EP1713546A1 - PROCEDE ET DISPOSITIFS PERMETTANT UN CONTROLE TOTAL DE LA PROTECTION RESPIRATOIRE A VENTILATION ASSISTEE BASEE SUR L’USAGE DES FILTRES - Google Patents

PROCEDE ET DISPOSITIFS PERMETTANT UN CONTROLE TOTAL DE LA PROTECTION RESPIRATOIRE A VENTILATION ASSISTEE BASEE SUR L’USAGE DES FILTRES

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Publication number
EP1713546A1
EP1713546A1 EP05717543A EP05717543A EP1713546A1 EP 1713546 A1 EP1713546 A1 EP 1713546A1 EP 05717543 A EP05717543 A EP 05717543A EP 05717543 A EP05717543 A EP 05717543A EP 1713546 A1 EP1713546 A1 EP 1713546A1
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EP
European Patent Office
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air
filters
return
total
filter
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05717543A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Rolland Marais
Gilles Marais
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Individual
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Publication of EP1713546A1 publication Critical patent/EP1713546A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B18/00—Breathing masks or helmets, e.g. affording protection against chemical agents or for use at high altitudes or incorporating a pump or compressor for reducing the inhalation effort
    • A62B18/006—Breathing masks or helmets, e.g. affording protection against chemical agents or for use at high altitudes or incorporating a pump or compressor for reducing the inhalation effort with pumps for forced ventilation

Definitions

  • the present invention relates to a process implemented on a respiratory protection apparatus with assisted ventilation, allowing, in real use, total control of the uses of adsorption filters, of the real positive pressure and of the seal in a face piece; this process and its implementation on such a device also made it possible, in a complementary manner, to cross-check and validate a method of testing the effectiveness and the lifespan of such filters in simulated exposure situations on a bench.
  • the process and the respiratory protection apparatus with assisted ventilation (APRVA), objects of the present invention are applicable in the fields of respiratory protection, preferably with assisted ventilation, requiring a very high level of control of safety and operation taking into account counts the effects of humidity, to protect the health of people against any attack by substances for which there is a filter and, advantageously, detectors allowing the complementary measurement of such substances, including humidity.
  • These areas are all those where the ambient air carries dangerous molecules or particles such as: industries manufacturing or implementing or using such molecules or particles, whether these industries are in a normal or degraded mode of operation or in situation crisis, protection against harmful gases spread by a belligerent (acts of terrorism or state of war), the fight against uncontained fires, certain natural phenomena such as for example volcanic eruptions, etc.
  • Respiratory Protection Devices based on the use of adsorption filters are in common use against the risks linked to the inhalation of chemical substances.
  • the effectiveness of the adsorption filters used varies according to many parameters, the main ones generally accepted are known to those skilled in the art: - the nature of the substances encountered and their physicochemical properties, - the nature of the absorbent used: specific surface or microporous volume, pore diameter, acidity or basicity, behavior with respect to water vapor, etc. - the humidity or the water concentration in the air and the air temperature, - the risk of interference between substances which can be the cause of selective adsorption and desorption phenomena, the case of humidity or water vapor concentration being a particular critical example.
  • APRVA Respiratory Protection Equipment with Assisted Ventilation
  • microcontroller regulated electronically or by microcontroller.
  • APRVA Respiratory Protection Equipment with Assisted Ventilation
  • These devices are based on the use of adsorption filters. The best have, apart from the filters, protective characteristics comparable to those obtained with Self-Contained Breathing Apparatus (ARI), for a weight approximately 10 times lower and often much better ergonomics and average autonomy.
  • ARI Self-Contained Breathing Apparatus
  • An example of this type of APRVA equipped with two filters was used for the tests on the basis of the process of the present invention, its flow rate is adjusted during construction to a minimum value of 120 l / minute.
  • the adsorption filters from a supplier used in the example tests based on the process of the present invention are of the AXP3 type approved for substances with a boiling point ⁇ 65 ° C. and for a single use, generally in ventilation. free. They contain a charge of approximately 320 cm 3 of activated carbon with a specific surface of about 1200 to 1300 m z g, associated with a P3 filter to block dust and / or aerosols. They may however be suitable for a wide family of higher boiling point substances for which "standard" type A2 filters (tested according to class 2) are usually used. A2P3 filters contain approximately 220 cm 3 of activated carbon with a specific surface area comparable to that of AXP3, so they are a priori less effective than AXP3 filters.
  • the purpose of the tests is to guarantee users a minimum time of use under the flow and concentration conditions fixed in the standards, breakdown time after which the breakdown concentration indicated in the standards is reached at the filters outlet.
  • certain time limits or conditions of use recommended by the supplier will be taken into account.
  • a rule in order of magnitude is usually applied to evaluate, from this breakdown time, a time limit of use as a function of a different mean concentration measured. This rule is roughly established by extrapolation from the results of standardized tests, i.e. on the assumption of a constant concentration of a single substance at the inlet of the filters and the assumption of a total conservation of the mass of this substance on the adsorbent used, in other words the sole capacity of the adsorbent.
  • assisted ventilation significantly improves these factors compared to a Respiratory Protection Device with Free Ventilation (APRVL).
  • APRVL Respiratory Protection Device with Free Ventilation
  • the device described comprises recycling part of the air exhaled in the inspired air as a function of a maximum authorized content of CO2 (5000 ppm) in the mixture: fresh air coming from the filters- * - recycled air, offered to a user; the other part is released to the atmosphere through a three-way valve or continuous discharge valve system.
  • Such recycling is carried out through a separate air return pipe coming from a face piece directly connected to a buffer bag, a conventional face piece always comprising valve and valve systems, generally disposed on said face piece; these valves or flaps remain essential for the proper functioning of the proposed device.
  • the proposed device cannot deal with the case of mixtures of substances since it evaluates a priori an unwanted variable at the output of the filters from data relating to a single substance and ambient measurements performed at the input of the filters. Even in the event that these measurements indicate the sum of the concentrations of substances, this would not ensure the desired dependability, each substance having a different complex behavior on filters.
  • a method of managing breathing apparatus with assisted ventilation is proposed. The description of this method largely refers to means known in the state of the art for: identifying all or part of the components of such devices, operating and controlling these devices using different sensors processed by microprocessor. On the particular point of determining the life of filters, the objective of the proposed method is comparable to that described in document US-6040777.
  • the object of the present invention is to remedy the majority of the aforementioned drawbacks or to improve certain existing devices.
  • the subject of the present invention is a method and a device for implementing this method, integrated into an APRVA, allowing total control of the use of adsorption filters, or filters in general, in particular their real lifespan, total control of the protection offered, total control of the operation of such an APRVA.
  • This device is also remarkable in that it preferably comprises a pipe for the total return of air to the APRVA, for example constituted by a concentric pipe internal to the air delivery pipe or by a separate pipe.
  • This device is also remarkable in that, in a variant, said air return can be produced in such a way that it constitutes a partial return, offering however, there is less possibility of controlling such a respiratory assistance system.
  • This device is also remarkable in that it continuously comprises a circle of a portion of said filtered air as close as possible to the discharge and suction points. of the assistance means and a particular point between the filters and the suction of the assistance means and such a circle is used in controlled sequences of safety functions and / or assisted replacement of filters or seals , without losing the benefit of protection.
  • the method is designed to behave in such a way that it performs one or more of the following steps:
  • Such an APRVA allows not only the measurement, but also, according to the preferred embodiment with total air return, the control and the maintenance of a real positive pressure in such a face piece by such an APRVA which comprises a means for regulating the pressure measured on said total return of air from such a face piece, even in the case of significant leaks on such a face piece; such a face piece comprising no mechanical member, valve or valve is robust in construction and is not subject to regulatory inspection or visit.
  • Such a face piece eliminates the risk of inward leakage associated with the valves or flaps usually located on the majority of the face pieces, in the immediate vicinity of the inhaled air zone and directly in contact with the ambient atmosphere.
  • This method and such an APRVA preferentially use a method of informing the user based on the use of a resonator at very low frequencies that are not audible, transmitting such vibrations directly to the column of air sent to the face of the patient. user in such a face piece, or transmitting such vibrations directly to a vibrator connected to such an APRVA and placed as close as possible to the contact of the skin of a wearer.
  • This method which does not require sight or hearing, resolves the question of users who are visually impaired, hard of hearing or with reading difficulties, whether these disabilities are preexisting or consecutive to an accidental or operational impairment of these capacities; such a method solves the problem of use in noisy areas where the wearing of hearing protection is necessary and also greatly reduces the functional signature, in particular visual and auditory, of the devices of the present invention for military uses.
  • Such a face piece has no connection or electrical or electronic accessory, which makes it possible to envisage an easier ATEX classification for use in zones with risk of flammability.
  • Implemented on such an APRVA they do not require any modification or transformation of the filter production chains as has been proposed in certain cited documents.
  • the devices and means used are fully integrated into such an APRVA, and are thus effectively protected.
  • results obtained with such a process applied and tested on real exposure situations are exactly cross-checked by a method of simulating comparable situations on a test bench, according to a claim, from direct injection of quantities of pure substances, separately or in the form of mixtures, without the need to manufacture costly and time-consuming standard mixtures.
  • a method and such a bench make it possible to generalize bench tests in all cases of using filters, with or without assisted ventilation, on any type of support and for any substance.
  • Such a test bench makes it possible to examine and take into account the potential consequences of extreme operations, such as for example the effect of high peaks of concentration of substances, the complex effects of humidity or exceeding the durations of recommended use.
  • FIG. 1 shows an example of recording a drilling curve in the case of a test carried out according to CE standards.
  • Figure 2 shows an example of recording a substance concentration measured on real exposure situations.
  • Figure 3 is a schematic view illustrating an example of APRVA of the state of the art modified by the addition of two recording detectors to test the efficiency and the real behavior of the filters.
  • Figures 4a and 4b illustrate examples of state-of-the-art face pieces of the visor and full face mask type.
  • Figure 5 is a schematic view of preferred implementation of the method and its variants with total or partial air return by a concentric pipe, or total air return by a separate pipe.
  • Figure 6 is a schematic view of a preferred embodiment of a
  • FIG. 7 shows a preferred embodiment of a face piece with internal peripheral air collection and its total return by an internal concentric pipe, for use with an APRVA produced as shown in FIG. 6
  • FIG. 8 shows an example of a preferred embodiment of a face piece with total return of air by a separate pipe, for use with an APRVA produced according to a variant of FIG. 6, in which the total air return is directly connected by means of pressure regulation, as shown in FIG. 5.
  • FIG. 9a is a detailed view of a schematic nature of the gasket detector and clamping force limiter of the filter on the air inlet in all the examples of preferred implementation of the method and its variants.
  • Figure 9b is a schematic detail view of the mechanical shutter valve on the air inlet in all examples of preferred implementation of the process and its variants.
  • Figure 10 shows examples of exit time curves measured in real exposure.
  • Figure 11 shows an example of overlap of the exit time curve and the resolution of a substance, obtained by a method of simulating real situations.
  • Figure 12 shows an example of a filter's back-sweep curve after simulated or normal use
  • Figure 13 is a schematic view illustrating a preferred embodiment of a bench for tests in simulated exposure situations made from pure substances, and its main parts
  • Figure 14 shows an example of resolution curves of an example of a substance on such a test bench in simulated situations, for average concentrations between 2 and 20 times the average exposure value (VME) regulated or recommended not to be exceeded in average value for the example of substance chosen .
  • VME average exposure value
  • Figure 15 shows an example of a humidity and temperature variation curve quickly measured at the outlet of a filter if a significant quantity of substances is more or less suddenly adsorbed at the inlet of the filter, producing an "instant mirror image". "of the quantity of substances adsorbed.
  • Figure 16 shows the phenomenological relationship that exists, in an example dealing with adsorption, between the molar fractions of different substances injected on the filter and the molar fraction of water displaced according to this "mirror" effect.
  • VME Average Exposure Value. Regulated or recommended not to exceed in average value for a period of eight hours of work per day and for five days per week.
  • ELV Exposure Limit Value, regulated or recommended not to be exceeded as an average value for a period of 15 minutes, and a limited number of times generally between 3 to 5 times for an 8-hour workstation.
  • ppm part per million part by volume, generally corresponds to cm3 of gaseous substance per m3 of air.
  • APR Respiratory Protection Device in general except ARI
  • APRVL Respiratory Protection Device with Free Ventilation
  • APRVA Respiratory Protection Device with Assisted Ventilation
  • Adsorption or sorption concerns precisely the phenomena of reversible physical equilibria ⁇ adsorption desorption ⁇ linked to the trapping of substances on a micro-porous support.
  • Adsorption or chemisorption Generally involves a first step of sorption of substances, which after having been adsorbed (more or less rapid step), is additionally fixed by an appropriate chemical reaction (more or less slow step). In this case, there is no (or little) reversible equilibrium. Unlike the sorption phenomenon, the chemisorption capacity determined in the standardized tests correctly defines all the uses of such filters, usually called "chemical". In this case, and only in this case, the rule of proportionality between the usage time and the concentration, from of the data indicated in the standards and the actual conditions of use can be applied quite satisfactorily.
  • Absorption usual generic term improperly applied in the field in respiratory protection which includes the two above-defined phenomena: adsorption and chemisorption
  • Fig. 1 shows an example of a standardized test result the aim of which is to guarantee, by the manufacturers, protection performance at least equal to the thresholds fixed in standards.
  • These tests are essentially used to determine the times at breakdown concentrations, for a substance or the same group of substances, and the adsorption capacity offered by the filters. In these tests, a constant concentration of substance is continuously sent to the inlet of the filter.
  • Fig. 2 shows an example of recording the concentrations actually measured on exposure situations typically encountered during packaging operations or loading of substances with breach of confinement, or during maintenance operations on industrial chemical processes, situations generally known to be the most exhibiting. It was recognized by industrial hygienists that a significant portion of average occupational exposures could originate in these short-term exposure situations. This has been completely confirmed in the numerous recordings in real exposure situations made during these tests and affirms the need to be able to have protection adapted to this type of situation.
