Gestion du risque légionelle - Quebec · Gestion du risque légionelle Légionelle et lesinstallationsà risque Lessystèmesde refroidissement : avantages/inconvénients L'origine

M. Merchat

1/54© M. Merchat Gestion risque légionelles & circuits TAR – si copie merci d’indiquer la source

M. MerchatKoSAMTI

« Légionelles et installations de refroidissement : gestion du risque»Formations tout métier

Expertises et tierce expertiseAppui technique Ministère environnement, France

[email protected]

Gestion du risque légionelle

Légionelle et les installations à risqueLes systèmes de refroidissement : avantages/inconvénients

L'origine des légionelles dans l’installationL’arbre de défaillance : les facteurs de risque

Le plan d’entretien : mise en œuvre des barrières (gestion du risque)Définitions (nettoyages, désinfection, curatif, préventif, correctif)Les différents procédés (physiques, chimiques, biologiques)Les stratégies de traitement (mode d’utilisation des procédés) Le plan de surveillance : les indicateurs et leur interprétation

Conclusion : sur le terrain 3 métiers



Les installations à risqueSystèmes hydriques artificiels = réservoirs

Réservoir Génération d’aérosols

Risque: C° �� de légionelles dans l’eau + Aérosols + exposition d’individus

Lé

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Réservoir Génération d’aérosols

Les circuits de distribution d’eau Douches, bains à remous, brumisateurs...

Les installations de refroidissement par dispersion d’eau dans un flux d’air

Tours de refroidissement

Les fontaines décoratives Aspersion

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Les lagunes d’épuration et leurs réacteurs

Aérateurs de surface

Réacteur

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Éléments de risque: circuit de refroidissement avec TAR

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Source

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Cible Vecteur

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Systèmes évaporatifsPulvérisation d’eau dans un flux d’air

L‘eau à refroidir est directement pulvérisée au niveau de la tour

dans le flux d’air

L‘eau à refroidir est dans un échangeur de chaleur.

L’eau du qui circule dans la tour est pulvérisé dans le flux d’air.

Les

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dans le flux d’air

Equipement à refroidir


est pulvérisé dans le flux d’air.

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Systèmes secsRefroidissement par convection

L’eau à refroidir passe dans un échangeur de chaleur en contact avec l'air. Echange eau/air au travers d’une batterie.

Les

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Équipement à refroidir

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L’eau à refroidir passe dans un échangeur de chaleur en contact avec l’air.Echange thermique amélioré par pré-humidification de l’air.

3 modes de pré-humidification:

Systèmes secs avec pré-humidification d’airRefroidissement par convection

Les

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Pulvérisation d’eau dans un flux d’air


Brumisation

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dans un flux d’air


Ruissellement d’eau sur un media

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SYSTEME SECS MIXTES HUMIDES

Pré-humidifiation air dits « Adiabatiques »

Evaporatifs

Comparaison des systèmes de refroidissement

Les

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Refroidissemt Convect°dits « Adiabatiques »

Mixtes

Brumisat° Pulvé Media Dispers° eau

flux d’air

Performance/ Conso. Élect.

Poids

Bruit

Réchauffemt

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Réchauffemt

air

Disséminat°aérosol

Conso Eau

Rejets chimique

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Radiateur DésinfectionT °C

70 27 secondes

Lors de choc thermiqueInactivation de 1000 ufc/l en:

Légionelles & température

L'o

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Bains à remous

Circuits de refroidissement

Douches

Eau chaude sanitaire

OptimumMultiplication active

Survie

70

60555045

35

27 secondes

2 minutes

20 minutes

6 heures

L'o

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Eau du robinetFontaine décorative

Humidificateur

Douches

Lagune, station d’épuration

Survie &Multiplication dans les organismeshôtes

2520

10

0

L'o

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Zoom dans l’installation

Micro-organismes dont Légionelles

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Matières en suspensions

Micro-organismes dont Légionelles

Dépôts des µorganismes sur toutes les surfaces en contact avec l’eau�� Formation de biofilm

L'o

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�� Formation de biofilm

Contamination récurrente de l’eau

• Protection vis à vis des traitements

• ProliférationL'o

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Prolifération des Légionellesdans les amibes

Amibe

Le biofilm grouille de vie…

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Amibe

Amibe enkystée

Cilié

Stockage des Légionellesdans des vésicules de ciliés

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Surface

Biofilm

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on

Limiter ou Éviter le relarguage

= « NETTOYER »

