Photo: Watson-Marlow Fluid Technology Group)
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Des composants soumis à d’importantes contraintes
Les pompes péristaltiques permettent de refouler dans les chambres de mesure, une quantité constante d’eau échantillonnée; dans le cas d’un toximètre à daphnies, celle-ci est de six litres par heure. Les appareils de mesure sont généralement utilisés en continu. Il en résulte que tous les composants, en particulier les pompes et le matériau du flexible, sont exposés à des contraintes élevées.
Les daphnies sont très sensibles aux modifications de la pression de l’eau. Pour maintenir une pression faible et constante, l’eau est pompée en permanence hors des chambres de mesure. Pour cette opération, on emploie également des pompes péristaltiques. Selon l’appareil, il est possible d’utiliser en continu jusqu’à quatre têtes de pompe sur un entraînement.
«Nos appareils fonctionnent souvent dans des conditions difficiles», indique Detlev Lohse. C’est pourquoi bbe Moldaenke attache une grande importance à la qualité et à la longévité de toutes les pièces et mise sur les produits de la société Watson-Marlow Fluid Technology Group pour ses pompes péristaltiques, ainsi que pour le matériau de ses flexibles.
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Le remplacement d’une tête de pompe n’est nécessaire qu’au bout de cinq ans.(Photo: Watson-Marlow Fluid Technology Group)
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Des têtes de pompe pour un fonctionnement continu
Des têtes de pompes péristaltiques OEM de type 314D Watson-Marlow sont utilisées dans le toximètre à daphnies, tout comme dans le toximètre à algues exploité de la même façon. La tête de pompe compacte garantit un débit précis et reproductible. Grâce à la technologie Flip-Top, il est possible de remplacer le flexible en quelques secondes, sans utiliser d’outil.
«Cette tête de pompe permet d’éviter quasiment toutes les erreurs de commande. Nos pompes sont spécialement conçues pour le fonctionnement en continu», explique Mariusz Kuchta, ingénieur commercial OEM chez Watson-Marlow. «En règle générale, une tête de pompe de ce type fonctionne plus de cinq ans sans devoir la remplacer» confirme Detlev Lohse.
La durée de vie d’un toximètre est généralement d’au moins dix ans. «Pendant une période aussi longue, il faut naturellement remplacer certaines pièces, comme l’entraînement, le flexible ou la tête de pompe, mais remplacer une tête de pompe au bout d’un an ou au bout de cinq ans, c’est complètement différent aux yeux de nos clients», ajoute Detlev Lohse.
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À propos de Watson-Marlow Fluid Technology Group
La société Watson-Marlow Fluid Technology Group, dont le siège est situé à Falmouth, en Cornouailles (Grande-Bretagne), est un leader mondial de pompes péristaltiques et sinusoïdales. Grâce à ses 60 ans d’expérience et d’expertise dans les secteurs du développement et du génie des procédés, cette entreprise est l’un des principaux spécialistes des pompes volumétriques et des technologies «Fluid-Path» correspondantes. Plus d’un million de pompes ont déjà été vendues dans pratiquement toutes les branches industrielles. Selon la gamme, les débits varient de quelques microlitres par heure à 100’000 l/h. La société possède sa propre production de flexibles de précision.
La société Watson-Marlow Fluid Technology Group est une filiale à part entière de la société Spirax-Sarco Engineering Group (LSE: SPX) qui emploie quelque 4800 personnes à l’échelle mondiale.
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bbe Moldaenke GmbH
D-24222 Schwentinental
Tél. +49 431 380400
www.bbe-moldaenke.de
Watson-Marlow GmbH
8702 Zollikon
Tél. 044 552 17 00
www.watson-marlow.com