  • FIG. 3 gives an example of implementation of the method on the basis of the present invention, carried out with a state of the art APRVA (1) used in a first test phase: an APRVA (1), equipped with a face piece (22) comprising a direct air outlet to the atmosphere, not fitted with valves or flaps (9), has been transformed to receive two separate on-board detectors, one on the intake air (15b) at the inlet of the filter, the other (15a), disposed as a bypass immediately at the outlet (7) of the APRVA (1) on the air at the outlet of the filters (8), supplying, through a pipe (8.1), a cell sample circulation (17) allowing the analysis of the air leaving the filters immediately.
  • a state of the art APRVA (1) used in a first test phase: an APRVA (1), equipped with a face piece (22) comprising a direct air outlet to the atmosphere, not fitted with valves or flaps (9), has been transformed to receive two separate on-board detectors, one on the intake air (15b) at the inlet of the filter, the other
  • This modified APRVA (1) was carried indifferently by different users on several operations deemed to be exhibiting carried out under control, without ever changing the filters (2).
  • Examination of the records (fig. 10) on the intake air (15b) and the discharge air (15a) showed that no trace of substance left the filters (fig. 10), even during very short and very high concentration spikes at the inlet of the filters (several thousand ppm), which validated the effectiveness of the filters used on these strong spikes and allowed us to take the next step.
  • Two separate detectors have been used to eliminate the conventional common mode interference and pollution encountered with a single detector alternately measuring a zero level (filter output) and high concentrations (filter input), as has been proposed in certain prior documents.
  • Figs. 4a and 4b show two examples among others of the state of the art and of the technique relating to the production of face pieces (visor or mask).
  • FIGS. 5 to 9 only the elements having, as a whole, an original character according to the claims, or necessary for understanding the process, are indicated. All the other elements or means or functions necessary for the operation of state-of-the-art APRVAs are known to those skilled in the art and are not indicated or are not detailed in these figures.
  • FIG. 5 is a diagram of an exemplary implementation of the method of the invention comprising, according to a preferred embodiment, a total return of air by a concentric pipe or by a separate pipe, or, according to a variant, a partial return of air through a concentric pipe, for the purpose of measuring various parameters; an internal continuous circular motion of part of the filtered air for the purpose of carrying out automatic or assisted safety sequences and functions; and using face pieces as shown in figs. 7 and 8 1.
  • an APRVA (1) fitted with filters (2) adapted on their bases comprising an appropriate seal (3.1), an assistance means (5) controlled by a means (19), delivers a flow d air on the outlet of an APRVA (7) towards a face piece (22) by an external concentric pipe (8); 2.
  • such a face piece (22) receives said air delivered at the outlet of the filters (8), delivers it inside said face piece where it is collected laterally (22.4) or on its internal periphery to be returned to such an APRVA, preferably entirely (9) by an internal concentric pipe or separate external pipe before being entirely rejected to the atmosphere (11), or partially (9.2) by an internal concentric pipe connected to a suction means (18) before being completely released to the atmosphere (17).
  • Such a face piece does not include a valve, a valve or a device called "air demand" or "positive pressure";
  • the external concentric pipe (8) of said supplied air derives part of its flow in the pipe (8.1). towards a restriction (16) and the outlet (17), for the purpose of measuring various parameters such as: pressures (12), flow rates (14), concentrations of substances (15), in parallel or independently of the selection means (13) , controlled and processed by a centralized system (19), constituted by a computer system known to those skilled in the art and comprising a microprocessor.
  • the pipe (17) is used to connect an external standard gas for rapid calibration or verification of said detector (15);
  • the internal concentric pipe or the separate external pipe (9) of said total air return opens onto the main pipe (9.3) which derives part of its flow in the pipe (9.1 ) and a restriction (16) towards the outlet (17) for the purpose of measuring various parameters such as: pressure, flow rates, concentration of substances by means of pressure measurement means (12), flow measurement means (14) and means for detecting substances (15), respectively; parallel or independently of the selection means (13) controlled by the centralized system (19);
  • the flow rate values thus measured in the pipes (8.1) and (9.1) allow the respective calculation of the flow rates of said supplied air (8), and of said total air return (9) by the centralized system (19) from flow ratio coefficients [(8) / (8.1)] and [(9) / (9.1)], calibrated during construction on the restriction (16) located in the outlet pipe (17) or on such a pipe acting as a restriction or on the flow measurement means (14) acting as a restriction, coefficients stored on the centralized system (19); in a variant with partial air return, the internal concentric pipe (9.2) of said partial air return is connected to a ventilation means (18) to a restriction (16), for the purpose of measuring various parameters such as: pressures (12), concentrations of substances (15), measurement of flow rates (14).
  • the pressure (12) available in the facepiece is measured when the centralized system (19) controls the selection means (13) which connects the pipe (8.1) to its outlet and simultaneously stops the ventilation (18) and conversely, to be able to use the flow measurement in the pipe (8.1);
  • the concentration of substances (15) is measured when the centralized system (19) controls the selection means (13) which connects the pipe (9.2) to its outlet and simultaneously starts ventilation (18), in this position measuring the flow (14) is only used to check the presence of a flow during the measurement of concentration of substances; in such a variant certain functions or determinations cannot be carried out: the regulation of the positive pressure (10) in such a face piece, the determination of the air demand of a wearer, the total leakage to the outside of such a face piece, said main pipe (9.3) of said total air return (9) is connected to a means of control and regulation (10) of the positive pressure in said face piece, controlled by the centralized system (19 ) from the actual pressure measurement available in said face piece (12a) (12b) and / or from the differential pressure between
  • the assistance means (5) of said supplied air establishes a continuous continuous circle by the line (6) of a low air flow equally distributed on either side of the selection and isolation means confirmed filters (4), used in controlled sequences of automatic safety by the centralized system (19) in which they are integrated.
  • a low air flow makes it possible, after selection of a filter by the means (4) and its confirmed isolation, to maintain a slight overpressure between said selection and isolation means (4) and the mechanical shutter valve (3.10 ) arranged on the same filter.
  • This provision is reinforced by a slight leakage rate voluntarily created through said mechanical shutter valve, guaranteeing the non-return of substance on said selection and isolation means (4) whose tightness can never be 100% guaranteed;
  • a means of information and alarm of resonator / vibrator type very low non-audible frequencies (20), having sufficient autonomy, is controlled by the centralized system (9) and vibrates the air column (8 ) in communication with the interior of said face piece (22), so that these vibrations are directly perceptible on the face of a user; such a means can be constituted by an external vibrator (20.2) placed as close as possible to the contact of the skin of a wearer and receiving such vibrations. Both variants do not involve the senses of sight and hearing.
  • the information is formatted and limited to be useful for maintaining the protection of a holder and for the simple actions requested of him for this purpose.
  • the modulation of the delivered vibrations is additionally and locally displayed (20.1) in the same format in the form of a timing diagram reproducing the modulation of such information or alarm vibrations.
  • An information storage means comprising a memory area (21) in which the centralized system (19) records directly in real time any information or useful data usable in real time or deferred for the mastery and control of such a process or device.
  • a means comprising a memory area is known in the art and can be for example: a remote transmission or a manual or automatic reading by means of a contactless reading method, of the RF-ID type for example, for transferring such information or data on a computer program for operational purposes.
  • Figures 6, 7 & 9a, 9b show an example of application of the method and preferred embodiment of such an APRVA, in a variant with total air return produced by an internal concentric pipe, usable with a preferred embodiment of such a face piece carrying out such a total or partial air return in such a concentric pipe, and their operating principle. More specifically, these figures show: a) an APRVA (1) fitted with filters (2) adapted on their bases comprising an appropriate seal (3.1), and a fan (5) whose operation is regulated and controlled by a system centralized known in the art (19), delivers an air flow on the outlet of the filters (7) to a face piece (22) by an external concentric pipe (8). b) a face piece (22) detailed in FIG.
  • the external concentric pipe (8) of said supplied air comprises a connection with the pipe (8.1) to the pipe (17) and the detector (15).
  • the internal concentric pipe constituting said total air return (9), protected from any external pollution, is returned to said APRVA on a main pipe (9.3) comprising a connection with the pipe (9.1) to the pipe (17) and the detector (15).
  • a means of selection (13) of said total return of air (9.1) or of said supplied air (8.1) to the pipe (17) and the detector (15) is controlled by the centralized system (19) to which said selection is incorporated.
  • the conduits (9.1) and (8.1) of said selection comprise static communications with means for measuring differential pressures, processed in parallel or independently of said selection by the centralized system (19): fi), the means (12a) measures the pressure of said supplied air established differently from atmospheric pressure advantageously transmitted through a sealed and deformable buffer capacity (12c).
  • the means (12 b) measures the pressure of said total return of air with respect to the pressure of said supplied air, allowing the evaluation of the real pressure available in said face piece, when the pipe (8.1) is selected (13) towards the pipe (17).
  • a restriction (16) in the outlet pipe (17), or such a pipe acting as a restriction or the flow measurement means (14) acting as a restriction makes it possible to maintain in such a pipe ( 8.1) the actual pressure available in such a face piece independently of the selection (13), therefore the continuous measurement of the differential pressure between said supplied air (8), (8.1) and said total air return (9), (9.1), without being obliged to use a third measurement referring to atmospheric pressure (12a) (12c).
  • said substance detector (15) is arranged in a compartment accessible from the outside (15.2) allowing, without dismantling said APRVA, the easy replacement of the type of measuring cell used (15.1) on said detector, which is managed by the centralized system (19) in the operation of which it is completely incorporated.
  • a restriction (16) in the outlet pipe (17), or the use of such a pipe acting as a restriction or the flow measurement means (14) acting as a restriction also allows the maintaining a positive pressure on the measuring cell (15), avoiding any external pollution.
  • the main pipe of said air return (9.3) is connected to a means for controlling and regulating (10) the positive pressure in said face piece (22), means comprising at least: a diaphragm / shutter valve (10.1 ), a spring (10.2) exerting a low pressure on said diaphragm / valve, means (10.3) for adjusting the tension exerted by said spring on said diaphragm / valve controlled by the centralized system (19) from the measurement of actual pressure available in said face piece (12a) (12b) and / or the differential pressure between the pressure at the outlet of the filters and that available inside such a face piece (12b).
  • the pipe (17) comprises a flow measurement means (14), processed by the centralized system (19), controlling the presence of an air flow in the pipes (8.1) or (9.1), supplying said substance detector (15).
  • the flow values thus measured in the pipes (8.1) and (9.1) allow the respective calculation of the flows of said supplied air (8), and said return air (9) by the centralized system (19), from the coefficients reporting of flow rates [(8) / (8.1)] and [(9) / (9.1)], calibrated during construction on the restriction (16) in the outlet pipe (17) or on such a pipe acting as restriction or on the measuring means (14) acting as restriction, coefficients stored on the centralized system (19).
  • the line (17) is also used to connect an external standard gas for rapid calibration or verification of said detector (15), without any dismantling and in any position of said selection means (13), as soon as such an APRVA is in normal operation.
  • the external part (8) of said supplied air comprises a connection with the pipe (6) establishing a permanent and continuous circle motion with a low air flow rate equally distributed on either side of the filter selection means (4) controlled in automatic safety sequences by the centralized system (19) in which they are integrated.
  • Such a low air flow allows after: selection of a filter by means (4), closing of the corresponding shutter on the other filter and confirmation of this closure by a contact established in the closed position between said shutter and a contact point arranged in the pipe, to maintain a slight overpressure between said shutter shutter and the mechanical shutter valve (3) (3.10) disposed on the same filter.
  • Such safety is reinforced by a slight leakage rate voluntarily created through said mechanical shutter valve, guaranteeing the non-return of substance on said shutter shutter, the tightness of which can never be guaranteed at 100%, in particular in operations comprising removing a filter or replacing such a seal (3.1) in operation.
  • the part (3) detailed in fig. 9a includes a tightness sensor and tightening force limiter joint (3.1), performing the following functions: first, sealing performed on both sides on the parts (3.1a) and (3.1b); secondly, limiting the compression compression of the seal (3.1) by deformation of the resilient internal part (3.3), with perception of the end of manual tightening by mechanical stop between the two discs (3.2) through the internal contact points (3.4); third and simultaneously, detection of the end of tightening and of the normal presence of the filter on its base by closing under a controlled atmosphere of an electrical circuit established between the two discs (3.2) through the internal contact points (3.4) , after the compression phase of such a seal; a suitable device makes it possible to hold such a seal in position: for example the plug (3.7a) allows the holding in place of such a seal, by being pressed on its base integrally fixed in the pipe (3.6a), additionally connected to an electrical circuit through a sealed wall passage (3.8); in this example, the plug (3.7b) is inserted in a floating
  • the part (3) also comprises, on the outlet of the filters, a conventional mechanical shutter valve (3.10) consisting of two flaps (3.11), free to rotate on an axis (3.12), under closing tension by a spring (3.13).
  • a valve is fixed inside the pipe on clips (3.14) and realizes the closing of such a pipe on the internal ring (3.15).
  • Such a valve is necessary in the controlled sequences of automatic safety and contributes to the maintenance of protection in the event of failure of the respiratory assistance means (5) (1).
  • Such a valve is easily replaceable by an access means (3.9) without dismantling such an APRVA.
  • Such APRVA and face piece embodiments in all cases allow variants, with total or partial air return: • to alternately measure the air quality at the outlet of a filter (8) and the air quality at the outlet of a face piece (9), at a programmed frequency adapted to the service of such an APRVA and to the response time of the type of cell used (15.1) which is generally between a few seconds and a minute on such a detector (15), thus continuously determining the real protection offered to a user, • a more secure use of this type of protection by a method of double differential analyzes on the centralized system (19) to which these methods are incorporated: - the first analysis is carried out between a zero measurement carried out on the air at the outlet of the filters, recorded at the commissioning of such APRVA, and the evolution of this measurement, in absolute value and / or drifting per unit time, during the use of such APRVAs, - the second analysis is carried out between the air on the outlet of the filters and the air returning such facepieces, on such APRVAs.
  • Said face piece does not comprise any mechanical or electromechanical or electronic organ.
  • the information method is voluntarily limited for the bearer to the content useful for maintaining their protection and to the simple actions requested of them for this purpose. Such a method would be better understood through a detailed functional and schematic description of some examples of its activation, examples not developed in the invention.
