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LEs autrEs thèmEs TRAITEMENT DE SURFACES N° 316 - L’EAU, L’INDUSTRIE, LES NUISANCES - 143 www.revue-ein.com www.revue-ein.com ABSTRACT Biological monitoring of surface treatment systems and cataphoretic dips using a new generation ATP test. With regard to surface treatment operations, microbial contamination resulting from the different dips may lead to problems of quality, due to painting of metal parts. It is very important to be able to control micro- bial contamination in the cataphoretic dip upline of the last distilled water washing stage and upline of the UFR dips. The rapid detection in the microbiologi- cal quality during the different surface treat- ment stages (industrial water, distilled water, degreasing dips, washing dips, phosphatation dips, cataphoretic dips, UFR, UFN) is impor- tant in order to efficiently monitor the instal- Véliana Todorova, Marc Raymond, aqua-tools.com Dans le domaine du traitement de surfaces, la contamination microbienne issue des différents bains de traitement de surfaces peut conduire à des problèmes de qualité : Augmentation de l’épaisseur de la couche d’anticorrosion. Il est très important de pouvoir contrôler la contamination microbienne dans le bain de cataphorèse provenant en amont du dernier bain de rinçage, en eau déminéralisée et en amont des bains d’UFR. La détection rapide d’une dégradation progressive de la qualité microbiologique de ces bains, aux différentes étapes de traitement de surface (eau industrielle, eau déminéralisée, bains de dégraissage, de rinçage, de phos- phatation, bain de cataphorèse, UFR, UFN) est importante pour suivre efficacement l’installation, prévoir et éviter les problèmes de qualité liés à mauvais dépôt des peintures. La mesure de la biomasse active par ATP-métrie (Adénosine Triphosphate) est un outil rapide de quantification de la flore microbienne présente dans les différents bains des installations de traitement de surface. Les résultats sont disponibles en moins de 6 min. Les sources de contamination microbienne peuvent être localisées précisé- ment, et toute dégradation progressive de la qualité de l’eau déminéralisée peut être détectée immédiatement. L’utilisation de la technique pour la surveillance des installations permet de prévoir et diminuer les problèmes de qualité dus aux bains de traitement de surface. Le choix et l’efficacité des actions de traitement peuvent être évalués immédiatement après leur implémentation et revues si nécessaire. Le présent document décrit l’utilisation de la technologie pour la surveillance de la contamination microbienne dans les installations de traitement des surfaces Surveillance biologique des traitements de surfaces lations, and make provision for and avoid pro- blems of quality due to poor paint application. Active biomass measurement by ATP-metrics (Adenosine Triphosphate) is a tool which rapi- dly quantifies the microbial flora present in the different surface treatment installation dips. The results are available in under 10 min. Microbial contamination may be precisely loca- ted and any gradual downgrading in the qua- lity of the water can be detected immediately. The use of this technique for monitoring the installations can foresee and reduce problems of quality due to the surface treatment dips. The choice and efficiency of the processing actions may be assessed immediately after their imple- mentation and reviewed if necessary. This document describes the use of this techno- logy for monitoring microbial contamination in surface treatment installations. L a technique d’ATP-métrie permet une mesure rapide de la concen- tration de la biomasse active dans l’eau. L’ATP-métrie est basée sur la quan- tification de la molécule d’Adénosine Tri- Phosphate (ATP) qui représente l’énergie de toute cellule vivante. La molécule d’ATP est retrouvée dans tous les organismes vivants et est indicatrice de l’activité métabolique et/ou de la viabilité de la biomasse présente dans les échantillons environnementaux. L’ATP est un transpor- teur d’énergie situé à l’intérieur des cellules biologiques vivantes, impliqué dans toutes les fonctions biologiques telles que la nutri- tion, l’entretien et la reproduction. Pour cette raison, la molécule d’ATP est un vrai indicateur de la biomasse vivante présente dans un échantillon d’eau. L’ATP est quantifiée par une réaction de bioluminescence. L’enzyme luciférase cata- lyse la réaction entre la luciférine (subs-

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LEs autrEs thèmEstraitement de surfaces

N° 316 - L’EAU, L’INDUSTRIE, LES NUISANCES - 143www.revue-ein.comwww.revue-ein.com

AbstrActbiological monitoring ofsurface treatment systemsand cataphoretic dips usinga new generation AtP test.With regard to surface treatment operations,

microbial contamination resulting from the

different dips may lead to problems of quality,

due to painting of metal parts.

