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ORGANISATION MARITIME INTERNATIONALE 4 ALBERT EMBANKMENT LONDRES SE1 7SR Téléphone: 020 7735 7611 Télécopieur: 020 7587 3210

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Réf. TS/1.01

MEPC.1/Circ.677

22 juillet 2009

GUIDE POUR LE DIAGNOSTIC DES CONTAMINANTS DANS LES EAUX DE CALE POLLUÉES DANS LE CADRE DE L'ENTRETIEN, L'EXPLOITATION ET LE

DÉPANNAGE DES SYSTÈMES DE TRAITEMENT DES EAUX DE CALE 1 À sa cinquante-neuvième session (13 - 17 juillet 2009), le Comité de la protection du milieu marin a noté les résultats des délibérations menées, lors de la cinquante-deuxième session du Sous-comité de la conception et de l'équipement du navire, au sujet du projet de guide pour le diagnostic des contaminants dans les eaux de cale polluées dans le cadre de l'entretien, de l'exploitation et du dépannage des systèmes de traitement des eaux de cale, élaboré par l�Institute of Marine Engineering, Science and Technology (IMarEST) et, en particulier, il a noté que, de l�avis du Sous-comité, le Guide pourrait constituer un excellent outil pour aider les membres de l'équipage affectés à la chambre des machines à satisfaire aux prescriptions de MARPOL. 2 Le Comité a noté aussi que, en vue d'affiner le texte actuel, un examen plus approfondi serait utile et devrait être effectué par le Sous-comité DE. Toutefois, ayant reconnu l�utilité des renseignements contenus dans le Guide lorsqu�il s�agissait de traiter les problèmes les plus courants en matière d'entretien et d'exploitation de ces systèmes, lesquels pouvaient être à l'origine de défaillances du matériel, le Comité a décidé de diffuser le Guide (MEPC 59/24, paragraphes 10.28 et 10.29), dont le texte figure en annexe, sous couvert d�une circulaire MEPC à l�intention de tous ceux qui étaient chargés, dans les ports ou à bord des navires, d�exploiter et d�entretenir les systèmes de traitement des eaux de cale polluées. 3 Les Gouvernements Membres sont invités à porter la présente circulaire à l'attention de toutes les parties intéressées, en particulier le personnel navigant à bord des navires battant leur pavillon.

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MEPC.1/Circ.677


ANNEXE

GUIDE POUR LE DIAGNOSTIC DES CONTAMINANTS DANS LES EAUX DE CALE

POLLUÉES DANS LE CADRE DE L'ENTRETIEN, L'EXPLOITATION ET LE DÉPANNAGE DES SYSTÈMES DE TRAITEMENT DES EAUX DE CALE

Objectifs Pour garantir qu'il est satisfait aux prescriptions de MARPOL, un séparateur d'eau et d'hydrocarbures fonctionnant correctement est nécessaire. Le séparateur contrôle les rejets à la mer en cours d'exploitation des eaux résiduaires qui s'accumulent dans les locaux de machines. Afin de gérer au mieux les eaux de cale et les déchets d'hydrocarbures à bord des navires, il est nécessaire de connaître le fonctionnement du matériel pour la séparation de l'eau et des hydrocarbures ainsi que les déchets produits à bord et accumulés dans les eaux de cale. Le présent guide décrit une procédure en six étapes qui vise à diagnostiquer les contaminants présents dans les eaux de cale. Il recommande des méthodes pour empêcher les contaminants de se mêler aux eaux de cale et pour éliminer les contaminants qui empêchent le bon fonctionnement d'un séparateur. Structure du guide

Le guide fournit des renseignements essentiels pour comprendre quels contaminants peuvent se mêler aux eaux de cale et pour déterminer leur origine. Les sources de contaminants sont représentées sur un diagramme simple. Le guide explique comment diagnostiquer la présence de contaminants, en utilisant un arbre de décision pour la recherche de pannes et une procédure de diagnostic en six étapes, décrit dans les six annexes. Il contient aussi une description des techniques d'analyse chimique et physique. Pour finir, on trouvera la description de mesures préventives et rectificatives ou correctives recommandées. Pour faciliter l'utilisation du présent guide, des éléments de théorie élémentaire figurent dans trois appendices. Appendice I : Fonctionnement théorique des détecteurs d'hydrocarbures Appendice II : Techniques de diagnostic Appendice III : Principales mesures préventives, rectificatives et correctives recommandées Les applications spécifiques des techniques de diagnostic sont détaillées dans les six annexes relatives à l'arbre de décision. Ces six annexes contiennent la procédure en six étapes permettant de diagnostiquer les contaminants dans les eaux de cale. Les annexes font aussi référence aux appendices où figurent davantage de renseignements et des recommandations sur les mesures rectificatives et/ou préventives recommandées. Annexe 1 : Dépannage du détecteur d'hydrocarbures en cas de mauvais fonctionnement dû aux

contaminants (détecteurs à diffusion de lumière/détection de la turbidité) Annexe 2 : Détection des détergents et des solvants Annexe 3 : Détection des émulsions Annexe 4 : Détection des particules : matières biologiques, suie et rouge de fer (composés

d'oxydes de fer) Annexe 5: Irisations d'hydrocarbures après le traitement (séparateur) Annexe 6: Détecter les hydrocarbures et les émulsions d'hydrocarbures : contaminants

multiples et/ou défaillances mécaniques

MEPC.1/Circ.677 ANNEXE Page 2


L'utilisation du présent guide donnera de bons résultats seulement si les points suivants sont respectés : sensibilisation des membres de l'équipage et du personnel à terre, fonds adéquats pour l'entretien, formation, modernisation et actualisations; respect des procédures d'entretien et d'exploitation données par le fabricant et soin porté aux détails; et surveillance, communications et supervision rigoureuses. Généralités Plusieurs techniques et produits destinés au traitement des eaux de cale sont disponibles dans le commerce et sont approuvés pour être utilisés à bord des navires afin de séparer les déchets d'hydrocarbures des eaux de cale. Un système classique de traitement des eaux de cale peut être composé des éléments suivants : une ou plusieurs caisses de stockage; une caisse de décantation pour le traitement préalable; un séparateur d'eau et d'hydrocarbures (OWS); un traitement secondaire après le séparateur et/ou des dispositifs de traitement de finition; et un détecteur d'hydrocarbures (OCM). Malheureusement, bon nombre de ces systèmes élémentaires de traitement des eaux de cale ne sont pas en mesure de traiter des mélanges qui contiennent les contaminants actuellement présents à bord des navires. Bien que les systèmes récents et les systèmes plus élaborés puissent en théorie traiter la plupart de ces contaminants, des problèmes persistent en matière de traitement des eaux de cale. Le détecteur d'hydrocarbures est un élément critique pour le bon fonctionnement du système de traitement des eaux de cale. Il contrôle le rejet des eaux de cale traitées provenant du séparateur et garantit que l'eau rejetée ne contient pas plus de 15 parts d'hydrocarbures par million. Les détecteurs d'hydrocarbures sont conçus pour détecter les particules d'hydrocarbures dans les eaux de cale, mais ils peuvent aussi détecter d'autres types de particules. Les détecteurs plus récents sont construits conformément à la résolution MEPC.107(49) de l'Organisation maritime internationale (OMI). Ils sont conçus spécifiquement pour détecter les particules d'hydrocarbures dans des émulsions et empêcher leur rejet. Une limite de conception de la plupart des détecteurs d'hydrocarbures vient du fait que leur capacité à faire la distinction entre des particules d'hydrocarbures et d'autres particules est restreinte. Les détecteurs plus anciens, conformes à la résolution MEPC.60(33), détectent difficilement les émulsions d'hydrocarbures. Les détecteurs plus récents, conformes à la résolution MEPC.107(49), disposent de réglages plus fins qui leur permettent de détecter les émulsions et les particules d'oxyde de fer. La plupart des détecteurs restent toutefois limités lorsqu'il s'agit de faire la distinction entre les hydrocarbures et leurs émulsions et certaines particules et les émulsions autres que d'hydrocarbures. (Voir à l'appendice I une étude de la théorie du fonctionnement des détecteurs). Lorsque les eaux de cale traitées sont fortement chargées en particules, les détecteurs d'hydrocarbures empêchent souvent le rejet des eaux de cale traitées. Dans ce contexte, il est primordial de déterminer quels contaminants, quelles particules et quels produits chimiques particulaires et émulsifiants sont présent dans les fonds. La mauvaise connaissance des contaminants qui existent à l'heure actuelle reste un obstacle au bon fonctionnement des systèmes de traitement des eaux de cale et à leur dépannage. De plus, de nombreux manuels des fabricants portant sur l'entretien, l'exploitation et le dépannage ne traitent pas convenablement du problème majeur des contaminants et n'insistent pas sur la nécessité d'une gestion adaptée des eaux polluées et des eaux de cale à bord du navire. Des pratiques incorrectes de gestion des eaux de cale constituent un des éléments les plus importants des problèmes qui peuvent entraîner des défaillances du matériel. Le présent guide fournit les fondations sur lesquelles édifier les qualifications permettant d'identifier les contaminants des eaux de cale, en même temps que des techniques de diagnostic et de dépannage des systèmes de traitement des

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eaux de cale. Les sources de contamination des eaux de cale et les techniques d'identification d'éventuels contaminants sont présentées à l'intention des mécaniciens de marine pour les aider à prévenir et diagnostiquer les défaillances des systèmes. Un arbre de décision pour le diagnostic des systèmes de traitement des eaux de cale exploités dans toutes les conditions envisageables à bord des navires est fourni en vue de résoudre les problèmes les plus courants du système. L'arbre de décision est annoté et inclut des méthodes de diagnostic détaillées et des mesures rectificatives ou correctives recommandées pour les situations exceptionnelles aussi bien qu'habituelles. L'arbre de décision est conçu pour être utilisé par les mécaniciens à bord du navire (du 4ème mécanicien au chef mécanicien) et les équipes techniques d'appui à terre. Il ressort d'entretiens avec des exploitants de navires, des mécaniciens de marine et d'autres personnes que davantage d'informations sont nécessaires pour prendre des décisions écologiquement rationnelles et d'un bon rapport coût-efficacité (coût du cycle de vie) en matière de conception, d'acquisition, d'exploitation et d'entretien des séparateurs d'eau et d'hydrocarbures et des composants connexes (à savoir le système de traitement des eaux de cale). L'arbre de décision pour le diagnostic et le dépannage permettra aussi aux mécaniciens de marine et au personnel à terre chargé de la gestion de décider, en connaissance de cause, quelles options choisir en matière de traitement des eaux de cale. Ces options consistent notamment à moderniser ou à actualiser le matériel ou à recourir à d'autres pratiques en matière de gestion des eaux polluées et des eaux de cale, notamment la réduction au minimum des contaminants. Celle-ci est directement liée aux pratiques en matière d'entretien, de nettoyage et d'exploitation de tous les équipements et systèmes présents dans un local de machines. Le volume de déchets d'hydrocarbures à séparer comme le volume d'eau accumulée dans les fonds sont des points essentiels pour garantir la bonne gestion des eaux de cale. Si un exploitant de navire ne tient pas compte d'une production excessive de déchets d'hydrocarbures associée directement à l'entretien, au nettoyage et à l'exploitation des équipements et aux systèmes présents dans les locaux de machines, l'usure normale des systèmes de traitement des eaux de cale et les risques de défaillance peuvent être accrus. Des quantités excessives d'eau propre accumulées dans les fonds augmentent aussi les risques de défaillance. Une analyse et un examen plus détaillés de ces sujets n'entrent pas dans le champ d'application du présent guide. Diagnostiquer les contaminants dans les eaux de cale polluées La figure 1 est donnée à titre d'exemple. Elle représente un organigramme indiquant plusieurs sources (parmi les nombreuses existantes) de contamination ayant entraîné une défaillance du système de traitement des eaux de cale. Les contaminants comprennent, sans s'y limiter : les déchets d'hydrocarbures, les solvants, les détergents, les particules d'oxyde de fer (rouille ou rouge de fer), la suie provenant de la chambre des machines et les contaminants "biologiques". Les contaminants biologiques sont les produits issus de la décomposition bactérienne et microbienne, présente dans les eaux usées et due à la prolifération bactérienne dans les fonds et les tuyaux. À bord d'un navire de type classique, les principales sources de contamination des eaux de cale et des caisses de stockage des eaux de cale incluent :

.1 les refroidisseurs en aval des moteurs diesel (eau propre); .2 les boues issues de la décantation/de la vidange par le fond des caisses à égouttures

et des caisses à boues. Purification de l'huile de graissage et du fuel-oil (eaux polluées);

.3 les caisses de stockage et de décantation du fuel-oil (eaux polluées);



.4 la filtration de l'huile de graissage et du fuel-oil (hydrocarbures); .5 les fuites provenant des machines; .6 les condensats des compresseurs d'air et des circuits d'air comprimé; .7 les fuites provenant des presse-étoupes des pistons du moteur diesel et de l'arrosage

de la face interne des pistons (moteurs diesel lents uniquement); .8 les purges des condensats/de l'eau pour les chaudières (différente de l'eau de

refroidissement des pistons car elle contient d'autres types de produits chimiques (par exemple, des solvants), qui posent d'autres problèmes);

.9 le lavage du matériel et de la chambre des machines; .10 l'eau du lessivage de l'économiseur; .11 l'eau de mer/eau douce de refroidissement (source potentielle de contaminants

biologiques); .12 la mousse pour l'extinction des incendies; .13 les produits chimiques pour le traitement de l'eau; .14 le fluide de refroidissement des moteurs; .15 les purges des eaux grises; .16 les fuites et débordements du circuit sanitaire; et .17 les condensats des circuits de climatisation et de réfrigération.

