Une expertise pour identifier l’origine de cette pollution 

En 2019, l’infiltration de plusieurs planchers de Régio 2N par des liquides de composition inconnue a provoqué leur détérioration.   L’AEF a donc été saisie pour identifier la nature de ces liquides ainsi que les causes à l’origine des fuites.  

Pour réaliser cette investigation, les experts de l’AEF se sont rendus dans un Technicentre pour réaliser un arbre des causes et effectuer des prélèvements directement sur les planchers infiltrés. L’arbre des causes défini à l’issue de cette journée a permis de formuler  5 hypothèses pouvant expliquer ces événements. 

De retour à l’AEF, les échantillons de liquide prélevés ont subi de nombreuses analyses à l’aide des équipements de l’AEF et de son partenaire, le Laboratoire Central de la Préfecture de Police de Paris : spectrométrie infrarouge à Transformée de Fourier (IRTF), Chromatographie en phase gazeuse couplée à un spectromètre de masse (GC-MS), Chromatographie ionique haute performance (CIHP), Spectrométrie à Fluorescence X… . 

Des analyses identiques ont été réalisées sur un échantillon de produit de nettoyage intérieur utilisé sur site, principal suspect des infiltrations.   

Le liquide infiltré dans le plancher s’est avéré avoir les caractéristiques des produits de détergence et de nettoyage (un PH alcalin, la présence de bicarbonate de potassium,  d’ions sulfates, de calcium…). L’absence de phosphates dans ce liquide a cependant permis de montrer qu’il ne correspondait pas exactement au produit de nettoyage analysé.   

Cette expertise a permis de conclure que les opérations de nettoyage intérieures des sols utilisant ce produit étaient vraisemblablement à l’origine de l’infiltration dans les planchers de Régio 2N, ce qui a conduit à leur remise en conformité. 

2 cas d’étude : analyse de défaillance des câbles d’un groupe de climatisation et étude de la dégradation des graisses de boite d’essieu

Focus sur la Microscopie Electronique à Balayage couplée à une Analyse par Spectroscopie de Dispersion d’Energie (MEB-EDS), outil de pointe qui permet de cibler une zone d’intérêt et de détecter des anomalies difficiles à mettre en évidence via des outils de caractérisation classiques. Le MEB donne accès à la morphologie et la topographie de surface des échantillons alors que l’EDS renseigne sur la composition chimique.

Dernières investigations
> Analyse de défaillance de câbles issus d’un groupe de climatisation d’un Regio2N

Une anomalie est apparue en service sur un groupe de climatisation d’un Regio2N. Un réseau de câbles s’est dégradé. La coloration bleu-vert (Fig. 1) des câbles et de leur pince métallique présage une corrosion des pièces. L’idée ici est de mettre en évidence la dégradation subie par les pièces, son origine et de proposer une solution pour limiter cette dégradation.

Nous avons tout d’abord analysé les échantillons neufs pour avoir un point de départ, une référence. Les câbles sont constitués de fils métalliques protégés par une gaine et présentant une pince à leur extrémité. Le câble neuf se caractérise par des fils torsadés (Fig. 2a). Il est constitué d’étain (Sn) et du cuivre (Cu) donc est purement métallique. La gaine (Fig. 2b) est un matériau homogène de type plastique, constitué essentiellement de carbone (C) et d’oxygène (O).

Les câbles du service présentent un dépôt comme le témoignent les images des Fig. 2c et 2d. Nous avons analysé la composition chimique des câbles usagés pour comprendre l’origine de ce dépôt. Ils se caractérisent par la présence de cuivre (Cu) et d’oxygène (O) majoritaires (Fig. 3). On note par ailleurs la présence de chlore (Cl) en quantité non négligeable (8%). L’analyse de la zone bleu-vert des gaines montre la présence de cuivre majoritaire, d’oxygène, de carbone et de chlore. Il semblerait que le dépôt bleu-vert ait été transporté et déposé à la surface de la gaine.

D’après nos hypothèses, la présence d’oxygène en quantité importante témoigne de la formation d’oxydes de cuivre donc d’une corrosion des pièces. Il pourrait s’agir d’une corrosion atmosphérique en air humide pollué par du chlore apporté par le sel de mer (appelé chimiquement chlorure de sodium). Une mesure de prévention contre ce phénomène est donc de déposer une couche de métal inoxydable à la surface des parties métalliques pour les protéger ainsi de la corrosion.