It is very important to be able to control micro-

bial contamination in the cataphoretic dip

upline of the last distilled water washing stage

and upline of the UFR dips.

The rapid detection in the microbiologi-

cal quality during the different surface treat-

ment stages (industrial water, distilled water,

degreasing dips, washing dips, phosphatation

dips, cataphoretic dips, UFR, UFN) is impor-

tant in order to efficiently monitor the instal-

Véliana todorova, Marc raymond, aqua-tools.com

Dans le domaine du traitement de surfaces, la contamination microbienne issue des différents bains de traitement de surfaces peut conduire à des problèmes de qualité : Augmentation de l’épaisseur de la couche d’anticorrosion.Il est très important de pouvoir contrôler la contamination microbienne dans le bain de cataphorèse provenant en amont du dernier bain de rinçage, en eau déminéralisée et en amont des bains d’UFR.La détection rapide d’une dégradation progressive de la qualité microbiologique de ces bains, aux différentes étapes de traitement de surface (eau industrielle, eau déminéralisée, bains de dégraissage, de rinçage, de phos-phatation, bain de cataphorèse, UFR, UFN) est importante pour suivre efficacement l’installation, prévoir et éviter les problèmes de qualité liés à mauvais dépôt des peintures.La mesure de la biomasse active par ATP-métrie (Adénosine Triphosphate) est un outil rapide de quantification de la flore microbienne présente dans les différents bains des installations de traitement de surface. Les résultats sont disponibles en moins de 6 min. Les sources de contamination microbienne peuvent être localisées précisé-ment, et toute dégradation progressive de la qualité de l’eau déminéralisée peut être détectée immédiatement. L’utilisation de la technique pour la surveillance des installations permet de prévoir et diminuer les problèmes de qualité dus aux bains de traitement de surface. Le choix et l’efficacité des actions de traitement peuvent être évalués immédiatement après leur implémentation et revues si nécessaire.Le présent document décrit l’utilisation de la technologie pour la surveillance de la contamination microbienne dans les installations de traitement des surfaces

Surveillance biologiquedes traitements desurfaces

lations, and make provision for and avoid pro-

blems of quality due to poor paint application.

Active biomass measurement by ATP-metrics

(Adenosine Triphosphate) is a tool which rapi-

dly quantifies the microbial flora present in the

different surface treatment installation dips.

The results are available in under 10 min.

Microbial contamination may be precisely loca-

ted and any gradual downgrading in the qua-

lity of the water can be detected immediately.

The use of this technique for monitoring the

installations can foresee and reduce problems

of quality due to the surface treatment dips. The

choice and efficiency of the processing actions

may be assessed immediately after their imple-

mentation and reviewed if necessary.

This document describes the use of this techno-

logy for monitoring microbial contamination

in surface treatment installations.

L a technique d’ATP-métrie permet une mesure rapide de la concen-tration de la biomasse active dans

l’eau. L’ATP-métrie est basée sur la quan-tification de la molécule d’Adénosine Tri-Phosphate (ATP) qui représente l’énergie de toute cellule vivante.La molécule d’ATP est retrouvée dans tous les organismes vivants et est indicatrice de l’activité métabolique et/ou de la viabilité de la biomasse présente dans les échantillons environnementaux. L’ATP est un transpor-teur d’énergie situé à l’intérieur des cellules biologiques vivantes, impliqué dans toutes les fonctions biologiques telles que la nutri-tion, l’entretien et la reproduction. Pour cette raison, la molécule d’ATP est un vrai indicateur de la biomasse vivante présente dans un échantillon d’eau.L’ATP est quantifiée par une réaction de bioluminescence. L’enzyme luciférase cata-lyse la réaction entre la luciférine (subs-

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trat), l’ATP (cofacteur) et l’oxygène, ce qui entraîne une émission de lumière. Chaque molécule d’ATP consommée dans la réac-tion produit un photon de lumière. La pro-duction de lumière à partir de cette réac-tion est mesurée en utilisant un lumino-mètre, dans lequel la quantité de lumière produite est directement proportionnelle à la quantité d’énergie biologique pré-sente dans l’échantillon. Cette réaction est linéaire sur une grande échelle, ce qui permet la mesure de la biomasse des eaux ultra-propres jusqu’aux eaux usées.

La mesure de l’ATP est directement liée à la flore microbienne vivante : elle permet de connaître rapidement la concentration des microorganismes contenus dans un échantillon.

