La ventilation et l assainissement de l air

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1 La ventilation et l assainissement de l air 1 - Généralités Lutter contre la pollution dans les différents locaux d un laboratoire de recherche consiste à réduire, à un niveau le plus faible possible, la quantité de polluants dont les effets sur l homme sont reconnus ou soupçonnés : c est le rôle de la ventilation. Par conséquent, la ventilation ou le système de captage de polluants est nécessaire pour établir ou maintenir des conditions de température, d humidité, de teneur en poussières ou de produits gazeux, en quantités compatibles avec les conditions requises de salubrité, d hygiène, de santé et de sécurité vis à vis des opérateurs. Tous les laboratoires et les différents postes de travail doivent être ventilés, ne serait-ce que pour respecter les obligations réglementaires précisées dans le Code du Travail (Art. R à ). 2 - Le cadre réglementaire Avant le 7 décembre 1984, c'est le concept de "pollution zéro" qui prévaut. L'article R du Code du travail stipule que les poussières, ainsi que les gaz incommodes, insalubres ou toxiques, soient évacués directement en dehors des lieux de travail. Depuis le 7 décembre 1984, deux décrets ( et ) modifient ce point et introduisent la notion de valeur limite de concentration d'un polluant dans l'atmosphère comme critère d'évaluation de la salubrité de l'air. En France, deux types de valeurs limites d'exposition sont utilisés (circulaire du Ministère du travail du 19 juillet 1982) : Une liste de valeurs indicatives dans le cas général Des valeurs réglementaires pour quelques composés Selon les substances, ces valeurs seront soit des : - V.M.E ( valeur limite moyenne d'exposition ) correspondant à une pondération sur un poste de travail de 8 heures - V.L.E ( valeur limite d'exposition ) correspondant à une pondération sur 15 minutes Une même substance peut se voir attribuer l'une et l'autre de ces valeurs simultanément Pour l'application, ces textes distinguent les locaux à pollution non spécifique des locaux à pollution spécifique. 3 - Les locaux à pollution non spécifique Ce sont des locaux de travail dans lesquels la pollution est liée à la seule présence humaine, à l'exception des locaux sanitaires. Pour ces locaux, il faut : Une ventilation naturelle par des ouvrants accessibles au personnel. Elle est autorisée que si le volume du local, par occupant, est supérieur à 15 m 3 pour des bureaux et locaux avec travail léger 24 m 3 pour les autres locaux (Code du Travail Art. R ) A défaut des conditions requises il faudra obligatoirement avoir recours à : Une ventilation mécanique de manière à assurer un débit de 25 à 60 m 3 par heure et par occupant en fonction de la nature des travaux (Code du Travail Art. R et R ) LOCAUX DEBIT MINIMAL D'AIR NEUF PAR OCCUPANT M 3 /H Bureaux, locaux sans travail physique 25 Locaux de restauration, de vente, de réunion 30 Ateliers et locaux avec travail physique léger 45 Autres ateliers et locaux 60 La ventilation - septembre

2 4 - Les locaux à pollution spécifique Dans notre cas, ce sont les laboratoires de biologie et de chimie dans lesquels des substances chimiques, biologiques, radioactives peuvent être émises sous forme de gaz, vapeurs, aérosols dans l atmosphère du laboratoire. Le débit minimal d air neuf à introduire dans un local à pollution spécifique doit dans tous les cas rester au moins égal à celui qui a été fixé pour les locaux à pollution non spécifique (Code du Travail Art. R ), en tenant compte du nombre d occupants. Pour un laboratoire de recherche en biologie, le débit doit être au minimum de 45m 3 /h par occupant. 5 - Le choix du mode de ventilation De manière générale les laboratoires devront toujours être dotés de dispositifs d'aérations efficaces, de façon à garantir la qualité de l'air ambiant, c'est-à-dire : ventilation générale captage à la source captage à la source et ventilation générale 6 - La ventilation générale Elle assure la qualité de l'atmosphère des locaux de travail par un apport permanent, mécanique ou naturel d'air neuf afin d'éviter que l air inhalé par le personnel présent dans un local ne risque en aucun cas de provoquer une altération de la santé. Un renouvellement convenable de l air est nécessaire pour réduire et/ou éliminer les élévations exagérées de température, les odeurs désagréables et les condensations. Ceci est obtenu par une installation de ventilation générale qui est caractérisée par le nombre de renouvellement ( R ) dans l'heure du volume du local de travail. Compte tenu du volume d un local, on peut facilement déduire le débit de ventilation à assurer : Débit d air (m 3 /h) = Volume du local ( m 3 ) x Taux horaire de renouvellement "R" D (m 3 / h) = Vm 3 x R Ventilation générale d'après McDermott Les laboratoires dans lesquels sont déposés ou manipulés des produits chimiques des agents biologiques pathogènes des OGM ainsi que des radio-isotopes doivent être maintenu en dépression par rapport aux couloirs et à la zone hors laboratoires pour éviter que les émanations des produits se répandent dans les locaux voisins. Cette différence de pression doit assurer une "barrière de pression" s'opposant à la diffusion des polluants en dehors du laboratoire, mais aussi être suffisamment faible pour ne pas s'opposer à l'ouverture de la porte. Les valeurs généralement utilisées sont de l ordre de 10 à 20 pascal pour la dépression et de 5 à 10 renouvellements / heure. La ventilation - septembre

