PANNEAU DIFFUSANT A MEMBRANE LAMELIOR

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1 PANNEAU DIFFUSANT A MEMBRANE LAMELIOR L'ECOULEMENT HOMOGENE POUR UN MEILLEUR CONTROLE DE LA CONTAMINATION AEROPORTEE BOX DE PRELEVEMENT EN ISO 5 I - ECOULEMENT UNIDIRECTIONNEL : UN FACTEUR CLE DE REUSSITE DANS LA LUTTE CONTRE LA CONTAMINATION AEROPORTEE L'air Propre dépend de 3 facteurs clés : - Filtration - Débit/taux de renouvellement - L unidirectionalité de l air - En fonction de la classe désirée, une filtration adaptée sera exigée sur l'air. - Un taux de renouvellement d'air, optimal, sera exigé pour diluer ou "balayer" les particules générées dans la salle. Ces deux facteurs sont incontournables, universellement adoptés dans l'acte de concevoir une zone à empoussièrement contrôlé ou une salle propre. - Et si le troisième ingrédient possible, c'est à dire un écoulement unidirectionnel obtenu par une diffusion d'air adaptée, devenait lui aussi un facteur clé, voire incontournable? 1.2 L unidirectionalité de l air est requise afin d'entraîner efficacement les particules aéroportées sans masse (à même de rester en suspension dans l'air). Si au contraire, nous avons un flux turbulent (c'est à dire un écoulement d'air dans la salle dont les trajectoires de filets d'air ne sont pas parallèles mais désordonnés), il y a risque de mettre ces dernières en suspension et donc risque de provoquer leur dépôt ultérieur sur les parois. Ce qui, d'une part, est néfaste dans la lutte contre la contamination croisée, et qui d'autre part, comme on le verra plus loin, entraîne une concentration plus grande des particules contaminantes dans l'air. Voilà le véritable objectif que se donne le plafond diffusant à membrane LAMELIOR. PANNEAU A MEMBRANE LAMELIOR 1/7

2 Quelle que soit la classe souhaitée, la salle propre utilisant LAMELIOR ne s'appuie pas uniquement sur un taux de renouvellement d'air filtré car ce dernier ne lui donne pas toutes les garanties. Grâce à LAMELIOR, elle acquiert en plus un véritable écoulement laminaire (auparavant seulement possible avec des installations coûteuses de plafonds 100 % filtrant). Ceci améliore fortement le contrôle de la contamination aéroportée. De plus, cette installation est très intéressante sur le plan économique, comme nous l'analyserons plus loin. II - LES TESTS Cinq salles blanches aux USA ont été testées par le laboratoire indépendant BIOCON. Ces salles ont été conçues de manière à obtenir un résultat de classe donnée sans avoir recours au plafond diffusant LAMELIOR. Parmi ces salles, 3 seront analysées ici : - NASA : objectif de classe ISO 5 ou classe 100 (selon FS 209 E) - UNIVERSITE DE HOUSTON : Centre d'études spatiales : objectif de classe ISO 4 ou classe 10 (selon FS 209 E) - UNIVERSITE DE HOUSTON : Centre d'études spatiales : objectif de classe ISO 4 ou 1000 (selon FS 209 E) L'objectif des tests effectués était d'analyser le bien fondé de l'adjonction du plafond diffusant à membrane LAMELIOR par rapport aux objectifs mesurés suivants : - Uniformité de la vitesse - Comptage particulaire dans l'air - Contamination croisée (par mesure de dispersion de fumée) Les mesures - Salle propre sans plafond diffusant LAMELIOR - La même salle propre avec en plus un plafond secondaire à membrane LAMELIOR installé 150 mm en aval du plafond primaire. Pour les mesures de concentration particulaire, chaque salle était divisée fictivement en carrés de 1200 x 1200 mm situés sur un plan parallèle au plafond et à hauteur de l'activité de la salle. Une mesure était faite au centre de chacun de ces carrés. Pour les mesures de vitesses, la sonde était placée à 50 mm du filtre HEPA et 2 mesures étaient faites au dessous de chaque filtre 1200 x 600 mm. Quand le plafond diffusant était installé, la sonde était placée à 25 mm de la membrane et 4 mesures étaient réalisées dans chaque carré de 1200 x 1200 mm. Quant à l'opération de la contamination croisée, une source de fumée délivrant plus de particules/ minute (de taille supérieure à 0,2 µ) était placée à un point critique de chaque salle testée. PANNEAU A MEMBRANE LAMELIOR 2/7