Ces contaminants peuvent être tous ou en partie présents dans les eaux de cale, et ce à tout moment. On constate souvent la présence de solvants, de détergents et de suie après le nettoyage du matériel de la tranche des machines. Les particules d'oxyde de fer et les matières biologiques sont fréquentes à bord des navires plus anciens (tuyaux qui fuient, enrouillement du matériel et de la coque) ou lorsque les systèmes de traitement des eaux de cale n'ont pas fonctionné régulièrement. Pour éviter les problèmes de fonctionnement des systèmes de traitement des eaux de cale ou lorsque des problèmes surviennent, il est important de définir l'origine d'une défaillance potentielle ou réelle du système. Il est fortement recommandé aux propriétaires de navires, aux mécaniciens à terre/responsables techniques de la compagnie et aux chefs mécaniciens, d'établir pour chaque navire de la flotte un organigramme similaire illustrant la ou les sources des contaminants des eaux de cale. Des méthodes simples de diagnostic sont fournies à cet effet à l'appendice II.


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Figure 1 � Exemple d'organigramme de bord : caractéristiques des sources de contamination des eaux de cale

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Utilisation de l'arbre de décision pour le diagnostic/dépannage L'arbre de décision/diagnostic est représenté à la figure 2 sous forme d'organigramme à lire de haut en bas. On peut l'utiliser pour traiter des problèmes exceptionnels ou permanents. Chaque branche de l'arbre correspond à une succession ouverte de demandes ou "argumentation ouverte" fondée sur les symptômes caractéristiques de la défaillance. Après l'argumentation est décrite une série d'essais qui doit être réalisée pour que l'on puisse déterminer la ou les sources possibles du problème et recommander la ou les mesures rectificatives ou correctives à prendre. Ces essais peuvent être réalisés par l'équipage du navire, un diagnostiqueur ou un dépanneur. Le personnel doit se reporter aux instructions détaillées qui figurent dans les annexes associées aux branches de l'arbre de décision. La première question prend pour hypothèse que le séparateur fonctionne en recirculation, ce qui empêche le rejet à la mer de l'eau traitée. Elle prend aussi pour hypothèse que le personnel a procédé à une première recherche de panne, telle que prévue par les procédures d'entretien et d'exploitation du système de traitement des eaux de cale, établies par les fabricants ou la compagnie maritime. La première question incite le diagnostiqueur à rincer à l'eau propre le détecteur d'hydrocarbures, conformément aux instructions du fabricant, pour s'assurer qu'il fonctionne. La procédure de dépannage progresse en suivant l'arbre, différents essais étant réalisés en fonction des réponses aux questions et des observations. Cette procédure permet d'identifier le problème ou les éventuels problèmes et les solutions recommandées. Un certain nombre de mesures rectificatives ou correctives peuvent être mises en �uvre par l'équipage du navire. Il peut s'agir d'interrompre ou de limiter l'utilisation de solvants et de détergents après avoir rincé le système, et de débarquer tous les déchets. Les problèmes auxquels l'équipage du navire ne peut remédier peuvent appeler la compagnie à intervenir. Par exemple, il peut être nécessaire de moderniser un système de séparateur élémentaire (de type MEPC.60(33) ou MEPC.107(49)) en ajoutant des filtres de traitement préalable et/ou un traitement de finition. (Note : Il a été observé que certains séparateurs de type MEPC.107(49) ne pouvaient pas traiter des charges importantes d'émulsions et de particules). Ou il peut être nécessaire d'actualiser le système en remplaçant un séparateur de type MEPC.60(33) par un séparateur plus récent de type MEPC.107(49), qui sépare mieux les hydrocarbures libres ou élimine les émulsions et les particules.

• Diagnostic et dépannage en cas de situation exceptionnelle : Cette procédure de dépannage est conçue pour aider le mécanicien de marine à résoudre les problèmes d'exploitation qui peuvent survenir. Il s'agit de situations pour lesquelles la modernisation ou l'actualisation du séparateur ne constituent pas forcément une solution. Le mécanicien doit pouvoir déterminer l'origine du problème et disposer de mesures rectificatives immédiates et pratiques. On peut citer comme exemple : nettoyage du séparateur à l'eau chaude, installation de filtres de finition si besoin est, identification et rectification des défectuosités du détecteur d'hydrocarbures. Malheureusement, nombreux sont les exemples de navires dont le système de traitement des eaux de cale a été sérieusement perturbé par des problèmes graves ou souvent chroniques, même lorsqu'il s'agissait d'un séparateur de type MEPC.107(49). La modernisation peut être la solution la plus intéressante en termes de coût-efficacité, à court terme comme à long terme. Toutefois, il faudrait aussi envisager une actualisation en installant un séparateur plus performant de type MEPC.107(49) ou une unité plus appropriée (selon la nature du problème). Cet aspect du présent guide porte essentiellement sur ces directives et recommandations.


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• Diagnostic et dépannage en cas de conditions permanentes du système de traitement des eaux de cale : Le présent guide fournit des outils pour identifier les conditions tant exceptionnelles que permanentes qui devraient être abordées, aussi bien au niveau de la conception du navire que de son exploitation, en vue de moderniser ou d'actualiser un système de traitement des eaux de cale défectueux, ainsi que d'améliorer la performance du matériel existant. Certains navires doivent malheureusement faire face à des problèmes qui n'ont rien d'exceptionnel et auxquels il ne peut être facilement remédié sans frais importants ou sans une modification radicale des pratiques en vigueur à bord du navire. Il est parfois impossible de venir à bout de problèmes chroniques, particulièrement à bord de navires plus âgés. Ces problèmes peuvent s'expliquer, en tout ou en partie, par une mauvaise connaissance de la nature des eaux de cale, qui peut avoir pour conséquence de mauvaises pratiques de gestion des eaux de cale, voire une exploitation et un entretien peu satisfaisants. Dans certains cas, les problèmes peuvent avoir pour origine des défauts de conception du séparateur. Dans de tels cas, il est approprié d'envisager le remplacement ou l'amélioration du matériel existant de traitement des eaux de cale.

• Diagnostic des conditions permanentes en matière de gestion des eaux de cale : La

figure 1 représente plusieurs sources de contamination des eaux de cale. Le contrôle de ces contaminants à la source devrait être l'une des mesures correctives élémentaires. Ce contrôle devrait aussi être prévu dans le cadre de la gestion des eaux de cale, ce qui implique toutefois une modification radicale des pratiques en vigueur à bord du navire. La limitation des contaminants est directement associée aux pratiques en matière d'entretien, de nettoyage et d'exploitation de tous les équipements et systèmes présents dans les locaux de machines. Deux autres facteurs peuvent gêner le bon fonctionnement d'un séparateur, à savoir le volume de déchets d'hydrocarbures qui doivent être séparés et le volume d'eau qui s'accumule dans les fonds. Si les exploitants de navire ne tiennent pas compte d'une production excessive de déchets d'hydrocarbures associée directement à l'entretien et à l'exploitation des machines et à l'accumulation excessive d'eau propre d'origines diverses dans les fonds, l'usure normale des systèmes de traitement des eaux de cale et les risques de défaillance peuvent être accrus. On trouvera à l'appendice III une liste de mesures rectificatives et correctives recommandées qui ont fait leurs preuves.

Il est important de noter que toutes les opérations relatives au séparateur, y compris les diagnostics, devraient être consignées dans le registre des hydrocarbures. Il peut aussi être utile de tenir un journal, distinct du registre mais connexe, des diagnostics et des conclusions établis, en indiquant notamment : le ou les essais de diagnostic réalisés, la date, l'heure, les résultats/conclusions, les mesures rectificatives ou correctives. Il est aussi recommandé de se reporter aux dispositions du système international de gestion de la sécurité (ISM) pour traiter les problèmes récurrents de contamination des eaux de cale et relatifs au séparateur. Une utilisation correcte du système ISM aidera grandement toutes les parties à consigner, à communiquer, à vérifier les problèmes relatifs au traitement des eaux de cale et à trouver des solutions.



Figure 2 � Arbre de décision pour le diagnostic/dépannage

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Appendice I

DÉTECTEURS D'HYDROCARBURES

Le présent appendice contient des notions élémentaires sur le fonctionnement théorique d'un détecteur d'hydrocarbures par diffusion de la lumière, qui permettront au dépanneur de diagnostiquer les problèmes relatifs au détecteur. Il existe trois types de détecteurs. Les détecteurs les plus anciens, correspondant à la résolution MEPC.60(33), comme les détecteurs les plus récents, correspondant à la résolution MEPC.107(49), sont fondés sur le principe de la diffusion de la lumière. Ce sont principalement des turbidimètres, qui mesurent la turbidité de l'eau. Les appareils à diffusion de la lumière plus récents, de type MEPC.107(49), sont mieux étalonnés pour la détection des émulsions d'hydrocarbures que les appareils plus anciens de type MEPC.60(33). La sensibilité accrue aux émulsions d'hydrocarbures des détecteurs de type MEPC.107(49) à diffusion de la lumière donne parfois lieu à la détection d'autres particules diffusant aussi la lumière. Ces appareils sont toutefois conçus pour faire la distinction entre les hydrocarbures et émulsions d'hydrocarbures et les particules d'oxyde de fer. Le troisième type de détecteur utilise une technologie de détection différente, la détection par fluorescence. Ces détecteurs satisfont aussi aux dispositions de la résolution MEPC.107(49). La fluorescence se produit lorsqu'une molécule absorbe de l'énergie lumineuse d'une longueur d'onde donnée et qu'elle émet un rayonnement lumineux d'une plus grande longueur d'onde. Les composés fluorescents (tels que les hydrocarbures) ont chacun une longueur d'onde caractéristique. Ces composés peuvent être détectés et corrélés à la concentration d'hydrocarbures dans l'eau. La vase, les algues, les oxydes de fer et autres particules ne produisent pas de fluorescence à la longueur d'onde des hydrocarbures. Ainsi, un détecteur utilisant la technologie de la fluorescence distingue mieux les hydrocarbures et émulsions d'hydrocarbures des autres contaminants. Jusqu'à récemment, cette technologie était utilisée uniquement dans le secteur de l'industrie pétrolière au large. Il existe maintenant des appareils destinés aux navires. Toutefois, au moment de la rédaction du présent document, cette technologie prometteuse n'a pas encore fait l'objet d'un historique très étendu. L'exposé ci-après est centré sur les modèles de détecteurs à diffusion de la lumière (voir http://oilinwater.org/theory.html). Tous les détecteurs à diffusion de la lumière utilisent des composants similaires mais peuvent être disposés différemment. On ne dispose pas de suffisamment d'expérience pour étudier dans le présent guide la technologie de la fluorométrie appliquée aux détecteurs à bord des navires. La figure 3 représente une vue en coupe du corps de la sonde d'un détecteur à diffusion de lumière.



Figure 3 - Vue en coupe d'un détecteur d'hydrocarbures à diffusion de la lumière Dans un détecteur à diffusion de la lumière, une lampe (source lumineuse) émet de la lumière vers la paroi opposée de la chambre. La lumière est détectée par une cellule photoélectrique de transmission et par une cellule photoélectrique de diffusion. En présence d'eau propre, la lumière reçue par la cellule photoélectrique de transmission sera de la même qualité qu'à la source lumineuse. La lumière se propage bien dans l'eau et n'est pas atténuée.