Arbre des défaillances

LIMITERDispersion Air

(aspiration)Nutriments

MES

GERER, NETTOYER, TRAITER…

L’a

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DétectionLégionellesdans l’eau

Biofilm

Barrière

Paregoutte

DésinfectionChoc

Lutte biofilm

� La Concentration« DESINFECTER »

Entrées eauAppoint, process…

MES

DépôtsTartre/corrosion

Matériaux

Etatde surface

L’a

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Fonctions supports � Maintenance� Formation� Traitement d’eau

Bras mortsSusceptible de recirculer

Marche/arrêt

Hydraulique

Matériaux

Procédés

L’a

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Schéma Merchat M. & Ricordel F, Print, n°48, 2011








Air (aspiration)

Entrées eau

Arbre des défaillances

Barrière Pare goutteNutriments

MES

Traitement eau

Implantation Plan d’entretien

Filtration

Désinfection oxydante

…

Le

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Biofilm


Tartre, Corrosion, Dégradation

Matériaux

Barrière Pare goutte

Etat surface

DésinfectionChoc

Lutte biofilmTraitement eau

Conception

Qualité apport eau Réduction OUCompaction

…

AT/AC

Le

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Marche/arrêt


Stagnationd’eau

Conception

Conception

Gestion

ProcéduresCirculation d’eau

régulière & adaptée

Le

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Le Biocide doit:

Désinfection efficace

Le

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Le Biocide doit:

� atteindre sa cible : la légionelle

� être en contact avec la légionelle pendant un temps suffisant

� faire des dégâts irréversibles pour la légionelle

Le

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Le

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Désinfectant

Efficacité de la désinfection …L

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Seules lesLégionelles accessiblessont affectées par le

désinfectant

Le

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Surface

désinfectant

Le

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Circulation d’eau permanente ou régulière

Principes d’action des procédés à effet tensioactif

Réduction du biofilmProcédé à effet « tensioactif »

Le

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Maintien d’un effet tensioactif

Le

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Début de l’effet tensioactif

Le « nettoyage » n’est pas immédiat

Le

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Compaction du biofilmAction mécanique de l’eau

Pour les installations ou l’effet tensio-actif est IMPOSSIBLE

Le

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Le

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� Circulation de l’eau régulière

� Éviter tout ce qui perturbe l’hydraulique

Le

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Stagnation d’eau liée à la conception

Identifier le danger: contamination de l’eau circulante

Hiérarchiser le risque:

Le

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Hiérarchiser le risque:

Volume d’eau stagnant susceptible de passer en circulation

Caractère prévisionnel ou aléatoire de la remise en circulation

Traitement préventif : stratégie & efficacité

Le

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Durée de la stagnation

Le

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Bras mort permanentPied de colonne

Stagnation d’eauConception

Le

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Le

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Eliminer le pied de colonneOU OU

Prévoir une purge en points bas & vidanger régulièrementRisque plutôt faible si pas de remise en suspension des dépôts

Pas de circulation d’eau Elimination des boues décantées

Le

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Ex: Raccordement d’extrémité de tube à angle droit

Le

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22/54© M. Merchat Gestion risque légionelles & circuits TAR – si copie merci d’indiquer la sourcevu norme XP E 38-424- 2012

D

Ex: Tuyauterie de contournement

Vers distributeurs

Vers bassin d’eau froide

Vidange des points bas


Le

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distributeurs d’eau froide

Le

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23/54© M. Merchat Gestion risque légionelles & circuits TAR – si copie merci d’indiquer la sourcevu norme XP E 38-424- 2012

Eau chaude

vanne

Le

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By pass


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� le mode de gestion dépend de la stratégie de traitement mise en oeuvre

Le

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L’équilibrage de plusieurs tours


Le

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Le

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� Très faible circulation = Risque faible� Gestion possible

Le

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Arrêt prolongéFormation de biofilmEx les pompes secours

Stagnation faible volume d’eauau regard du volume d’eau circulante

Le

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Procédé

à refroidir

Pompes

secours

Risque fort

Remise en serviced’un faible volume d’eau initialement à l’arrêt

Le

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à refroidir Risque fort si coïncide

avec défaillance traitementL

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Arrêt prolongé

Stagnation grand volume d’eauau regard du volume d’eau circulante

Le

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Procédé

à refroidir

Pompes

secours

Arrêt prolongéFormation de biofilm

Remise en serviceprogramméed’un important volume d’eau initialement à

l’arrêt

Arrêt d’une tour

Le

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à refroidir

Risque fortdans tous les

cas

l’arrêt

Arrêt d’une machineLe

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Essai ponctuelsEau stagnante

