Découpeuse laser et culture biologique

Deux thèmes à priori sans relation. Si se n'est que les forums ou documentations sur le sujet de la découpe laser bruissent à l'occasion du problème de la présence de biologique dans le circuit de refroidissement à eau !

Logique quand le bac qui accueille la pompe de circuit de refroidissement d'eau du laser :

n'est pas étanche à l'air ambiant (chez nous, suite à une hauteur insuffisante pour bien fermer le bac car le tuyau d'arrivée d'eau empêche de le fermer)
n'est pas pratique à vidanger pour changer l'eau : "ce qui n'est pas pratique est remis au lendemain", c'est à dire au calendes grecques...

Ajouter à cela, le fait que le bac est transparent et que donc l'eau est soumise aux photons. On a alors un écosystème composé :

d'eau chaude (chauffé par le laser)
de bactéries et micro-algues issues du monde extérieur
et de lumière

Un coktail pour créer de la vie dans le circuit d'eau et la présence d'un film biologique dans le tube de refroidissement du laser.

Une analyse au microscope d'un échantillon d'eau nous as donné à voir (en autres) des protozoaires ciliés.

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Ajouté à cela qu'à défaut d'eau distillée nous avons jusque là utilisé de l'eau déminéralisée, ce qui est possiblement une idée moyenne. Nous avons commandé de l'eau distillée pour la suite.

Conséquences possibles sans traitement :

large contagion de la faune dans le circuit d'eau et perte de refroidissement à terme
augmentation de la conductivité de l'eau (on l'a constaté). Ceci pourrait favoriser le déplacement de charges électriques dans l'eau (issues de l'induction électrostatique liées aux impulsions du laser). La conséquence étant la création d'un arc électrique et cassage du verre du circuit d'eau (le laser fonctionne avec une tension de plus de 10 000 volts).

Heureusement la situation n'a pas dégénéré à ce point pour nous.

Traitement de l'eau pour remédier à la conséquence

insertion de chlore dilué dans le circuit d'eau en fonctionnement
mais comme celà n'a pas été suffisant, insertion de vinaigre blanc dilué (pour ne pas attaquer les parties plastiques de la pompe à eau)

Et test de conductivité de l'eau après traitement.
Une limite mentionnée sur les forums est de 40 microS/cm.

Traitement de la cause

Fabrication d'un bac :

étanche
isolée de la lumière par un tissu (repliable pour vérifier la circulation de l'eau en fonctionnement)
équipé d'une vidange (robinet de cuve à eau) et d'un bouchon en partie haute (bouchon de plomberie en PVC diamètre 40 mm)
et alimenté par les deux tuyaux entrées/sorties de l'eau proprement insérés dans le bac avec des des presse-étoupes IP68 pour coffre électrique

Amélioration de l'ensemble

Compte tenu que la découpeuse laser doit fonctionner dans les conditions suvantes :

température ambiante : entre 5 à 35° - Idéalement moins de 25°
hygrométrie ambiante : inférieure à 70%
température de l’eau du circuit de refroidissement du tube laser : entre 10 et 38° maximun / température optimale entre 15 et 21°

A noter :

le constructeur indique un vieillissement du tube laser au delà de 21° de l'eau lors du fonctionnement. Nous étudions la possibilité de disposer le bac d'eau dans un autre bac accueillant des pains de glace en plastique (pour glacière) lors des chaudes journées d'été.

Nous travaillons en ce début d'année 2024 à réaliser une station de mesure sous Arduino pour surveiller ces paramètres. La salle de la découpeuse laser est actuellement une pièce à forte variabilité des conditions de température et hygrométrie.

Et au traitement de l'eau avec du Tetra algae control.

Un lien d'intérêt bien documenté, en anglais, quant à l'entretient et aux précautions à prendre avec le circuit de refroidissement du tube laser:
https://k40.se/k40-laser-watercooling/