Figure 4 � Relation entre la concentration d'hydrocarbures et la transmission de lumière Lorsque l'on augmente la quantité d'hydrocarbures dans l'effluent, la cellule photoélectrique de transmission reçoit moins de lumière, du fait de l'opacité des hydrocarbures. La courbe de la figure 4 représente cette diminution de la lumière transmise. La courbe peut aussi être déformée sous l'effet de la présence de solides et d'émulsions, ainsi que par le vieillissement de la ou des sources de lumière.

Thermistance

Lampe

Chambre de l'échantillon

Tige obturatrice

Cellule photoélectrique (transmission)

Cellule photoélectrique

(diffusion)

Vue en coupe de la sonde

Hydrocarbures

Celllule de transmission


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Dans la chambre de détection se trouve aussi une tige qui s'interpose entre le rayonnement lumineux et la cellule photoélectrique de diffusion. Le rayonnement lumineux en provenance de la source lumineuse ne peut pas atteindre directement cette cellule. Les gouttelettes d'hydrocarbures agissent comme des prismes, qui réfractent ou qui diffusent la lumière autour de la tige obturatrice, de sorte qu'une partie de lumière atteint la cellule photoélectrique de diffusion et que la cellule photoélectrique de transmission reçoit moins de lumière. Ce phénomène physique permet de mesurer la teneur en hydrocarbures. La figure 5 représente la courbe de la lumière reçue par la cellule photoélectrique de diffusion en fonction de la concentration d'hydrocarbures. La quantité de lumière reçue par ladite cellule est nulle en l'absence d'hydrocarbures [en raison de la tige obturatrice] et elle augmente avec la teneur en hydrocarbures de l'effluent.

Figure 5 � Courbe de la lumière reçue par la cellule photoélectrique de diffusion En résumé, un détecteur d'hydrocarbures à diffusion de la lumière est un appareil qui mesure essentiellement la turbidité des eaux de cale. Les détecteurs plus récents de type MEPC.107(49) fonctionnent dans une large gamme de longueurs d'ondes lumineuses provenant de plusieurs sources, notamment proche infrarouge ou lumière blanche, et comportent généralement plusieurs diodes pour détecter la lumière directe et la lumière diffusée. Ainsi, les détecteurs récents sont assez précis pour détecter les émulsions d'hydrocarbures et ne pas tenir compte, dans une certaine mesure et selon leur nature, la plupart, mais pas la totalité, des particules solides. La construction des appareils fait que certaines émulsions autres que d'hydrocarbures et la suie peuvent être détectées comme étant des hydrocarbures. Détection des substances autres que des hydrocarbures : Des matières autres que des hydrocarbures peuvent être détectées par le détecteur, même si cela ne devrait pas être le cas. Les plus courantes sont :

• Les particules fines � Suie, après une contamination due aux opérations de lessivage; fer et composés ferreux, après une contamination biologique; et débris ou particules biologiques (généralement associés à une odeur d'air vicié dans les fonds).

• Les composés organiques autres que les hydrocarbures � Les savons et les détergents,

conjointement ou séparément ou seuls, forment des gouttelettes dans l'eau (gouttelettes émulsionnées d'un diamètre compris entre 0,1 et 1,0 millimètre). Ces gouttelettes diffusent la lumière comme des hydrocarbures émulsionnés et sont détectées par le détecteur.

Hydrocarbures

Cellule de diffusion



La détection de substances autres que des hydrocarbures peut parfois entraîner des faux positifs (lectures élevées) ou l'impossibilité d'obtenir des lectures reproductibles. Cela ne signifie pas pour autant que les détecteurs des types MEPC.60(33) et MEPC.107(49) comportent un vice de conception. Un détecteur de type MEPC.60(33) n'est pas en mesure de détecter les émulsions claires, quelle qu'en soit la nature, et peut donc afficher des faux négatifs (lectures faibles). En ce sens, le détecteur de type MEPC.60(33) est de conception imparfaite, car il laisse passer sans les détecter les déchets d'hydrocarbures qui forment des émulsions claires. Tous les appareils sont capables de détecter certaines substances tout en étant incapables d'en détecter d'autres, ou en les détectant par erreur. La technologie couramment utilisée pour les détecteurs d'hydrocarbures des navires est actuellement la meilleure solution disponible si l'on tient compte des coûts et des éventuels problèmes que posent d'autres instruments de détection. Du fait de sa conception, le détecteur de type MEPC.107(49) à diffusion de la lumière est plus sensible que le détecteur moins récent de type MEPC.60(33). Il détecte mieux la turbidité et les émulsions claires d'hydrocarbures, alors que le détecteur de type MEPC.60(33) ne détecte pas les émulsions claires et les laisse passer. Les détecteurs plus récents de type MEPC.107(49) à diffusion de lumière peuvent aussi distinguer certains types de particules (par exemple, les composés d'oxydes de fer). Si le fonctionnement du détecteur est bien compris et si son entretien et son étalonnage sont réalisés à intervalles réguliers, il peut être jugé comme un instrument fiable. L'instrument seul n'est pas en mesure d'établir un diagnostic de tout ce qui a été accumulé dans les eaux de cale du navire. Pour son bon fonctionnement, il est important de limiter l'exposition du détecteur à tous ces facteurs qui sont sources de confusion. Se reporter aux annexes 3 à 6 pour le diagnostic et le dépannage de ces problèmes. La connaissance du fonctionnement théorique d'un instrument permet d'être conscient des facteurs éventuels qui peuvent empêcher le fonctionnement précis du détecteur. Tous les instruments d'analyse ont leur talon d'Achille et le détecteur récent de type MEPC.107(49) ne fait pas exception à cette règle. C'est en ayant connaissance de ces vulnérabilités qu'un mécanicien de marine pourra faire fonctionner l'instrument et exploiter les données comme il convient. Le seul moyen infaillible de détecter avec précision et de façon reproductible les hydrocarbures organiques dans une solution aqueuse consiste à employer la voltamétrie, selon la méthode dénommée "voltampérométrie cyclique". Ces instruments coûtent environ US$100 000 et ne peuvent pas fonctionner en permanence, comme le prescrivent les conditions à bord des navires. Hormis ces appareils, tout instrument qui détecte la présence d'hydrocarbures par des moyens indirects présente les mêmes avantages et inconvénients que la génération actuelle de détecteurs du type MEPC.107(49) à diffusion de la lumière.


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Appendice II

TECHNIQUES DE DIAGNOSTIC Le présent appendice contient des éléments de théorie élémentaire et décrit les techniques d'analyse physique et chimique employées pour diagnostiquer la présence de contaminants mentionnés dans les annexes. A. Inspection visuelle � Détection d'hydrocarbures non émulsionnés ! L'inspection visuelle peut fournir de nombreux renseignements et constitue l'une des meilleures méthodes pour évaluer la présence d'hydrocarbures (lorsque l'on a des raisons de croire qu'il existe un problème avec le détecteur). À la différence de la plupart des autres constituants des eaux de cale, il n'existe pas de méthode simple et tranchée à base de produits chimiques ou de lecture instrumentale directe pour diagnostiquer la présence d'hydrocarbures. Les résidus d'hydrocarbures sont très caractéristiques et laissent un film sur les surfaces en verre. L'inspection d'un échantillon est parfois suffisante pour permettre de diagnostiquer la présence d'hydrocarbures car ceux-ci flottent généralement à la surface et laissent des résidus huileux que l'on peut observer en frottant la surface du verre avec le doigt. Cette méthode est très fiable pour la détection des hydrocarbures non émulsionnés. ! L'analyse chimique standard permettant de détecter la présence d'hydrocarbures et de graisses est la méthode PA 1664 de l'Agence pour la protection de l'environnement des États-Unis, qui agit par extraction à l'hexane. Il s'agit d'une méthode très fiable qui serait toutefois difficile, voire dangereuse, à appliquer à bord des navires. Il est possible de prélever des échantillons et de les envoyer dans un laboratoire à terre pour qu'ils soient analysés selon cette méthode, de manière à confirmer les lectures du détecteur d'hydrocarbures. Il peut être utile d'effectuer cet essai lorsque l'on a des raisons de croire qu'il existe un problème avec le détecteur. (Le service des garde-côtes des États-Unis emploie la méthode de la chromatographie en phase gazeuse.) B. Essai de séparation à l'acide � Détection des hydrocarbures émulsionnés En l'absence de couche d'hydrocarbures visible à la surface de l'échantillon et si l'échantillon est turbide (trouble), il est possible que la turbidité soit due à des hydrocarbures émulsionnés. L'ajout de trois gouttes d'acide sulfurique concentré à un échantillon de 50 ml d'eaux de cale, dans un grand récipient en verre, permet de rompre l'émulsion d'hydrocarbures et une couche d'hydrocarbures bien visible devrait se former à la surface de l'échantillon au bout d'environ 15 minutes. C. Essai du pH de résidus d'évaporation (aussi connu sous l'appellation d'essai sur résidus

non volatils) � Détection des détergents et des solvants alcalins non volatils (c'est-à-dire, à température d'ébullition élevée)

Si la séparation à l'acide n'a pas éliminé la turbidité, la présence de détergents et/ou de certains solvants et/ou d'hydrocarbures peut être à l'origine de cette turbidité. On notera que la plupart des détergents et des solvants utilisés dans la salle des machines sont des solvants alcalins. (Certains solvants acides sont utilisés pour le nettoyage du matériel électronique et des métaux). Les détergents et certains solvants sont alcalins et non volatils. Pour déterminer la présence de détergents, prélever 50 ml d'eaux de cale dans un bécher ou une capsule d'évaporation et les laisser s'évaporer jusqu'à disparition totale de l'eau. Si l'eau n'est pas propre, il restera des résidus



non volatils. Humidifier un morceau de papier pH avec de l'eau et le passer sur les résidus. Si le papier devient bleu, signe d'un pH alcalin, il est fort probable que ces résidus sont des détergents ou d'autres matières alcalines non volatiles, telles que des caustiques. On notera que la présence de certains solvants et détergents, en l'absence d'hydrocarbures, crée des micro et mini émulsions dans l'eau. Ces contaminants, séparément ou conjointement, peuvent être ou ne pas être responsables de la turbidité, selon la composition et la température précise des eaux de cale traitées. Ces émulsions de substances autres que des hydrocarbures peuvent être détectées par le détecteur, même lorsque aucune turbidité n'est visible (c'est-à-dire visible à l'�il nu; visible est un terme relatif lorsqu'il s'agit d'instruments). Il existe des limitations à l'essai du pH de résidus d'évaporation pour la détection des solvants et des mélanges solvants-détergents volatils. La détection de solvants volatils et non alcalins est probablement la plus délicate à réaliser par une analyse rapide et simple. Les solvants volatils NE sont PAS détectés par l'essai sur résidus d'évaporation. La méthode la plus fiable consiste à entreprendre l'élimination des solvants et à comprendre de façon générale pourquoi il est si difficile de les détecter. Ces solvants sont soit solubles (par exemple, alcool utilisé pour le nettoyage), soit insolubles (par exemple, huile diesel utilisée pour le nettoyage) dans l'eau. En l'absence d'hydrocarbures, les solvants hydrosolubles ne troublent pas l'eau et ne sont pas détectés par les détecteurs d'hydrocarbures classiques. (Les détecteurs à ultraviolets et infrarouges peuvent détecter la présence de solvants). Les solvants non hydrosolubles peuvent parfois troubler l'eau, particulièrement en présence de détergents. Ceux-ci peuvent être détectés par les détecteurs d'hydrocarbures et reconnus comme étant des hydrocarbures. Lorsqu'ils sont mélangés avec des hydrocarbures, tant les solvants solubles que les solvants insolubles ont pour effet d'émulsionner les hydrocarbures, ce qui entraîne une turbidité et le détecteur indique alors la présence d'hydrocarbures. En outre, d'autres contaminants et phénomènes physiques peuvent créer des émulsions et une turbidité. Lorsqu'une contamination par solvants est suspectée, la première étape consiste à s'entretenir avec l'équipage pour déterminer si le système des eaux de cale est contaminé par des solvants alcalins. Lorsque l'on a de sérieuses raisons de penser à une contamination par solvants, il faudrait prélever des échantillons et les faire analyser en laboratoire. (On notera qu'il est parfois possible d'utiliser un filtre à café pour détecter la suie, sachant que les particules de suie sont souvent de taille si réduite qu'elles obstruent ces filtres.) D. Association de l'essai sur résidus d'évaporation et de la filtration des particules �

Détection de la suie En général, s'il y a de la suie dans les eaux de cale, sa présence et la raison de sa présence sont connues de l'équipage. La suie est généralement présente à la suite d'un nettoyage du matériel de la tranche des machines. Pour identifier physiquement la présence de suie, on peut inspecter les résidus obtenus lors de l'essai sur résidus d'évaporation. Les résidus de suie sont très caractéristiques et faciles à détecter et reconnaître. S'il est possible d'observer les résidus secs de suie par une inspection visuelle et un examen physique, on notera leur couleur noire. Il est aussi possible de filtrer un échantillon avec un papier filtre d'une rétention de particules de 5 microns et d'inspecter les résidus sur le papier. La suie est très particulière; on peut confirmer sans hésiter que les résidus noirs sur le papier filtre sont des particules de suie et non d'oxydes de fer par un essai à l'acide citrique. Sachant qu'il est difficile de filtrer de l'eau de cale avec un filtre d'une rétention de 5 microns dans les conditions régnant à bord d'un navire, un laboratoire à terre devrait réaliser cet essai.