3 2.4 - Les résultats NASA CLASSE ISO 5 classe M² - Plafond primaire : couverture 70 % filtres HEPA - Vitesse de sortie plafond LAMELIOR = 0,25 m/s SANS LAMELIOR AVEC LAMELIOR Concentration maxi mesurée 18 2 Classe Echelle de vitesses 0 0,53 m/s (0, %) 0,17 0,34 m/s (0,25 32 %) (0, %) Contamination croisée Moyenne des concentrations mesurées (diam > 0,5 µ) UNIVERSITE DE HOUSTON CENTRE D'ETUDES SPATIALES CLASSE ISO 4 - CLASSE M² - Plafond primaire : couvertures filtres HEPA 90 % - Vitesse de sortie moyenne du plafond LAMELIOR = 0,37 m/s SANS LAMELIOR AVEC LAMELIOR Concentration maxi mesurée (diam 73 1 > 0,5 µ) Classe 10 1 Echelle de vitesses 0,35 0,56 m/s (0, %) 0,3 0,45 m/s (0, %) Contamination croisée Moyenne des concentrations mesurées (diam > 0,5 µ) UNIVERSITE DE HOUSTON CENTRE D'ETUDES SPATIALES CLASSE M² - Plafond primaire : couvertures filtres HEPA 28 % - Vitesse de sortie moyenne du plafond LAMELIOR = 0,14 m/s SANS LAMELIOR AVEC LAMELIOR Concentration maxi mesurée (diam > 0,5 µ) Classe Echelle de vitesses 0 0,54 m/s (0, %) 0,12 0,22 m/s (0,14 15 %) (0, %) Contamination croisée Moyenne des concentrations mesurées CONCLUSION DES RESULTATS : Ces tests ont montré qu'il existe une forte relation entre la laminarité, par extension entre l'installation de LAMELIOR, et l'efficacité sur le contrôle de la contamination. - En moyenne, gain de 93 % sur la concentration particulaire grâce à l'adjonction du plafond diffusant à membrane LAMELIOR. - Gain d'un niveau de classe (selonen ISO ou US FS 209 E) et même 2 niveaux dans certains cas. - Plus la laminarité était "déficiente" au départ (ou plus le vitesse était important), plus LAMELIOR a apporté en laminarité et plus le contrôle de la contamination s'est amélioré. - Au niveau de la lutte contre la contamination croisée, les effets du plafond diffusant à membrane LAMELIOR se sont fait ressentir. Concrètement, le risque de contamination croisée a en moyenne baissé PANNEAU A MEMBRANE LAMELIOR 3/7