Stagnation grand volume d’eauau regard du volume d’eau circulante

Le

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Procédé

à refroidir

Pompes

secours

Eau stagnante

Remise en serviceprogramméed’un important volume d’eau initialement à

l’arrêt

Le

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à refroidir

Risque fortdans tous les

cas

l’arrêt

Vers GE1 fois/mois ou 1 fois/sem

Le

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Le plan d’entretien : mise en œuvre des barrières (gestion du risque)Définitions (nettoyages, désinfection, curatif, préventif, correctif)

Les différents procédés (physiques, chimiques, biologiques)Les stratégies de traitement (mode d’utilisation des procédés) Le plan de surveillance : les indicateurs et leur interprétation




o Type de Traitement

� Curatif : action ponctuelle pour rétablir une dérive

� Préventif: action permanente ou ponctuelle pour éviter une dérive

� Correctif: action pour éliminer un facteur de risque

Traitements Définitions

� Correctif: action pour éliminer un facteur de risque

o Effet

� Rémanent: persistance du traitement sur une durée

� Non rémanent: limité au lieu d’application

o Action

� Permanente: maintien d’une action dans la durée avec continuité

Déf

init

ion

s


� Ponctuelle: action choc limitée dans le temps, sans continuité

o Nettoyage : enlever des salissures, des dépôts

o Désinfection: tuer des micro-organismes accessibles

o Procédés chimiques ou physiques ou biologiques

Bilan hydrique: concentration et renouvellement d’eau

EVAPORATION D’EAU

Traitements

Facteur deConcentration

Salinité circuit/appoint

ENTREES D’EAUD

éfin

itio

ns


SORTIES D’EAU

Temps de renouvellement de l’eau du circuit

T1/2 = 0.7 V/P

Air (aspiration)

Entrées eau

Le traitement de l’eau: facteur de risque possible


MESµorganismes

Désinfection

continu



Biofilm



Matériaux


Etat surface

µorganismes

Désinfection

chocLutte biofilm

Antitartre anticorrosion

Effet tensio-actif

+ hydraulique

Le

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Marche/arrêt


Stagnationd’eau

Conditions de mises en œuvre !!

Le

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Procédés chimiques

Produits Désinfectiondétruit les µorganismes

Effet Tensio actif lutte contre biofilm

si hydraulique adaptéePréconisations

Biodispersant Biodétergent

NON OUI

PréventifEn permanenceCuratif protocolespécifique

BO

Dioxyde de chlore,Ozone, Electrolyse

OUI OUIPréventifEn permanenceEn curatif (certains -Le

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Electrolyse En curatif (certains -� corrosion)

autres OUI NON

BNO OUI

NON�ammonium

quaternaire =

effet légèrement TA

Curatif Préventif (pour certains types

d’installations)

Le

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és

Effet tensio-actifLutte contre le biofilm

PHASE 1: phase « critique »

- Nettoyage des surfaces- Contamination de l’eau circulante- Durée : plusieurs semaines

Phase « stabilisé »

- Lutte contre la reformation du biofilm- Maintien de l’épaisseur minimale

Épaisseur de

Biofilm

- Durée : plusieurs semaines - Maintien de l’épaisseur minimale

Le

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Temps

Biofilm

Début

Effet tensioactifPHASE 1 PHASE 2

maintient d’une épaisseur minimale seulement si effet permanent + hydraulique adaptée

Le

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és

Procédés chimiques

► Les tensio-actifs

Effet tensio-actifLutte contre le biofilm

• les biodispersants

• les biodétergents � formation de mousses possible

►Autres traitement à effet tensio actif

• 3 Biocides oxydants : Dioxyde de chlore, Electro-chloration, Ozone• Enzymes …?L

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• Enzymes …?

