CONCEPTION ET REALISATION D’UN APPAREIL POUR L’OBTENTION D’EAU DE JAVEL

Origine du mot Javel

   L’Eau de Javel tire son nom de l’ancien village de Javel (aujourd’hui quartier du 15ème arrondissement de Paris) où s’était implantée, en 1784, une manufacture de produits chimiques, près du « moulin de Javelle ». Cette fabrique était la propriété, à l’origine, de nobles proches du Comte d’Artois, frère de Louis XVI et dirigée par Léonard Alban. Elle était destinée aux lavandières (blanchisseuses de l’époque) alors nombreuses sur les bords de Seine. La « javelle » du latin populaire gabella est un mot d’origine gauloise ; il désignait ce qu’on rassemble par poignées. Les lavandières, pendant le nettoyage, battait le linge avec une poignée de branches, pour extraire un maximum d’impuretés des textiles

Découverte de l’action désinfectante de l’Eau de Javel

   En 1793 le chirurgien Percy (1754-1825) utilisa les solutions d’eau de chlore pour lutter contre « la pourriture d’hôpital » à l’armée du Rhin. En 1820, le pharmacien Antoine-Germain Labarraque (1777-1850) remplaça la potasse par la soude et étudia les utilisations médicales et pharmaceutiques de l’Eau de Javel. Il inventa le « Chlorure d’oxyde de soude et de chaux », variété d’Eau de Javel qui permit, entre autres choses, d’arrêter le processus de putréfaction des muqueuses. Il fit ainsi un grand pas dans le domaine de l’hygiène. La « liqueur de Labarraque » fut utilisée par les chirurgiens, les médecins, certaines usines, les égoutiers, les fossoyeurs… Elle fut largement distribuée lors d’une épidémie de choléra, en 1832. Il employa l’hypochlorite de sodium pour arrêter les gangrènes, accélérer les cicatrisations, désinfecter les hôpitaux… Il obtint de nombreux prix, fut nommé à l’Académie de Médecine en 1824, au Conseil d’Hygiène Publique et de Salubrité du département de la Seine en 1836. En 1793 le chirurgien Percy (1754-1825) utilisa les solutions d’eau de chlore pour lutter contre « la pourriture d’hôpital » à l’armée du Rhin. En 1820, le pharmacien Antoine-Germain Labarraque (1777-1850)  remplaça la potasse par la soude et étudia les utilisations médicales et pharmaceutiques de l’Eau de Javel. Il inventa le « Chlorure d’oxyde de soude et de chaux », variété d’Eau de Javel qui permit, entre autres choses, d’arrêter le processus de putréfaction des muqueuses. Il fit ainsi un grand pas dans le domaine de l’hygiène. La « liqueur de Labarraque » fut utilisée par les chirurgiens, les médecins, certaines usines, les égoutiers, les fossoyeurs… Elle fut largement distribuée lors d’une épidémie de choléra, en 1832. Il employa l’hypochlorite de sodium pour arrêter les gangrènes, accélérer les cicatrisations, désinfecter les hôpitaux… Il obtint de nombreux prix, fut nommé à l’Académie de Médecine en 1824, au Conseil d’Hygiène Publique et de Salubrité du département de