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Uvc par Mind Map: Uvc

1. Caractéristiques

1.1. Puissance recommandée

1.1.1. 2W/m³

1.2. Les UV-C Situés entre 200 et 290 nm, ils ont un effet germicide sur les cellules. Ce sont ce type de rayons, et plus précisément ceux dont la longueur d'onde est de 254 nm qui sont utilisés dans les appareils "Ultraviolet" qui équipent nos bassins.

1.2.1. http://koiconnect.com/content/50-les-ultras-violets

1.3. L'intensité est exprimée en microwatts par centimètre carré (µW/cm²) et la durée d'exposition est exprimée en seconde (s). La dose nécessaire s'exprime donc en µWs/cm² ou parfois en Ws/m².

1.3.1. http://koiconnect.com/content/50-les-ultras-violets

1.4. tableau: BACTERIES DOSES Bacillus Anthracis 8,5 mJ/cm² E.Coli 10,5 mJ/cm² Legionella Pneumophila 6,9 mJ/cm² Pseudomonas aeruginosa 10mJ/cm² Salmonella enteridis 9 mJ/cm² Streptococcus Faecalis 10 mJ/cm² ALGUES Chlorella vulgaris 22 mJ/cm² PROTOZOAIRES Cryptosporidium 16 mJ/cm² VIRUS Hepatitis 8 mJ/cm²

1.4.1. http://www.passionbassin.com/forum1/forum.php?f=41&view=63

1.5. 1 mJ/cm² = 1000 micro watt seconde/cm²

1.5.1. http://www.passionbassin.com/forum1/forum.php?f=41&view=63

1.6. Le Conseil supérieur d’hygiène publique de France (CSHPF) estime que " les teneurs en THM peuvent s’expliquer notamment par l’action du rayonnement UV sur la matière organique présente dans l’eau des bassins, émis par certains « déchloraminateurs UV » mettant en œuvre des lampes dont le spectre soit inférieur à 230 nm "* *extrait de « Demande d’avis sur les risque lies à l’utilisation de procédés mettant en œuvre des lampes à rayonnement ultraviolet pour la déchloramination des eaux de piscines publiques : production d’haloformes dans l’eau des piscines et évolution de la procédure d’autorisation de ces procèdes. » Séance du 7 novembre 2006. paragraphe n°2

1.7. Installation d’un déchloraminateur pour piscine Un déchloraminateur est composé de lampes UV qui détruisent les chloramines, mais aussi d’autres micro-organismes. Il participe donc à la désinfection de l’eau. Le déchloraminateur doit être installé après le filtre et avant l’injection de chlore. Les lampes à UV doivent être changées régulièrement.

1.7.1. http://www.guide-piscine.fr/analyse-traitement-eau/le-traitement-de-l-eau/dechloraminateur-eau-piscine-sante-645_A

1.8. Chambre de traitement La chambre de traitement est en Inox 316 L afin de résister à la corrosion possible en présence du chlore dans l’eau.Dans cette chambre, chaque lampe UV est placée dans une gaine en quartz.Cette réalisation permet d’éviter le refroidissement de la lampe par le passage de l’eau, car son efficacité maximale est à 40°C. La couche d’air entre la gaine et la lampe suffit pour maintenir cette température : la gaine de quartz sert de séparation entre la lampe et le liquide c’est à la fois un isolant électrique et thermique.

1.8.1. http://www.guide-piscine.fr/analyse-traitement-eau/le-traitement-de-l-eau/dechloraminateur-eau-piscine-sante-645_A

1.9. La pénétration des rayonnements UVC dans l'eau claire est de 30 à 50 cm.

1.9.1. http://koiconnect.com/uvc-air-aqua/416-uv-immerge-air-aqua-amalgame.html

2. Position

2.1. Avant

2.1.1. Avantages

2.1.1.1. - les adeptes de la première théorie disent que non seulement les algues mais les matières mortes (y compris bactéries et autres micro éléments) seront mieux transformées dans le filtre. Alors qu'en retour direct au bassin, ça sera plus long ou moins efficace.