4 - de 89 % grâce à LAMELIOR. L'effet a été surtout remarquable dans la salle où, au préalable, le débit et donc la concentration du filtre HEPA, était faible. III PRESENTATION DU PLAFOND DIFFUSANT A MEMBRANE LAMELIOR - Le système de plafond diffusant à membrane LAMELIOR est constitué de panneaux modulaires à base de membrane poreuse translucide. Ils ont une dimension standard de 1200 x 600 mm (autres dimensions possibles). - Ces panneaux s'intègrent dans une structure de plafond en Té standard ou éventuellement sur des structures un peu plus rigide (Structure France AIR type SMPT). Ils ne requièrent aucun système de serrage ou d'étanchéité. Ils sont simplement posés sur les plans horizontaux du plafond en Té. - Le module est constitué d'une membrane étirée dans un cadre aluminium extrudé anodisé. La membrane est à base de polypropylène satiné monofilament ou polyester. Elle contient des inhibiteurs ultraviolets et pare-flammes. - Pour la conception, le débit surfacique doit être compris entre 180 et 2000 m3/h/m², soit une vitesse frontale de diffusion comprise entre 0,05 et 0,55 m/s uniforme sur la surface de plafond LAMELIOR. Le débit surfacique dépendra des résultats et des écoulements que l on désire obtenir. - La perte de charge occasionnée est de 1,75 mm CE à 0,45 m/s (environ 18 Pa) IV - AVANTAGES ET APPLICATIONS 1. Uniformité de l'air diffusé dans le local très performante comparable à celle obtenue avec un plafond 100 % filtrant. Mieux, le flux unidirectionnel devient ici indépendant des variations de vitesse sur la surface de média filtrant dans le plénum (le plénum du plafond LAMELIOR reste en surpression par rapport au faux plafond). De plus, les cônes d'air turbulents autour des laminaires et des panneaux opaques sont ici éliminés si les ceux ci sont intégrés dans le plénum. Nous avons réellement un plafond 100 % diffusant, avantage remarquable dès qu'il s'agit de respecter la tolérance de + 20 % dictée par les normes. 2. L'écoulement laminaire est donc d'autant plus efficace, limitant considérablement les vecteurs horizontaux d'air. Les contaminants sont bien entraînés hors des zones critiques. Nous obtenons un flux d'air dont la qualité garantit une véritable protection en particulier face au risque de contamination croisée. 3. Ainsi, quelle que soit la classe désirée, la diffusion d'air assurée par LAMELIOR constitue un véritable facteur de contrôle de la contamination à l'égal de la filtration et du taux de renouvellement d'air. Par conséquent, il est possible de réduire le débit d'air soufflé : cet avantage est très sensible dès que l'objectif de classe est de ISO 5 (classe Classe ISO 7 (classe ) : vitesse de diffusion minimum à 0.05 m/s - Classe ISO 5 (classe 100) : vitesse de diffusion " unidirectionnel " minimum à 0,28 m/s - Classe ISO 4 (classe 10) : vitesse de diffusion "unidirectionnel " minimum à 0,35 m/s Ceci permet bien entendu une économie à l'installation (centrales + gaines + filtres) et à l'exploitation ( consommation électrique des moteurs et du coût de rechange des filtres). PANNEAU A MEMBRANE LAMELIOR 4/7

5 LAMELIOR procure tous les avantages d'un plafond 100 % filtrant, sans en avoir le coût. 4. Nous pouvons même voir plus loin, nous séparons la fonction diffusion de l'air de la fonction filtration. Ainsi, pour l'obtention d'une classe ISO 5 (classe 100), les filtres THE peuvent être placés à l'extérieur de la salle étanche, en sortie de centrale par exemple (efficacité HEPA minimum H14) Ceci facilite l'accès à ces derniers pour la maintenance et le contrôle. Dans ce cas, les gaines du réseau de soufflage devront être étanches. Nous conseillons afin d obtenir une classe ISO 7 ou ISO 8 de filtrer en CTA en efficacité F9 minimum. Pour une classe supérieure à ISO 8, l efficacité minimum recommandée doit être d efficacité F7. 5. LAMELIOR est un panneau translucide, parfaitement plan et uniforme pour une meilleure esthétique. Flexible, modulaire, il est parfaitement compatible aux dimensions de la salle standard. Les éclairages peuvent être installés à l intérieur du plénum. En effet la membrane LAMELIOR est translucide et son coefficient de transmission de lumière est de 75 %. V NETTOYAGE Il est recommandé d utiliser un mélange :. d alcool isopropylique (10%). d eau déminéralisée (90%) pour essuyer les panneaux. Il est fortement déconseillé d asperger ou d immerger le panneau dans cette solution. VI- STRUCTURE SMPT Les structures sont à assembler sur place par vissage (fig C). Une étude préalable déterminera la taille de la structure en fonction des panneaux Lamélior. Il existe 2 types de profilée 30x45 : le profilé T50 (fig.a), le profilé L40 (fig.b) Suspentes (Fig.D) et accroches non comprises (sur demande). C C Exemple de suspension de la structure sur supportage en T PANNEAU A MEMBRANE LAMELIOR 5/7 D

