7.0 LE DÉGRAISSAGE ET LE NETTOYAGE DES SURFACES MÉTALLIQUES

7.2 Produits de substitution

7.2.8 Terpènes

Description Les terpènes sont des agents dégraisseurs dont l'usage se répand de plus en plus. Un des terpènes le plus utilisé aujourd'hui est le d-limonène, un extrait de pelures d'agrumes. Ce sont de très bons solvants pour les graisses lourdes, les salissures huileuses et les huiles carbonisées. Leurs valeurs Kb varient d'approximativement 65 à l'état pur jusqu'à plus de 500 pour certaines préparations (Anonyme,1993c ; (Terpene Technologies Inc.,1994a , Terpene Technologies Inc.,1994b ); USEPA,1989a ). Le risque d'incendie varie d'un produit à l'autre : bien que le point d'éclair du d-limonène soit de 53ºC, celui des préparations commerciales à base de terpinéol dépasse 93ºC (Energy Pathways Inc., 1993 ). Le d-limonène est classé dans le groupe 3 du CIRC, c.-à-d. non classable quant à sa cancérogénicité pour l'humain (IARC, 1993 ).

Le lecteur est référé aux publications de Karlberg, de l'IARC et du USEPA pour une revue exhaustive des propriétés toxicologiques du d-limonène (Karlberg, 1993 ; IARC, 1993 ; USEPA, 1994d ).

Les terpènes peuvent remplacer les solvants chlorés, les alcools, les cétones et les hydrocarbures aromatiques (Energy Pathways Inc., 1993 ). À titre d'exemple on a rapporté l'utilisation de terpènes pour le dégraissage dans les situations suivantes (Anonyme,1993c )

nettoyage des composés de polissage;

nettoyage des laques et caoutchoucs de masquage (de concert avec le trempage ou l'agitation aux ultrasons);

nettoyage de la calamine des turbocompresseurs automobiles;

décalaminage des bougies d'allumage;

nettoyage des encres;

nettoyage des pâtes de polissage et de meulage;

préparation des surfaces;

nettoyage des machines;

nettoyage de pièces avant la projection au plasma.

Le Tableau 7.3 présente quelques exemples de préparations de terpènes disponibles sur le marché et une description de leurs usages.

Mode d'utilisation Le nettoyage aux terpènes est effectué de diverses manières : immersion, aspersion et essuyage. Le recours à l'agitation aux ultrasons rehausse leur pouvoir nettoyant. Plusieurs préparations sont à base d'eau de sorte qu'il est recommandé de rincer les pièces à l'eau tiède après le nettoyage (Terpene Technologies Inc.,1994a , Terpene Technologies Inc.,1994b ).

Avantages À cause de leurs tensions de vapeur faibles et points d'ébullition élevés (typiquement supérieur à 100ºC), la perte par évaporation à l'emploi est minimale (Anonyme,1993c ; Terpene Technologies Inc.,1994a ). Certains auteurs considèrent que le d-limonène est biodégradable (Energy Pathways Inc., 1993 ). Par contre le USEPA estime que cette substance devrait être stable dans l'eau parce que sa structure ne contient pas de fonction chimique hydrolysable et que le cycle de type cyclohexene qui la caractérise est connu pour être résistant à l'hydrolyse (USEPA, 1994d ). Néanmoins, l'agence américaine juge cette substance très peu toxique pour les oiseaux sur une base subaiguë par voie alimentaire et légèrement toxique chez le poisson d'eau douce et les invertébrés sur une base aiguë. Elle considèrent également cette substance très peu toxique chez les mammifères d'après les essais effectués chez le rat.

Désavantages Les terpènes sont classés comme COV (Energy Pathways Inc.,1993 ; USEPA,1989a ). Le d-limonène s'oxyde à l'air libre et ses produits d'oxydation sont de puissants sensibilisateurs cutanés

(Karlberg, 1991 ; Karlberg, 1994 ). Les effluents générés lors du nettoyage des huiles aliphatiques à haut poids moléculaire ne sont pas recyclables, puisque ces huiles sont difficilement séparées des autres composants des effluents (USEPA,1989a ). En général, les terpènes ne sont pas récupérés par distillation, à cause de leurs points d'ébullition qui se situent aux alentours de 170ºC (USEPA,1989a ). Leur faible tension de vapeur nécessite un temps de séchage prolongé. Le terpinéol est peu soluble dans l'eau, rendant le rinçage problématique (Energy Pathways Inc., 1993 ).

Performance Brown rapporte les résultats d'une série d'études de faisabilité de remplacement du 1,1,1-trichloroéthane et du méthanol pour le nettoyage de pièces en cobalt/molybdène ou en titane respectivement (Brown,1992 ). Comme le but du nettoyage était de préparer les pièces pour le dépôt au plasma d'un alliage de titane, il fallait un solvant qui laisse une surface non seulement propre mais aussi adhérente. Le solvant mis à l'essai était le DuSqueeze (MD) (DuBois Chemicals Inc.), un mélange d'agents tensioactifs et de 25 % (p/p) de d-limonène.

Les revêtements appliqués sur les pièces de titane nettoyées au DuSqueeze (MD) ont affiché une résistance moyenne à la rupture 40 % plus élevées que celle des pièces nettoyées au méthanol. Quant aux revêtements appliqués sur les pièces en cobalt/molybdène, leur résistance moyenne à la rupture était de 9 % en deçà de celles nettoyées au 1,1,1-trichloroéthane. Dans tous les cas, aucun résidu de DuSqueeze (MD) n'a été détecté sur les pièces nettoyées. L'implantation de ce système de nettoyage a exigé l'installation des nouveaux équipements suivants :

bain ultrasonique chauffé;

système de déionisation de l'eau;

bain en acier inoxydable;

chaufferette immergée;

pistolet chauffant.

Coûts En 1989, les terpènes coûtaient trois à cinq fois plus que les solvants chlorés (USEPA,1989a ).

Au cours de l'étude de faisabilité citée ci-dessus (Brown,1992 ), une analyse formelle coûts-bénéfices de l'implantation d'un système de nettoyage à base de terpènes a été réalisée. Bien que les chiffres utilisés ne soient pas nécessairement directement applicables au contexte québécois de 1994, il est frappant de constater les économies associées à ce cas de substitution, présentées au tableau 7.4 .