2.1.1.1.1. http://www.passionbassin.com/forum1/forum.php?f=41&view=63

2.1.2. Inconvénients

2.1.2.1. Les conditions requises pour la désinfection par UV Pour que ce traitement soit possible, il faut que la qualité de l’eau soit compatible pour laisser passer les rayons UV. Les principaux paramètres à prendre en compte sont au nombre de sept. Il faut évaluer la transmittance de l’eau (c’est la transparence de l’eau au rayonnement UV émis à 254 nm), la couleur (plus une eau sera claire, plus le rayonnement UV pourra la traverser), sa turbidité (plus elle sera faible, moins le rayonnement UV émis sera freiné ou détourné de son chemin). Seront également à prendre en compte la teneur en fer et en manganèse de l’eau, qui sont des sels métalliques pouvant précipiter sur les gaines protectrices des lampes, la teneur en matières organiques, qui peut absorber la lumière UV à 254 nm et enfin le caractère plus ou moins entartrant de l’eau.

2.1.2.1.1. http://www.lejournaldesfluides.com/actualite/le-traitement-de-leau-par-uv-une-methode-efficace-pour-eliminer-les-micro-organismes/

2.1.2.2. Puisque le rayon UV est peu pénétrant, les M.E.S peuvent fournir une protection aux micro-organismes. Pour une bactérie, 3 scénarios sont possibles : - le rayon n’atteint pas (déviation) ou partiellement (pénétration incomplète) la bactérie libre parce qu’une particule lui sert de «parapluie» ; - la pénétration sera également incomplète ou nulle si la bactérie est adsorbée à une particule. La protection sera favorisée par le nombre de particules et la présence de particules de grande taille, soit de tailles égales ou supérieures à celles des bactéries (environ 1µm). Ceci se traduit sur les courbes de l’abattement bactérien en fonction de la dose appliquée par une asymptote horizontale pour les doses élevées : une augmentation de la dose n’a plus d’effets sur les germes car ils sont protégés par les M.E.S. Une teneur en M.E.S supérieure à 25 mg/L limite les performances de la désinfection par UV basse pression. Par contre, la filtration de l’effluent les améliore.

2.1.2.2.1. https://www.u-picardie.fr/beauchamp/duee/mignot.htm

2.2. Dans le filtre

2.2.1. Filtre tambour

2.2.1.1. Avantages

2.2.1.1.1. Tue le biofilm qui se forme sur la maille du tambour ?

2.2.1.2. inconvénients

2.2.1.2.1. Les parois du tambour doivent être en HPDE car le PE supporte moins bien les rayons de l'UV-c

2.2.1.2.2. Inactif sur le biofilm.

2.2.1.2.3. Je dirais deux choses: la première est que si beaucoup de gens mettent l'UV dans leur tambour, c'est parce qu'ils n'ont pas d'autre place pour le placer... La cuve du tambour reste souvent le plus grand volume libre d'une filtration et pourquoi ne pas en profiter... NB: Certains placent l'UV autour du tambour et non pas à l'intérieur... c'est un autre "débat"... Mais si le matériel n'est pas prévu pour (cuve, joints, toile etc) il y aura usure prématurée des matériaux et risque de casse certaine ! Le second volet de ma réponse concerne le biofilm bactérien: depuis la mise en service (2013), je n'ai pas constaté de biofilm, je n'ai pas constaté non plus une fréquence plus élevée des cycles de rinçage.... Il en est de même chez nos clients qui ont acquis un filtre à tambour. Je nettoie une fois par mois la goulotte d'évacuation des déchets,(10 minutes) rien de plus.... Je confirme donc qu'il n'est pas" indispensable" de placer un UV à immersion dans un tambour: si le biofilm s'y développe, la pression de l'eau exercée par les buses suffit à s'en débarrasser !

2.3. Après

2.3.1. Avantages

2.3.1.1. Cet emplacement conseillé est justifié car l’eau rentrant dans le stérilisateur doit être débarrassée des plus grandes ou du maximum des impuretés venant de l’eau du bassin et ceci pour faciliter au maximum le rayonnement sur les indésirables de l’eau.

2.3.1.1.1. http://www.aquajardin.net/dos_sterilisation_uvc.htm

2.3.1.2. Et l'immergé dans un premier bac du filtre? Lu pour vous: "disons que lorsque tu nages dans les emmerdes et qu'un veto spécialiste se pointe chez toi et te dit mais qu'est ce qu'il fout là l'uv? ..confirmé par d'autres plus tard dont un type qui s'occupe des installations professionnelles en pisciculture un peu partout en france ben on m'a toujours dit que! ah ouais ben vous me le virez de là et faites en sorte de le placer en sortie car pas comme ça que vous allez vous sortir de vos galères, il faut cramer toutes les bactéries pathogènes avant quelles retournent au bassin, il y en a autant qui se multiplient dans le bassin et dans la filtration; sinon je peux plus rien faire pour vous, ben tu réfléchis différemment après."