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E. Essai à l'acide citrique � Détection des particules de composés ferreux (rouille ou rouge de fer) qui entraînent une turbidité

Ajouter une pincée d'acide citrique (environ 0,2 à 0,5 gramme) à un échantillon de 50 ml d'eaux de cale. Si la décoloration ou l'agent responsable de la turbidité est de couleur rougeâtre, il se produira un dégagement de gaz (effervescence) et une diminution ou une disparition de la couleur dans les cinq minutes qui suivent. Le dégagement de gaz et la disparition de la couleur indiquent clairement la présence de composés d'oxydes de fer. De fortes concentrations en composés d'oxydes de fer sont généralement révélatrices de rejets inhabituels dans les fonds, après des opérations de nettoyage ou en raison du fonctionnement intermittent du séparateur. Ces composés d'oxydes de fer sont d'origine inorganique et sont courants dans les salles des machines peu récentes et/ou mal entretenues. Ces particules peuvent être détectées par un détecteur d'hydrocarbures et considérées comme étant des hydrocarbures. F. Essai à l'acide citrique � Détection des produits issus de la décomposition bactérienne et

microbienne (provenant des eaux usées et de la prolifération biologique dans les fonds et les tuyaux)

L'ajout d'acide citrique dans un échantillon précipite les substances microbiennes à l'origine de la turbidité, issues de la décomposition bactérienne et microbienne (se séparent de la solution et coulent au fond), sans dégagement de gaz, et améliore la clarté de l'échantillon. L'ajout d'acide citrique dans des échantillons contenant des oxydes de fer ne crée aucune précipitation visible, mais un simple dégagement de gaz. Les cas d'eau fortement chargée en rouge de fer sont généralement révélateurs d'une contamination biologique, de rejets inhabituels dans les fonds, après des opérations de nettoyage ou en raison du fonctionnement intermittent du séparateur (une prolifération biologique peut se produire dans les tuyautages et citernes qui ne sont pas régulièrement en service). Ces particules peuvent être détectées par un détecteur d'hydrocarbures et considérées comme étant des hydrocarbures. G. Couleur La couleur est généralement la conséquence de l'un des facteurs susmentionnés. Si la couleur persiste après les analyses avec ajout d'acide citrique et séparation à l'acide, alors il est fort probable qu'elle est due à un composant dissout plutôt qu'à une substance en suspension. La couleur d'un composé dissout ou résultant d'un composé dissout ne devrait pas être perçue par les détecteurs d'hydrocarbures à diffusion de la lumière/mesure de la turbidité. Il est généralement plus facile de déterminer la nature du composant en remontant à la source, ce qui peut toutefois nécessiter des analyses en laboratoire.



Appendice III

PRINCIPALES MESURES PRÉVENTIVES, RECTIFICATIVES ET CORRECTIVES RECOMMANDÉES

Le présent appendice contient une description et une présentation de plusieurs méthodes et types de matériels utilisés pour la modernisation ou l'actualisation d'un séparateur d'eau et d'hydrocarbures. On trouvera aussi une description de méthodes et d'appareils destinés à limiter le volume de contaminants qui s'accumulent dans les fonds. En cas de modernisation ou d'actualisation, le personnel de la compagnie devrait s'entretenir avec les mécaniciens de marine, les fabricants du matériel et d'autres personnes de ce secteur. Des mesures spécifiques recommandées figurent dans les annexes. Modernisation des systèmes de traitement des eaux de cale

! Traitement préalable

• Caisses de stockage améliorées 1. Hauteur améliorée (rapport hauteur/ largeur) des caisses de stockage 2. Dimensions appropriées des caisses 3. Réchauffage des eaux de cale 4. Tamis et filtres à particules de grandes dimensions (dans les déversoirs à trop-

plein, par écrémage, élimination des solides)

• Réduction ponctuelle à la source � filtres portatifs ou semi-fixes pour le traitement des sources très polluées, avant le rejet dans les fonds; par exemple, filtres à particules pour récupérer la suie des eaux de lessivage. Note : Il n'est pas nécessaire que le résultat soit parfait. Une efficacité de 90 % sera toujours préférable à l'absence de filtres.

• Utilisation de pompes à membrane à faible contrainte de cisaillement ou de pompes à

cavité progressive, lorsque cela est possible.

! Traitement

• Système du séparateur � rinçage périodique à l'eau chaude • Diagnostic périodique de l'effluent du séparateur • Pressions et débits � des changements peuvent indiquer une accumulation de boues

! Traitement de finition après le séparateur : filtres à petites particules et traitement de

finition pour éliminer les émulsions (s'assurer que les pressions en service des unités de finition après traitement sont compatibles avec le séparateur). Les technologies de traitement de finition/filtration sont énumérées ci-après. Il est possible que certains traitements de finition ne puissent pas être installés de façon indépendante dans le cadre d'une modernisation, qu'ils ne soient pas compatibles avec le séparateur existant, ou qu'ils ne soient pas adaptés aux grands volumes d'eaux de cale à traiter. Plusieurs éléments peuvent avoir des incidences sur l'efficacité de certains traitements de finition, tels que l'encrassement dû à un excès d'hydrocarbures, la désorption (rejet d'hydrocarbures absorbés précédemment dans certaines conditions), la prolifération bactérienne sur la surface de finition, la présence de petites gouttelettes autres que d'hydrocarbures et/ou le


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coût de l'entretien et de l'exploitation. Il est donc important d'évaluer soigneusement chaque technologie. Avant d'envisager l'utilisation d'un traitement de finition/d'un filtre après le séparateur, il est important aussi d'évaluer la situation à bord du navire et au sein de la compagnie.

• Adsorbeurs � Les adsorbeurs piègent les émulsions d'hydrocarbures dans une couche

extrêmement fine de molécules disposées sur les surfaces du système de traitement de finition.

• La filtration superficielle par affinité d'hydrocarbures modifiés est un type

d'adsorption qui utilise une molécule intégrée dans un filtre. La molécule s'associe aux hydrocarbures et les coagule, ce qui modifie spécifiquement ces derniers ainsi que les matières organiques semi-volatiles pour en faire une masse viscoélastique cohésive hydrophobe. Ce phénomène permet de piéger très efficacement les hydrocarbures sans créer de pression différentielle de part et d'autre du filtre.

• Floculation � Procédé d'immersion chimique qui permet d'agglutiner les gouttelettes

émulsionnées éparses, suivi d'un processus visant à coaguler ces agrégats pour les éliminer.

• Membrane d'ultrafiltration � La filtration par membrane consiste à appliquer une

pression hydrostatique pour forcer les eaux de cale à traverser une membrane semi-perméable, qui filtre les petites particules, y compris les gouttelettes émulsionnées. Le débit à travers la membrane dépend de la pression, de la concentration et de la température de l'émulsion, ainsi que de la perméabilité de la membrane par rapport à chaque gouttelette émulsionnée et aux autres particules.

• Filtres à coalescence � Les gouttelettes d'hydrocarbures se collent sous les parois

d'une série de plaques disposées dans un séparateur et sont ensuite éliminées. Lorsqu'elles entrent en contact, les gouttelettes d'hydrocarbures se regroupent pour former une goutte de plus grande taille, dont la flottabilité est améliorée, ce qui lui permet de remonter plus vite vers le haut du séparateur pour être ensuite éliminée.

• Remplacer les pompes à forte contrainte de cisaillement par des pompes à faible contrainte (par exemple, pompes à membrane).

Détecteur d'hydrocarbures

! Vérifier l'étalonnage et étalonner à nouveau si nécessaire. ! Faire réparer ou entretenir l'appareil par le fabricant ou des techniciens certifiés.

! Remplacer par un détecteur récent de type MEPC.107(49); vérifier avec le fabricant du

séparateur les problèmes de compatibilité (par exemple, pression de service). Actualisation avec un séparateur de type MEPC.107(49) Plusieurs types de séparateurs homologués sont disponibles dans le commerce. Avant d'envisager une actualisation, il est important d'évaluer la situation à bord du navire et au sein de la compagnie. Une production excessive de déchets d'hydrocarbures, une accumulation excessive



d'eau propre dans les fonds et la présence de contaminants (par exemple, solvants et détergents, suie provenant de la chambre des machines et petites particules) dans les eaux de cale contribuent aux problèmes d'exploitation de n'importe quel séparateur. Un séparateur récent de type MEPC.107(49) devrait pouvoir traiter les contaminants présents et que l'on s'attend à trouver dans les eaux de cale, de même que gérer le volume d'hydrocarbures, d'eau et d'émulsion d'hydrocarbures produit par l'exploitation du navire. Certaines actualisations peuvent nécessiter l'ajout de pompes, de caisses de stockage et de circuits de tuyautages plus importants. Les systèmes de traitement des eaux de cale qui satisfont aux dispositions de la résolution MEPC.107(49) sont conçus avec un dispositif de finition/de filtration. Lorsqu'un mécanicien de marine choisit le type d'actualisation à effectuer avec un séparateur, il devrait évaluer quelle technique de finition est la plus adaptée aux conditions régnant à bord d'un navire donné. Mesures préventives : réduire au minimum les contaminants

! Contrôler la quantité de solvants, détergents et dégraissants qui s'accumulent dans les fonds. En outre, contrôler les autres produits chimiques utilisés dans la salle des machines qui posent un problème, et favoriser l'utilisation de produits qui ne gênent pas le fonctionnement du séparateur.

! Contrôler la quantité de suie issue du lessivage du matériel (isoler les eaux de lessivage)

et des fuites des conduites d'échappement qui s'accumule dans les fonds. ! Faire fonctionner le séparateur plus souvent pour éviter l'accumulation de boues dans les

tuyaux, les pompes et les caisses de stockage. ! Contrôler les fuites et les rejets d'entretien dans les fonds de réfrigérants, fuel-oil,

lubrifiants, fluides hydrauliques et boues d'hydrocarbures. ! Contrôler les fuites d'eau des chaudières et des purges des condensats, d'eau de

refroidissement des pistons et toute autre source de production excessive d'eau (par exemple, condensats des circuits de climatisation et de réfrigération) et les produits chimiques. Contrôler le rejet des eaux usées et des déchets alimentaires dans les fonds.

! Contrôler les fuites provenant des tuyaux d'aspiration d'eau de mer servant au

refroidissement.

! Contrôler le rejet et l'accumulation de rouille et d'autres particules dans les fonds (par exemple, provenant du nettoyage par grattage et de l'entretien des appareils dans la salle des machines).

! Éliminer les sources de purges non contrôlées qui aboutissent dans les fonds; par

exemple, fuites des joints d'étanchéité de pompes ou d'arbres. Installer des joints d'étanchéité neufs/plus efficaces pour éviter les fuites vers les fonds.

! Réduction ponctuelle à la source : dévier les sources connues de problèmes du séparateur

vers d'autres caisses de stockage, qui seront désignées pour être vidées à terre.


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! Les revêtements des caisses et l'état du tuyautage jouent un rôle important dans l'exploitation. Il faut viser particulièrement les sources d'eaux de cale et l'utilisation de tuyaux en matériaux composites pour éviter les problèmes dus à la corrosion. Les revêtements de caisses devraient aussi être examinés et entretenus. Cela est particulièrement important pour les zones des points inférieurs de récupération.

! Récupérer les fuites d'hydrocarbures des équipements dans des gattes et les diriger

directement vers la ou les caisses à boues. ! Installer des dispositifs d'écrémage pour les caisses de stockage des eaux de cale de

manière à écrémer les hydrocarbures qui s'accumulent en partie haute, et prévoir un rejet direct dans une caisse à boues.