Procédés physiques• Système Magnétique

• Système Ultrason

• …

Le

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DésinfectionProcédés chimiques : Biocides oxydants

Injection de BO

� Abattement de la matière organique: nutriments

� Consommation du BO

Biocide oxydant actif résiduel

Le

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Désinfection Effet tensio-actif(pour 3 BO seulement)

Le

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roc

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és

DésinfectionProcédés chimiques : Biocides oxydants

ExemplesChlore, Brome, Bromochlorodimethylhydantoine (BCDMH) ...Dioxyde de chlore, procédés par électrolyse…Dioxyde de chlore, procédés par électrolyse…

Précautions d’utilisation Mesurer le résiduel (préventif ou curatif) Efficacité peut dépendre du pHRisque corrosion (+ ou – selon matériaux)

CommentairesLe

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roc

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és


CommentairesAnalysables sur site & en lignePrésence d’inhibiteur dans le flacons de prélèvements pour analysesPollution environnement (sous produits)

Exemples:

Le

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roc

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és

DésinfectionProcédés chimiques : Biocides non oxydants

La concentration efficace :

- dépend de la molécule choisie (voir fiche technique)- dépend des conditions de pH et température- est injectée par rapport au volume du circuit

80

100

% Efficacité

ConcentrationefficaceSous dosage

inefficaceSurdosageinutile

- est injectée par rapport au volume du circuit

Le

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0

20

40

60

Concentration en biocide mg/l

% Efficacité

Le

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roc

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és

DésinfectionProcédés chimiques : Biocides non oxydants

ExempleExemples: DiBromoNitriloPropionAmide (DBNPA), Isothiazolones,

Glutaraldéhyde, Ammonium quaternaire, Glutaraldéhyde, Ammonium quaternaire,

tetrakishhydroxymethylphosphonium sulfate (THPS)…

Précautions

� Vérifier l’injection (pas de mesure de résiduel) � Stabilité de la molécule dépend du pH� Interaction possible avec BO� Injection le plus rapide possibleL

es

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� Injection le plus rapide possible

Commentaires� Utilisation en curatif� Pollution (� en présence de BO)

Le

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DésinfectionProcédés Physiques

o Désinfection � UV: si amont de la dispersion (pas de rémanence), encombrement

� Température (sidérurgie…)� Température (sidérurgie…)

o Effet combiné (désinfection + biofilm ) ?� Champs magnétique

� Ultra sons

� …

Le

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Le

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Le plan d’entretien : mise en œuvre des barrières (gestion du risque)Définitions (nettoyages, désinfection, curatif, préventif, correctif)Les différents procédés (physiques, chimiques, biologiques)

Les stratégies de traitement (mode d’utilisation des procédés) Le plan de surveillance : les indicateurs et leur interprétation




Stratégie de traitement et risque

Selon le type d’installationDésinfection en chocs

préventif Réduction du biofilm Compaction biofilm

Le

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Curatif : BNO Curatif : BNOLes

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BNOpréventif

Hydraulique

�

Curatif : BNO

Hydraulique

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Curatif : BNOLes

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A noter: Protection du personnel

o Protection contre l’exposition aux aérosolso Protection contre l’exposition aux aérosols

� Masques adaptés aux travaux effectués

o Protection contre les produits chimiques

� Gants, lunettes, combinaisons étanche (usage unique), bottes si opération de nettoyage et désinfection.

� Rince œil


o Signalisation




Le plan d’entretien : mise en œuvre des barrières (gestion du risque)Définitions (nettoyages, désinfection, curatif, préventif, correctif)Les différents procédés (physiques, chimiques, biologiques)Les stratégies de traitement (mode d’utilisation des procédés)

Le plan de surveillance : les indicateurs et leur interprétationConclusion : sur le terrain 3 métiers



Plan d’entretien & Plan de surveillance

Air (aspiration)