2.3.1.2.1. http://www.passionbassin.com/forum1/forum.php?f=41&view=63

2.3.1.3. - pour la deuxième théorie, il permettrait non seulement d'éviter les pertes de charges mais surtout de fonctionner dans une eau "pure" libre de toute MES (théoriquement) ainsi le rayonnement UV ne serait pas gêné par les macro-éléments et aurait une bien meilleure efficacité.

2.3.1.3.1. http://www.passionbassin.com/forum1/forum.php?f=41&view=63

2.3.2. Inconvénients

2.3.2.1. Abstract During ultraviolet light (UV) disinfection, nitrate (NO3-) present in raw water may transform to nitrite (NO2-) that can cause serious human diseases. In this study, the formation of NO2- from NO3- was studied at different experimental conditions under the irradiation of a low-pressure ultraviolet (LPUV) lamp at 253.9 nm. The investigated experimental variables included initial NO3- concentration, solution pH (6.2-9.5), and hydrogen peroxide (H2O2) dose (0-25 mg L(-1)). Moreover, the effect of titanium dioxide (TiO2) was determined. Results showed that the formation of NO2- was enhanced at a high initial NO3- concentration and a high pH, but was inhibited, to some different degrees, by introduction of H2O2 or photocatalyst TiO2. The effect of pH on NO2- formation was probably due to the impact of hydrogen ion on the stability of several intermediates such as peroxynitrite (ONOO-), N2O3, and N2O4. And the inhibiting effects of H2O2 and TiO2 were attributable to production of additional hydroxyl radical (OH) that scavenged NO2-. At pH 9.5 and an initial NO3- concentration of 10 mg L(-1) NO3--N, the concentration of NO2- produced was above 0.1 mg L(-1) NO2--N, the Germany drinking water standard. When 25 mg L(-1) H2O2 was added, the NO2- level was decreased below the standard.

2.3.2.1.1. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19759441

2.3.2.2. charger en bactérie ou autres qui seront renvoyer mortes dans le bassin donc transformation plus longue des déchets

2.3.2.2.1. http://www.passionbassin.com/forum1/forum.php?f=41&view=63

2.3.2.3. Par contre c'est vrai que j'ai omis de préciser qu'un UV placé après rejette les algues détruites au bassin et vient ainsi nourrir ...les algues ; c'est aussi le principe de l'immergé...

2.3.2.3.1. http://www.passionbassin.com/forum1/forum.php?f=41&view=63

2.4. Espace autour du tube

2.4.1. Les rayons UV ne pourront pas se propager. Il faut un espace d'au moins 20 cm tout autour du tube.

2.4.1.1. http://www.aquatechnobel.be/aquaforum3/viewtopic.php?f=9&t=30020&p=478231#p478231

2.5. Sans

2.5.1. Peter Waddington (qu'on ne présente plus) préconise une filtration sans UV. Quitte à ce que l'eau se trouble légèrement pendant les plus fortes chaleurs et ce pour le bien-être des Koï. Une eau cristalline "ozonisée" est contraire à sa philosophie. Car elle pourrait engendrer des brulures et ,de surcroit, être une source de stress potentielle pour les Koï.

2.5.1.1. http://www.passionbassin.com/forum1/forum.php?f=41&view=63

3. Fonctions

3.1. Algues vertes

3.2. bactéricides

3.2.1. Le microbe se voit ainsi modifié directement au niveau de l’ADN qui voit apparaître la formation de liens de peptides entre certains acides aminés. Les bactéries et les virus ainsi que les algues deviennent alors inoffensifs et incapables de se multiplier.

3.2.1.1. http://www.permaculteurs.com/article/les-lampes-a-uv-pour-votre-bassin/

3.2.2. Pour tuer la majorité des algues unicellulaires présente dans l'eau d'un bassin, il faut un rayon UV-C de 254 nm avec une intensité et une durée de 120 Ws/m². Une valeur qui suffit aussi pour détruire les bactéries pathogènes et les virus avec une efficacité de 90 %