  • such a method uses a very low fixed frequency modulated in an appropriate manner necessarily comprising several levels of modulations, for example extreme: - the absence of vibration would indicate normal operation and guaranteed protection; vibrations at a fixed frequency with more or less long and symmetrical, continuous or discontinuous modulations would indicate degraded operation remaining under control or the detection and localization of faults that a wearer can immediately correct; - vibrations at a fixed, unmodulated and continuous frequency would indicate to the wearer that his protection under conditions of sufficient security is no longer ensured, that he must press said face piece on his face and imperatively leave the risk zone without haste or haste;
  • This information specific to a protection defect is additionally displayed on a general display means (20.1), incorporated into the centralized system (19), for any other person carrying out close surveillance or providing assistance and rescue to a carrier in difficulty.
  • a display is advantageously produced in the form of a chronogram modulated in the same way as on the resonator or the vibrator.
  • This information can also be recorded in a synthesized form in the memory zone (21) of an information storage means, for any useful use in real time or later or deferred after reading of such a memory by an appropriate means. •
  • any variant with partial air return does not allow the determination of a wearer's air demand, the determination of the leakage to the outside of such a face piece, the regulation of positive pressure in such a face piece.
  • the control system (19) will only act, within a certain programmed limit, on the speed of rotation or the power delivered to the main fan (5) to try to best maintain a pressure set point inside such a room. facial, this in combination with the information of the flow calculated on said air delivered at the outlet of the filters (8).
  • the combination of these different factors, combined with a substance detection, still allows a relatively safe operation of such an APRVA, but with the classic drawback of a reduction in the duration of use of the filters necessarily linked to the increase in air flow, said duration of use of the filters still being controlled in this case on such an APRVA comprising means for measuring substances.
  • Such examples of APRVA and facial pieces allow variants with total concentric or separate air return: • to determine differentially on said air return, the instantaneous air demand and / or mean of a carrier, measured as being proportional to the extreme or average flows noted between the inspiration and expiration phases, • to determine differentially between the average flow rates of said total return of air and of said delivered air, the total air leakage towards the outside of such a face piece.
  • Fig. 10 shows examples of results, on another phase of tests, of the process on which the present invention is based: an APRVA [FIG. 3 (1)] state of the art voluntarily unprocessed and equipped with two filters and a face shield (22) of the state of the art has been worn indifferently by different users, on all situations or operations exposing to the substance tested. Measurements were regularly performed on the air leaving the filters. The filters remained voluntarily on the APRVA and out of any pollution, without obturation or treatment, to take into account the phenomena of internal migration of the substance in the filter. Several sets of filters have been tested in this way. They gave the same cumulative usage time under comparable conditions of use, before the appearance of the substance on exit. These records show that the growth of this output concentration is slow enough to allow its detection under good security conditions with APRVA and face pieces as shown in the present invention through the embodiments and variant, preferred or not.
  • Fig. 11 shows an example of cross-checking of the results obtained under real conditions shown in FIG. 10, by a method of simulating exposure situations comparable to the same substance, carried out on a test bench (30) by injection of pure substance, on an identical filter in order to verify the behavior of the substance on such a filter and the potential consequences of high concentration peaks or exceeding the duration of use determined previously.
  • the results of the tests carried out on a bench (fig.
  • the exit time can be considered as a constant, for a given substance, on a given support and under given resolution conditions (t °, pressure, gas flow rate, etc.). - we will distinguish the exit time (beginning of appearance of the substance) from the resolution time (maximum of the resolution peak).
  • the release time to a certain extent, varies little depending on the quantity of absorbed substance on the filter as shown in fig. 14. This will be all the more verified as the concentration of substance will be low in the air drawn in on a filter.
  • the rate of increase of the concentration of substance at the outlet of the filter is generally sufficiently slow to allow a direct and reliable measurement of a concentration threshold not to be exceeded, with APRVA and face pieces as shown in the present invention through the embodiments and variant, preferred or not.
  • the maximum concentration measured at the outlet of the filters is much lower than the maximum peak values measured at the inlet.
  • the ratio of concentrations: exit / entry decreases rapidly in relation to the increase in the exit or resolution time of the substances. This phenomenon is due to the equilibria and to the fact that the adsorption filters also behave like real "capacitive attenuators and integrators". This behavior will be all the more verified as they will be substances with high boiling points and / or that the filters will be used far below their limit of adsorption capacity.
  • FIG. 3 Examination of an example of substances tested by the process on which the present invention is based (FIG. 3) on filters of the AX type illustrates these points.
  • the substance is classified in the 1st group, with an TWA less than or equal to 10 ppm, for a usage time of 50 minutes in free ventilation indicated in standard EN 371.
  • the time indicated in the instructions for the AX filter supplied by the manufacturer takes 20 to 40 minutes, also for use in free ventilation.
  • the effective use time effectively measured in assisted ventilation at a constant flow rate of 60 1 / minute, for an average concentration measured over the duration of the situations actually tested (fig. 2) comparable to the VME of 10 ppm given in the standard, is about 250 to 300 minutes before start of appearance of the substance at the outlet of the filters (fig. 10).
  • This time is 5 to 10 times greater than that indicated in the standards or the manufacturer's instructions.
  • a priori evaluation of the duration of use, as recommended in various guides or instructions for use, from the data of the standardized tests and by interpolation of the two variables: concentration and breakdown time, interpolation based solely on the notion of capacity taken as a reference would have indicated for the conditions actually tested (fig. 2) a time between 1000 and 2500 minutes. This time has no real meaning since the duration of use of this filter is in principle "self limited" by the recommendation of single use by the supplier, which would make a maximum of 480 minutes which is the usual duration of a day of work.
  • FIG. 12 shows an example of back sweeping of the tested substance carried out on a filter after actual use.
  • This back-scanning was carried out on a bench (30), in order to verify the reversibility of the adsorption equilibria in real situations.
  • the same result is obtained on a test bench (30), an example of which is described in FIG. 13, by a method of simulating situations of comparable exposures implemented on such a bench and described below.
  • FIG. 13 shows a preferred embodiment of a test bench (30) of such filters, created for this purpose in the laboratory for a phase of complementary cross-checking tests on the same substance injected in the pure state, more generally, on n any other substance (s) injected in a pure state or in the form of mixtures, with any type of protective device used, provided that the air flow during the tests is comparable to the average flow rate of the protection that will be used.
  • a bench comprises at least one or more of the following devices: - an air drying installation (not shown in fig.
  • an air flow control device (31), adjusted according to the flow conditions means in actual use of the filters - an example of an air humidification device (32) comprising a water capacity, agitated by an appropriate means (37) and heated by an appropriate means (38) to recreate by continuous vaporization, if necessary, humidity conditions comparable to those encountered in real exposure situations.
  • This humidifier allows you to test by comparison, and all other things being equal, the effect of this humidity on the efficiency of the filters used.
  • a recording detector can be introduced or connected to it (36) for instantaneous concentration measurements at the inlet of the filter.
  • an airlock (35) allowing the filter to be tested to be connected to the capacity in the direction of normal use (35.1) or in the direction of back-sweeping (35.2).
  • This prior evaluation is carried out according to a preferred method based on the experience resulting from the process on which the present invention is based. In the privileged example described, such a method is suitable for reproducing at least the extreme and average phases of the real conditions observed and measured in the field.
  • This method takes into account a recommended time limit, approximately one hour is generally accepted as ideal, for the continuous wearing of respiratory protection, this time can be increased to two hours under particularly satisfactory ergonomic conditions. At the end of this period, a rest period must generally be observed, during which the filters can be replaced if necessary or checked.
  • This method directly uses pure substances separately or in the form of mixtures This method introduces safety factors on several aspects, as well as the systematic verification of the reversibility of the adsorption to validate the possibility of treatment outside the periods use.
  • This method is generalizable to all types of filters and to respiratory protection in free ventilation, such a method comprises at least one or more of the following phases: 1) Simulated maximum concentration: it is at least greater than a certain number of times, for example 10 times, the highest peak value recorded, generally for a short time, in an actual work situation, 2) Number of simulated maximum concentration phases: it is set according to the nature of the exposures observed in the field , for example five or six phases of injections over a given period, for example an hour, cover the majority of situations encountered in Industrial Hygiene, the first when the test is started, followed for example by four or five others at more or less regular intervals, 3) Simulated average concentration: the simulated maximum concentration phases are fixed, for example on ladi the given period, so as to give an equivalent average concentration at least equal to a certain number of times, for example 20 times, the value of the actual average professional exposure measured over said given period, 4) Minimum average concentration to be simulated: if a measured actual Average Occupational Exposure Value is lower than a certain
  • Total duration of the simulation test it is continued after the phases of maximum simulated concentrations, for example over said given period, and phases 2), 3) or 4), until the appearance of the substance leaving the filter measured as the exit time and / or until recording of the maximum of the concentration peak measured as the time of resolution of the substance on the filter,
  • step 2), 3) or 4 Verification of the reversibility of the adsorption: steps 2), 3) or 4), as the case may be, are repeated on a new or regenerated filter, so as to simulate the progress of an operation over said given period.
  • the air flow is maintained for some time, for example ten to fifteen minutes, after the last injection phase.
  • the filter is then placed in the back-sweeping position on the bench and a flow of an appropriate gaseous fluid is maintained, until the total purging of the filter substance: o the purge end time represents in these conditions the time during which an adsorption filter should be treated by back sweeping under the same conditions to be regenerated and that there is no longer any substance inside, o to control such a back sweep the quantity of substances found, must be comparable to the quantity of substance introduced,
  • the maximum authorized continuous use duration it is equal to said exit time from the substance noted in 5), apart from any other provision of actual measurement of this duration, The results of these tests are used to determine the conditions of use of the adsorption filters, in real exposure situations, in particular:
  • Fig. 14 shows examples of resolution curves of the tested substance, produced on a test bench as shown in the example of FIG. 13, in simulated exposure situations by the method described above, at average concentration levels between 2 times and 20 times the VME of the substance corresponding over the duration of the test to 10 to 100 times the ELV of such a substance , that this ELV exists legally or that it is considered in relation to rules of use.
  • this variation in humidity at the outlet of the filters is a normal component of their functioning which can cause a wide variety of substance detectors, such as that used in the invention US 6162281, to fail, or else for example if a PID (Photo Ionization Detector) is used.
  • PID Photo Ionization Detector
  • the measurement and knowledge in the proposed invention of said humidity and temperature allows in a large number of cases to correct by appropriate phenomenological laws the interference of said humidity and / or temperature on some of said measuring means, for example PIDs.
  • FIG. 16 shows, in a described example dealing with adsorption of different substances at variable concentration levels, the phenomenological relationship between the molar fractions of said different substances injected on different filters but whose humidity conditions are controlled, and the molar fraction of water displaced according to said "mirror effect" shown in FIG. 15.
  • the initial water content at the outlet of the filters when they are put in service under the conditions of the tests carried out remained under control and between 14,000 and 17,000 ppm
  • thermodynamic phenomenon involved is a sorption or a chemisorption, with however differences in temperature corresponding to the differences in energies of the two phenomena, generally of an order of magnitude.

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Abstract

Un procédé et un Appareil de Protection Respiratoire à Ventilation Assistée (1) contrôlent (19) : l’efficacité des filtres (2) ; la pression positive (10) et l’étanchéité d’une pièce faciale (22) réalisant un prélèvement périphérique interne (22.4) du retour total d’air (9.3, 9), ou partiel (9.2, 18), rejeté à l’atmosphère en totalité sur l’Appareil ; les débits d’air délivrés par une turbine (5) vers (8) et retournant (9) de ladite pièce faciale ; le remplacement assisté de filtres et/ou de joints pendant l’usage d’un tel APRVA, au moyen d’un tourne en rond permanent interne d’une partie de l’air filtré (6) et de dispositifs appropriés (4, 3.1, 3.10), tout en conservant une protection. De l’air filtré est prélevé à la sortie d’une turbine (8.1) ou sur un tel retour total (9.1), ou partiel (9.2), vers des moyens de : sélection (13), mesure de débit (16, 14), mesure de pression (12), mesure de substances comprenant l’humidité relative (15), entre un état initial à la sortie des filtres et son évolution en cours d’usage, et entre la sortie des filtres et un tel retour total ou partiel. L’efficacité réelle des filtres avec de tels procédé et dispositif recoupe l’efficacité déterminée par simulation de situations comparables sur un banc.

Description

Procédé et dispositifs permettant un contrôle total de la protection respiratoire à ventilation assistée basée sur l'usage des filtres
La présente invention concerne un procédé mis en œuvre sur un appareil de protection respiratoire à ventilation assistée, permettant, en utilisation réelle, le contrôle total des usages des filtres à adsorption, de la pression positive réelle et de l'étanchéité dans une pièce faciale ; ce procédé et sa mise en œuvre sur un tel appareil ont permis également, de façon complémentaire, de recouper et valider une méthode de tests de l'efficacité et de la durée de vie de tels filtres en situations d'exposition simulées sur un banc.
Domaine de l'invention :
Le procédé et l'appareil de protection respiratoire à ventilation assistée (APRVA), objets de la présente invention sont applicables dans les domaines de la protection respiratoire, préférentiellement à ventilation assistée, exigeant un très haut niveau de maîtrise de sécurité et de fonctionnement prenant en compte les effets de l'humidité, pour préserver la santé des personnes contre toute agression de substances pour lesquelles il existe un filtre et, avantageusement, des détecteurs permettant la mesure complémentaires de telles substances, y compris l'humidité. Ces domaines sont tous ceux où l'air ambiant véhicule des molécules ou particules dangereuses tels que : les industries fabricant ou mettant en œuvre ou utilisant de telles molécules ou particules, que ces industries soient dans un mode d'exploitation normal ou dégradé ou en situation de crise, la protection contre les gaz nocifs répandus par un belligérant ( actes de terrorisme ou état de guerre ), la lutte contre les incendies non confinés, certains phénomènes naturels tels que par exemple les éruptions volcaniques, etc.
Etat de la Technique Les Appareils de Protection Respiratoire (APR) basés sur l'usage des filtres à adsorption sont d'usage courant contre les risques liés à l'inhalation de substances chimiques. L'efficacité des filtres à adsorption utilisés varie en fonction de nombreux paramètres dont les principaux généralement admis sont connus de l'homme de l'art: - la nature des substances rencontrées et leurs propriétés physicochimiques, - la nature de Padsorbant utilisé: surface spécifique ou volume microporeux, diamètre de pore, acidité ou basicité, comportement vis à vis de la vapeur d'eau, etc. - l'humidité ou la concentration en eau dans l'air et la température de l'air, - le risque d'interférences entre substances qui peuvent être à l'origine de phénomènes d'adsorption et désorption sélectives, le cas de l'humidité ou la concentration en vapeur d'eau étant un exemple critique particulier.