3 La ventilation générale opère par dilution des polluants à l'aide d'un apport d'air neuf dans le local de travail de manière à diminuer les concentrations des substances toxiques pour les amener à des valeurs limites aussi faibles que possible. Elle permet de diminuer les concentrations, mais ne réduit pas la quantité totale de polluants libérés dans le laboratoire. De par ce principe de dispersion des polluants, la ventilation générale admet donc un niveau de pollution résiduelle sur les lieux de travail. Il est préférable, pour cette raison, de ne l'utiliser qu'en complément de la ventilation locale par captation à la source du polluant, notamment en assurant un apport minimum d'air neuf dans les locaux et diluer les polluants non captés par les systèmes d'aspiration. 7 - La ventilation locale avec captage des polluants à la source La ventilation locale consiste à capter les polluants au plus près possible de leur source d'émission, avant qu'ils ne pénètrent dans la zone des voies respiratoires des travailleurs et ne soient dispersés dans toute l'atmosphère du local. Les aspirations localisées maintiennent les substances toxiques dans un volume aussi faible que possible et évacuent les polluants plutôt que de les diluer. Ces postes de travail ne doivent en aucun cas être raccordés au réseau de ventilation générale. d'après McDermott Nota : Quelle que soit la solution choisie quant au mode de ventilation, il est nécessaire de compenser les sorties d'air véhiculant les polluants par des entrées d'air neuf en quantités équivalentes. L air frais est distribué dans les locaux soit par la dépression créée par le ventilateur d extraction, soit par un soufflage. Dans ce cas, le débit de l air de soufflage doit rester inférieur à celui de l air d extraction pour maintenir le local ou l enceinte de confinement en dépression, évitant ainsi les fuites incontrôlées d air pollué. 8 - Les différents dispositifs de captage enveloppants Les laboratoires d enseignement et de recherche en biologie et en chimie utilisent en général les dispositifs ponctuels suivants : les sorbonnes les Enceintes pour Toxiques à Recyclage d Air Filtré (ETRAF) les Postes de Sécurité Micro biologique (PSM) les boites à gants les capteurs mobiles L'air rejeté à partir des hottes, sorbonnes, capteurs ponctuels etc ne doit pas être recyclé. L'air vicié doit être rejeté à l'extérieur à une hauteur suffisante au-dessus du bâtiment de telle sorte qu'il ne puisse pas être aspiré par les prises d'air ou les fenêtres à proximité. Une étude technique est nécessaire pour définir les emplacements des ventilateurs sur la toiture par rapport aux vents dominants et des installations existantes. La ventilation - septembre