la Seine en 1836. En 1845 Semmelweis, docteur en obstétrique à Vienne, fit tomber la mortalité par fièvre puerpérale de 27% à 0,23% grâce à l’utilisation des hypochlorites par les médecins pour le lavage des mains avant d’accoucher les femmes. En 1892, Calmette découvrit que le bacille de Koch (tuberculose) était détruit par l’Eau de Javel. Les applications de l’Eau de Javel en désinfection se sont développées sous l’influence de plusieurs collaborateurs de Pasteur, notamment Chamberland et Fernbach. Lors de la grande guerre, des progrès décisifs en hygiène furent accomplis par les médecins et les militaires : Lors de la bataille de Verdun, l’Armée française encerclée, et ne disposant plus d’eau potable, le Colonel Bunau-Varilla, directeur du service des eaux de l’armée mélangea un petit stock d’Eau de Javel à l’eau de la Meuse pour alimenter les troupes en eau potable (d’où l’expression « verdunisation » synonyme de potabilisation à l’Eau de Javel). Le Docteur Fernand Bezançon prouva le pouvoir bactéricide de l’Eau de Javel sur le linge contaminé. Les solutions tamponnées d’Eau de Javel furent utilisées comme antiseptiques, d’abord par le Professeur Dakin, pour désinfecter les plaies des blessés, puis par le Docteur Carrel, dans les ambulances dont il avait la charge. Le procédé se généralisa ensuite très rapidement. Grâce à son spectre microbien le plus large connu à ce jour, l’Eau de Javel est utilisée pour lutter contre la propagation des maladies : fièvre typhoïde, choléra, hépatite virale, SIDA, grippe aviaire… C’est également la raison pour laquelle, en Juillet 1969 la NASA sélectionna l’Eau de Javel pour désinfecter Apollo XI au départ et à son retour de la lune pour éviter toute contamination éventuelle Terre/Lune et vice-versa. En 1989, pour la deuxième fois depuis sa découverte, l’effet bactéricide de l’Eau de Javel est mis en évidence par le Professeur Dodin de l’Institut Pasteur. Ses travaux révélèrent, à l’aide d’un microscope électronique, que les bactéries sont détruites en 30 secondes avec une solution d’Eau de Javel à 0,036 % de chlore actif. En 2008, l’activité virucide de l’Eau de Javel sur le virus Influenza virus A/H5N1 a été démontrée par l’Institut Pasteur de Lille. [26] Les médias livrent quotidiennement leur lot d’informations sur de nouvelles maladies et épidémies et les difficultés à les combattre. Pour en limiter la propagation, la prévention est plus que jamais nécessaire et passe par une hygiène irréprochable, renforcée par une désinfection régulière de notre environnement. Dans ce contexte l’eau de Javel, facile à utiliser et particulièrement efficace, est incontournable. C’est en effet un désinfectant universel, bactéricide, fongicide, sporicide et virucide [15], accessible à tous qui nous mène à notre projet « CONCEPTION ET REALISATION D’UN APPAREIL POUR L’OBTENTION D’EAU DE JAVEL ».