Cette multiplicité des paramètres, et la multiplicité des situations d'applications possibles sur le terrain, rendent délicat l'usage et la maîtrise de tels filtres à adsorption dans la protection respiratoire. Cette difficulté est la raison principale au principe de précaution adopté par les responsables de la prévention qui hésitent à les prescrire pour une protection respiratoire contre les risques d'expositions, notamment pour les nombreuses situations répétitives habituellement rencontrées. Les garanties offertes par de tels filtres ont régulièrement progressées à travers la mise en œuvre par les constructeurs de tests normalisés. Ces tests indiques les usages généraux de ces filtres et leur conformité par rapport à des exigences minimales contenues dans les normes. Cependant, ces tests normalisés sont réalisés dans des conditions particulières (fig. 1), le plus souvent très éloignées de la réalité des situations ou des conditions d'opérations rencontrées sur le terrain (fig. 2). Cette façon d'opérer la mise en œuvre des filtres à adsorption présente de nombreux inconvénients qui tous se juxtaposent. Les normes, et les constructeurs de façon associée à cause de l'engagement de leur responsabilité, introduisent des facteurs de sécurité importants concernant les recommandations d'utilisations. Ils renvoient, dans de nombreux cas, la détermination des conditions de mise en œuvre réelle de ces filtres vers les prescripteurs et leur responsabilité. Les prescripteurs, directement confrontés à cette responsabilité d'employeur et à leurs obligations réglementaires de fourniture de moyens, adoptent de plus en plus un "principe de précaution" leur interdisant toute prise ou gestion du moindre risque. Les utilisateurs de filtres ne disposent pas, dans bon nombre de cas, d'une procédure simple adaptée aux conditions réelles d'usage. Ils s'en servent malgré tout et au mieux jettent les filtres après un usage unique, ou au pire, quand une odeur est perceptible à la sortie des filtres ou au bout d'une période d'usage variable rarement maîtrisée. Les organismes ou institutions référents en la matière qui, à travers les conclusions d'études nombreuses sur le sujet, posent les limites de la protection respiratoire basée sur l'usage des filtres à adsorption, à fortiori avec les masques à ventilation libre couramment utilisés. Par exemple l'INRS en France dans la ND 2123-178-00 - cahier de note documentaire n° 178, 1er Mm. 2000 ), Certains organismes référents, dans le but d'améliorer la connaissance sur le comportement et les performances des filtres, notamment en situations d'expositions réelles, ont en projet de réaliser différentes études. Par exemple, l'INRS, en France, fait état sur son site Internet d'un projet d'étude sous le titre : "Développement d'un ensemble de bancs pour les essais de conformité aux normes CEN des filtres de protection respiratoire anti-gaz et vapeurs" ou d'un autre sous le titre: "Détermination de profils d'exposition aux solvants et comparaison aux valeurs limites de courte durée" ; dans ces projets d'étude, outre la nécessaire certification, les auteurs annoncent avoir l'intention de tester les filtres en reproduisant des conditions réelles d'utilisation, sur des substances ou mélanges de substances plus complexes, à des débits différents, en prenant en compte l'effet de l'humidité, certainement pour mieux appréhender la réalité des situations d'exposition réelles, certainement avec des méthodes comparables à celles utilisées dans les tests montrés aux fig. 2 et 3 qui sont à la base du procédé de la présente invention. Ces exemples d'études correspondront mieux à la réalité des situations rencontrées. Il est courant, dans les procédés chimiques industriels, d'être confrontés au risque d'expositions à des mélanges de substances ou, plus simplement, à de fortes variations de concentration d'une substance , c'est le cas par exemple lors des nombreuses opérations de maintenance avec rupture de confinement, cependant, ces variables ne sont pas pris en compte dans les tests normalisés. Ce type d'études améliorera certainement les connaissances pratiques sur le comportement dynamique réel des filtres à adsorption mettant en œuvre un adsorbant suivant des processus physiques de sorption / désorption ou de chimisorption pourtant bien connus et couramment appliqués dans de nombreux domaines, par exemple le traitement et l'épuration industriels de gaz, le prélèvement d'échantillons de gaz pour l'analyse des polluants, etc. Assez paradoxalement, l'amélioration de cette connaissance n'entraîne pas pour autant une simplification de la mise en œuvre des filtres, cela pour un prescripteur ou un utilisateur dont les objectifs essentiels sont : la facilité et la sûreté des utilisations, associées à une forte demande de maîtrise opérationnelle des organisations mettant à disposition ces filtres dans ce type de protection respiratoire. En l'état des règles de l'art et des pratiques d'utilisation ordinaires actuelles, le constat d'impossibilité d'utilisation parfaitement maîtrisée de la protection respiratoire basé sur l'usage des filtres à adsorption, reste d'actualité. Il y a donc un besoin important dans tous les domaines susmentionnés de pouvoir utiliser pleinement des filtres à adsorption particulièrement efficaces dans une protection respiratoire adaptée à l'hygiène industrielle et facile à utiliser. Il est en plus nécessaire pour tout responsable, au delà de ses obligations de moyens, de montrer que les protections mises à la disposition de son personnel sont efficaces, maîtrisées et sous contrôle. Il y a, en plus, pour les personnels d'intervention ou les personnels militaires, la nécessité d'assurer une protection au maximum des possibilités technologiques disponibles pour garantir leur capacité opérationnelles, face aux risques et aux menaces d'agressions chimiques ou autres, et leur permettre d'assurer leurs missions en toute circonstance. Il en résulte que la façon d'opérer la mise en œuvre des filtres à adsorption doit être réexaminée sur le fond. Cet examen doit prendre en compte plusieurs aspects de nature différente, parfois contradictoires, pour le meilleur résultat possible et un objectif clair, diminuer à l'optimum technologique, ou mieux éliminer totalement , les expositions. - professionnelles en l'état actuel des procédés industriels, ce qui par voie de conséquence commande de continuer à les améliorer, - ou opérationnelles en ce qui concerne les personnels d'intervention ou les personnels militaires. Cette mise en œuvre doit se faire suivant un processus qui doit être: facile à utiliser, accepté par les utilisateurs, possible à contrôler, économiquement supportable, et être en plus d'un fonctionnement discret. Face à cette problématique, la majorité des constructeurs proposent des Appareil de Protection Respiratoire à Ventilation Assistée (APRVA) régulés électroniquement ou par microcontrôleur. Ces appareils sont basés sur l'usage de filtres à adsorption. Les meilleurs présentent, hors les filtres, des caractéristiques de protection comparables à celles obtenues avec les Appareils Respiratoires Isolants (ARI), pour un poids environ 10 fois inférieur et souvent une bien meilleure ergonomie et autonomie moyenne. Un exemple de ce type d'APRVA équipé de deux filtres a été utilisé pour les tests à la base du procédé de la présente invention, son débit est réglé à la construction à une valeur minimum de 120 l/minute. Les filtres à adsorption d'un fournisseur utilisés dans les exemples de tests à la base du procédé de la présente invention sont de type AXP3 agréés pour les substances à point d'ébullition < à 65 °C et pour un usage unique, généralement en ventilation libre. Ils contiennent une charge d'environ 320 cm3 de charbon actif de surface spécifique d'environ 1200 à 1300 mz par g, associée à une filtration P3 pour bloquer les poussières et/ou les aérosols. Ils peuvent cependant convenir sur une large famille de substances de point d'ébullition plus élevés pour lesquelles des filtres de type A2 "standard" (testés selon la classe 2) sont habituellement utilisés. Les filtres A2P3 contiennent environ 220 cm3 de charbon actif de surface spécifique comparable à celle des AXP3, ils sont donc à priori moins efficace que Les filtres AXP3. En règle générale, les tests ont pour but de garantir aux utilisateurs un temps minimum d'usage dans les conditions de débit et de concentration fixées dans les normes, temps de claquage au bout duquel la concentration de claquage indiquée dans les normes est atteinte à la sortie des filtres. Il sera tenu compte, en plus, de certaines limites de temps ou conditions d'usage recommandée par le fournisseur. Une règle en ordre de grandeur est usuellement appliquée pour évaluer, à partir de ce temps de claquage, un temps limite d'usage en fonction d'une concentration moyenne différente mesurée. Cette règle est grossièrement établie par extrapolation des résultats des tests normalisés, c'est à dire sur l'hypothèse d'une concentration constante d'une seule substance à l'entrée des filtres et l'hypothèse d'une conservation totale de la masse de cette substance sur l'adsorbant utilisé, autrement dit la seule capacité de l'adsorbant. Elle ne prend pas correctement en compte le comportement dynamique de(s) substance(s) sur l'adsorbant, notamment concernant l'effet de l'humidité ( concentration en eau) contenue dans l'air quand par exemple: la durée d'utilisation des filtres est augmentée, ou que cette humidité augmente, ou que les usages sont multiples, ou encore les variations de concentrations en substances des situations d'exposition réelles, très éloignées dans la majorité des cas des limites de la capacité de l'adsorbant. L'ensemble: appareil + filtres + pièce faciale fait normalement l'objet d'un agrément CE suivant les normes qui attribut un classement de performances minimales qui varie suivant la pièce faciale utilisée et détermine un Facteur de Protection Nominal. Bien que les performances de ces pièces faciales relèvent d'une problématique différente de celle des filtres, l'efficacité globale d'une protection respiratoire et le Facteur de Protection Assigné ( FPA) atteignable en situation réelle dépendent en grande partie de ces performances. Il est certain que le recours à la ventilation assistée améliore notablement ces facteurs par rapport à un Appareils de Protection Respiratoire à Ventilation Libre (APRVL). Cette problématique différente doit nécessairement être prise en compte dans un réexamen sur le fond de la protection respiratoire. Il est admis que les tests normalisés, tels que résumés précédemment ne sont pas suffisamment adaptés à l'Hygiène Industrielle où le comportement dynamique des substances sur les filtres, notamment avec des APRVA, devient prépondérant. Cela sera encore plus vrai pour des usages militaires par exemple où les concentrations de substances où agents agressifs, par nature très toxiques, sont le plus souvent rencontrés à des concentrations faibles, voire très faibles et dispersées, circonstances dans lesquelles la seule capacité ne peut plus indiquer les applications des filtres dans des conditions de sûreté garanties. Ainsi par exemple, au cours de tests dynamiques réalisés à la base de la présente invention avec un APRVA et un débit unitaire d'air de 60 l/minute minimum, de tels filtres ont donné en situation réelles d'exposition des performances opérationnelles nettement supérieures à celles indiquées dans les normes ou les notices. C'est donc avant tout sur les filtres à adsorption que repose l'efficacité de la mise en œuvre de ces protections, et c'est donc à ce niveau que leurs usages doivent être validés en situations réelles d'exposition ou, à défaut ou complémentairement, testés en situations simulées d'exposition sur un banc. C'est ensuite par la maîtrise totale des conditions de fonctionnement de tels filtres sur des appareils que des solutions opérationnelles peuvent être proposées. C'est enfin au niveau d'un appareil que doit être intégré la totalité des moyens pour garantir cette efficacité et cette maîtrise. Certains inventeurs et/ou fabricants ont proposé des solutions dans le but de mieux contrôler les performances des filtres et/ou des APR et pouvoir informer les utilisateurs sur leur nécessaire remplacement . Dans le document US 5 322058 le dispositif décrit comporte un recyclage d'une partie de l'air exhalé dans l'air inspiré en fonction d'une teneur maximum autorisée en CO2 (5000 ppm) dans le mélange: air neuf provenant des filtres-*- air recyclé, proposé à un utilisateur; l'autre partie est rejetée à l'atmosphère par un système de vanne à trois voies ou de valves de décharge continue. Un tel recyclage est effectué à travers une conduite de retour d'air séparé provenant d'une pièce faciale directement connectée à un sac tampon, pièce faciale classique comportant toujours des systèmes de valves et de clapets, généralement disposés sur ladite pièce faciale; ces valves ou clapets restent indispensables au bon fonctionnement du dispositif proposé. Sur cette pièce faciale sont raccordées de manière classique une conduite d'entrée de l'air et une conduite de sortie d'air séparées, arrangement notoirement suggéré depuis la description dans le brevet US 4016876, à la fig. 3b, d'un exemple de dispositif comparable comportant un tel arrangement de conduite séparées sur un appareil, conduites nécessairement connectées à une pièce faciale identique organisée en conséquence. L'objectif principal de l'invention proposée est de prolonger la durée de vie théorique des filtres, cependant une telle durée de vie n'est pas directement et activement vérifiée dans le dispositif proposé. Les possibilités offertes par un tel retour d'air ne sont donc pas complètement exploitées dans l'objectif de déterminer la durée de vie réelle des filtres ou de contrôler totalement le fonctionnement en sécurité de l'arrangement proposé. Le second objectif proposé consistant à économiser les batteries d'un tel appareil n'est pas clairement démontré et ne peut plus être retenu en regard de l'évolution technologique des batteries disponibles en l'état de l'art actuel dont l'autonomie dépasse largement dans tous les cas de figure celles des filtres qui de ce fait deviennent à nouveau l'élément limitant la durée des usages possibles. Dans le document US-6040777, la technique proposée est complexe et recourt à un dispositif indépendant d'un APR porté par un utilisateur. Son objectif principal est d'évaluer en continu un temps de protection ou la capacité supposée restant disponibles sur des filtres dans le but d'informer un porteur sur le remplacement des filtres. Cette évaluation est basée sur des méthodes publiées par l'Ai HA , le dispositif utilisé doit être pré-configuré sur le cas à traiter avant toute utilisation. Le dispositif proposé ne peut pas traiter le cas des mélanges de substances puisqu'il évalue à priori une variable non désirée à la sortie des filtres à partir de données concernant une seule substance et des mesures d'ambiance pratiquées à l'entrée des filtres. Même dans l'hypothèse où ces mesures indiqueraient la somme des concentration en substances, cela n'assurerait pas la sûreté de fonctionnement recherchée, chaque substance ayant un comportement complexe différent sur des filtres. Dans le document US 5 950 621 , est proposée une méthode de management d'appareils respiratoires à ventilation assistée. La description de cette méthode se réfère largement à des moyens connus de l'état de l'art pour: identifier tout ou partie des composants de tels appareils, faire fonctionner et contrôler ces appareils à l'aide de différents capteurs traités par microprocesseur. Sur le point particulier de la détermination de la durée de vie des filtres, l'objectif de la méthode proposée est comparable à celle décrite dans le document US- 6040777. Elle consiste selon les inventeurs, au moyen d'un dispositif approprié qui pourrait être placé dans un appareil, à intégrer le volume total d'air passé sur les filtres pour évaluer leur temps de protection ou leur capacité restant disponible; la différence notable par rapport au document US-6040777 est qu'aucune mesure n'est pratiquée dans l'atmosphère ambiante au cours de l'usage des filtres ce qui rend encore plus incertaine la sûreté de fonctionnement recherchée. Dans le document US-6162281, la technique utilisée est complexe et nécessite une modification des filtres. Son objet principal est d'anticiper la fin de l'efficacité d'un tel filtre en pratiquant des mesures sur de l'air prélevé en plusieurs zones de l'adsorbant par rapport à une concentration mesurée dans la zone d'entrée, concentration prise comme référence flottante dans le but selon les auteurs de compenser les dérives de zéro d'un détecteur. Outre la nécessaire modification des filtres à leur construction, une telle méthode ne peut fonctionner que si la concentration en substance est moyennement stable à l'entrée du filtre, ce qui est rarement le cas dans la réalité. Dans un autre document, a été proposé un dispositif comportant une fibre optique intégrée à la construction des filtres pour indiquer le degré de saturation en substances de tels filtres. Ce dispositif, selon ses auteurs, est peu sensible et présente un vieillissement relativement rapide dû à l'humidité de l'air. Dans le document EP- 0838243 est décrit un procédé pour fixer des substances indésirables contenues dans l'air sur un support préalablement imprégné d'une substance choisie pour ses propriétés odorantes et non nocives. La substance odorante est déplacée par les substances indésirables à absorber au dessus d'un certain seuil de saturation de l'absorbant. L'odeur perçue par un utilisateur permet selon les inventeurs de déterminer la fin de vie d'un tel support. Dans le document US-6575165, il est question essentiellement d'une méthode et de dispositifs de connexion rapide de filtres entre un appareil respiratoire et de tels filtres, un verrouillage physique d'une telle connexion et sa vérification par différents moyens, dont un électriquement conducteur. Les inventeurs suggèrent qu'un tel verrouillage réalisé par des ergots pourrait servir à fermer un contact dès lors qu'un filtre serait correctement en position, que la non réalisation d'un tel contact pourrait utilement conditionner la marche du ventilateur et/ou d'autres fonctions supplémentaires évoquées comme par exemple l'utilisation d'un tel contact pour un remplacement à chaud de filtre. L'évocation dans ce document du remplacement à chaud de tels filtres, opération délicate présentant certainement de grands risques, ne peut pas être critiquée dans ce document faute de dispositif ou méthode proposé. De façon générale, dans l'ensemble des solutions proposées en l'état de l'art examiné, l'étanchéité des pièces faciales est toujours affirmée mais jamais activement ou directement vérifiée. D'une façon générale, les solutions proposés montrent la tendance actuelle à une complexification des pièces faciales, les rendant ainsi plus fragiles, plus coûteuses à l'achat et à entretenir, avec pour conséquence un classement ATEX certainement plus délicat à obtenir et une "signature fonctionnelle" moins discrète.