Les différentes formesd’ATP quantifiablesOn peut distinguer 3 types d’ATP contenu dans l’échantillon d’eau :

• L’ATP intracellulaire (cATP) c’est-à-dire l’ATP contenu dans les cellules biologiques vivantes. C’est le vrai indicateur de flore totale vivante. La mesure de la biomasse active à travers du paramètre cATP inclue les bactéries cultivables, non cultivables ou difficilement cultivables.

L’augmentation de l’ATP Intracellulaire dans les échantillons d’eau montre une pro-lifération des microorganismes et indique une dégradation de la qualité de l’échan-tillon. Si la biomasse active augmente au-dessus des niveaux cibles, l’installation est en dérive microbiologique et sa qualité n’est plus acceptable pour une production sans risque qualité. L’augmentation de la biomasse active peut être utilisée comme une alarme précoce des désordres micro-biologiques dans l’installation et dans les

bains de rinçages.

• ATP Extracellulaire (dATP)L’ATP extracellulaire est libéré dans l’en-vironnement quand les organismes sont mourants ou en mort programmée. L’ATP est peut stable dans l’environnement et est dégradé en quelques minutes. Par contre, au niveau d’une population bactérienne, de l’ATP extracellulaire est toujours trouvé : environ 25 % pour une population en condi-tions de croissance normale.L’augmentation de l’ATP extracellulaire

i n d i q u e l a mortalité de la population microbienne.

En présence de traitements biocides effica-ces, l’ATP extracellulaire augmente signifi-cativement dans l’échantillon d’eau.

• ATP totalL’ATP total est la mesure de tout l’ATP contenu dans l’échantillon. Par consé-quent, cette mesure inclue à la fois l’ATP Intracellulaire et Extracellulaire.

Surveiller la proliférationmicrobienne dans les eauxLe kit QGA est dédié aux eaux peu char-gées en matières en suspension et donc fil-trables. Le kit mesure uniquement l’ATP Intracellulaire (cATP) et permet ainsi une quantification directe des microorganis-mes vivants. L’échantillon d’eau est d’abord filtré à travers une seringue à laquelle est accroché un filtre. Seulement les microor-ganismes vivants sont retenus sur le filtre. Ensuite, par une étape de lyse des microor-ganismes, l’ATP Intracellulaire est libéré. Après une dernière étape de dilution, l’ATP est mesuré en présence de l’enzyme Lumi-nase. Les résultats sont fournis en pg ATP/ml grâce à la calibration avec un standard d’ATP, ce qui permet la reproductibilité des résultats.L’analyse totale prend moins de 6 min.Le kit QGA est utilisé pour les échantillons suivants :- Eau déminéralisée, eau industrielle, les bains de rinçage, les égouttures, bain de phosphate, affineur, l’ultra filtration neuve (UFN), Le kit TCM est dédié aux eaux charges en matières en suspension. Ce kit est utilisé pour les échantillons d’eau difficilement

ou non filtrables. Deux analyses sont effec-tuées en même temps : mesure de l’ATP total et mesure de l’ATP extracellulaire.L’ATP total est mesurée après lyse des microorganismes pour libérer l’ATP intra-cellulaire.L’ATP Extracellulaire est mesurée après libération par une solution détergente qui dissous tout ATP complexé à des débris ou matières en suspensions. Cette étape permet une mesure complète de tout ATP extracellulaire.Les 2 mesures permettent de calculer 2 paramètres importants :• L’ATP Intracellulaire (tATP –dATP), repré-sentative de la concentration en microorga-nismes vivants dans l’échantillon d’eau.• Le BSI ou Indice de Stress de Biomasse (dATP/tATP): ce paramètre indique la toxi-cité de l’environnement aqueux. L’effica-cité des biocides ajoutés dans les bains de rinçages peut être évaluée à travers le para-mètre BSI : un biocide est efficace si le BSI est supérieur à 50 %. Les biocides les plus efficaces atteignent 100 % de BSI.L’analyse complète avec le kit TCM néces-site 15 min.Le kit TCM est utilisé pour les échantillons suivants :- Bain de cataphorèse, Bains d’ UFR.