! Utiliser un incinérateur du navire pour brûler ou faire évaporer les mélanges d'eau et

d'hydrocarbures. ! Utiliser une caisse d'évaporation munie de serpentins de vapeur pour faciliter

l'évaporation de l'eau contenue dans les mélanges d'eau et d'hydrocarbures. ! Récupérer l'eau propre dans des purges distinctes, empêcher cette eau de s'accumuler dans

les fonds et l'éliminer/la rejeter à la mer.



ANNEXE 1

DÉPANNAGE DU DÉTECTEUR D'HYDROCARBURES EN CAS DE MAUVAIS FONCTIONNEMENT DÛ AUX CONTAMINANTS

1 Théorie (détecteurs d'hydrocarbures à diffusion de la lumière/détection de la turbidité

uniquement) Erreur d'étalonnage � Le mauvais étalonnage du détecteur est l'une des sources d'erreurs les plus courantes. S'il est impossible d'obtenir le zéro avec de l'eau propre, toutes les lectures ultérieures seront peu fiables, et ce particulièrement du fait que le zéro est un point unique d'étalonnage. L'impossibilité d'obtenir le zéro est souvent due à la présence de rouge de fer ou d'une autre matière (film biologique) qui recouvre les capteurs de diffusion et de transmission, ainsi que d'autres pièces internes. Il faudrait effectuer des inspections à intervalles réguliers et exécuter le programme de nettoyage et d'entretien conformément aux instructions du fabricant. Bulles d'air � La présence de bulles d'air peut leurrer le détecteur qui donne alors des lectures autres que zéro lorsqu'il est mis à zéro. Les bulles d'air perturbent la transmission et la détection du rayonnement lumineux et le détecteur considère alors l'eau comme étant turbide. Pour le bon fonctionnement du détecteur, il est aussi important de contrôler la température d'admission de l'effluent. Une température d'entrée trop élevée peut endommager les cellules photoélectriques et rendre impossible le réglage du zéro avec de l'eau douce. (Règle empirique : surchauffe � un échantillon dont la température est trop élevée peut endommager les cellules photoélectriques. Lorsque les températures sont supérieures à 60°C, il faut prévoir le refroidissement de l'échantillon.) Détection de substances autres que des hydrocarbures � Même si cela ne devrait pas être le cas, il est reconnu que des matières autres que des hydrocarbures sont parfois détectées par le détecteur. Les plus courantes sont :

! Particules fines � Il s'agit généralement de suie, provenant d'une contamination par des opérations de lessivage ou de fer et de composés ferreux provenant d'une contamination biologique. À cette dernière est généralement associée une odeur nauséabonde qui se dégage des eaux de cale. Si un dégagement de gaz se produit après l'ajout d'acide citrique à un échantillon d'eaux de cale, la présence d'oxyde de fer est confirmée. En l'absence de dégagement de gaz, ajouter deux gouttes d'acide sulfurique. Si aucune irisation n'apparaît et si les matières noires restent en suspension dans l'eau, la présence de suie est confirmée. Voir l'appendice II pour les procédures d'essai. Voir l'annexe 4 pour l'essai relatif à la suie.

! Composés organiques autres que des hydrocarbures � Les savons et les détergents,

séparément ou conjointement, forment des gouttelettes dans l'eau (gouttelettes émulsionnées d'un diamètre compris entre 0,1 et 1,0 millimètre). Ces gouttelettes diffusent la lumière de la même façon que les hydrocarbures émulsionnés et sont donc détectées par le détecteur. Voir l'appendice II pour les procédures d'essai. Voir l'annexe 2 pour l'essai relatif aux détergents et aux solvants; se reporter aussi à l'annexe 3 sur les émulsions.


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La détection de substances autres que des hydrocarbures peut parfois entraîner des faux positifs (lectures élevées) ou l'impossibilité d'obtenir des lectures reproductibles. Cela ne signifie pas pour autant que les détecteurs des types MEPC.60(33) et MEPC.107(49) comportent un vice de conception. Un détecteur de type MEPC.60(33) n'est pas en mesure de détecter les émulsions claires, quelle qu'en soit la nature, et peut donc afficher des faux négatifs (lectures faibles). En ce sens, le détecteur de type MEPC.60(33) est de conception imparfaite, car il laisse passer sans les détecter les déchets d'hydrocarbures qui forment des émulsions claires. Tous les appareils sont capables de détecter certaines substances tout en étant incapables d'en détecter d'autres, ou en les détectant par erreur. La technologie couramment utilisée pour les détecteurs d'hydrocarbures des navires est actuellement la meilleure solution disponible si l'on tient compte des coûts et des éventuels problèmes que posent d'autres instruments de détection. Du fait de sa conception, le détecteur de type MEPC.107(49) à diffusion de la lumière est plus sensible que le détecteur moins récent de type MEPC.60(33). Il détecte mieux la turbidité et les émulsions claires d'hydrocarbures, alors que le détecteur de type MEPC.60(33) ne détecte pas les émulsions claires et les laisse passer. Les détecteurs plus récents de type MEPC.107(49) à diffusion de lumière peuvent aussi distinguer certains types de particules (par exemple, les composés d'oxydes de fer). Si le fonctionnement du détecteur est bien compris et si son entretien et son étalonnage sont réalisés à intervalles réguliers, il peut être jugé comme un instrument fiable. L'instrument seul n'est pas en mesure d'établir un diagnostic de tout ce qui a été accumulé dans les eaux de cale du navire. Pour son bon fonctionnement, il est important de limiter l'exposition du détecteur à tous ces facteurs qui sont sources de confusion. Se reporter aux annexes 2 à 6 pour le diagnostic et le dépannage de ces problèmes. De nombreux autres facteurs peuvent être à l'origine du mauvais fonctionnement des détecteurs ou des problèmes pouvant survenir, sans qu'ils aient de liens avec les contaminants ou les détecteurs. On peut citer entre autres les facteurs ci-après. Les annexes 5 et 6 contiennent des instructions de dépannage à cet effet. L'exploitant devrait aussi se reporter au manuel d'exploitation et d'entretien fourni par le fabricant, pour y trouver des instructions en matière de diagnostic et de dépannage.

! La densité et/ou la viscosité des hydrocarbures est inhabituellement élevée et/ou le cycle de purge du séparateur ne fonctionne pas : • Les capteurs capacitifs sont défectueux/désactivés. • Il est impossible de faire fonctionner les électrovannes (purge). • Il est impossible de faire fonctionner les électrovannes (mise sous pression

pour le cycle de purge). • Les robinets d'isolement pour la mise sous pression fuient. • Les tuyautages de purge sont engorgés � hydrocarbures visqueux. • Le réchauffage de la chambre supérieure est inefficace. • Les circuits électriques ou les capteurs sont désactivés.

! Trop d'air dans le système :

• Les tuyautages des circuits sous vide fuient ou sont percés. • Les purges d'air du système sont inadaptées. • Les clapets de non-retour du tuyautage d'aspiration ne sont pas adaptés. • L'air peut provenir du séparateur lui-même, en raison du brassage de l'effluent

associé à une perte d'aspiration (c'est-à-dire une chute de pression).



! Accumulation de boues dans le séparateur : • Entretien inadéquat de l'appareil. • Système surchargé par une quantité trop importante d'eaux de cale. • Trop d'hydrocarbures admis dans l'appareil. • Système exploité au-delà des conditions nominales. • Élimination inefficace des hydrocarbures accumulés en surface, avant

l'admission dans l'appareil. • Présence d'hydrocarbures à densité élevée dans les fonds. • Quantité excessive de boues dans les caisses de stockage.

! Corrosion ou encrassement des plaques du séparateur :

• Accumulation excessive de boues (matières qui ne flottent pas). • Vannes de purge des boues obstruées. • Trop de débris solides dans les fonds. • Trop de débris solides dans les crépines. • Corrosion interne des tuyautages. • Crépines défectueuses (porosité excessive) dans les puisards de cale et

crépines des tuyautages d'admission défectueuses.

! Contournement du séparateur en dérivation : • Contournement à l'intérieur de l'appareil. • Composants corrodés. • Joint(s) interne(s) défectueux. • Mauvais remontage de l'appareil. • Déviation du flux de fluide.

! Débit trop élevé :

• Mauvaise configuration de la pompe d'alimentation. • Dimensions des tuyautages d'entrée ou de sortie inadaptées.

! Émulsion pseudostable formée par l'action des contraintes de cisaillement de la pompe et des opérations de transfert. Voir l'annexe 3 : • Utiliser des pompes centrifuges du côté de l'admission de l'appareil. • Faibles concentrations de savons et de solvants qui créent des émulsions

pseudostables. Dans de nombreux cas, il est possible de remédier aux problèmes ci-dessus par une meilleure gestion des eaux de cale, notamment en enlevant les corps étrangers et les boues, et/ou en réparant et/ou en remplaçant les purges, les filtres, les tuyautages et les pompes, ou en modifiant leur configuration de la manière indiquée. Les problèmes susmentionnés peuvent aussi indiquer que le détecteur ou le séparateur, ou les deux, doivent être nettoyés, inspectés et soumis à une révision conformément aux spécifications du fabricant. Un temps de traitement plus important peut être nécessaire, ou le séparateur devrait être mis en recirculation à faible débit. Se reporter aux annexes 5 et 6 pour davantage de renseignements.


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2 Causes d'erreurs et mesures rectificatives et correctives recommandées A. Les causes les plus courantes du mauvais fonctionnement d'un détecteur d'hydrocarbures sont les dépôts de rouge de fer et autres dépôts sur les surfaces internes de la chambre (tube en verre) ou la détection de substances qui ne sont pas des hydrocarbures. L'instrument peut être leurré si des bulles d'air, de très petites gouttelettes émulsionnées de savons et de solvants et des particules, telles que la suie et le rouge de fer, sont présentes dans la chambre de détection. L'incertitude des lectures peut être due à la présence de matières, telles que des gouttelettes émulsionnées de savons ou de solvants qui modifient l'indice de réfraction de la solution, généralement sans entraîner de turbidité, ou à des particules qui peuvent entraîner une turbidité.

! Surfaces recouvertes de rouge de fer (composés d'oxydes de fer). Dans le cadre du présent guide, le rouge de fer désigne n'importe quel composé du fer, de granulométrie inférieure au micron. Bien que l'on puisse considérer que le rouge de fer est toujours présent dès lors que l'eau est en contact avec du fer, certaines conditions à bord d'un navire, telle que la contamination biologique des eaux de cale, peuvent accroître la quantité de rouge de fer. Dans les premiers temps d'une contamination par le rouge de fer, on observe un film noir, qui s'essuie facilement. À mesure que la contamination évolue, un dépôt rougeâtre, résistant et très difficile à enlever par des moyens mécaniques, recouvre les surfaces. Dans le cas des détecteurs d'hydrocarbures, ce film diminue la quantité de lumière diffusée vers la cellule et le détecteur affiche une lecture autre que zéro lorsqu'il est mis à l'essai avec de l'eau propre. La plupart des fabricants recommandent des procédures fondées sur l'utilisation d'acides doux pour dissoudre les films de rouge de fer qui se déposent sur les cellules. Une autre solution particulièrement efficace consiste à utiliser une solution contenant du vinaigre ou de l'acide citrique dilué à 10 %.

! Présence d'air ou de bulles d'un autre gaz (par exemple, vapeur d'eau). La présence d'air

ou d'autres bulles peut leurrer les détecteurs qui affichent alors des lectures autres que zéro lorsqu'ils sont mis à zéro. Les bulles d'air perturbent l'émission et la détection du rayonnement lumineux et le détecteur considère alors l'eau comme étant turbide. Les lectures sont souvent irrégulières en la présence de bulles d'air et les valeurs de ppm données par le détecteur passent rapidement d'un extrême à l'autre. La présence de bulles d'air a plusieurs origines. La plus courante est la cavitation, due à une obstruction dans le tube d'échantillonnage, à une fuite au niveau de l'aspiration du séparateur, ou à une chute de pression de part et d'autre d'une vanne, chacun de ces facteurs pouvant entraîner la formation de bulles. On peut corriger ce phénomène en inspectant et en dégageant l'obstruction dans le tube d'échantillonnage et/ou en rinçant la vanne et en réinstallant le tube d'échantillonnage. On peut remédier aux fuites d'air dans le système, qui peuvent provoquer le passage des bulles d'air par le tube d'échantillonnage (ainsi qu'un effet de cavitation à proximité du tube d'échantillonnage), en cherchant et en réparant les fuites. Il peut exister d'autres causes, selon le type d'appareil ou la configuration de l'installation.

! Dégagement de gaz dans l'échantillon : Le dégagement de gaz par l'effluent, dû à l'activité

biologique ou à d'autres phénomènes physicochimiques qui entraînent la production de gaz par l'effluent, est une cause moins courante. En ce cas, il est préférable de régler le zéro avec une source d'eau dont on est sûr de la propreté.