Le but de la présente invention est de remédier à la majorité des inconvénients susmentionnés ou d'améliorer certains dispositifs existant. Exposé de l'invention. La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif de mise en œuvre de ce procédé, intégré dans un APRVA, permettant un contrôle total de l'utilisation des filtres à adsorption, ou des filtres en général, notamment leur durée de vie réelle, le contrôle total de la protection offerte, le contrôle total du fonctionnement d'un tel APRVA. Selon le procédé de l'invention, on collecte latéralement ou de façon périphérique à l'intérieur d'une pièce faciale réalisée à cet effet la totalité préférentiellement de l'air qui y est envoyé par un système d'assistance respiratoire filtrant ledit air, on retourne la totalité dudit air collecté au niveau dudit système d'assistance respiratoire pour le rejeter en totalité à l'atmosphère de façon déportée au niveau dudit système d'assistance respiratoire; ledit air collecté à l'intérieur d'une telle pièce faciale est retourné en totalité par une conduite appropriée jusqu'audit système d'assistance respiratoire et on utilise ledit retour d'air total pour la mesure ou le contrôle de plusieurs paramètres de fonctionnement dudit procédé et dudit système respiratoire par la mise en œuvre d'opérations ou moyens appropriés aux mesures ou contrôles opérés dans l'objectif de contrôler l'efficacité et la durée d'utilisation des filtres, l'étanchéité d'une telle pièce faciale et le fonctionnement en sécurité d'un tel dispositif d'assistance respiratoire. Ce dispositif est aussi remarquable en ce qu'il comporte préférentiellement une conduite de retour total d'air vers l'APRVA, par exemple constituée par un tuyau concentrique interne au tuyau de délivrance d'air ou par un tuyau séparé. Ce dispositif est aussi remarquable en ce que dans une variante ledit retour d'air peut être réalisé de telle sorte qu'il constitue un retour partiel, offrant cependant moins de possibilité de contrôle d'un tel système d'assistance respiratoire Ce dispositif est encore remarquable en ce qu'il comporte en continu un tourne en rond d'une partie dudit air filtré au plus près des points de refoulement et d'aspiration du moyen d'assistance et un point particulier entre les filtres et l'aspiration du moyen d'assistance et on utilise un tel tourne en rond dans des séquences commandées de fonctions de mise en sécurité et/ou de remplacement assisté des filtres ou des joints, sans perdre le bénéfice de la protection. Selon l'invention, le procédé est conçu pour se comporter de telle manière qu'il réalise une ou plusieurs des étapes ci-après:
- sélectionner à la sortie des filtres le dit air délivré vers une telle pièce faciale ou le dit retour d'air, total ou partiel, de ladite pièce faciale, aux fins de mesures ou contrôles de fonctionnement sur différents paramètres
- mesurer, parallèlement à la dite sélection ou indépendamment de ladite sélection, la pression de l'air sur lesdits retour d'air, total ou partiel, par rapport audit air délivré ou relativement à la pression atmosphérique, et le débit de l'air sur ledit retour total d'air par rapport au débit dudit air délivré,
- contrôler et ajuster la pression positive réelle disponible dans une telle pièce faciale, dans le cas d'un retour total d'air, en agissant au niveau dudit système d 'assistance respiratoire sur ledit retour total d'air ;
- mesurer différentiellement par rapport audit air délivré, dans le cas d'un retour total d'air, sur ledit retour total d'air la demande d'air instantanée et/ou moyenne d'un porteur ;
- calculer différentiellement entre ledit retour total d'air et ledit air délivré, le débit de fuite total d'air vers l'atmosphère d'une telle pièce faciale;
- contrôler et ajuster le débit dudit air délivré de façon à maintenir un débit au moins égal à la somme des débits: [demande d'air d'un porteur + fuite totale d'air à l'atmosphère + un débit supplémentaire, fixe ou avantageusement proportionnel à ladite demande d'air] ;
- mesurer différentiellement les concentrations en substances à la sortie des filtres sur ledit air délivré, entre un état initial constaté à la mise en service de filtres et l'évolution de cette concentration en cours d'usages réels, en valeur absolue et/ou en dérive par unité de temps, pour en déterminer l'efficacité instantanée et la limite de durée d'utilisation, lesdites substances comprenant l'humidité relative de l'air, ladite humidité relative incluant une mesure de la température;
- mesurer alternativement au moyen de ladite sélection les concentrations en substances dans lesdits retours d'air total ou partiel, et ledit air délivré ;
- calculer différentiellement la fuite en substance vers l'intérieur d'une telle pièce faciale, donc l'exposition réelle aux substances avec port d'une protection, indépendamment et en plus de la concentration de claquage en substances mesurée sur ledit air délivré; et contrôler cette fuite en agissant au niveau dudit moyen d'assistance respiratoire ;
- réaliser un tourne en rond en continu et constant d'une partie de l'air filtré entre l'aspiration et le refoulement dudit moyen d'assistance respiratoire, par exemple un ventilateur, aux fins de réalisation de séquences commandées de mise en sécurité dudit système d'assistance respiratoire.
- vérifier ou contrôler activement, par exemple au moyen d'un joint spécialement réalisé à cet effet: l'étanchéité réalisée par un tel joint entre un filtre et son support, la pression de serrage exercée sur un tel joint, la perception manuelle de fin de serrage normal d'un filtre sur son support, la présence normale d'un filtre sur son support, à travers un tel joint;
- maintenir une protection suffisante sur un seul filtre ou sur les filtres restants, après détection et isolation d'un filtre et/ou d'un tel joint usé ou défectueux en cas de fonctionnement dégradé dudit système d'assistance mettant en jeux au moins deux filtres et en utilisant lesdites séquences commandées
- informer un porteur sans être interféré par son environnement et sans le signaler dans son environnement par la seule utilisation de très basses fréquences non audibles;
- informer un porteur sur les seuls défauts relatifs au maintien de sa protection avec demande d'action simple et assistée pour conserver ou rétablir cette protection, complétée par exemple par un affichage local et/ou l'enregistrement de telles informations
- réaliser le remplacement optionnel et assisté d'un ou des filtre(s) et/ou d'un ou des joint(s) de filtre en situation d'urgence, tout en conservant le bénéfice de la protection en utilisant lesdites séquences commandées ; - maintenir une protection suffisante , dans ledit cas dudit retour total d'air, en cas de panne dudit système d'assistance respiratoire, par exemple le ventilateur, utilisant une telle pièce faciale non équipée de valve, clapet ou autres dispositifs dits à demande d'air;
- compléter la protection respiratoire par une surprotection cutanée utilisant un tel retour total d'air normalement mis à l'atmosphère en totalité en le captant à la sortie d'un tel système d'assistance respiratoire, en adaptant occasionnellement et localement sur ladite pièce faciale une telle surprotection de type sas d'accès ou de transfert, par exemple pour boire, s'alimenter, délivrer des soins, etc., ou plus complètement une cagoule ou une combinaison ventilée, établissant la ventilation contrôlée d'une telle surprotection par un tel APRVA
- recouper la détermination de l'efficacité réelle des filtres telle que montrée par un tel procédé sur un tel dispositif, par une méthode de simulations de situations d'expositions extrêmes et moyennes, réalisée sur un banc; une telle méthode prenant en compte l'effet de l'humidité est généralisable à la protection respiratoire sans assistance respiratoire Le procédé et le dispositif selon l'invention procurent de nombreux avantages. Mis en œuvre sur un tel APRVA, ils permettent de contrôler l'efficacité et les performances réelles des seuls filtres, par l'usage de détecteurs de substances appropriés interchangeables intégrés au fonctionnement d'un tel APRVA et la mesure des concentrations en substances, y compris l'humidité relative, sur l'air envoyé après les filtres vers une pièce faciale portée par un utilisateur, par une méthode différentielle entre un état initial relevé à la mise en service d'un APRVA et tout état ultérieur survenant en cours d'usages réels, mesuré en valeur absolue et/ou en dérive par unité de temps; ils permettent ainsi la détermination de la fin de vie des filtres et suppriment les problèmes de dérive du détecteur ou de la nécessité de recourir à une référence, signalés dans certains documents de l'état de la technique. Mis en œuvre sur un APRVA, ils permettent aussi la vérification de l'étanchéité d'une pièce faciale par l'usage d'un même détecteur intégré au fonctionnement d'un tel APRVA en pratiquant, par un moyen de sélection, des mesures différentielles de concentrations en substances entre l'air envoyé après les filtres vers une telle pièce faciale et l'air retournant, totalement ou partiellement, d'une telle pièce faciale vers un tel APRVA ; ce n'est plus le Facteur de Protection Assigné qui est ainsi déterminé, puisqu'il n'est plus utile de pratiquer des mesures sur l'air ambiant, mais l'exposition individuelle réelle avec port de protection, cela sans accessoire ou appareil supplémentaire à porter par un utilisateur autre qu'un tel APRVA équipé d'une telle pièce faciale, avec une meilleure objectivation de la réalité des résultats obtenus. Mis en oeuvre sur un tel APRVA, ils permettent non seulement la mesure, mais aussi, selon la réalisation privilégiée avec retour total d'air, le contrôle et le maintien d'une pression positive réelle dans une telle pièce faciale par un tel APRVA qui comporte un moyen de régulation de la pression mesurée sur ledit retour total d'air d'une telle pièce faciale, même dans les cas de fuites importantes sur une telle pièce faciale ; une telle pièce faciale ne comportant ni organe mécanique ni valve ni soupape est par construction robuste et n'est pas soumise à inspection ou visite réglementaire. Une telle pièce faciale supprime les risques de fuites vers l'intérieur liés aux valves ou clapets usuellement situés sur la majorité des pièces faciales, à proximité immédiate de la zone d'air inhalé et directement en contact avec l'atmosphère ambiante. Selon une telle réalisation privilégiée avec un retour total d'air, ces risques de fuites sont déplacés à une distance éloignée sur le système d'assistance respiratoire et , si elles intervenaient, ne pourraient jamais rétro diffuser dans la zone d'air inhalé, compte tenu du débit d'air permanent appliqué dans une telle pièce faciale . Mis en œuvre sur un tel APRVA comportant une telle pièce faciale, ils permettent en plus, selon une telle réalisation privilégiée avec retour total d'air, non seulement la mesure du débit d'air délivré vers une telle pièce faciale mais aussi la mesure du débit du retour d'air d'une telle pièce faciale, surveillant et adaptant ainsi en continu le fonctionnement d'un tel APRVA à la demande d'air moyenne, ou instantanée, d'un utilisateur mesurée comme étant proportionnelle à l'écart des débits extrêmes ou moyens entre les phases d'inspiration et d'expiration, augmentée d'une valeur talon qui peut être fixe ou avantageusement fonction d'un telle demande d'air, permettant d'atteindre des durées d'usages maximales des filtres, notamment en position de veille au repos ou de survie d'un porteur ; de la même façon, le débit de fuite totale vers l'extérieur d'une telle pièce faciale est contrôlé par la différence entre le débit moyen mesuré sur la sortie des filtres et le débit moyen mesuré sur le retour d'air total d'une telle pièce faciale. Mis en œuvre sur un tel APRVA, ils permettent, selon une telle réalisation privilégiée avec retour total d'air, le maintien d'une protection suffisante pour pouvoir quitter sans précipitation une zone de risque en cas de panne totale du système de ventilation, même avec l'usage de telles pièces faciales, ne comportant ni valve ni clapet. Mis en œuvre sur un tel APRVA, ils permettent aussi, selon les variantes de réalisation comportant au moins deux filtres, avec ou sans retour total ou partiel d'air, et comportant un tourne en rond continu d'un faible débit d'air entre la sortie du ventilateur et les sorties de filtres, des fonctions de mise en sécurité automatique et le maintien de la protection dans un mode de fonctionnement dégradé sur au moins un seul filtre si certaines conditions sont rencontrées, par exemple : des substances sont détectées sur la sortie des filtres, plus précisément sur un filtre et pas un (des) autre(s) ou en concentration supérieure sur un filtre par rapport à un (des) autre(s), un défaut de serrage ou de présence d'un filtre est détecté par un joint détecteur d'étanchéité et limiteur d'effort de serrage ; lesdites fonctions de mise en sécurité automatique comprennent un retour commandé temporisé à un mode de fonctionnement normal après correction du défaut et vérification des états. Mis en œuvre sur un tel APRVA, ils permettent encore, selon les variantes de réalisation comportant au moins deux filtres, avec ou sans retour total ou partiel d'air, et