Un contrôle rigoureux des graisses de boite d’essieu : informations sur les mécanismes de dégradation

La boite d’essieu est un organe dont le contrôle strict est nécessaire pour éviter tout incident qui se révèlerait dramatique (ex : casse fusée). La graisse de boite d’essieu est un lubrifiant complexe constitué entre autre :

• d’huile dont le rôle est de lubrifier le contact,
• d’un épaississant qui permet de stocker l’huile et de la maintenir dans la zone de contact

Le MEB est un outil d’observation qui permet de contrôler l’état de l’épaississant. Nous avons ici suivi l’évolution de sa dégradation face à un phénomène d’oxydation connu en service. Nous avons simulé ce phénomène au laboratoire via un chauffage des graisses sous air à 130 °C pour des durées allant de 25 à 75h.

L’observation met en évidence de longues fibres torsadées dans le cas de la graisse neuve (Fig. 4a).  Mais dès 25h d’oxydation (Fig. 4b), il y a une perte de cette morphologie torsadée et un début d’agglomération des fibres qui se regroupent pour former des amas de fibres. Le phénomène s’intensifie avec le temps d’oxydation croissant. En effet, l’oxydation entraîne la formation d’agglomérats de fibres de taille importante (Fig. 4c et 4d). Cette agglomération déstructure le réseau de fibres de l’épaississant et dégrade ainsi la capacité de ce dernier à stocker de l’huile. En service, ce type de défaut prive le contact de lubrifiant et accentue le risque de frottement et d’usure métallique.

Des compétences et des équipements toujours plus performants pour l’analyse de la qualité de l’eau

Depuis plusieurs années, l’AEF accompagne les Technicentres de la SNCF pour assurer le suivi de la qualité des eaux potables et des eaux usées et s’assurer du respect des préconisations fixées par la réglementation environnementale. Pour cela, l’AEF assure aussi bien des missions de conseil et d’expertise que des campagnes de prélèvements et d’analyses sur site. 

Pour répondre aux exigences de plus en plus importantes de la réglementation en termes de recherche de nouvelles substances et de limites de quantification ainsi qu’à la volonté des établissements d’obtenir des résultats le plus rapidement possible, le laboratoire s’est récemment doté d’équipements analytiques performants permettant de quantifier la majorité des paramètres nécessaires à la caractérisation des eaux destinées à la consommation humaine (EDCH) et des eaux résiduaires :

• Un analyseur séquentiel par colorimétrie dernière génération, le Smartchem 450^© 
• Un analyseur en flux continu, le Futura V3^© 

Les techniciens de l’équipe Chimie-Environnement se sont fortement mobilisés au cours des derniers mois afin de développer puis de valider les protocoles analytiques permettant de réaliser ces essais selon les standards les plus performants, ce qui devrait se traduire prochainement par une accréditation du COFRAC, organisme de référence des essais de laboratoire, ainsi que par un agrément du ministère de l’environnement.

Avec le développement de ces nouveaux appareils, l’AEF peut actuellement proposer l’analyse dans les eaux résiduaires et les EDCH des paramètres suivants :

• Les paramètres microbiologiques (Escherichia coli, Coliformes totaux, Entérocoques fécaux, Pseudomonas aeruginosa et Legionella pneumophila) ;
• Les métaux (quatorze métaux accrédités incluant le chrome hexavalent) ;
• Les matières azotées (azote total kjedahl – NTK, ammoniac, nitrites et nitrates) ;
• Les matières phosphorées (phosphore total et ortho-phosphate) ;
• Les anions caractéristiques (chlorures, fluorures et sulfates) ;
• Les cyanures (libres et totaux) ;
• L’indice phénol et les détergents anioniques (Agent de surface anionique ou substances extractibles au bleu de méthylène) ;
• Les paramètres « historiques » (matières en suspension, demande chimique en oxygène, pH, conductivité).

Prélèvements et analyses de légionnelles 

Parallèlement, le laboratoire développe ses capacités  en termes de prélèvements et analyses  de légionnelles et a récemment mis en œuvre une méthode innovante, la méthode IDEXX, qui permet de rechercher la présence de ces bactéries de manière simple et d’avoir des résultats en 7 jours contre 14 jours pour la méthode classique par ensemencement.  En complément des analyses complémentaires qui doivent être réalisées en laboratoire certifié, l’AEF peut ainsi accompagner les établissements qui désirent réaliser des autocontrôles ou des bilans de leurs installations dans la mise en œuvre de cette démarche simplifiée.