6 V- EXEMPLE ET SELECTION SUR UNE SALLE ISO 5 Prenons pour exemple une salle de 12 m2 de hauteur égale à 3m Nous souhaitons obtenir une classe ISO 5 (NF EN ISO ) classe 100 (US Fédéral 209 E) au repos. Nous utiliserons le plafond et les cloisons pour former un plénum de 400 mm de haut Nous partirons sur une filtration en caisson de filtration à mettre le plus prêt possible du plafond LAMELIOR. L efficacité des filtres sera du H14 à grand débit multidièdre (FR EFI MPM H14). En entrée d air nous prendrons un diffuseur pour «éclater»la veine d air. La vitesse, à la sortie des LAMELIOR, sera de 0.28 m/s pour obtenir un écoulement unidirectionnel. Le débit à mettre en œuvre sera alors de m3/h (Volume =31.2m3 et renouvellement = 387V/h) CTA Ou Caisson de ventilation Eclairage Reprise d air SALLE ISO 5 (classe 100) LEGENDE : : Caisson filtration L (taille 3) en gaine : Filtre FR EFI MPM H14 (Quantité =3-4000m3/h unitaire / 290 Pa) : Plénum cloison / plafond salle H=400 avec répartiteur d air DAU 40 ou DAU03 : Profil SMPT T50 : Profil SMPT L40 : Panneaux membrane LAMELIOR (dimension suivant la salle) : Grille de reprise porte filtre GFF MC avec filtre F5 MPC50 PANNEAU A MEMBRANE LAMELIOR 6/7

7 VI- QUELQUES REFERENCES et UTILISATIONS LABORATOIRES PFIZER à AMBOISE (37) P rendre en compte les apports thermiques dissipés par des équipements de lavage et les tunnels de dépryrogénisation (ampoules et flacons) Garantir des conditions de confort aéraulique et thermique au droit des postes de travail. Contraintes architecturale définissant une hauteur sous plafond faible Système de diffusion d air à faible induction Débit : m3/h - vitesses = 0.25 m/s LABORATOIRES LEHNING (57) Garantir des conditions de confort aéraulique et thermique au droit des box de prélevements Garantir une classe d empoussièrement ISO 5 Garantir une zone en surpression de +20 Pa Débit par BOX S=10m m3/h - vitesses = 0.28 à 0.30 m/s CHIMIMECA (13) - électronique Garantir des conditions de confort aéraulique et thermique. Garantir une classe d empoussièrement ISO 5 Garantir une zone en surpression de +20 Pa Contraintes définissant une hauteur sous plafond faible Débit salle m3/h S=30 m2 - vitesses = 0.30 à 0.35 m/s. AVENTIS PHARMA (94) Garantir des conditions de confort aéraulique et thermique. Garantir un écoulement régulier sans perturbation au niveau des manipulations Système de diffusion d air à faible induction 5 labos - vitesses = 0.20 à 0.25 m/s Laboratoires National d Essais LNE (78) Garantir des conditions de confort aéraulique et thermique. Garantir un écoulement régulier sans perturbation au niveau des manipulations Système de diffusion d air à faible induction 6 labos - vitesses = 0.20 à 0.25 m/s IBM, AEROSPATIALE, CORNEAL, CRTS etc PANNEAU A MEMBRANE LAMELIOR 7/7