comportant un tel tourne en rond , l'utilisation desdites fonctions de mise en sécurité automatique déclenchées par le desserrage manuel volontaire d'un filtre pour une fonction de remplacement assistée des filtres, ou le remplacement d'un tel joint de filtre qui est possible sur un tel APRVA si, après le remplacement des filtres, de la substance continuait à être détectée spécifiquement sur la sortie d'un filtre, empêchant le retour commandé à un mode de fonctionnement normal. Comme précédemment, ladite fonction de remplacement assistée comprend un retour commandé temporisé au mode de fonctionnement normal après correction du défaut et vérification des états. Tous les filtres peuvent ainsi être successivement remplacés dans n'importe quelle situation d'urgence, sans perdre le bénéfice de la protection ni risquer de souiller les conduites qui restent pressurisées et doublement obturées sous balayage d'air à travers une fuite volontairement limitée sur un clapet obturateur mécanique en contact avec l'extérieur. Contrairement à la méthode simplement évoquée dans le document US- 6575165, dans lesdites fonctions de mise en sécurité automatique et/ou dans ladite fonction de remplacement assisté des filtres, le ventilateur n'est jamais commandé ou arrêté par le contact établi à travers ledit joint détecteur d'étanchéité et limiteur d'effort de serrage, attestant de la présence du filtre sur son support. Le débit d'air du ventilateur reste commandé et adapté à la demande d'air d'un porteur, il peut être diminué ou augmenté en fonction d'autres paramètres programmés ou mesurés. Ce procédé et un tel APRVA utilisent préférentiellement une méthode d'information de l'utilisateur basée sur l'usage d'un résonateur à très basses fréquences non audibles, transmettant de telles vibrations directement à la colonne d'air envoyée sur le visage de l'utilisateur dans une telle pièce faciale, ou transmettant de telles vibrations directement à un vibreur connecté à un tel APRVA et placé au plus près du contact de la peau d'un porteur. Cette méthode qui ne sollicite ni la vue ni l'ouie résout la question d'utilisateurs malvoyants, malentendants ou ayant des difficultés de lecture, que ces handicaps soient préexistant ou consécutifs à une atteinte accidentelle ou opérationnelle de ces capacités; une telle méthode résout le problème d'usage en zones bruyantes ou le port d'une protection auditive est nécessaire et diminue aussi fortement la signature fonctionnelle, notamment visuelle et auditive, des dispositifs de la présente invention pour les usages militaires. Une telle pièce faciale ne comporte ni connexion ni accessoire électrique ou électronique, ce qui permet d'envisager un classement ATEX plus aisé pour des usage en zone avec risque d'inflammabilité. Mis en œuvre sur un tel APRVA, ils ne nécessitent aucune modification ou transformation des chaînes de production des filtres comme cela a été proposé dans certains documents cités. Les dispositifs et les moyens utilisés sont totalement intégrés dans un tel APRVA, et sont ainsi efficacement protégés. Mis en œuvre sur un tel APRVA, ils permettent, selon une telle réalisation privilégiée avec retour total d'air collecté à la sortie d'un tel APRVA et raccordé à une surprotection, avant d'être rejeté à l'atmosphère extérieure de compléter la protection respiratoire d'un porteur par une protection cutanée partielle en adaptant occasionnellement et localement sur ladite pièce faciale une telle surprotection de type sas d'accès ou de transfert, par exemple pour boire, s'alimenter, délivrer des soins, etc., ou plus complètement une cagoule ou une combinaison ventilée à partir d'un tel retour total d'air collecté, établissant une ventilation contrôlée d'une telle surprotection par un tel APRVA avantageusement placé dans tous les cas à l'extérieur d'une telle surprotection.
Les résultats obtenus avec un tel procédé appliqué et testé sur des situations réelles d'exposition sont exactement recoupés par une méthode de simulation de situations comparables sur un banc de tests, selon une revendication, à partir d'injection directe de quantités de substances pures, séparément ou sous forme de mélanges, sans qu'il soit nécessaire de fabriquer des mélanges étalons coûteux et long à préparer. Une telle méthode et un tel banc permettent de généraliser les tests sur banc dans tous les cas de figure d'utilisation des filtres, avec ou sans ventilation assistée, sur tout type de support et pour toute substance. Un tel banc de tests permet l'examen et la prise en compte des conséquences potentielles de fonctionnements extrêmes, tels que par exemple l'effet de fortes pointes de concentration en substances, les effets complexes de l'humidité ou le dépassement des durées d'utilisation préconisées. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante relative à une forme de mise en œuvre actuellement privilégiée du procédé et de ses variantes, ainsi qu'à l'aide des figures annexées permettant d'en comprendre les principes de fonctionnement à travers quelques exemples de réalisation. Dans toute la description et sur toutes les figures ou dessins, les parties fonctionnellement ou physiquement identiques ont la même racine et/ou le même numéro de repérage. Il doit être compris cependant que l'invention n'est pas limitée aux exemples et aux moyens matériels décrits ou montrés, ni au nombre de filtres qui seraient utilisés avec une méthode comparable mise en œuvre sur un dispositif similaire.
La figure 1 montre un exemple d'enregistrement de courbe de perçage dans le cas d'un test réalisé suivant les normes CE. La figure 2 montre un exemple d'enregistrement de concentration en substance mesurée sur des situations d'exposition réelles.
La figure 3 est une vue schématique illustrant un exemple d'APRVA de l'état de l'art modifié par adjonction de deux détecteurs enregistreurs pour tester l'efficacité et le comportement réel des filtres.
Les figures 4a et 4b illustrent des exemples de pièces faciales de l'état de l'art de type visière et masque facial complet.
La figure 5 est une vue schématique de mise en œuvre privilégiée du procédé et de ses variantes avec retour total ou partiel d'air par un tuyau concentrique, ou retour total d'air par un tuyau séparé.
La figure 6 est une vue schématique d'un exemple de réalisation privilégiée d'un
APRVA avec un retour total d'air par un tuyau concentrique interne, pour usage avec une pièce faciale, réalisée telle que le montre la fig. 7
La figure 7 montre un exemple de réalisation privilégiée d'une pièce faciale avec collecte périphérique interne de l'air et son retour total par un tuyau concentrique interne, pour usage avec un APRVA réalisé tel que le montre la fig. 6
La figure 8 montre un exemple de variante de réalisation privilégiée d'une pièce faciale avec retour total d'air par un tuyau séparé, pour usage avec un APRVA réalisé selon une variante de la fig. 6, dans lequel le retour total d'air est directement raccordé au moyen de régulation de la pression, comme montré sur la figure 5.
La figure 9a est une vue de détail à caractère schématique du joint détecteur d'étanchéité et limiteur d'effort de serrage du filtre sur l'entrée d'air dans tous les exemples de mise en œuvre privilégiée du procédé et de ses variantes.
La figure 9b est une vue de détail à caractère schématique du clapet obturateur mécanique sur l'entrée d'air dans tous les exemples de mise en œuvre privilégiée du procédé et de ses variantes.
La figure 10 montre des exemples de courbes de temps de sortie mesurés en situation réelle d'exposition.
La figure 11 montre un exemple de recoupement de courbe de temps de sortie et résolution d'une substance, obtenue par une méthode de simulation de situations réelles.
La figure 12 montre un exemple de courbe de rétro-balayage d'un filtre après un usage simulé ou normal La figure 13 est une vue schématique illustrant un exemple de réalisation privilégiée d'un banc pour des tests en situations simulées d'exposition réalisés à partir de substances pures, et ses principales parties, La figure 14 montre un exemple de courbes de résolution d'un exemple de substance sur un tel banc de test en situations simulées, pour des concentrations moyennes comprises entre 2 et 20 fois la valeur moyenne d'exposition (VME) réglementée ou recommandée à ne pas dépasser en valeur moyenne pour l'exemple de substance choisie.
La figure 15 montre un exemple de courbe de variation de l'humidité et de température rapidement mesurée en sortie d'un filtre si une quantité significative de substances est adsorbée plus ou moins brutalement à l'entrée du filtre, réalisant une "image miroir instantanée" de la quantité de substances adsorbée. La figure 16 montre la relation phénoménologique qui existe, dans un exemple traitant d'adsorption, entre les fractions molaires de différente substances injectées sur le filtre et la fraction molaire d'eau déplacée selon cet effet "miroir".
On se reporte audits dessins pour décrire des exemples intéressants mais nullement limitatifs de mises en œuvre du procédé et de réalisation du dispositif selon l'invention. Sur ces dessins : - les flèches figurées par un simple trait continu représentent, sur la figure 5 la circulation de l'air, l'épaisseur du trait est approximativement en proportion avec les débits d'air véhiculés ; - les flèches figurées par un simple trait pointillé & tirets discontinu fort désignent les commandes de service de l'APRVA ; - les flèches figurées par un simple trait pointillé représentent les données et informations traitées par un μProcesseur qui sont utiles aux commandes de service de l'APRVA ; - les flèches figurées par un trait simple de tirets discontinus fort représentent les commandes d'alarme et d'information à destination de l'utilisateur et/ou d'une supervision différée; - les flèches figurées par un double trait continu fin et pointillé fin, désignent les commandes et données spécifiques au moyen de mesure de substances. Les abréviations suivantes sont utilisées dans la suite de la description, dans un but de concision :
VME : Valeur Moyenne d'Exposition .réglementée ou recommandée à ne pas dépasser en valeur moyenne pour une période de huit heures de travail par jour et pour cinq jours par semaine.
VLE : Valeur Limite d'Exposition, réglementée ou recommandée à ne pas dépasser en valeur moyenne pour une période de 15 minutes, et un nombre de fois limité généralement compris entre 3 à 5 fois pour un poste de travail de 8 heures. ppm : partie par million de partie en volume, correspond généralement à des cm3 de substance gazeuse par m3 d'air.
CMR : substances Cancérigènes, Mutagènes, toxiques pour la reproduction
APR : Appareil de Protection Respiratoire en général sauf les ARI
APRVL : Appareil de Protection Respiratoire à Ventilation Libre
APRVA : Appareil de Protection Respiratoire à Ventilation Assistée
ARI : Appareil Respiratoire Isolant
Adsorption ou sorption : concerne précisément les phénomènes d'équilibres physiques réversibles {adsorption désorption} liés au piégeage de substances sur un support micro-poreux.
Chimie Adsorption ou chimisorption : Comporte généralement une première étape de sorption de substances, qui après avoir été adsorbée (étape plus ou moins rapide), est complémentairement fixée par une réaction chimique appropriée (étape plus ou moins lente). Dans ce cas, il n'y a pas (ou peu) d'équilibre réversibles. Contrairement au phénomène de sorption, la capacité de chimisorption déterminée dans les tests normalisés définit correctement tous les usages de tels filtres dit usuellement " chimiques ". Dans ce cas, et dans ce cas seulement, la règle de proportionnalité entre le temps d'usage et la concentration, à partir des données indiquées dans les normes et les conditions réelles d'utilisation peut être appliquée de façon assez satisfaisante. Absorption : terme générique usuel improprement appliqué sur le terrain en protection respiratoire qui englobe les deux phénomènes ci- dessus définis: adsorption et chimisorption
La fig. 1 montre un exemple de résultat de test normalisé dont le but est de garantir, par les fabricants, des performances de protections au moins égales à des seuils fixés dans des normes. Ces tests servent essentiellement à déterminer les temps aux concentrations de claquage, pour une substance ou un même groupe de substances, et la capacité d'adsorption offerte par les filtres. Dans ces tests, une concentration constante de substance est envoyée en continu à l'entrée du filtre.
La fig. 2 montre un exemple d'enregistrement des concentrations réellement mesurées sur des situations d'exposition typiquement rencontrées lors d'opérations de conditionnement ou de chargement de substances avec rupture de confinement, ou lors d'opérations de maintenances sur des procédés chimiques industriels, situations généralement connues comme étant les plus exposantes. Il était admis, par les hygiénistes industriels, qu'une partie significative des expositions professionnelles moyennes pouvait trouver son origine dans ces situations d'exposition de courte durée. Ceci a été complètement confirmé dans les nombreux enregistrements en situations réelles d'exposition réalisés au cours de ces tests et affirme la nécessité de pouvoir disposer d'une protection adaptée à ce type de situations.
