Les boues ont trois origines bien distinctes :

1. La corrosion des matériaux métalliques qui constituent le circuit.
2. La prolifération bactérienne
3. L’entartrage

La corrosion:

Corrosion par oxydation

Définition de l’oxydation : oxyder pour un corps est perdre un ou plusieurs électrons. Par exemple l’aluminium, symbole chimique Al, par oxydation peut perdre jusqu’à 3 électrons, on le note Al³⁺ . Cet ion sera associé à un autre ion et formeront un sel. Par exemple pour l’aluminium, Al³⁺ formera l’alumine formule Al₂O₃ un oxyde très courant.

Tous les éléments métalliques de votre installation de chauffage sont soumis à la corrosion c’est à dire une oxydation au contact de l’eau et de son oxygène dissous. Une oxydation correspond à la perte d’un ou plusieurs électrons de l’atome du métal. Certains métaux forment une couche d’oxyde protectrice qui reste fixée à la surface du métal et bloque la corrosion du métal qui se trouve en dessus. L’oxyde formé empêche le contact entre l’eau et son oxygène du métal. C’est ce qu’on appelle une oxydation passivante, c’est à dire la formation d’un film protecteur. Le cuivre, l’aluminium, métaux utilisés en chaufferie, ont cette qualité de former des films passivants. Le cuivre au contact de l’eau et de son oxygène s’oxyde en oxyde cuivre, formule Cu₂0, l’aluminium s’oxyde en alumine, formule Al₂O₃ d’autres métaux ont également cette capacité.

Par contre le fer, base des aciers et des inox, forme naturellement un oxyde qui ne se fixe pas sur la surface du fer, se désagrège et circule avec l’eau. Ce sont les boues formées par la corrosion. Le fer permet plusieurs niveaux d’oxydation le plus courant étant l’oxyde ferrique, oxydation de niveau trois, c’est à dire qu’un atome de fer perd 3 électrons, formule Fe₂O₃. C’est la rouille rouge bien connue que l’on voit partout. Si vous regardez un objet en fer abandonné, vous verrez que la rouille s’effrite et fait réapparaître le fer non oxydé en dessous qui va de nouveau produire de la rouille jusqu’à disparition du fer non oxydé. Le Fe s’oxyde également en oxyde ferreux, perte de 2 électrons, formule FeO. C’est également en oxyde non passivant.

Il existe un troisième oxyde, un mélange d’oxyde ferreux ferrique que l’ont appelle magnétite. La formule de la magnétite est Fe₃O₄. Elle est passivante. C’est à dire que la magnétite va former une couche adhérente au fer et bloquer la corrosion. Malheureusement la magnétite ne se forme pas spontanément. Paonia utilise l’ULF® pour forcer l’eau à oxyder le fer en magnétite. Et bloquer la corrosion par oxydation.

Le pH a également un impact sur la vitesse de corrosion. Pour les matériaux à base de fer, il est recommandé de maintenir le pH entre : 8.2 et 9.5. Si une chaudière en fonte d’aluminium est présente le pH doit être maintenu entre 7 et 8.5. La corrosion augmente en pH acide inférieur à 7 et diminue avec un pH basique au dessus de 8.

Corrosion par pile d’oxydoréduction

Votre installation de chauffage utilise plusieurs types de matériaux. Ces différents matériaux ont des caractéristiques électriques différentes. Ces matériaux peuvent quand ils sont au contact de l’eau, servir d’électrode, l’eau servant d’électrolyte et l’ensemble forme une pile de corrosion. Cela fonctionne comme les piles du commerce. La vitesse de corrosion dépend de la conductivité de l’eau, plus l’eau a d’éléments dissous plus elle est conductrice et plus la corrosion est importante. On l’appelle la corrosion galvanique. Votre chauffagiste sait limiter cette corrosion en utilisant des mises à la terre, ce qui revient à supprimer la différence de potentiel entre les différents m,matériaux et donc la circulation d’un courant électrique entre les deux électrodes. Il est également possible d’utiliser des anodes sacrificielles quivont s’oxyder à la place des matériaux de votre installation de chauffage.

On peut vérifier la corrosion dans le circuit en prenant un échantillon de l’eau du circuit. Une couleur brune orangée ou noire indique la présence de corrosion. Le meilleur moyen de vérifier la corrosion est d’analyser la teneur en ion fer dissous dans l’eau. Cette teneur en fer doit rester inférieure à 0,1mg/l. Dans les immeubles d’habitation cette analyse du fer devrait être faite au moins une fois par an. En pratique cela n’est jamais fait. Pour effectuer différents travaux sur le circuit de chauffage, le chauffagiste est souvent appelé à vider une partie de l’eau du circuit et de remplir avec l’eau de ville bien oxygénée ce qui va relancer la corrosion avec les bactéries aérobies.

Corrosion par Bactéries Sulfato-Réductrices (BSR)

Dans l’eau de remplissage du circuit, il y a des sulfates, formule SO₄^2-. Pour certaines bactéries anaérobies, celles qui ne ne nourrissent pas d’oxygène, ces sulfates servent de matière première pour leur croissance. Le soufre remplace l’oxygène pour la “respiration” de ces bactéries, les sulfates sont transformés en hydrogène sulfuré, formule H₂S qui a une odeur d’œuf pourri et qui est très toxique. L’hydrogène sulfuré va ensuite oxyder le fer en sulfure de Fer, formule FeS, ce sulfure donne la couleur noire aux boues. Les traces d’hydrogène sulfuré donne la mauvaise odeur caractéristique.