4 8.1 Les sorbonnes Définition d'après la norme XP X qui fixe les spécifications auxquelles elles doivent répondre : ce sont des enceintes ventilées en dépression qui aspirent l air dans le laboratoire et le rejettent dans l atmosphère extérieur au moyen d un ventilateur. Cette circulation d air génère un entraînement du produit dangereux et s'oppose ainsi à la diffusion vers les opérateurs par la captation des polluants directement à leur point d'émission. Le volume de travail de la sorbonne est délimité par des parois fixes et un écran mobile transparent. d'après NF XP X La sorbonne est équipée : d'une ventilation forcée de débit minimal 800 m 3 /h environ pour les utilisations courantes de volets d'extraction réglables disposés sur la paroi arrière, permettant d'assurer une aspiration à différents niveaux, tant au ras du plan de travail (vapeurs lourdes) qu'en partie haute (vapeurs légères, dégagements calorifiques...) d'ouvertures pour le passage des mains permettant à la fois la manipulation des produits et l'aspiration de l'air dans la hotte, ce qui garantit le confinement Afin que l'évacuation des polluants soit assurée avec sécurité, et conformément à la norme XP X , il est nécessaire d avoir une vitesse frontale minimale de 0,5 m/s en moyenne pour une ouverture de 40 cm au-dessus du plan de travail de la sorbonne. Les polluants captés à l'intérieur de la sorbonne sont ensuite rejetés à l'extérieur des locaux. Il est possible que pour certains cas bien précis de polluants, le rejet dans l'atmosphère soit réglementé. Dans de tels cas, on installe un épurateur dans le circuit de ventilation de la sorbonne. Ce dernier est destiné à retenir le ou les polluants dont le rejet dans l'atmosphère est interdit ou limité. Si plusieurs dispositifs d'aspiration ou de ventilation sont installés dans le même local, une étude plus fine d'implantation doit être réalisée, ceux-ci risquant de se "perturber" mutuellement La sorbonne doit être utilisée la ventilation en marche continue Pendant la manipulation, il ne doit y avoir que le minimum de matériel et d'appareils dans le poste Pour la manipulation des produits toxiques ou génotoxiques, il est recommandé de recouvrir le plan de travail d'une feuille de papier de type "bench-coat", présentant une face supérieure absorbante, et une face inférieure imperméable Nota : La réglementation sur les cancérogènes, mutagènes ou toxiques pour la reproduction préconise l utilisation de la boîte à gants. C est en cas d impossibilité que l on peut utiliser la sorbonne sous certaines conditions. La ventilation - septembre

5 8.2 Les boîtes à gants L utilisation des boîtes à gants est nécessaire lorsque l on veut assurer le confinement d une manipulation de matières particulièrement toxiques présentant un risque élevé de contamination par voie aérienne et en particulier pour les substances radio toxiques volatiles. Dans les laboratoires de biologie les boîtes à gants de type enceinte de radioprotection sont utilisées pour la manipulation de sources radioactives non scellées telles que : ( 125 I, 131 I, 35 S ). Schéma de principe d une boîte à gants Sortie Filtre charbon V1 et V2 : Vannes de régulation V2 Rejet vers l extérieur Entrée Filtre papier Indicateur de débit V 1 Prise de prélèvement DEPRESSION Ronds de gants SAS L enceinte est constituée d une chambre de manipulation entièrement fermée et étanche. Les manipulations à l'intérieur de la boîte se font par l'intermédiaire de manchons terminés par des gants appropriés et remplaçables. L'enceinte est alimentée en air à travers un filtre à très haute efficacité et l'air évacué traverse en général un filtre particulaire et un filtre à charbon montés en série. L'enceinte fonctionne sous dépression et offre une protection totale pour le manipulateur et l'environnement. La ventilation - septembre

6 8.3 Les capteurs mobiles ou fixes Le capteur mobile de type "Boa" est un système d'extraction conçu pour lutter contre les dangers des émanations des produits chimiques provenant d'appareils d'expérimentation et de mesure (chromatographe, spectro de masse...) ainsi que tous travaux ne pouvant être réalisés dans une enceinte ventilée. Ce dispositif autonome muni d'une bouche d'aspiration à l'extrémité d'un bras articulé permet de se placer au plus près de la source d'émission du polluant. Il est recommandé d'équiper ce dispositif d'un filtre adapté aux produits toxiques utilisés et d un système de contrôle permanent des rejets. Avantages : solution applicable au travail à poste mobile captage au voisinage de la source débits faibles à moyens 8.4 Les Enceintes pour Toxiques à Recyclage d Air Filtré (ETRAF) L'utilisation de ce type de hotte chimique nécessite au minimum les mêmes règles que celles précédemment décrites pour la sorbonne avec en plus des précautions quant au choix du filtre absorbant à charbon actif par rapport aux produits utilisés du fait que le recyclage se fait directement dans le local après filtration. Ce type de hotte ne doit pas être utilisé lorsqu il y a emploi ou risque de formation de gaz ou de vapeurs toxiques dénués de propriétés «avertissantes» (gaz inodores et/ou non irritants tel que le monoxyde de carbone). On recommande pour ces hottes qu elles soient équipées d'une prise de prélèvement pour le contrôle du filtre à l'aide de tubes réactifs, situés en aval du filtre ou d'un détecteur électronique selon le modèle. Ces hottes de laboratoires lorsqu elles sont utilisées pour capter des vapeurs de substances inflammables doivent obligatoirement comporter un système d'éclairage antidéflagrant et des commandes électriques à l'extérieur de l'enceinte pour éviter tout risque d'explosion. Il est indispensable d apposer sur la hotte pour le suivi et le contrôle d efficacité du filtre une fiche portant les indications suivantes : type de filtre intervalle des contrôles date du dernier changement de filtre vitesse frontale nom du vérificateur Cet équipement, bien que conforme à la norme NF X , demande une attention particulière quant au choix du filtre par rapport au produit chimique utilisé et une surveillance particulière de son état de fonctionnement. Toutefois, l utilisation de ce type de matériel doit être réservée uniquement dans le cas d une impossibilité de mise en place d une ventilation ponctuelle avec un captage et un rejet direct à l extérieur du local tel que une sorbonne ou un capteur de polluant. La ventilation - septembre