3.2.2.1. http://koiconnect.com/content/50-les-ultras-violets

3.2.3. La destruction par ultraviolet Le passage devant des UV-C correctement dosés élimine 90% des pathogènes. Sachant, comme déjà indiqué plus haut que les pathogènes doublent leur nombre en une heure, un calcul simple permet de définir le volume d'eau qu'il faut irradier chaque heure pour ne pas avoir une augmentation de la pression bactérielle. Résultat pour un volume d'eau irradié insuffisant Dans un bassin se trouve 100 pathogènes, la moitié de l'eau passe devant l'UV en une heure et détruit 90% des pathogènes : 50 x 90% = 45. Il reste donc 5 survivants. Pendant cette heure les 50 autres pathogènes vont se reproduire et doublé leur nombre. Il sont donc à nouveau 100 soit un total de 105 pathogènes. On constate donc que, bien que L'UV soit efficace, le nombre des pathogènes augmente ! Résultat pour un volume d'eau irradié suffisant On refait le calcul avec à nouveau 100 pathogènes dans le bassin, mais cette fois, nous ferons passer 60% du volume d'eau devant l'UV : 60 x 90% = 54. Il reste donc 6 survivants. Pendant cette heure, les 40 pathogènes vont se reproduire et passer leur nombre à 80. Au final, et au bout d'une heure, il ne restera que 86 pathogènes. Le constat est cette fois positif puisqu le nombre de pathogène diminue d'heure en heure !

3.2.3.1. http://koiconnect.com/content/50-les-ultras-violets

3.2.4. Le traitement UV est décrit comme simple , respectueux de l'environnement , et permettant de détruire une large gamme de microorganismes dans l'eau (Bintsis et al. , 2000) . De manière générale, les bactéries à Gram - sont plus facilement détruites que les Gram + , les spores (de bactéries et moisissures) sont plus résistantes que les cellules végétatives . L es virus sont également plus résistants aux UV que les cellules bactériennes . Farkas (2007) considère que la résistance aux UV dépend de la présence de pigments cellulaires et fait le lien entre les pigments noirs de certaines moisissures et leur forte résistance aux UV. En effet, l a mélanine contenue dans les spores serait un composé photo-protecteur et augmenterait la survie des spores fongiques en les protégeant des radiations UV (Begum et al. , 2009)

3.2.4.1. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00747302/document

3.2.5. Mécani smes d'inactivation L es radiations UV ont un mécanisme d'action assez similaire aux irradiations: elles causent des ruptures au sein de la molécule d'ADN, ainsi que des dimères de pyrimidine (notamment de thymine , lésions les plus fréquemment retrouvées ch ez les cellules végétatives (Coohill & Sagripanti, 2009) . Ces lésions bloquent la réplication et la transcription, compromettant les fonctions cellulaires et entraînant la mort de la cellule (Guerrero - Beltran & Barbosa - Canovas, 2004) . Cet effet est corrélé à l'absorption des UV par les acides nucléiques, située entre 200 et 310 nm (Koutchma, 2009) , avec un maximum à 260 nm. Les systèmes de réparation de l'ADN (principalement le NER ou Nucle otide Excision Repair, figure 9 ) sont des éléments mis en place par les cellules pouvant contrer les effets du traitement UV. Dans le cas des cellules végétatives, des phénomènes de photoréact ivation peuvent se produire et également conduire à la réparation des lésions causées sur l'ADN du microorganisme, lorsqu'il est exposé à la lumière du soleil après traitement. En effet, une enzyme de réparation de l'ADN, appelée ADN photolyase, peut répar er les dégâts causés par les radiations UV. Cette enzyme est activée par les photons issus de la lumière du jour (photons UV - A). Dans ce cas, l'effet du traitement UV peut être minimisé par l'incubation à la lumière.

3.2.5.1. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00747302/document

3.2.6. De plus, les différents types de micro-organismes r éagissent différemment au traitement. Ainsi, Chang (1985) étudie l’effet des traitements UV sur divers types de micro-organismes. Il en déduit que les bactéries sont les plus sensibles aux UV. L es virus, quant à eux, sont beaucoup plus résistants, il leur faut une dose d’UV 3 à 4 fois s upérieure à celle des bactéries afin d’arriver au même rendement de désinfection. Les kystes de proto zoaires et les spores de bactéries sont les plus résistants des micro-organismes. Ils présentent une résistance 9 fois (pour les spores) et 15 fois (po ur les kystes) supérieure aux bactéries (Chang et al., 1985). Il existe également des différences au sein d’un même type de micro-organismes. Ainsi, Lazarova (1999) note une variation de résistance au sein des virus, le bactériophage MS 2 étant plus ré sistant que le bactériophage F-spécifique et l’entérovirus (Lazarova, 1999). Le traitement UV semble être une bonne alternative comme traitement de désinfection car il n’engendre aucun produit secondaire toxique. Cepend ant, la principale faiblesse du traitement UV est qu’il agit ponctuellement et qu’il ne délaisse pas des résidus qui permettraient de continuer la désinfection par après. Or, si la dose n’est pas ad équate, certains micro-organismes sont capables de réparer les altérations de leur ADN causées par les UV. Ce phénomène est réalisé par la photoréactivation et la « réparation à l’ombre » (« Dark repair ») (Hassen, 2000).