Entrées eau


Implantation

NutrimentsMES

Plan de surveillance

Traitement eau

Observation

Analyses

Entretien

Analyses

Etat

Le

pla

n d

e su

rvei

llan

ce


BiofilmBiofilmBiofilmBiofilm



Matériaux


DésinfectionChoc

Lutte biofilm

Traitement eau

Conception

Qualité/ traitement eau Réduction OUCompaction

Etat surface

Analyses

Analyses

Analyses

Analyses

Enregistrement

Vérification

Le

pla

n d

e su

rvei

llan

ce



Marche/arrêt


Conception

Gestion

Stagnationd’eau Circulation

d’eau régulière

Identification

Etude & gestion

Enregistrement

Enregistrement

Compétence

Analyses

Le

pla

n d

e su

rvei

llan

ce

schéma d’après Merchat M. & Ricordel F, Print, n°48, 2011

Indicateur de surveillance

Un résultat de mesure

Le

pla

n d

e su

rvei

llan

ce

Une mesure = 1 prélèvement + 1 analyse

Un résultat de mesure est un outil d'aide à la décision pour l'exploitant

sous certaines conditions

Le

pla

n d

e su

rvei

llan

ce


fiabilitéreprésentativité

pertinence

Le

pla

n d

e su

rvei

llan

ce

Lieu de prélèvement représentatif du risqueinfluence du type d’installation

Circuit avec eausans contact direct

Circuit avec eauen contact direct

Le

pla

n d

e su

rvei

llan

ce

P

A

P

A

sans contact directavec le process

en contact direct avec le process

Le

pla

n d

e su

rvei

llan

ce


PROCESSBASSINÉquipement

à refroidir

Le

pla

n d

e su

rvei

llan

ce

Représentativité Influence de la stratégie de traitement

Le

pla

n d

e su

rvei

llan

ce

Biofilm compactou réduit en épaisseur

Biofilm élastiquePas de gestion Le

pla

n d

e su

rvei

llan

ce


ou réduit en épaisseurPas de gestion

La contamination aléatoire de l’eau est issue du biofilmC’est pourquoi:

• 2 prélèvements consécutifs peuvent être différents• Il faut 1 seul prélèvement divisé en deux pour comparaison

Le

pla

n d

e su

rvei

llan

ce

Les indicateurs biologiques… ce qu’ils mesurent

…

…

Protozoaires

Le

pla

n d

e su

rvei

llan

ce

Légionelles

Germes36°C

…

Algues

…

…Culture

CulturePCR

Protozoaires

amibes

ciliés …

ATP

Le

pla

n d

e su

rvei

llan

ce


Bactéries hétérotrophes

BSR Germes22°C

36°C

…

…CulturePCR

Le

pla

n d

e su

rvei

llan

ce

ATP: Adénosine triphosphate, molécule énergie des organismes vivantsPCR: Polymérase chaine réaction –méthode d’analyse du matériel génétique des légionelles

Légionelles… détection de ses formes de vie

Le

pla

n d

e su

rvei

llan

ce

PCR

?

?

Viable cultivable

Viable non cultivable

Morte

Intra amibes/ciliés

Intra granules

?

culture

v PCR

?

Le

pla

n d

e su

rvei

llan

ce


PCR

culture

v PCR

Corrélation difficile (voire impossible) entre les différentes méthodes d’analysesRisque légionelle: sous estimé ou sur estimé

Le

pla

n d

e su

rvei

llan

ce

Valeur cible - Valeur d’alerte - Action

Identification des facteurs de risqueMicro-

Organismesdans l’eau

Le

pla

n d

e su

rvei

llan

ce Action mise en œuvre (barrière)

Choix d’un indicateur

Mesure de l’indicateur(méthode, fréquence)

Définition d’une Valeur cibleValeur d’alerte ou seuil d’action : au-delà tout résultat constitue une dérive

Temps

Épaisseur du

Biofilm

EFFET

TENSIO

ACTIF

Phase

critique

Phase

stabilisée

dans l’eau

Le

pla

n d

e su

rvei

llan

ce


Valeur d’alerte ou seuil d’action : au-delà tout résultat constitue une dérive

Action curative en cas de dérive (procédure)

Retour à la valeur cible

Le

pla

n d

e su

rvei

llan

ce




Le plan d’entretien : mise en œuvre des barrières (gestion du risque)Définitions (nettoyages, désinfection, curatif, préventif, correctif)Les différents procédés (physiques, chimiques, biologiques)Les stratégies de traitement (mode d’utilisation des procédés)

préventif, curatif, installation en service et à l’arrêtLe plan de surveillance : les indicateurs et leur interprétation


Le plan de surveillance : les indicateurs et leur interprétationConclusions

Air (aspiration)

Entrées eau

Gestion du risque légionelle: les intervenants


MES

Traiteurs d’eauGestionnaire techniqueUtilisateur de l’installationOrganismes autres…



Biofilm



Matériaux


Etat surfaceC

on

clu

sio

ns

Organismes autres…



Marche/arrêt


Stagnationd’eau

Conclusion: gestion du risque légionelle = 1 métier

MainteneurMainteneurGestionnaire technique

Exploitant Production

Traiteur d’eau

☺

Co

nc

lus

ion

s


☺= Gestion risque légionelle☺ Nécessité d’intégrer toutes les données

Documents

Gestion du risque légionelle - Quebec · Gestion du risque légionelle Légionelle et lesinstallationsà risque Lessystèmesde refroidissement : avantages/inconvénients L'origine