Parmi les problèmes associés, on peut citer l'impossibilité de mettre un détecteur à zéro. ! Essayer de mettre le détecteur à zéro par un rinçage à l'eau propre, en utilisant de l'eau

dont on a vérifié l'absence de turbidité et de bulles d'air. Si l'appareil n'affiche toujours pas le zéro, inspecter les tubes des ouvertures d'échantillonnage et chercher les obstructions. Le cas échéant, il suffit généralement de dégager ces obstructions pour régler le problème. On notera que la plupart des nouveaux détecteurs sont munis de fonctions d'étalonnage qui utilisent l'eau propre de rinçage reliée par un tuyau à la cellule.

! Si les mesures susmentionnées ne permettent pas de mettre le détecteur à zéro, il faudrait

inspecter le tube en verre/les surfaces internes de la chambre et voir s'il n'y a pas un film noir ou rougeâtre (rouge de fer ou oxyde de fer). La présence d'un tel film est très probablement la raison qui empêche le détecteur de se remettre à zéro. Le détecteur devrait alors être nettoyé conformément aux instructions du fabricant. En l'absence d'instructions, on peut utiliser du vinaigre ou une solution à 10 % d'acide citrique. Une fois ce nettoyage achevé, le système devrait être abondamment rincé. La dissolution des dépôts de fer entraînera un dégagement de gaz et la formation de bulles.

! Si ces mesures ne donnent pas de résultats, le détecteur devrait être soumis à une révision

ou remplacé. Il n'est pas nécessaire de remplacer le détecteur si l'on a établi qu'il peut détecter les particules ou les émulsions autres que d'hydrocarbures. Se reporter aux annexes 2, 3 et 4 pour les mesures rectificatives recommandées.

3 Mesures préventives

! Il faudrait effectuer l'entretien, les inspections et l'étalonnage à intervalles réguliers pour éviter que les conditions susmentionnées se développent. Des mesures préventives à long terme, telles que la prévention de la formation de rouge de fer, impliquent généralement les conditions en amont du détecteur et sont traitées dans les sections pertinentes.

! Il faudrait rincer à l'eau propre les détecteurs après utilisation et nettoyer leurs cellules de

mesure à l'aide d'un goupillon ou lorsque des mécanismes de nettoyage manuels/automatiques sont prévus, il faudrait les utiliser avant de mettre l'appareil en arrêt.

L'historique hebdomadaire de l'entretien de détecteurs a prouvé qu'ils peuvent fonctionner de façon satisfaisante pendant plus de 20 ans.


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ANNEXE 2

DÉTECTION DES DÉTERGENTS ET DES SOLVANTS

1 Théorie Les détergents et/ou certains solvants et/ou hydrocarbures peuvent être à l'origine de la turbidité ou du trouble d'un échantillon d'eau de cale. Les solvants et les détergents hydrosolubles n'émulsionnent pas dans l'eau mais contribuent à l'émulsification des hydrocarbures et des solvants insolubles. Dans de nombreux cas, les solvants insolubles dans l'eau réagissent comme des hydrocarbures en ce qu'ils forment souvent des gouttelettes (qui sont toutefois incolores et transparentes) qui peuvent être détectées par les détecteurs de type MEPC.107(49) et les détecteurs moins récents. La plupart des détecteurs à diffusion de la lumière de type MEPC.107(49) sont plus sensibles à ce type d'émulsions. La majorité des solvants ne forment pas d'émulsions stables, sauf en présence de produits qui favorisent l'émulsification, comme il en existe dans les produits industriels de nettoyage des métaux et autres types de produits composés. De nombreux détergents utilisés à bord et certains solvants utilisés dans la chambre des machines sont alcalins, non volatils et peuvent être détectés par un essai simple, décrit ci-après. La présence de certains solvants et détergents, en l'absence d'hydrocarbures, séparément ou conjointement, crée des micro et mini émulsions dans l'eau. Ces contaminants, séparément ou conjointement, peuvent entraîner ou non une turbidité selon la composition exacte et la température des eaux de cale traitées. Ces émulsions de substances autres que des hydrocarbures peuvent être détectées par le détecteur, même lorsque aucune turbidité n'est visible (c'est-à-dire visible à l'�il nu; visible est un terme relatif lorsqu'il s'agit d'instruments). 2 Causes

! La plus courante � Présence dans les fonds de produits de nettoyage composés (qui contiennent des détergents, des solvants solubles dans l'eau, des solvants et des surfactants insolubles dans l'eau) issus du lessivage des équipements.

! Adjonction de détergents qui émulsionnent les solvants (par exemple, huile diesel et

lubrifiants) déjà présents dans les fonds. ! Adjonction de composés de solvants stabilisés, issus du nettoyage des locaux de

machines, à la suite duquel des résidus aboutissent dans les fonds, qui émulsionnent ensuite sous l'action de certains types de pompes, souvent utilisées pour les unités de traitement.

3 Essais de confirmation

! Le meilleur moyen de détecter la présence de solvants (il n'est pas possible d'effectuer des analyses instrumentales et chimiques à bord des navires) est l'odorat. La plupart des solvants courants ont une odeur caractéristique qui est facile à reconnaître et permet de remonter à leur source.

! L'essai du pH de résidus d'évaporation avec du papier pH indique de manière fiable la

présence de détergents.



Instructions pour l'échantillonnage • Dans un petit récipient, prélever de l'eau de cale avant le séparateur (pour

diagnostiquer la contamination des eaux de cale). • Dans un petit récipient, prélever de l'eau de cale à la sortie du séparateur (pour

diagnostiquer la capacité du séparateur à traiter les eaux de cale contaminées). • Dans un petit récipient, prélever de l'eau de cale après le traitement de finition et

les filtres à particules, s'ils existent (pour diagnostiquer la capacité du traitement de finition à traiter les eaux de cale contaminées).

4 Mesures rectificatives et correctives

! Chaleur � Elle n'élimine pas les détergents mais elle peut permettre l'évaporation des solvants (inversion de phase) et la séparation des composés des solvants.

! Techniques de traitement de finition � Utiliser des filtres de finition chimiques et des

absorbants. Les recommandations propres à un traitement de finition donné dépendent des conditions à bord du navire.

! Stockage � (Séparer puis nettoyer les fonds) ou pomper les eaux de cale chargées en

détergents/solvants vers une installation de réception à terre.


! Séparer/limiter les solvants, les produits de nettoyage et les détergents susceptibles de s'accumuler dans les fonds.

! Utiliser des produits de nettoyage, des détergents et des solvants sans pouvoir

d'émulsification.


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ANNEXE 3

ÉMULSIONS

1 Théorie Les émulsions sont le résultat de la dispersion stable de gouttelettes d'un liquide non miscible dans un autre liquide (non soluble l'un dans l'autre). Il existe de nombreux types d'émulsions et plusieurs manières de les classer. Celle qui intéresse les mécaniciens de marine est l'émulsion hydrocarbure dans l'eau (émulsion H/E). Dans le cadre du présent guide, le terme hydrocarbure désigne tout hydrocarbure non soluble dans l'eau (à savoir, huile diesel, benzène, etc.). La dispersion stable d'hydrocarbures dans l'eau requiert de l'énergie. Cette énergie peut être mécanique (forces de cisaillement dues au pompage, pression, écoulement non laminaire dans les tuyaux et opérations de transfert) ou chimique (détergents, solvants). Ces deux facteurs contribuent généralement à la formation d'émulsions stables à bord des navires. Les émulsions sont problématiques car les gouttelettes d'hydrocarbures, de diamètre moyen inférieur à 15 microns environ, flottent entre deux eaux et la gravité ne suffit pas à les séparer de l'eau, bien que certains petits séparateurs utilisent des centrifugeuses ou des coalesceurs. Ces gouttelettes sont détectées par le détecteur d'hydrocarbures. Pour faire perdre sa stabilité à une émulsion, on peut forcer les gouttelettes flottant entre deux eaux à se regrouper afin de former des gouttes plus volumineuses (50 à 100 microns environ), qui acquièrent alors une flottabilité positive et se séparent de l'effluent pour remonter à la surface. À cet effet, on peut faire appel à la déstabilisation par la chaleur, la modification du pH ou l'ajout de produits chimiques. Les technologies de traitement de finition, fondées sur le principe des affinités chimiques, l'ultrafiltration ou la floculation, sont également appropriées. La meilleure approche consiste à réduire au minimum les facteurs qui contribuent à la formation d'émulsions. Les séparateurs d'eau et d'hydrocarbures construits conformément à la résolution MEPC.107(49) sont conçus spécifiquement pour traiter des eaux de cale qui contiennent des hydrocarbures libres et des émulsions d'hydrocarbures. Certains des séparateurs moins coûteux de type MEPC.107(49) et des séparateurs moins récents de type MEPC.60(33) ne sont pas conçus pour traiter un type de contaminant ou la totalité de ceux-ci et il peut être nécessaire de les moderniser au moyen de dispositifs de traitement de finition et/ou de filtres à particules et/ou de pompes sans cisaillement. Les séparateurs de type MEPC.107(49) mal exploités et mal entretenus peuvent ne pas fonctionner comme prévu. 2 Causes A. Action mécanique � Les cisaillements exercés par les pompes, l'écoulement non laminaire (qui peut provoquer des chocs ou des pressions entre les particules ou les éloigner sous l'effet de la pression) inhérents aux opérations de transfert et les turbulences de manière générale provoquent la dispersion des hydrocarbures dans l'eau. Il est difficile d'obtenir des émulsions stables avec des moyens purement mécaniques (les émulsions se dissocient au bout de quelques heures de séjour dans une caisse). Toutefois, ces facteurs mécaniques augmentent largement le pouvoir d'émulsification de petites quantités d'autres agents émulsifiants qui peuvent être présents dans les fonds. La présence de matières telles que la suie, le rouge de fer, le savon et l'huile diesel (tous des agents émulsifiants) est souvent inévitable et de faibles quantités suffisent à favoriser considérablement l'émulsification lorsque les hydrocarbures sont dispersés sous l'effet de fortes contraintes mécaniques (forte agitation des eaux de cale). Certains types de pompes ont tendance à favoriser la dispersion des hydrocarbures dans l'eau. Les pompes à membrane et les pompes à cavité progressives créent le moins de contraintes de cisaillement. Les pompes



centrifuges sont plus agressives en termes de contraintes et peuvent s'avérer problématiques en cas de cavitation due à une hauteur d'aspiration nette insuffisante. B. Agents émulsifiants � Les matières ci-après favorisent toutes émulsifications des hydrocarbures dans l'eau :

! Particules : • Suie � La suie est absorbée à la surface des gouttelettes d'hydrocarbures et

provoque la formation d'émulsions stables. Ce phénomène est fortement intensifié par les contraintes de cisaillement et l'écoulement non laminaire. On notera que la suie elle-même se disperse facilement de façon stable, qu'elle passe au travers des traitements primaires et qu'elle peut être détectée comme hydrocarbures par le détecteur.

• Rouge de fer � Comme pour la suie.

! Produits chimiques : • Savons et détergents � Réduisent la tension superficielle de l'interface

hydrocarbures/eau et entraîne la formation de gouttelettes stables. • Solvants � L'huile diesel, le kérosène et le benzène augmentent fortement

l'efficacité des savons/détergents et les effets des cisaillements. Ils peuvent eux-mêmes émulsionner de façon stable, et ce en grande quantité (de > 1 % à environ 5 % du poids total des eaux de cale), particulièrement lorsqu'ils sont soumis à des cisaillements.

• Produits de nettoyage � Les produits de nettoyage industriel contiennent généralement des détergents et des solvants et sont composés pour émulsionner les hydrocarbures. La présence de ces types de détergents dans les fonds est la cause la plus courante de la formation d'émulsions H/E.

• Contamination microbienne � Bien que rare, la contamination microbienne peut provoquer l'émulsification des hydrocarbures. Le plus souvent, en présence d'une contamination microbienne, on détectera le rouge de fer produit par les microbes.

3 Essais de confirmation Si l'arbre de décision indique la présence d'une émulsion, prélever un échantillon de 25 millilitres d'effluent dans un cylindre gradué ou un autre grand récipient étroit et transparent et laisser l'échantillon reposer pendant une heure. Après une heure, si aucune séparation visible ne s'est produite (présence d'hydrocarbures ou d'une irisation à la surface de l'échantillon), alors l'émulsion est stable. Il peut être nécessaire d'effectuer d'autres essais, tels qu'énumérés dans les appendices, afin de déterminer la ou les causes de l'émulsion.