La fig. 3 donne un exemple de mise en œuvre du procédé à la base de la présente invention, réalisé avec un APRVA de l'état de l'art (1) utilisé dans une première phase de test : un APRVA (1), équipé d'une pièce faciale (22) comportant une sortie directe d'air à l'atmosphère non munie de valves ou clapets (9) , a été transformé pour recevoir deux détecteurs séparés embarqués, un sur l'air aspiré (15b) à l'entré du filtre, l'autre (15a), disposé en dérivation immédiatement à la sortie (7) de l'APRVA (1) sur l'air en sortie des filtres (8), alimentant, par une conduite (8.1), une cellule de circulation de l'échantillon (17) permettant l'analyse de l'air en sortie immédiate des filtres. Cet APRVA (1) modifié a été porté indifféremment par des utilisateurs différents sur plusieurs opérations réputées exposantes effectuées sous contrôle, sans jamais changer les filtres (2). L'examen des enregistrements (fig. 10) sur l'air aspiré (15b) et l'air refoulé (15a) a montré qu'aucune trace de substance ne sortait des filtres (fig.10), même lors de très courtes et très fortes pointes de concentration à l'entrée des filtres (plusieurs milliers de ppm), ce qui a validé l'efficacité des filtres utilisés sur ces fortes pointes et a permis de passer à une étape suivante. Deux détecteurs séparés ont été utilisés pour supprimer les interférences et pollutions classiques de mode commun rencontrées avec un détecteur unique mesurant alternativement un niveau zéro (sortie filtres) et de fortes concentrations (entrée filtres), comme cela à été proposé dans certains documents antérieurs.
Les fig. 4a et 4b montrent deux exemples parmis d'autres de l'état de l'art et de la technique concernant la réalisation des pièces faciales (visière ou masque).
Sur les figures 5 à 9, seuls les éléments présentant, dans leur ensemble, un caractère original selon les revendications, ou nécessaire à la compréhension du procédé, sont indiqués. Tous les autres éléments ou moyens ou fonctions nécessaires au fonctionnement des APRVA de l'état de l'art sont connus de l'homme de métier et ne sont pas indiqués ou sont non détaillés sur ces figures.
La figure 5 est un diagramme d'un exemple de mise en œuvre du procédé de l'invention comportant, selon une réalisation privilégiée, un retour total d'air par un tuyau concentrique ou par un tuyau séparé, ou, selon une variante, un retour partiel d'air par un tuyau concentrique, aux fins de mesures de différents paramètres ; un tourne en rond continu interne d'une partie de l'air filtré aux fins de réalisation de séquences et de fonctions de sécurité automatiques ou assistées ; et utilisant des pièces faciales telles que montrées aux fig. 7 et 8 1. un APRVA (1) équipé de filtres (2) adaptés sur leurs embases comportant un joint approprié (3.1), d'un moyen d'assistance (5) commandé par un moyen (19), délivre un débit d'air sur la sortie d'un APRVA (7) vers une pièce faciale (22) par un tuyau concentrique (8) externe ; 2. une telle pièce faciale (22), reçoit ledit air délivré à la sortie des filtres (8), le délivre à l'intérieur de ladite pièce faciale où il est collecté latéralement (22.4) ou sur sa périphérie interne pour être retourné vers un tel APRVA, préférentiellement en totalité (9) par un tuyau concentrique interne ou séparé externe avant d'être rejeté en totalité à l'atmosphère (11), ou partiellement (9.2) par un tuyau concentrique interne relié à un moyen d'aspiration (18) avant d'être rejeté en totalité à l'atmosphère (17). Une telle pièce faciale ne comporte ni soupape, ni valve, ni dispositif dit " à demande d'air " ou " à pression positive " ;
3. le tuyau concentrique externe (8) dudit air délivré dérive une partie de son débit dans la conduite (8.1). vers une restriction (16) et la sortie (17), aux fins de mesure de différents paramètres tels que : pressions (12), débits (14), concentrations en substances (15), parallèlement ou indépendamment du moyen de sélection (13), commandés et traités par un système centralisé (19), constitué par un système informatique connu de l'homme de l'art et comportant un microprocesseur. La conduite (17 ) sert à connecter un gaz étalon externe pour un étalonnage ou une vérification rapide dudit détecteur (15) ;
4. dans une variante avec retour total d'air, le tuyau concentrique interne ou le tuyau séparé externe (9) dudit retour total d'air débouche sur la conduite principale (9.3) qui dérive une partie de son débit dans la conduite (9.1) et une restriction (16) vers la sortie (17) aux fins de mesure de différents paramètres tels que : pression, débits, concentration en substances par l'intermédiaire de moyens de mesure de pression (12), de moyens de mesure de débits (14) et de moyens détecteurs de substances (15), respectivement ; parallèlement ou indépendamment du moyen de sélection (13) commandé par le système centralisé (19) ;
5. les valeurs de débit ainsi mesurées dans les conduites (8.1) et (9.1) permettent le calcul respectif des débits dudit air délivré (8), et dudit retour total d'air (9) par le système centralisé (19) à partir des coefficients de rapport des débits [ (8) / (8.1)] et [(9) / (9.1)], étalonnés à la construction sur la restriction (16) située dans la conduite de sortie (17) ou sur une telle conduite faisant office de restriction ou sur le moyen de mesure de débit (14) faisant office de restriction, coefficients mémorisés sur le système centralisé (19); dans une variante avec retour partiel d'air, le tuyau concentrique interne (9.2) dudit retour partiel d'air est relié à un moyen de ventilation (18) vers une restriction (16), aux fins de mesure de différents paramètres tels que : pressions (12), concentrations en substances (15), mesure de débits (14). Dans cette variante, la ' pression (12) disponible dans la pièce faciale est mesurée quand le système centralisé (19) commande le moyen de sélection (13) qui connecte la conduite (8.1) sur sa sortie et arrête simultanément la ventilation (18) et inversement, pour pouvoir exploiter la mesure du débit dans la conduite (8.1) ; la concentration en substances (15) est mesurée quand le système centralisé (19) commande le moyen de sélection (13) qui connecte la conduite (9.2) sur sa sortie et démarre simultanément la ventilation (18), dans cette position la mesure du débit (14) ne sert qu'a vérifier la présence d'un débit pendant la mesure de concentration en substances ; dans une telle variante certaines fonctions ou déterminations ne sont pas réalisables : la régulation de la pression positive (10) dans une telle pièce faciale, la détermination de la demande d'air d'un porteur, la fuite totale vers l'extérieur d'une telle pièce faciale, la dite conduite principale (9.3) dudit retour total d'air (9) est reliée à un moyen de contrôle et de régulation (10) de la pression positive dans ladite pièce faciale, commandé par le système centralisé (19) à partir de la mesure de pression réelle disponible dans ladite pièce faciale (12a) (12b) et/ou de la pression différentielle entre la pression à la sortie du moyen d'assistance (5) et celle disponible à l'intérieur d'une telle pièce faciale (12b) ; un tel retour d'air rejeté à l'extérieur par un moyen de raccordement (11), peut être capté pour une ventilation contrôlée d'une surprotection de type cagoule ou combinaison équipant un porteur. 8. le moyen d'assistance (5) dudit air délivré établit un tourne en rond permanent continu par la conduite (6) d'un faible débit d'air également réparti de part et d'autre du moyen de sélection et d'isolement confirmé des filtres (4), utilisé dans des séquences commandées de mise en sécurité automatiques par le système centralisé (19) auquel elles sont intégrées. Un tel faible débit d'air permet, après sélection d'un filtre par le moyen (4) et son isolement confirmé, de maintenir une légère surpression entre ledit moyen de sélection et d'isolement (4) et le clapet mécanique obturateur (3.10) disposé sur le même filtre. Cette disposition est renforcée par un léger débit de fuite volontairement créé à travers ledit clapet mécanique obturateur, garantissant le non retour de substance sur ledit moyen de sélection et d'isolement (4) dont l'étanchéité ne peut jamais être garantie à 100% ;
9. Un moyen d'information et d'alarme de type résonateur/vibreur très basses fréquences non audibles (20), présentant une autonomie suffisante, est commandé par le système centralisé ( 9) et met en vibration la colonne d'air (8) en communication avec l'intérieur de ladite pièce faciale (22), de telle sorte que ces vibrations soient directement perceptibles sur le visage d'un utilisateur ; un tel moyen peut être constitué par un vibreur extérieur (20.2) placé au plus près du contact de la peau d'un porteur et recevant de telles vibrations. Les deux variantes ne sollicitent pas les sens de la vue et de l'ouie. l'information est formatée et limitée pour être utile au maintien de la protection d'un porteur et aux actions simples qui lui sont demandées dans cet objectif. La modulation des vibrations délivrées est complémentairement et localement affichées (20.1) dans le même format sous la forme d'un chronogramme reproduisant la modulation de telles vibrations d'information ou d'alarme. Quelques exemples d'activation d'une telle méthode d'information sont résumés ci-après.
10. Un moyen de stockage d'informations comportant une zone mémoire (21) dans laquelle le système centralisé (19) enregistre directement en temps de fonctionnement réel toute information ou donnée utile exploitable en temps réel ou différé pour la maîtrise et le contrôle d'un tel procédé ou dispositif. Une tel moyen comportant une zone mémoire est connu de l'art et peut être par exemples: une télétransmission ou une lecture manuelle ou automatique au moyen d'un procédé de lecture sans contact, de type RF-ID par exemple, pour transférer de telles informations ou données sur un programme d'ordinateur aux fins d'exploitation.
Les figures 6 , 7 & 9a, 9b montrent un exemple d'application du procédé et de réalisation privilégiée d'un tel APRVA, dans une variante avec retour total d'air réalisé par un tuyau concentrique interne, utilisable avec une variante de réalisation privilégiée d'une telle pièce faciale réalisant un tel retour d'air, total ou partiel dans un tel tuyau concentrique, et leur principe de fonctionnement. Plus précisément, ces figures montrent : a) un APRVA (1) équipé de filtres (2) adaptés sur leurs embases comportant un joint approprié (3.1), et d'un ventilateur (5) dont le fonctionnement est régulé et commandé par un système centralisé connu de l'art (19), délivre un débit d'air sur la sortie des filtres (7) vers une pièce faciale (22) par un tuyau concentrique (8) externe. b) une pièce faciale (22) détaillée sur la fig. 7, dotée d'un joint facial très souple (22.1) et d'un écran jointif étanche (22.2), est réalisée de façon à recevoir ledit air délivré à la sortie des filtres (8) et à le distribuer à l'intérieur de ladite pièce faciale par des orifices disposés à cet effet (22.3). La partie rigide ou semi-rigide de ladite pièce faciale (22.0), faisant coque, collecte latéralement ou de façon périphérique (22.4) à l'intérieur d'une telle pièce faciale la totalité de l'air préférentiellement pour le diriger vers une sortie concentrique interne (9) constituant ledit retour total d'air. Une telle pièce faciale ne comporte ni soupape, ni valves, ni dispositif dit " à demande d'air " ou " à pression positive ". c) le tuyau concentrique externe (8) dudit air délivré comporte une liaison avec la conduite (8.1) vers la conduite (17) et le détecteur (15). d) le tuyau concentrique interne constituant ledit retour total d'air (9), protégé de toute pollution extérieure, est renvoyé vers ledit APRVA sur une conduite principale (9.3) comportant une liaison avec la conduite (9.1) vers la conduite (17) et le détecteur (15). e) un moyen de sélection (13) dudit retour total d'air (9.1) ou dudit air délivré (8.1) vers la conduite (17) et le détecteur (15), est commandé par le système centralisé (19) auquel ladite sélection est incorporée. f) les conduites (9.1) et (8.1) de ladite sélection comportent des communications statiques avec des moyens de mesure de pressions différentielles, traitées parallèlement ou indépendamment de ladite sélection par le système centralisé (19): fi), le moyen (12a) mesure la pression dudit air délivré établie différentiellement par rapport à la pression atmosphérique avantageusement transmise à travers une capacité tampon étanche (12c) et déformable. fii). le moyen (12 b) mesure la pression dudit retour total d'air par rapport à la pression dudit air délivré, permettant l'évaluation de la pression réelle disponible dans ladite pièce faciale, quand la conduite (8.1) est sélectionnée (13) vers la conduite (17). L'introduction d'une restriction (16) dans la conduite de sortie (17), ou une telle conduite faisant office de restriction ou le moyen de mesure de débit (14) faisant office de restriction, permet de maintenir dans une telle conduite (8.1) la pression réelle disponible dans une telle pièce faciale indépendamment de la sélection (13), donc la mesure en continue de la pression différentielle entre ledit air délivré (8), (8.1) et ledit retour total d'air (9), (9.1), sans être obligé d'utiliser une tierce mesure référant à la pression atmosphérique (12a) (12c). g) ledit détecteur de substances (15) est disposé dans un compartiment accessible par l'extérieur (15.2) permettant, sans démontage dudit APRVA, le remplacement aisé du type de cellule de mesure utilisée (15.1) sur ledit détecteur, lequel est géré par le système centralisé (19) au fonctionnement duquel il est complètement incorporé. L'ajout d'une restriction (16) dans la conduite de sortie (17) , ou l'utilisation d'une telle conduite faisant office de restriction ou le moyen de mesure de débit (14) faisant office de restriction, permet aussi le maintien d'une pression positive sur la cellule de mesure (15), évitant toute pollution extérieure. h) la conduite principale dudit retour d'air (9.3) est reliée à un moyen de contrôle et de régulation (10) de la pression positive dans ladite pièce faciale (22), moyen comportant au moins: un diaphragme/clapet obturateur (10.1), un ressort (10.2) exerçant une faible pression sur ledit diaphragme/clapet, un moyen (10.3) de réglage de la tension exercée par ledit ressort sur ledit diaphragme/clapet commandé par le système centralisé (19) à partir de la mesure de pression réelle disponible dans ladite pièce faciale (12a) (12b) et/ou de la pression différentielle entre la pression à la sortie des filtres et celle disponible à l'intérieur d'une telle pièce faciale (12b). i) la conduite (17) comporte un moyen de mesure de débit (14), traité par le système centralisé (19), contrôlant la présence d'un débit d'air dans les conduites (8.1) ou (9.1), alimentant ledit détecteur de substances (15). Les valeurs de débit ainsi mesurées dans les conduites (8.1) et (9.1) permettent le calcul respectif des débits dudit air délivré (8), et dudit retour d'air (9) par le système centralisé (19), à partir des coefficients de rapport des débits [ (8) / (8.1)] et [(9) / (9.1)], étalonnés à la construction sur la restriction (16) dans la conduite de sortie (17) ou sur une telle conduite faisant office de restriction ou sur le moyen de mesure (14) faisant office de restriction, coefficients mémorisés sur le système centralisé (19). j) la conduite (17) sert aussi à connecter un gaz étalon externe pour un étalonnage ou une vérification rapide dudit détecteur (15), sans aucun démontage et dans n'importe quelle position dudit moyen de sélection (13), dès lors qu'un tel APRVA est en fonctionnement normal. k) la partie externe (8) dudit air délivré comporte une liaison avec la conduite (6) établissant un tourne en rond permanent et continu d'un faible débit d'air également réparti de part et d'autre du moyen de sélection des filtres (4) commandé dans des séquences de mise en sécurité automatiques par le système centralisé (19) auquel elles sont intégrées. Un tel faible débit d'air permet après : sélection d'un filtre par le moyen (4), fermeture du volet obturateur correspondant sur l'autre filtre et confirmation de cette fermeture par un contact établi en position fermée entre ledit volet et un point de contact disposé dans la conduite, de maintenir une légère surpression entre ledit volet obturateur et le clapet mécanique obturateur (3) (3.10) disposé sur le même filtre. Une telle mise en sécurité est renforcée par un léger débit de fuite volontairement créé à travers ledit clapet mécanique obturateur, garantissant le non retour de substance sur ledit volet obturateur dont l'étanchéité ne peut jamais être garantie à 100%, notamment dans des opérations comportant le retrait d'un filtre ou le remplacement d'un tel joint (3.1) en fonctionnement.
