Microbiologie des fluides d’usinage

Les micro-organismes peuvent être définis comme des organismes vivants qui peuvent uniquement être perçus à l’aide d’un microscope. Le monde microbien est empreint d’une diversité considérable et se compose d’organismes uni- et multicellulaires. Les bactéries et les champignons sont les plus intéressants dans les fluides d’usinage.

Les bactéries

Les bactéries sont un grand groupe d’organismes unicellulaires qui font généralement quelques micromètres de long. Il en existe des milliers d’espèces connues sur terre et elles peuvent occuper chaque type d’habitat sur la planète et représentent une bonne partie de la biomasse de la planète.

Bacteria
Bacteria

Bactéries habituellement retrouvées dans les fluides d’usinage

  • Pseudomonas oleovorans
  • Pseudomonas aeruginosa
  • Achromobacter sp
  • Escherichia coli
  • Staphylococcus sp
  • Bacillus cereus
  • Clostridium sp
  • Desulfovibrio sp (SRB)

Comme toutes les espèces vivantes, les bactéries dépendent d’une source d’énergie (la lumière, une substance chimique) et d’une source en carbone (des composés organiques, CO2) pour leur métabolisme. Les bactéries ont également besoin de nutriments et de conditions favorables comme le pH et la température pour proliférer. Ces conditions varient en fonction du type de bactéries ;

  • Bactéries aérobies – ont besoin d’oxygène
  • Bactéries anaérobies – n’ont pas besoin d’oxygène

Les bactéries anaérobies englobent les bactéries réductrices de sulfates (SRB) à qui l’on peut attribuer l’odeur fétide d’« œuf pourri ». Elles peuvent également occasionner des taches brunes graves sur les machines et les pièces.

Croissance et prolifération des bactéries

Bacterial growth versus Time

Dans des conditions optimales, les bactéries peuvent se diviser toutes les 10 à 20 minutes générant une croissance logarithmique jusqu’à atteindre le maximum de la densité de population soutenable (biomasse).

Formation d’un biofilm

Un biofilm se forme lorsque les bactéries s’attachent à une surface et qu’elles ne sont pas perturbées. Un polymère est alors sécrété ; il piège d’autres microbes et particules, formant ainsi un film. Ce film contient un mélange de micro-organismes, notamment des bactéries aérobies et anaérobies dans un environnement très stable qui est extrêmement difficile à pénétrer.

Champignons, levures et moisissures

Les champignons et les moisissures sont des organismes multicellulaires de grande taille en comparaison aux bactéries (>2цm).

La contamination fongique peut poser problème, car elle génère tant de la biomasse que des toxines. L’accumulation de biomasse peut être particulièrement problématique étant donné qu’elle va constituer un tapis qui devra être retiré physiquement. Les champignons peuvent se nourrir des minerais dans l’eau ; ainsi, si possible, l’eau « d’appoint » idéale pour les fluides d’usinage est donc désionisée.

Fungus

Parmi les types habituels de levures et de champignons retrouvés dans les fluides d’usinage figurent:

  • Aspergillus sp
  • Acremonium sp
  • Candida albicans
  • Penicillium sp
  • Geotrichum candidum
  • Trichoderma sp

Les levures sont des champignons unicellulaires qui peuvent être aérobies et anaérobies. Les levures préfèrent les environnements au pH neutre ou légèrement acide.

Biodétérioration des fluides d’usinage

Un fluide d’usinage typique peut comporter divers composés organiques comme des acides gras, des esters, des agents de surface, des composés sulfurés et phosphatés et des polluants comme de l’huile étrangère. Ils peuvent tous fournir la nutrition idéale pour les bactéries, ce qui a une incidence significative sur la performance du fluide.

Caractéristiques d’émulsion

L’activité microbienne peut changer les caractéristiques d’émulsion soit en accroissant la formation de mousse, soit en fractionnant l’émulsion en raison de la production d’acides organiques et d’agents de surface biologiques.