La prolifération bactérienne

Il y a tout un petit monde qui vit dans vos tuyaux de chauffage ou de réfrigération. Les bactéries présentes dans le circuit se multiplient par divisions cellulaires et se nourrissent de nutriments trouvés dans l’eau. Essentiellement de l’oxygène et du soufre. L’oxygène est présent dans l’eau de remplissage et le soufre est présent sous forme de sulfate en quantité variable dans toutes les eaux, que ce soit au robinet et dans les bouteilles d’eau minérale.

Il y a deux catégories de bactéries qui prolifèrent dans les circuits de chauffage et d’eau glacée et qui créent des boues biologiques:

1. Bactéries aérobies qui se nourrissent de l’oxygène dissous dans l’eau
2. Bactéries anaérobies BSR qui se nourrissent de soufre

Bactéries aérobies

L’oxygène est présent dans l’eau au remplissage du circuit et à chaque fois que vous faites des ajouts d’eau. Ce qui est très courant dans les immeubles d’habitation où les chauffagistes vident souvent une partie du réseau pour permettre des remplacements de radiateurs ou de la maintenance.

Les circuits de chauffage au sol qui ont des tuyaux en PER, polyéthylène réticulé, sont perméables à l’oxygène de l’air. Les films BAO, barrière anti oxygène ne sont pas efficaces à 100% et de l’air passe toujours. Les chauffagistes constatent que les boues sont toujours présentes dans les circuits PER. Voir l’article complet sur le chauffage au sol ici.

La chape anhydrite ou ciment qui recouvre les tuyaux PER ou PER BAO n’est pas imperméable à l’air. C’est pourquoi les tuyaux PER continuent sous la chape à respirer et nourrir les bactéries aérobies.

Les tuyaux métalliques sont imperméables à l’air. le cuivre recuit qui permet le cintrage, pliage nécessaire pour réaliser le réseaux de parquet chauffant est moins créateur de boues biologiques. Le cuivre est également un bactéricide. Si vous voulez en savoir plus sur l’action bactéricide du cuivre un excellent article du CNRS ici. Par contre le cuivre peut être attaqué par une corrosion par piqûre

Les bactéries mortes forment les boues. Celles ci circulent et peuvent donc être recueillies dans un pot à boues mais une proportion des ces boues biologiques reste accrochée à la paroi des tuyaux du circuit de chauffage ou de réfrigération. Ce sont des boues dangereuses car elles sont invisibles lors d’une prise d’échantillon de l’eau. De nombreux chauffagistes se font piéger. Le résultat est une fatigue inutile de la chaudière, des pompes et un gaspillage énergétique. A votre insu.

Bactéries anaérobies

Nous avons vu dans le paragraphe corrosion que des bactéries mangeuses de soufre fourni par les sulfates présents dans l’eau attaquent les métaux de votre installation de chauffage. Ces bactéries vont également être la source de boues biologiques qui empêcheront un bon transfert de la chaleur et fatiguerons vos pompes et chaudière.

Entartrage

L’eau de remplissage de votre installation est minéralisée. Certains composants peuvent cristalliser pour former des dépôts minéraux comme les carbonates de calcium. C’est le calcaire ou tartre que vous connaissez bien dans la cuisine, la salle de bain et les toilettes. Toute surface au contact de l’eau, froide ou chaude, se couvrira progressivement de calcaire incrusté.

Le circuit de chauffage est un circuit fermé. L’eau qui y circule est toujours la même sauf lorsque vous faites des ajouts. Ce qui arrive pour combler des fuites ou lors de travaux, remplacement de radiateurs ou maintenance. Le circuit eau froide et chaude sanitaire est un circuit ouvert ou l’eau entre dans la maison et l’immeuble et en ressort, ce qui correspond à un ajout d’eau permanent.

Voyons les quantités de calcium présentes dans ces deux circuits ouverts et fermés du chauffage.

Dans une maison la consommation moyenne d’eau par personne et par jour est de 100l. Sur un an cela représente 150 000 litres d’eau qui ont “traversé la maison chaque année. Avec une dureté moyenne de 30° f, ce qui est courant en France, vous avez 300 mg/l de calcaire CaCO₃ soit une masse de calcaire entrant dans la maison de 45 kg par an.

Qu’en est-il pour un circuit fermé ?

Prenons une maison de 150 m² avec 12 radiateurs en fonte de 1500 W chacun. La contenance en eau de chaque radiateur est de 30l soit un total eau radiateur de 360l. Pour cette maison sur deux niveaux, nous aurons environ 100m de tuyaux soit un volume de 20l d’eau avec des tuyaux 18/16. En y ajoutant le volume d’eau du corps de chauffe de la chaudière, le vase d’expansion, ajoutons 10l. Soit un total de 390 l soit avec notre eau à 30°f de dureté, 117g de calcaire CACO₃. A comparer avec les 45 000 g de calcaire par an de l’eau sanitaire Sans ajout significatif d’eau, la quantité de calcaire dans un circuit fermé de chauffage est infime comparée au circuit ouvert. En supposant que tout ce calcaire adhère aux parois de votre installation de chauffage cela nous fera une fine pellicule qui aura un effet négligeable sur la perte d’émission de chaleur.

Nombreux sont les chauffagistes qui ajoutent de l’eau adoucie dans les circuits de chauffage collectif. La quantité de calcaire dans le circuit d’un immeuble reste faible et son impact sur les boues reste très faible.Avec un ULF® proposé par Paonia Blu, le calcaire cristallise en poudre d’aragonite non incrustante, circule avec l’eau et se retrouve piégée dans le filtre à boues. L’eau est adoucie dans le circuit sans utilisation d’un coûteux adoucisseur à sels. Vous n’avez plus à vous préoccuper des ajouts d’eau dans le circuit, l’ULF® agit comme un adoucisseur interne et automatique.