7 Les appareils les plus courants sont la plupart équipés d un indicateur de colmatage particulaire du filtre et ne disposent pas toujours de système de surveillance permettant de prévenir l utilisateur en cas de saturation chimique du filtre. Ce type de matériel ne doit être utilisé qu à condition d être équipé d une surveillance permanente pour prévenir l utilisateur en cas de saturation chimique du filtre. 8.5 Le Poste de Sécurité Micro biologique ( PSM ) C est un poste de travail qui assure la protection de l opérateur et de son environnement contre les risques d une contamination biologique lors des manipulations de micro-organismes pathogènes. Le PSM est un équipement de sécurité essentiel à la prévention des risques biologiques dans un laboratoire de microbiologie qui a la particularité d assurer de manière concomitante une protection croisée : - du produit manipulé - du manipulateur - de l environnement Il en existe trois types dont la description, les méthodes d essais sont décrites dans la norme européenne EN de juillet 2000 qui a le statut de norme française. PSM : Type 1 L enceinte est constituée par une chambre de manipulation partiellement ouverte sur le devant. Elle est munie d'un dispositif d'aspiration d'air destiné à assurer la protection : - du manipulateur, par entraînement du flux d'air loin du manipulateur - et de l'environnement, par évacuation du flux d'air hors de l'enceinte à travers un filtre à très haute efficacité PSM : Type 2 Ce poste assure en plus la protection du produit ou de l'expérience contre la contamination à l'aide d'un flux d'air uniforme et unidirectionnel (flux laminaire) dirigé vers le bas, à travers un filtre à très haute efficacité. Une partie de l air est recyclée, après filtration, dans la pièce de travail et puis réintroduite dans le PSM par le bandeau de reprise en créant un rideau d air en empêchant le contaminant de l extérieur de pénétrer dans l enceinte et les polluants de sortir. Ce principe de fonctionnement consiste à mettre en œuvre par l intermédiaire du double flux d air une frontière qui sépare la zone de travail de l environnement immédiat. Ce matériel doit obligatoirement être certifié par le Laboratoire National d Essais pour avoir le label NF conformément à la norme NF EN A l Inserm, seuls les PSM de type 2 certifiés NF sont reconnus conformes à la réglementation en vigueur applicable à la protection des travailleurs et de l environnement. Nota : Les hottes de laboratoire ou postes de travail à flux laminaire horizontal qui dirigent l air vers l opérateur ne sont pas des enceintes de sécurité biologique et ils ne doivent pas être utilisés pour confiner des matières infectieuses, toxiques ou sensibilisatrices. La ventilation - septembre