Performances du fluide

Les micro-organismes peuvent métaboliser les additifs lubrifiants qui sont ensuite dégradés et fractionnés, ce qui débouche sur une perte ou une baisse de leur fonctionnalité.

Inhibition de la corrosion

Les microbes peuvent avoir une incidence sur les propriétés de corrosion des FU en générant des acides organiques et des enzymes qui s’attaquent aux surfaces métalliques.

Esthétique – Odeur et boue

Le phénomène bien connu de l’odeur du lundi matin est le résultat du métabolisme microbien. Cela débouche sur la génération d’acides organiques et d’aldéhydes aux odeurs caractéristiques et de gaz plus puissants comme le sulfure d’hydrogène. Ces gaz peuvent s’accumuler lors d’une interruption et sont libérés dès que le fluide peut circuler à nouveau.

Effets sur la santé

Parmi les risques pour la santé que représentent les micro-organismes dans les fluides d’usinage figurent les infections, les réactions aux toxines et les réactions allergiques. Ce risque peut être considérablement accru en présence de blessures mal soignées, comme des coupures et des égratignures. Une bonne hygiène personnelle et les EPI adaptés sont toujours recommandés.

Surveillance des conditions

Observations

Les mauvaises odeurs et les résidus boueux sont des indicateurs clairs d’une activité microbiologique. Le regroupement d’huiles étrangères peut favoriser la prolifération des bactéries et il faut redoubler d’efforts pour les retirer. Une inspection visuelle est requise pour détecter une mauvaise hygiène et du désordre. En effet, des flaques de liquide, une accumulation de déchets et une mauvaise hygiène personnelle vont exacerber tout cas de contamination microbienne.

Tests microbiologiques

Le moyen le plus habituel d’établir la présence de contamination microbiologique est de prélever un échantillon du fluide ou de la surface et de le cultiver sur un support (Agar).

L’utilisation de sondes préfabriquées est une méthode simple et pratique. Elles contiennent de l’agar de chaque côté et en fonction du type de sonde permettent la croissance des bactéries d’un côté (identifié au moyen de plaques rouges) et de champignons et levures de l’autre.

 

bacterial vs fungal growth

Il convient de noter que l’analyse des bactéries anaérobies est limitée en raison de la présence d’oxygène ; cependant, cela ne signifie pas qu’il n’y en a pas.

Interpréter le niveau de contamination microbiologique

Vous trouverez ci-après des explications pour savoir quand un niveau de contamination est considéré comme significatif et quelle mesure est conseillée;

Niveau de contamination
UFC = unités formant colonies par gramme ou cm³
<10³ légère contamination
La contamination est maintenue à un niveau faible ; les fluides devraient être suivis en cas de prolifération continue.
<10⁴ contamination modérée à élevée
Il est recommandé d’ajouter un biocide pour réduire ou limiter la prolifération microbienne.
<10⁶ contamination élevée
Des mesures immédiates doivent être adoptées. Certes, un biocide peut réduire/limiter la contamination, cependant, à long terme, la vidange et le nettoyage sont conseillés.

Pour maîtriser ou réduire le taux de croissance bactérienne;

  1. Sélectionnez un produit aux caractéristiques bio stables – Q8 Baroni, Q8 Berlioz et Q8 Brunel.
  2. Stérilisez votre machine avant d’utiliser un nouveau fluide.
  3. Veillez au respect des bonnes procédures de mélange.
  4. Veillez à ce que les machines soient aussi propres que possible en retirant régulièrement les copeaux et les éclats.
  5. Retirez la contamination d’huile – « Huile étrangère ».
  6. Veillez à ce que les concentrations de fluide respectent les paramètres recommandés.
Matthew Bloomer

De notre expert Matthew Bloomer

De formation chimiste, Matthew a rejoint Q8Oils en 2008, en qualité d'expert des fluides de Travail des Métaux (solubles), de par son experience et son cursus plus spécifiquement sur les aspects microbiologie et biocides.

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