Surveiller la qualité de l’eau dans les installations de traitement de surfacesLa quantification de la biomasse active en utilisant les kits QGA et TCM permet une localisation précise des zones de prolifé-ration bactérienne, suivie par l’implémen-tation si nécessaire, d’actions correctives (nettoyage mécanique d’un bain, suivi de traitement chimique) et la validation de leur efficacité. Plus la détection des désor-dres biologiques est précoce, plus rapide peut-être la mise en place d’actions correc-tives. De la première cartographie biologi-que d’une installation jusqu’à la vérification des traitements, seulement quelques heu-res sont nécessaires (les méthodes tradi-tionnelles nécessitent 24 à 48h pour fournir les premiers résultats biologiques).Les bénéfices de l’utilisation de cette tech-nologie pour le traitement de surfaces en industrie d’automobile sont: • Mesure en temps réel de la concentra-tion en microorganismes dans les échan-tillons et réponse immédiate sur le niveau

ATP + luciférine + O2 AMP + PPi + oxyluciférine + Lumière

Luciférase Mg++

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de contamination dans les bains de dégrais-sage, rinçage ou cataphorèse et UFR ainsi que le suivi de la qualité de la production d’eau déminéralisée…• Détection précoce de la dégradation de la qualité de l’eau et localisation des zones à risque de prolifération de bactéries dans les différents bains.• Quantification de la vraie flore totale pré-sente dans les bains aqueux : microorganis-mes cultivables ou non cultivables, respon-sables à même titre de la dégradation de la qualité de l’eau et la dégradation de la qua-lité de traitement des surfaces et de pein-ture par cataphorèse.• Identification des origines de contami-nation microbienne (eau industrielle, eau déminéralisée).

tués sur des installations de traitement des surfaces en industrie de l’automobile. Ces audits ont été effectués à l’aide des kits QGA et TCM. Le but des interventions a été de déterminer les origines de la contamina-tion microbienne dans les différents bains, identifier les zones les plus critiques et cor-riger les traitements appliqués afin de dimi-nuer la contamination biologique.

Étude de cas 1Les résultats après cartographie de l’instal-lation se présentent comme suit:

La qualité du bain de cataphorèse et des UFR apparaît être de bonne qualité micro-biologique.Le problème principal se situe au niveau de l’affineur où la contamination dépasse de façon importante le niveau recommandé. De même, l’eau industrielle étape 7 amène dans l’installation une quantité non négli-geable de contamination microbienne.Ces deux niveaux nécessitent la mise en place d’actions de suivi, sachant que le der-nier stade (stade 10) avant le bain de cata-phorèse montre une valeur très accepta-ble en ATP.L’arrivée eau de bâche et la réserve d’eau déminéralisées montrent également des valeurs élevées et doivent être surveillées régulièrement afin de maîtriser la dérive.Il a été recommandé d’effectuer un net-toyage mécanique et chimique de la bâche d’eau déminéralisée.

Étude de cas 2

Les résultats après cartographie de l’instal-lation se présentent comme suit: Plusieurs points de l’installation ont mon-

• Optimisation des contrôles : réduction des analyses par culture, à délai de réponse long.

• Optimisation de traitements: • Optimisation de traite-ments: - Contrôle de l’effi-cacité des traitements (der-nier bain de rinçage en ED, et UFR ).- Correction des actions de traitements, des fréquences d’injection, si nécessaire.- Validation immédiate des nouveaux traitements.• Économie d’eau : suivi de la dégradation de l’eau pour pilo-tage des étapes de purge.•Économie de biocides : réduction des doses utilisées si possible et réduction des coûts de traitement.Aqua-tools fournit des niveaux seuils de la qualité de l’eau dans les différents bains, basés sur l’ATP-métrie, permettant des prises de décisions immé-diates :

Études de casPlusieurs audits ont été effec-

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tré une contamination supérieure aux seuils recommandés. L’eau industrielle uti-lisée dans les bains de dégraissant 1 et 2 apporte une quantité importante de bacté-ries. Il est nécessaire de revoir la procédure de désinfection de cette eau.Il a été démontré pendant cet audit que la qualité de l’eau brute et déminéralisée après un traitement UV devait être amélio-

rée rapidement.Le bain de rinçage 3, dernier bain avant le bain de cataphorèse, a été identifié comme une source de pollution de bactéries dans le bain de cataphorèse.

ConclusionDans les deux études de cas, la cartogra-phie et la localisation de la contamination

bactérienne ont été effectués en 3 heures. Ces exemples montrent que la mesure de la biomasse active est une technologie de terrain rapide et performante, permettant une identification en temps réel des pro-blèmes lies à la prolifération des microor-ganismes dans les installations de traite-ment de surfaces.Les décisions concernant l’amélioration de la qualité des bains peuvent être prises immédiatement et les nouvelles actions correctives appliquées et validées.Des sites comme Renault et PSA sur leurs sites Européens utilisent cette technologie pour améliorer leur plan de suivi de leur traitement de surfaces.. ■

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