3.2.6.1. http://mem-envi.ulb.ac.be/Memoires_en_pdf/MFE_05_06/MFE_Vandermeersch_05_06.pdf

3.2.7. La dose UV ou fluence est le paramètre de dimensionnement d’une installation UV. C’est le produit de l’intensité émise par les lampes, multiplié par le temps de contact avec ce rayonnement, soit : intensité UV x temps de contact Watt/m² x seconde = Joule/m². En France, cette dose UV ou fluence doit être de 400 J/m² (400 Joule/m² = 40 mJoule/cm² = 40,000 uWatts/cm²) et dans ces conditions, on respecte les critères microbiologiques de potabilisation des eaux.

3.2.7.1. http://www.lejournaldesfluides.com/actualite/le-traitement-de-leau-par-uv-une-methode-efficace-pour-eliminer-les-micro-organismes/

3.2.8. n tube U.V. emballé comme précisé ci avant ne donne cependant pas entièrement satisfaction si vous le plongez dans une eau. Certains paramètres influencent son efficacité germicide. Ces paramètres sont: - la température: pour obtenir une efficacité optimale il faut une eau à 42°C. Si on l'utilise en aquariophilie où la température varie entre 22 et 30°C, l'efficacité est réduite à environ 75 %. - la qualité de l'eau: plus elle est propre plus efficace seront les U.V. I1 faut donc filtrer l'eau à traiter avant de la faire passer sur un U.V. - la quantité à traiter: cette quantité dépend de l'épaisseur de l'eau à traiter. Une épaisseur de 0,5 à 1 cm donne une perméabilité proche de 100 %. Le principe des appareils utilisés consiste à faire circuler l'eau à stériliser en couches minces autour d'un tube U.V. enfermé dans une gaine de verre pourvue d'un orifice d'entrée et d'un orifice de sortie. - le débit: plus qu'un grand discours, voici les données émises dans certaines revues aquariophiles. Ces données sont reprises dans le tableau en annexe. - la position du tube: celui-ci est plus efficace s'il est posé verticalement mais légèrement incliné car il évite ainsi la formation de poches d' air et le dépôt de matières organiques sur la lampe.

3.2.8.1. http://users.skynet.be/meeki/uv/uv.html#

4. Conclusions

4.1. Conclusion Pour détruire les algues unicellulaires et les pathogènes il faut tenir compte de plusieurs facteurs : L'intensité et le temps d'exposition aux rayon Ws/m² Le volume du bassin et son exposition Le débit passant devant l'UV : toujours > à 60% du volume total du bassin pour avoir une efficacité sur la pression bactérielle.

4.1.1. http://koiconnect.com/content/50-les-ultras-violets

4.2. L'uvc ne va pas détruire les bactéries ou virus qui restent accrochés sur les supports du bassin. On ne débarrasse que l'eau de ses bactéries ou virus.

4.2.1. http://www.passionbassin.com/forum1/forum.php?f=41&view=63

4.3. Effet parapluie

4.4. Vitesse de l'eau , épaisseur de la lame d'eau, caractéristique des UV , W/m²

4.5. La loi de Lambert-Beer donne le calcul de l’énergie et met en évidence un certain nombre de paramètres dont dépend cette énergie :la puissance de la lampe, source U.V, P en watts ;la surface émettrice S en m2 ;le coefficient d’absorption des rayons U.V dans le liquide à traiter K en L/m ;l’épaisseur de la lame d’eau Y en m ;le temps d’exposition d’un élément de volume T en S. D’où la dose d’exposition : eTKYSPD−= J/m2ou 10 micro ws/cm2 .L’action abiotique des radiations U.V sera d’autant plus efficace que la structure de l’être vivant se rapprochera de la structure monocellulaire [92].Les microbes, virus, bactéries, seront donc particulièrement sensibles aux rayons U.V puis pour les doses plus fortes les végétaux inférieures tels que les algues, les moisissures et leurs spores.