Instructions pour l'échantillonnage • Dans un petit récipient, prélever de l'eau de cale avant le séparateur (pour

diagnostiquer la contamination des eaux de cale). • Dans un petit récipient, prélever de l'eau de cale à la sortie du séparateur (pour

diagnostiquer la capacité du séparateur à traiter les eaux de cale contaminées). • Dans un petit récipient, prélever de l'eau de cale après le traitement de finition et

les filtres à particules, s'ils existent (pour diagnostiquer la capacité du traitement de finition à traiter les eaux de cale contaminées).


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! Rincer le séparateur à l'eau chaude (ce qui peut parfois améliorer la performance). Pomper les eaux de lavage vers les fonds et essayer à nouveau un cycle de circulation. Si cette opération permet d'abaisser les valeurs données par le détecteur, recommencer.

! Chauffer les eaux de cale avant leur admission dans le séparateur. La chaleur

permet la coalescence des gouttelettes (émulsions) d'hydrocarbures et la séparation des phases.

! Prévoir une technique de traitement de finition. ! Pour les particules ayant un pouvoir émulsifiant uniquement : utiliser des caisses de

séparation dont le rapport des dimensions (hauteur par rapport à largeur) est élevé (pour les navires les plus récents ou lors des actualisations importantes uniquement), avec chauffage et décantation en série. Voir l'annexe 4 et la note ci-après.

! Stocker (séparer puis nettoyer les fonds) ou pomper les eaux de cale émulsionnées

vers une installation de réception à terre. ! Bien qu'il soit admis que les solides de petites dimensions puissent créer une

"émulsion", il peut être préférable de traiter séparément l'élimination des solides (voir l'annexe 4).

Note : Ces techniques permettent de réduire la charge globale reçue par le système de traitement. Éliminer les solides qui créent des émulsions au moyen de ces méthodes réduit la quantité de matières soumises à cisaillements dans le système de traitement. Les particules peuvent contribuer à l'émulsification des hydrocarbures et créer des problèmes qui lui sont propres. Dans son interprétation la plus large, la présente recommandation relève probablement du domaine de la filtration, tout en faisant référence à la tendance qu'ont certaines particules à favoriser l'émulsification des hydrocarbures. En outre, ces émulsions sont pseudostables et une partie importante aura tendance à se séparer, dans le temps, par coalescence dans la caisse. C'est un point important dont il faut tenir compte lorsque l'on envisage les conceptions futures de navires, de manière à diminuer la charge qui pèse sur le système de traitement et à le rendre plus facile à utiliser et à surveiller.

5 Mesures de prévention En fonction des résultats des autres essais effectués pour le diagnostic, l'une ou plusieurs des mesures ci-après peuvent être recommandées :

! Empêcher les produits de nettoyage, les solvants et les détergents de s'accumuler dans les fonds.

! Empêcher la suie de s'accumuler dans les fonds (récupérer les résidus de lessivage)

et dévier l'accès aux fonds. Voir l'annexe 4. ! Éviter que la rouille provenant des appareils et des accessoires vieillissants

aboutisse dans les fonds. Voir l'annexe 4.



! Installer des crépines et des séparateurs (caisses de décantation) de traitement

préalable pour les particules. ! Ne pas rejeter d'eaux biologiquement actives (eaux usées, eaux sanitaires, etc.) dans

les fonds. ! Procéder à des opérations de transfert en produisant le moins possible de

cisaillements et de turbulences. ! Remplacer les pompes par des pompes à faible cisaillement, lorsque cela est

possible. ! Concevoir le système de traitement des eaux de cale, y compris les caisses de

stockage des eaux de cale, de manière à tirer profit de la chaleur de la salle des machines. Installer des caisses de stockage des eaux de cale munies de serpentins de chauffage pour faciliter la séparation.

! Concevoir ou moderniser le système pour ajouter et mettre à disposition des

technologies de finition et de filtration des particules modulaires après traitement. Si cela n'est pas possible, envisager de remplacer le matériel de type MEPC.60(33) par du matériel de type MEPC.107(49). Les recommandations propres à une modernisation particulière pour l'ajout d'un traitement de finition ou pour l'amélioration du circuit du séparateur dépendent des conditions à bord du navire.

! Pour les particules ayant un pouvoir émulsifiant uniquement : utiliser des caisses de

séparation dont le rapport des dimensions (hauteur par rapport à largeur) est élevé (pour les navires les plus récents ou lors des actualisations importantes uniquement), avec chauffage et décantation en série. Voir l'annexe 4 et la note ci-dessus.


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ANNEXE 4

DÉTECTION DES PARTICULES : MATIÈRES BIOLOGIQUES, SUIE ET ROUGE DE FER (COMPOSÉS D'OXYDES DE FER)

1 Théorie Les particules contaminantes qui intéressent principalement les mécaniciens de marine sont les matières biologiques, la suie et le rouge de fer (oxyde de fer et ses composés). Leur présence est souvent interdépendante, car la présence de l'une de ces matières peut favoriser la présence de l'autre. On peut citer comme exemple :

• On trouve parfois dans les eaux de cale un sous-produit des bactéries réduisant les sulfates, le rouge de fer (oxyde de fer et ses composés). Dans les conditions de septicité qui peuvent se développer dans les citernes, le rouge de fer peut représenter jusqu'à 90 % du poids de la contamination totale.

• La suie peut favoriser la prolifération bactériologique en fournissant aux

bactéries une surface où elles peuvent se multiplier et éventuellement se nourrir. Le rouge de fer devient alors un sous-produit de la contamination bactériologique.

• Rouille provenant des équipements (oxyde de fer, rouge de fer).

2 Causes

! Produits biologiques (issus de la décomposition microbienne). Des microorganismes sont généralement présents dans les fonds. Des facteurs limitant les possibilités nutritionnelles et la compétition écologique empêchent normalement l'apparition d'une septicité qui serait problématique. L'apparition d'un milieu biologique problématique a généralement pour origine l'un des facteurs suivants : introduction de bactéries anaérobies, telles qu'il en existe dans les eaux usées et parfois dans les boues polluées d'hydrocarbures/l'eau des boues, ou introduction excessive de nutriments, tels que les savons et les détergents, ce qui peut modifier l'équilibre biologique et produire une quantité excessive de bactéries anaérobies alors en majorité. Ce type de bactérie se caractérise souvent par des dépôts filamenteux sur les filtres et autres surfaces et par une odeur de soufre ou putride. Les bactéries filamenteuses s'accumulent de préférence dans les zones où les débits sont importants/sur les surfaces brillantes, ce qui augmente les pressions ou réduit les débits. Ces particules peuvent être détectées par les détecteurs d'hydrocarbures.

! Rouge de fer (composés d'oxydes de fer). La décomposition microbienne est une

source essentielle de production du rouge de fer, les bactéries ayant besoin de fer pour se développer. Si la prolifération des bactéries n'est pas détectée, de grandes quantités de composés d'oxydes de fer peuvent être produites. Les équipements vieillissants, la coque et les accessoires sont les sources essentielles de production de fer et de composés d'oxydes de fer à bord des navires. Ces particules peuvent aussi être détectées par les détecteurs d'hydrocarbures anciens de type MEPC.60(33) et, lorsque les quantités sont importantes, par certains détecteurs plus récents de type MEPC.107(49).



! Suie. L'exploitation normale conduit à l'accumulation de particules de suie à base de

carbone dans les tranches des machines. Ces particules de carbone sont hautement absorbantes. Les fuites sur les circuits d'échappement et le nettoyage des appareils dans la chambre des machines sont les principales sources de production de suie. Les défaillances des systèmes de traitement des eaux de cale surviennent souvent à la suite d'un nettoyage de grande ampleur dans la chambre des machines, qui provoque l'accumulation de particules de suie dans les fonds. (Voir aussi l'annexe 3 � émulsions). Les particules de suie peuvent favoriser l'émulsification des hydrocarbures et être détectées par le détecteur.

3 Essais de confirmation

! Matières biologiques � Essais à l'acide citrique. ! Rouge de fer � Essai à l'acide citrique et examen visuel des particules rougeâtres

(rouge de fer). Si les composés d'oxydes de fer sont présents en grande quantité, l'échantillon d'eau sera trouble et non transparent. L'échantillon aura une couleur rouge caractéristique. Des concentrations moindres peuvent donner l'impression que l'eau est décolorée, sans être turbide. L'échantillon sera alors clair, avec toutefois une coloration rougeâtre. Cela s'explique simplement par le fait que l'�il humain n'est pas assez sensible pour détecter les différences de turbidité lorsque les concentrations sont faibles.

! Suie - Acide citrique suivi d'un essai pH de résidus d'évaporation et d'une évaluation

visuelle des particules noires ou brunâtres. Si la suie est présente en grande quantité, l'échantillon d'effluent sera trouble et non transparent. L'échantillon aura une couleur noire ou marron caractéristique. Des concentrations moindres peuvent donner l'impression que l'eau est décolorée, sans être turbide. L'échantillon sera alors clair, avec toutefois une coloration brunâtre ou noire. Cela s'explique simplement par le fait que l'�il humain n'est pas assez sensible pour détecter les différences de turbidité lorsque les concentrations sont faibles. La confirmation peut nécessiter des analyses en laboratoire.

Instructions pour l'échantillonnage

• Dans un petit récipient, prélever de l'eau de cale avant le séparateur (pour diagnostiquer la contamination des eaux de cale).

• Dans un petit récipient, prélever de l'eau de cale à la sortie du séparateur (pour diagnostiquer la capacité du séparateur à traiter les eaux de cale contaminées).

• Dans un petit récipient, prélever de l'eau de cale après le traitement de finition et les filtres à particules, s'ils existent (pour diagnostiquer la capacité du traitement de finition à traiter les eaux de cale contaminées).


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! Traitement préalable de filtration des solides. ! Traitement préalable des eaux de cale dans une caisse de décantation dont le rapport

hauteur/largeur est élevé, pour permettre la décantation des solides de grandes dimensions.

! Filtration après le séparateur, à l'aide de filtres à petites particules et de filtres de

finition, si la suie est persistante. ! Actualiser le système en le remplaçant par un séparateur de type MEPC.107(49), plus

tolérant par rapport à certains solides. 5 Mesures préventives

! Traiter et rejeter les eaux de cale contaminées dans une installation de réception à terre.

! Dans les cas de contamination biologique, traiter la ou les caisses des eaux de cale

avec un produit biocide. ! Rincer à l'eau chaude les caisses d'eau traitée en sortie du séparateur et les tuyautages

dans lesquels de la boue s'est accumulée. ! Nettoyer les fonds et les zones touchées pour éliminer les boues et la rouille. ! Empêcher la suie de s'accumuler dans les fonds (piéger les résidus de lessivage) et

dévier l'accès aux fonds. Réparer les fuites provenant des conduites d'échappement. ! Éviter que la rouille provenant des appareils et des accessoires vieillissants aboutisse

dans les fonds. ! Les revêtements des caisses et l'état du tuyautage jouent un rôle important dans

l'exploitation. Il faut s'intéresser aux sources qui composent les eaux de cale et à l'utilisation de tuyaux en matériaux composites pour éviter les problèmes dus à la corrosion. Les revêtements de caisses devraient aussi être examinés et entretenus. Cela est particulièrement important pour les zones des points inférieurs de récupération

! Isoler les sources de nutriments et de contamination : vérifier et remplacer les

tuyautages des eaux usées et d'eau de refroidissement (aspirations d'eau de mer) qui fuient.

! Installer des filtres à particules modulaires après le séparateur (avant le détecteur mais

non alignés sur lui (débit maximal)). ! Traiter au préalable les eaux [de nettoyage] contenant de la suie avant leur rejet dans

les fonds ou isoler les eaux contenant des suies provenant du nettoyage des machines.



ANNEXE 5

IRISATIONS D'HYDROCARBURES APRÈS LE TRAITEMENT (SÉPARATEUR D'EAU ET D'HYDROCARBURES)

1 Théorie Si une couche d'hydrocarbures ou une irisation est présente après le traitement réalisé par le séparateur et que les hydrocarbures ne sont pas troubles, cela signifie que des hydrocarbures séparables par gravité contournent le séparateur. (Le détecteur d'hydrocarbures est en mode recirculation). 2 Causes Il existe plusieurs causes possibles liées à un ou plusieurs composants, à une ou des défaillances en matière d'entretien ou d'exploitation, qui peuvent mener à des défaillances multiples du système. Ces causes possibles peuvent ne pas être envisageables pour toutes les conceptions de séparateurs et il est recommandé de se reporter au manuel du fabricant.