8 9 - Le contrôle, la surveillance et l entretien Les différents dispositifs de ventilation sont des équipements essentiels pour assurer la sécurité et la santé des personnes dans les laboratoires. Un contrôle et un suivi périodique des installations de ventilation générale des locaux et de l ensemble des équipements de laboratoire tels que : sorbonnes, PSM, capteurs de polluants, boîtes à gants sont obligatoires. Ils pourront conserver leurs caractéristiques dans le temps et assurer la protection des utilisateurs qu à cette condition En résumé... Ventiler, c est renouveler l air dans les locaux, assainir les postes de travail et maîtriser les températures ambiantes. Les polluants produits au cours d'une expérience doivent être captés à la source d'émission. La ventilation générale doit assurer le renouvellement de l'air du laboratoire et atténuer les risques d'intoxication des polluants émis dans l'atmosphère. La sorbonne est l'équipement le plus adapté pour la manipulation des produits chimiques à risques. Elle doit assurer l'évacuation directe des polluants et par la glace frontale une protection contre les projections accidentelles. Le PSM de type 2 est le matériel de sécurité le mieux adapté pour assurer la protection du manipulateur et de l environnement contre les risques de contamination lors des manipulations de produits biologiques pathogènes tout en préservant des contaminants ces produits Bibliographie Guides de la ventilation de l INRS Principes généraux de la ventilation ED 695 L assainissement de l air dans les locaux de travail ED 657 Ministère du travail Aération et assainissement des ambiances de travail Construction et aménagement des lieux de travail AFNOR NF X : sorbonnes de laboratoire NF X : enceintes pour toxiques à recyclage d air filtré NF X : poste de Sécurité Microbiologique NF X : enceintes à empoussièrement contrôlé NF EN : critères de performance pour les postes de sécurité microbiologique Textes réglementaires Décret Décret Extrait du Code du travail R à R Cahiers de Notes Documentaires : L aéraulique des sorbonnes de laboratoire (Cornu Gaillardin) Inserm Cahier des charges pour le contrôle de matériel de ventilation localisée (Mission Veille Technologique) La ventilation - septembre

9 12 - Annexes Extrait Du Code Du Travail Application à tous les locaux où se trouvent des salariés. Décret n du 7 décembre 1984 (obligations du maître d ouvrage : Code du Travail Art. R à R ) l'air doit être renouvelé l'air recyclé doit être traité, filtré et surveillé en cas d'aération mécanique un apport minimal d'air neuf est imposé en fonction de l'activité (bureau = 25 m 3 /h d'air neuf par occupant - salles de réunion = 30 m 3 /h) En cas d'aération par ouvrants un volume minimal de 15 m 3 est imposé par occupant (pour les bureaux et locaux destinés au travail physique léger) les installations d'aération doivent être maintenues en bon état et régulièrement contrôlées l'inspecteur du travail peut mettre en demeure le chef d'établissement d'effectuer les contrôles de ses installations Décret n du 7 décembre 1984 (obligations du maître d'ouvrage : Code du Travail Art. R à R ) renouveler obligatoirement l'air en tous points des locaux, sans apporter de gêne au personnel limiter l'entrée de l'air pollué dans les locaux et prévoir une filtration en cas de risque de pollution installer des débits d'extraction minimaux dans les locaux sanitaires (30 m 3 /h par local) transmettre une notice d'instruction au chef d'établissement La circulaire du 9 mai 1985 commente ces 2 décrets Arrêté d'application du 8 octobre 1987 (obligations du chef d'établissement) assurer régulièrement le contrôle périodique des installations : le texte donne, à l'article 3 une liste de contrôles périodiques à effectuer : contrôle du débit global minimal d'air neuf de l'installation examen de l'état des éléments de l'installation examen de l'état des systèmes de traitement d'air contrôle des pressions statiques ou des vitesses d'air aux points caractéristiques de l'installation Des indications générales d'entretien sont aussi données. Arrêté d'application du 9 octobre 1987 (dossier des valeurs de référence) tenir à jour la consigne d'utilisation comprenant un dossier de maintenance dans lequel sont indiqués les dates et résultats des contrôles périodiques, les opérations d'entretien, de nettoyage ainsi que les réglages et les aménagements apportés aux installations mesures et contrôles pouvant être prescrits par l'inspecteur du travail méthodes et résultats des mesures et des contrôles modalités d'agrément des experts Le Règlement Sanitaire Départemental Type Le Règlement Sanitaire Départemental Type (circulaire du 9 août 1978 modifiée) fait l'objet d'arrêté d'application dans chaque département. Il s'applique à tout type d'établissement non visé par le Code du Travail. En ce qui concerne la ventilation, il fixe un certain nombre de prescriptions, concernant : l'implantation des prises d'air neuf et des rejets d'air vicié les débits minimaux d'air neuf (bureaux : 25 m 3 /h d'air neuf par occupant) en cas de ventilation mécanique, l'obligation de filtrer l'air neuf et l'air recyclé les cas où la ventilation naturelle par ouvrant est possible (volume du local par occupant, 15 m 3 ) La ventilation - septembre