L’électrolyse à diaphragme

   L’électrolyse à diaphragme s’est surtout développée aux Etats-Unis. En Europe, ce procédé couvre 18% de la production de chlore. Le procédé à diaphragme est pourvu d’une cellule comportant un diaphragme en amiante. Le diaphragme empêche le chlore de se mélanger à l’hydrogène et à la soude caustique. Il est placé sur un treillis en acier agissant telle une cathode. L’hydrogène se dégage dans le compartiment cathodique et de la soude caustique apparaît sous forme d’une solution de 10 à 12%, dans une saumure. Cette saumure contient encore de 10 à 15% de sel non transformé. L’inconvénient est qu’il est nécessaire, pour obtenir une soude caustique de qualité suffisante, d’évaporer l’eau et de précipiter le sel. Ceci est très coûteux en investissement et en énergie et ne permet pas d’obtenir une soude caustique suffisamment pure pour toutes les applications. En effet, celle-ci contient encore environ 1% de sel.

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
PREMIERE PARTIE : ETUDES BIBLIOGRAPHIQUES
CHAPITRE I PRESENTATION DE L’EAU DE JAVEL
I.1. Historique
I.1.1. Origine du mot Javel
I.1.2. Découverte de l’action blanchissante de l’eau de Javel
I.1.3. Découverte de l’action désinfectante de l’Eau de Javel
I.2. Définition de l’eau de Javel selon le lexique de chimie
I.3. Propriétés de l’eau de Javel
I.3.1. Propriétés chimiques
I.3.1.1. Réaction avec les acides
I.3.1.2. Réaction avec l’ammoniac
I.3.1.3. Propriétés oxydantes
I.3.2. Stabilité de l’eau de Javel
I.4. Utilisation de l’eau de Javel
CHAPITRE II APERCU DES METHODES DE PRODUCTION DE L’EAU DE JAVEL
II.1. Introduction
II.2. Les trois types d’électrolyse pour l’obtention de chlore et de soude pour la fabrication d’eau de Javel
II.2.1. L’électrolyse à mercure
II.2.2. L’électrolyse à diaphragme
II.2.3. L’électrolyse à membrane
II.3. Le procédé standard de fabrication de l’eau de Javel
CHAPITRE III ANALYSE ET CHOIX DE TYPE D’APPAREILLAGE POUR LA FABRICATION DE L’EAU DE JAVEL
III.1. Analyse des trois méthodes d’électrolyse de production de soude et de chlore
III.2. Méthode de mise en mélange de NaOH et de Cl2 pour produire d’eau de Javel
III.2.1. Agitation
III.2.2. Mélangeur statique
III.3. Schéma général d’appareillage adopté
III.4. Avantages et utilisation de l’appareillage adopté
Conclusion Partielle
DEUXIEME PARTIE : ETUDES EXPERIMENTALES
CHAPITRE IV ESSAI D’EXPERIMENTATION
IV.1. Description de l’appareil
IV.2. Méthodologie de réalisation des essais expérimentaux
IV.3. Préparation de la saumure
IV.4. Réalisation des essais d’expérimentation de l’appareillage
IV.5. Interprétation
CHAPITRE V METHODOLOGIE D’ETUDES EXPERIMENTALES
V.1. Présentation de la méthodologie de travail
V.2. Matériaux nécessaires pour la confection de l’appareillage expérimental
V.3. Confections des pièces maitresses de l’appareil
V.3.1. Les électrodes
V.3.2. Boite d’alimentation électrique
V.3.2.1. Redresseur triphasé à pont Graètz
V.3.2.2. Dimensionnement du transformateur
a. Calcul du tension et courant au secteur secondaire ainsi que la puissance apparente
b. Calcul de la section réelle des ailettes
c. Calcul des spires primaire et secondaire
d. Calcul du diamètre des spires primaire et secondaire
V.4. Fonctionnement de l’appareil
Conclusion Partielle
TROISIEME PARTIE : ETUDE ECONOMIQUE ET APPROCHE ENVIRONNEMENTALE
CHAPITRE VI ETUDE ECONOMIQUE
VI.1. matériels nécessaires
VI.1.1. Système d’amortissement
VI.1.2. Etude de financement du projet
VI.1.2.1. Chiffre d’affaire prévisionnel
VI.1.2.2. Besoin en fond de roulement (BFR)
VI.1.2.3. Récapitulation totale d’investissement
VI.2. Coût de production
VI.2.1. Matières consommables
VI.3. Compte de résultats en liste
VI.3.1. Excédent d’exploitation
VI.3.2. Résultat opérationnel
VI.3.3. Résultat financier
VI.4. Analyse d’exploitation
VI.4.1. formule de coût de production
VI.4.2. Le prix de revient
VI.4.3. Le revenu net
CHAPITRE VII EVALUATION FINANCIERE
VII.1. La valeur actuelle nette (VAN)
VII.1.1. Cash flow
VII.2. Taux de rentabilité interne
VII.3. Indice de profitabilité (IP)
VII.4. La durée de récupération de capital investi (DRCI)
CHAPITRE VIII APPROCHE ENVIRONNEMENTALE
VIII.1. Impact sur le milieu humain
VIII.1.1. Toxicologie (effet sur la santé)
VIII.1.2. Toxicocinétique et métabolisation
VIII.1.3. Métabolisation
VIII.2. Impact sur le milieu naturel
VIII.2.1.1. Toxicité aigue
a. Inhalation
b. Ingestion
c. Exposition cutanée
VIII.2.2. Exposition chronique
VIII.2.3. Eventuels effets sur la fertilité des animaux
VIII.2.3.1. Eco toxicologie
VIII.3. Les mesures à prendre pour la fabrication du Chlore et de la soude caustique
VIII.4. Précautions d’emploi de l’hypochlorite de sodium
CONCLUSION

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