! La densité et/ou la viscosité des hydrocarbures est inhabituellement élevée et/ou le cycle de purge du séparateur ne fonctionne pas : • Les capteurs capacitifs sont défectueux/désactivés. • Il est impossible de faire fonctionner les électrovannes (purge). • Il est impossible de faire fonctionner les électrovannes (mise sous pression pour le

cycle de purge). • Les robinets d'isolement pour la mise sous pression fuient. • Les tuyautages de purge sont engorgés � hydrocarbures visqueux. • Le réchauffage de la chambre supérieure est inefficace. • Les circuits électriques ou les capteurs sont désactivés.

! Trop d'air dans le système :

• Les tuyautages des circuits sous vide fuient ou sont percés. • Les purges d'air du système ne sont pas satisfaisantes. • Les clapets de non-retour du tuyautage d'aspiration ne sont pas adaptés. • L'air peut provenir du séparateur lui-même, en raison du brassage de l'effluent,

associé à une perte d'aspiration (c'est-à-dire une chute de pression).

! Accumulation de boues dans le séparateur : • Entretien inadéquat de l'appareil. • Système surchargé par une quantité trop importante d'eaux de cale. • Trop d'hydrocarbures admis dans l'appareil. • Système exploité au-delà des conditions nominales. • Élimination inefficace des hydrocarbures accumulés en surface, avant l'admission

dans l'appareil. • Présence d'hydrocarbures à densité élevée dans les fonds. • Quantité excessive de boues dans les caisses de stockage des eaux de cale.


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! Corrosion ou encrassement des plaques du séparateur : • Accumulation excessive de boues (matières qui ne flottent pas). • Vannes de purge des boues obstruées. • Trop de débris solides dans les fonds. • Trop de débris solides dans les crépines. • Corrosion interne des tuyautages. • Crépines défectueuses (porosité excessive) dans les puisards de cale et crépines

des tuyautages d'admission défectueuses.

! Contournement du séparateur : • Contournement à l'intérieur de l'appareil. • Composants corrodés. • Joint(s) interne(s) défectueux. • Mauvais remontage de l'appareil. • Déviation du flux de fluide.

! Débit trop élevé :

• Mauvaise configuration de la pompe d'alimentation. • Dimensions des tuyautages d'entrée ou de sortie inadaptées.

! Émulsion pseudostable formée par l'action des contraintes de cisaillement de la

pompe et des opérations de transfert. Voir l'annexe 3 : • Utiliser des pompes centrifuges du côté de l'admission de l'appareil. • Faibles concentrations de savons et de solvants qui créent des émulsions

pseudostables. 3 Essais de confirmation Un examen visuel devrait être suivi de l'immersion de la couche supérieure d'un échantillon et de sa mise à l'essai avec un matériau oléophile (par exemple, sorbant).

Instructions pour l'échantillonnage • Dans un petit récipient, prélever de l'eau de cale à la sortie du séparateur (pour

diagnostiquer la capacité du séparateur à traiter les eaux de cale contaminées). 4 Mesures rectificatives et correctives

! Recirculation - Un temps de traitement plus important peut être nécessaire. ! Rincer le système à l'eau chaude, puis le remettre en service et en recirculation. ! Recirculation à faible débit. ! Inspecter l'appareil, rechercher les contournements. ! Démonter, nettoyer et inspecter le système pour rechercher la cause de la défaillance.

Réparer le séparateur ou faire sa révision. Réparer le détecteur, faire sa révision ou le remplacer. Déboucher ou remplacer les purges et/ou le tuyautage, conformément aux normes de conception du fabricant et/ou du système.



! Installer des filtres de traitement de finition et à particules (dans les conditions exceptionnelles).

! Actualiser le système en le remplaçant par un appareil de type MEPC.107(49) (après

avoir examiné la capacité, l'âge, l'état et/ou la qualité du séparateur existant).

! Se reporter au(x) manuel(s) du fabricant pour le remplacement du filtre/coalesceur.

Note : Envisager la conception et la modification du système en vue d'ajouter des technologies modulaires de traitement de finition et de filtration des particules. Envisager aussi le remplacement du matériel de type MEPC.60(33) par du matériel de type MEPC.107(49). Les recommandations propres à une modernisation particulière pour un traitement de finition ou pour l'actualisation du circuit du séparateur dépendent des conditions à bord du navire.

5 Mesures de prévention

! Effectuer à intervalles réguliers l'entretien et l'inspection de toutes les parties du système de traitement des eaux de cale. Dans le cadre de l'entretien de routine, rincer régulièrement le système à l'eau chaude et nettoyer les composants.

! Effectuer régulièrement des évaluations de la performance avec de l'eau propre et

confirmer l'absence d'hydrocarbures après que le système a été nettoyé et rincé à l'eau propre.

! Faire effectuer l'inspection et la certification annuelle par le fabricant (ou le

fournisseur).


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ANNEXE 6

DÉTECTER LES HYDROCARBURES ET LES ÉMULSIONS D'HYDROCARBURES :

CONTAMINANTS MULTIPLES ET/OU DÉFAILLANCES MÉCANIQUES 1 Théorie Il s'agit d'un problème complexe qui peut avoir plusieurs causes. La présence d'une émulsion, associée à une mauvaise séparation des hydrocarbures par le séparateur, est une indication du ou des problèmes. Si l'eau est trouble, on peut aussi être en présence de suie, de particules biologiques ou d'oxydes de fer. Outre la défaillance mécanique du séparateur, les possibilités peuvent notamment être les suivantes :

! Une émulsion pseudostable peut contourner le séparateur, mais elle se sépare par la suite sous l'effet de la gravité.

! Une émulsion stable s'est formée et ne peut pas être séparée par le séparateur, et des

hydrocarbures visibles contournent l'appareil. ! Si l'eau est trouble, il peut s'agir aussi d'une présence de suie, de particules

biologiques ou d'oxydes de fer. 2 Causes Les causes pouvant être à l'origine des problèmes susmentionnés sont nombreuses et peuvent indiquer simultanément une contamination du matériel (pompes, citernes, séparateur) et/ou des facteurs multiples. 3 Essais de confirmation Se reporter aux annexes 3, 4 et 5. 4 Mesures rectificatives et correctives

! Se reporter aux annexes 3, 4 et 5 pour définir individuellement chaque problème [potentiel].

! Obtenir l'aide de tous les fournisseurs des équipements concernés pour déterminer les

causes de la défaillance et les mesures préventives à long terme. ! Gérer les eaux de cale pour limiter la présence de contaminants. ! Si indiqué, il peut être nécessaire de changer le matériel ou d'en installer un autre pour

mieux gérer les conditions dans les fonds.




! Réaliser une série complète d'analyses chimiques de l'effluent des fonds. ! Effectuer des inspections et un entretien complets à intervalles réguliers. ! Se reporter aux annexes 3, 4 et 5, selon qu'il convient. ! Obtenir l'aide de tous les fournisseurs des équipements concernés pour déterminer les

causes de la défaillance et les mesures préventives à long terme.


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GLOSSAIRE DES TERMES EMPLOYÉS DANS LE CADRE DU DÉPANNAGE

1. Unité de traitement des eaux de cale � Dans le cadre du présent document, une unité de traitement des eaux de cale désigne, sans s'y limiter, un séparateur d'eau et d'hydrocarbures, complété par des filtres et un système de traitement de finition ou secondaire (s'il existe), ainsi qu'un appareil de mesure qui fonctionne de manière à empêcher le rejet d'effluent dont la teneur en hydrocarbures dépasse 15 ppm. Cette unité pourrait aussi utiliser des techniques de traitement biologique. 2. Eaux de cale � Dans le cadre du présent document, l'expression "eaux de cale" désigne un mélange complexe d'eau et de matières solubles et insolubles, organiques et inorganiques, dont les composants essentiels sont des hydrocarbures ou des huiles. 3. Contamination biologique � Dans le cas des eaux de cale, la contamination la plus courante est due aux bactéries réductrices de sulfates. La présence de ces bactéries se traduit par de grandes quantités de particules en suspension, notamment du fer colloïdal et d'autres composés du fer. La contamination biologique est souvent due à la présence dans les eaux de cale de matières provenant des caisses à boues. Un milieu riche en nutriments (eaux de cale sales en permanence) favorise aussi l'apparition de la contamination biologique. 4. Eau trouble � Eau qui n'apparaît pas parfaitement transparente à l'�il nu, en raison de la présence de matières en suspension. 5. Eau claire � Eau qui apparaît parfaitement transparente à l'�il nu. Note : L'eau peut être colorée tout en étant claire. L'eau propre est considérée comme une eau claire et incolore. 6. Détergent � Tout produit de nettoyage liquide ou solide qui, lorsqu'il est mélangé à l'eau, a la capacité d'émulsionner les hydrocarbures. 7. Émulsion � Suspension stable de gouttelettes d'un liquide non miscible dans un autre liquide. La formation d'émulsions est favorisée par la présence de détergents et de solvants, par la présence de fines particules en suspension ou par une action mécanique, telle que les contraintes de cisaillement exercées par les pompes. Les émulsions sont rendues instables par la chaleur, l'acidification ou l'action de produits chimiques. 8. Détecteur d'hydrocarbures � Dénomination commune pour un appareil de mesure pouvant détecter la présence d'hydrocarbures dans l'eau. Les modèles les plus courants sont fondés sur le principe de la dispersion de la lumière. Les appareils à fluorescence sous ultraviolets peuvent également détecter la présence de liaisons carbone-hydrogène. 9. Séparateur d'eau et d'hydrocarbures � Également une dénomination commune pour des dispositifs mécaniques dont beaucoup exploitent la gravité ou la différence de densité entre deux liquides non miscibles pour obtenir leur séparation en deux phases distinctes. Ce type de matériel comprend les centrifugeuses, les séparateurs à plaques parallèles et inclinées et un ensemble d'autres configurations possibles. Le séparateur d'eau et d'hydrocarbures à coalescence est intégré dans l'enveloppe d'une caisse et comprend un support spécial pour la coalescence des hydrocarbures, qui permet de séparer les hydrocarbures de l'eau, ainsi qu'une série de chicanes et de déversoirs pour orienter l'écoulement, écrémer les hydrocarbures séparés et contrôler le niveau



de liquide dans le séparateur. Cette unité pourrait aussi utiliser des techniques de traitement biologique. 10. Hydrocarbure � Liquide insoluble dans l'eau d'origine animale ou minérale (dans le cadre du présent document, on considère qu'une matière est liquide si son point de congélation est supérieur à 0°C). 11. Eaux de cale polluées � Eaux qui peuvent être contaminées par des hydrocarbures. Tout liquide qui passe dans le circuit des eaux de cale, notamment les puisards de cale, le tuyautage d'assèchement des fonds, les caisses de stockage dans les plafonds de ballast ou les bouchains, est considéré comme de l'eau de cale polluée. 12. Particules � Matière solide en aérosol qui, lorsqu'elle est piégée dans un filtre, ne comprend pas moins de 50% de résidus non volatils. 13. Traitement de finition � Traitement secondaire (après le séparateur) des eaux de cale. Cette catégorie de traitement peut comprendre la floculation, la filtration avec dispositifs à surface modifiée, la dégradation biologique, la filtration par membrane, la distillation et d'autres techniques. 14. PPM � Une ppm est le dix millième d'un pour cent. Un milligramme par litre d'eau correspond à une ppm. 15. Suie � Particule à base de carbone issue de la combustion incomplète d'hydrocarbures. 16. Irisation � Couleurs dues à la diffraction de la lumière, visibles à l'�il nu lorsqu'une fine couche d'hydrocarbures flotte sur l'eau. L'irisation arc-en-ciel est la plus courante. Quelque 150 litres d'hydrocarbures étalés sur une superficie d'un mille marin carré produisent une irisation arc-en-ciel. 17. Acide sulfurique � Acide minéral hautement corrosif. On utilise le H2SO4 pour diminuer le pH d'un échantillon. L'acide sulfurique s'emploie pour séparer l'eau et les gouttelettes d'hydrocarbures en suspension. La turbidité due aux hydrocarbures disparaît en la présence d'acide sulfurique, ce qui n'est pas le cas avec d'autres types d'agents responsables de l'opacité. 18. Hydrocarbure visible � Hydrocarbure clairement visible par irisation ou sous forme de couche distincte qui flotte à la surface de l'échantillon prélevé. 19. Modernisation � Modification d'un équipement déjà installé. 20. Actualisation � Renouvellement ou remplacement d'un équipement par un modèle plus récent ou plus adapté (par exemple, plus puissant).

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