I) la partie (3) détaillée sur la fig. 9a, comporte un joint détecteur d'étanchéité et limiteur d'effort de serrage (3.1), réalisant les fonctions suivantes: en premier, étanchéité réalisée des deux cotés sur les parties (3.1a) et (3.1b); en deuxième, limitation de la compression de serrage du joint (3.1) par déformation de la partie interne résiliente (3.3), avec perception de la fin de serrage manuel par butée mécanique entre les deux disques (3.2) à travers les points de contacts internes (3.4); en troisième et simultanément, détection de la fin de serrage et de la présence normale du filtre sur son embase par la fermeture sous atmosphère contrôlée d'un circuit électrique établi entre les deux disques (3.2 ) à travers les points de contacts internes (3.4), après la phase de compression d'un tel joint ; un dispositif approprié permet de maintenir un tel joint en position: par exemple la fiche (3.7a) permet le maintien en place d'un tel joint, en étant enfoncée sur son embase solidairement fixée dans la conduite (3.6a), relié en plus à un circuit électrique à travers un passe-parois étanche (3.8) ; dans cet exemple, la fiche (3.7b) est enfoncée de façon flottante sur un connecteur (3.6b) relié à un fil extensible souple lui même relié à un circuit électrique à travers un passe-parois étanche (3.8). Un tel joint se retire et se remplace facilement par l'extérieur à l'aide, par exemple d'un extracteur (3.5) fixé sur l'un des disques (3.2). m) la partie (3) comporte aussi, sur la sortie des filtres, un clapet obturateur mécanique classique (3.10) constitué de deux volets (3.11), libres de rotation sur un axe (3.12), sous tension de fermeture par un ressort (3.13). Un tel clapet est fixé à l'intérieur de la conduite sur des clips (3.14) et réalise l'obturation d'un telle conduite sur l'anneau interne (3.15). un tel clapet est nécessaire dans les séquences commandées de mise en sécurité automatiques et contribue au maintien de la protection en cas de défaut du moyen d'assistance respiratoire (5) (1). Un tel clapet est facilement remplaçable par un moyen d'accès (3.9) sans démontage d'un tel APRVA.
De tels exemples de réalisation d'APRVA et de pièces faciales, permettent dans tous les cas de variantes, avec retour total ou partiel d'air : • de mesurer alternativement la qualité de l'air à la sortie d'un filtre (8) et la qualité de l'air à la sortie d'une pièce faciale (9), à une fréquence programmée adaptée au service d'un tel APRVA et au temps de réponse du type de cellule utilisé (15.1) qui est généralement compris entre quelques secondes et une minute sur un tel détecteur (15), déterminant ainsi en continu la protection réelle offerte à un utilisateur, • un usage rendu plus sûr de ce type de protection par une méthode de double analyses différentielles sur le système centralisé (19) auquel ces méthodes sont incorporées : - la première analyse est effectuée entre un zéro mesure effectué sur l'air à la sortie des filtres, relevé à la mise en service de tels APRVA, et l'évolution de cette mesure, en valeur absolue et/ou en dérive par unité de temps, en cours d'utilisation de tels APRVA, - la seconde analyse est effectuée entre l'air sur la sortie des filtres et l'air retournant de telles pièces faciales, sur de tels APRVA. • une mise en sécurité commandée sur un seul filtre, ou les filtres restant, avec maintien de la protection, en cas de défaut spécifiquement constaté sur un filtre et/ou un tel joint de filtre. • l'usage d'un moyen simple d'information et de passage d'instruction de type résonateur/vibreur à très basses fréquences (20) non audibles, alimenté par une batterie tampon autonome, commandé par le système centralisé (19) et mettant en vibration la colonne d'air en communication avec l'intérieur de ladite pièce faciale, de telle sorte que cette vibration soit directement perceptible sur le visage d'un utilisateur ou transmettant directement ces vibrations à un vibreur au plus près du contact de la peau d'un porteur (20.2), sans sollicitation des sens de la vue ou de l'ouie. Ce moyen résout avantageusement les problèmes d'un handicap auditif ou visuel, ou liés aux ambiances sonores. Ladite pièce faciale ne comporte aucun organe mécanique ou électromécanique ou électronique. La méthode d'information est volontairement limitée pour le porteur au contenu utile au maintien de sa protection et aux actions simples qui lui sont demandées dans cet objectif. Une telle méthode serait mieux comprise à travers une description fonctionnelle et schématique détaillée de quelques exemples de son activation, exemples non développés dans l'invention. Cependant, d'une façon générale et non limitative, une telle méthode utilise une très basse fréquence fixe modulée de façon appropriée comportant nécessairement plusieurs niveaux de modulations, par exemple extrêmes: - l'absence de vibration indiquerait un fonctionnement normal et une protection assurée; des vibrations à une fréquence fixe avec des modulations plus ou moins longues et symétriques, continues ou discontinues indiqueraient un fonctionnement dégradé restant sous contrôle ou la détection et la localisation de défauts qu'un porteur peut immédiatement corriger ; - des vibrations à une fréquence fixe non modulée et continue indiqueraient au porteur que sa protection dans des conditions de sécurité suffisante n'est plus assurée, qu'il doit plaquer ladite pièce faciale sur son visage et quitter impérativement la zone de risque sans hâte ni précipitation ;
Ces informations spécifiques à un défaut de protection sont complémentairement affichées sur un moyen de visualisation général (20.1), incorporé au système centralisé (19), pour tout autre personne effectuant une surveillance rapprochée ou portant assistance et secours à un porteur en difficulté. Un tel affichage est avantageusement réalisé sous la forme d'un chronogramme modulé de la même façon que sur le résonateur ou le vibreur. Ces informations peuvent aussi être enregistrées sous une forme synthétisée dans la zone mémoire (21) d'un moyen de stockage d'information, pour tout usage utile en temps réel ou ultérieur ou différé après lecture d'une telle mémoire par un moyen approprié. • Cependant, comme décrit précédemment, toute variante avec retour partiel d'air ne permet pas la détermination de la demande d'air d'un porteur, la détermination de la fuite vers l'extérieur d'une telle pièce faciale, la régulation de la pression positive dans une telle pièce faciale. Le système de commande (19) agira seulement, dans une certaine limite programmée, sur la vitesse de rotation ou la puissance délivrée au ventilateur principal (5) pour essayer de maintenir au mieux une consigne de pression à l'intérieur d'une telle pièce faciale, cela en combinaison avec l'information du débit calculé sur ledit air délivré à la sortie des filtres (8). La combinaison de ces différents facteurs, associée à une détection de substance, permet malgré tout un fonctionnement relativement sûr d'un tel APRVA, mais avec l'inconvénient classique d'une diminution de la durée d'utilisation des filtres obligatoirement liée à l'augmentation du débit d'air, ladite durée d'utilisation des filtres restant malgré tout contrôlée dans ce cas sur un tel APRVA comportant des moyens de mesure de substances. D'autre part, le débit d'air retournant d'une telle pièce faciale vers un tel APRVA pour la mesure ou le contrôle de différents paramètres, notamment la concentration en substance, ne pourrait être garanti que par l'ajout d'un ventilateur annexe (18) créant ainsi un risque de dépression dans la conduite (9.2) alimentant le détecteur (15), donc un risque de pollution par l'ambiance extérieure.
De tels exemples de réalisation d'APRVA et de pièces faciales, permettent dans tous les cas de variantes avec retour total d'air concentrique ou séparé : • de déterminer différentiellement sur ledit retour d'air, la demande d'air instantanée et/ou moyenne d'un porteur, mesurée comme étant proportionnelle aux débits extrêmes ou moyens relevés entre les phases d'inspiration et d'expiration, • de déterminer différentiellement entre les débits moyens dudit retour total d'air et dudit air délivré, la fuite totale d'air vers l'extérieur d'une telle pièce faciale. • de résoudre la difficulté classique rencontrée en cas de panne électrique avec de tels APRVA utilisant de telles pièces faciales par l'adoption d'une logique de commande: - position par défaut : Normalement Fermé des deux volets obturateurs vers la sortie (17), sur le moyen de sélection (13) empêchant ainsi tout retour de substance par cette sortie ; - position par défaut : Normalement Ouvert du volet obturateur en sortie des filtres, commun aux deux filtres dans un exemple de réalisation privilégiée décrit, sur le moyen de sélection (4), permettant ainsi un usage normal des filtres sans ventilation ;
Ces dispositions, sont complétées par la présence de clapets obturateurs mécaniques à fuite limitée (3.10.) sur l'entrée de l'assistance d'air. Une telle fuite limitée, nécessaire aux fonctions automatiques de sécurité, se produit vers l'extérieur du côté air filtré et ne pose aucun problème dans ce cas dès lors que le débit d'une telle fuite en phase expiratoire ne représente que quelques % du débit expiratoire, évitant ainsi une accumulation de gaz carbonique à l'intérieur de l'ensemble composé par un tel APRVA plus une telle pièce faciale. Une protection respiratoire suffisante est ainsi maintenue et permet de quitter une zone de risques sans précipitation ou d'être secouru sur place par un tiers.
La fig. 10 montre des exemples de résultats, sur une autre phase de tests, du procédé à la base de la présente invention: un APRVA [fig. 3 (1)]de l'état de l'art volontairement non transformé et équipé de deux filtres et d'un écran facial (22) de l'état de l'art a été porté indifféremment par des utilisateurs différents, sur toutes les situations ou opérations exposant à la substance testée. Des mesures ont été régulièrement pratiquées sur l'air en sortie des filtres. Les filtres sont restés volontairement sur l'APRVA et hors de toute pollution, sans obturation ni traitement, pour prendre en compte les phénomènes de migration interne de la substance dans le filtre. Plusieurs jeux de filtres ont été ainsi testés. Ils ont donné dans des conditions d'utilisation comparables le même temps d'usage cumulé, avant apparition de la substance en sortie. Ces enregistrements montrent que la croissance de cette concentration en sortie est suffisamment lente pour permettre sa détection dans de bonnes conditions de sécurité avec des APRVA et des pièces faciales tels que montrés dans la présente invention à travers les exemples de réalisation et variante, privilégiée ou non..
La fig. 11 montre un exemple de recoupement des résultats obtenus en conditions réelles montrées à la fig. 10, par une méthode de simulation de situations d'expositions comparables à la même substance, réalisée sur un banc (30) de test par injection de substance pure, sur un filtre identique afin de vérifier le comportement de la substance sur un tel filtre et les conséquences potentielles de forts pics de concentration ou de dépassement de la durée d'utilisation déterminée précédemment. Les résultats des tests effectués sur banc (fig. 14 ) ont confirmé plusieurs points concernant les équilibres d'adsorption, points très intéressants quand ils sont appliqués à la maîtrise de ces filtres dans des conditions réelles d'utilisation et à l'analyse de leur fonctionnement : - la substance ressortait totalement des filtres si le balayage était poursuivi avec de l'air, humide ou sec, à co-courant du sens de l'utilisation normale - la substance ressortait encore plus rapidement si ce balayage était fait après chaque usage et à contre-courant du sens d'utilisation normale. - les filtres après désorption totale de la substance, indépendamment du sens de désorption, retrouvent leurs caractéristiques et pourraient être réutilisés un grand nombre de fois avec les mêmes performances. - le temps d'usage cumulé déterminé précédemment (fig. 10) doit s'interpréter comme étant lié au temps de sortie ou de résolution de la substance sur les filtres. - le temps de sortie peut être considéré comme une constante, pour une substance donnée, sur un support donné et dans des conditions de résolution données (t°, pression, débit de gaz etc.). - on distinguera le temps de sortie (début d'apparition de la substance) du temps de résolution (maximum du pic de résolution). Le temps de sortie, dans une certaine mesure, varie peu en fonction de la quantité de substance absorbée sur le filtre ainsi qu'il est montré sur la fig. 14. Cela sera d'autant plus vérifié que la concentration en substance sera faible dans l'air aspiré sur un filtre.
La vitesse d'augmentation de la concentration en substance à la sortie du filtre est généralement suffisamment lente pour permettre une mesure directe et sûre d'un seuil de concentration à ne pas dépasser, avec des APRVA et des pièces faciales tels que montrés dans la présente invention à travers les exemples de réalisation et variante, privilégiée ou non. la concentration maximale mesurée en sortie des filtres est très inférieure aux valeurs de pointes maximales mesurées à l'entrée. Le rapport des concentrations: sortie/entrée diminue rapidement en relation avec l'augmentation du temps de sortie ou de résolution des substances. Ce phénomène est dû aux équilibres et au fait que les filtres à adsorption se comportent aussi comme de véritables « atténuateurs et intégrateurs capacitifs ». Ce comportement sera d'autant plus vérifié qu'il s'agira de substances à points d'ébullition élevés et/ou que les filtres seront utilisés très en dessous de leur limite de capacité d'adsorption. l'extrapolation de ce comportement capacitif permet d'affirmer que si les filtres n'étaient jamais remplacés (situation hypothétique), ou l'étaient trop tardivement (situation qui doit certainement être rencontrée en l'état de l'art), la concentration moyenne en sortie des filtres tendra vers la moyenne des concentrations intégrées sur les filtres et habituellement rencontrées ou mesurées sur les situations d'exposition correspondantes. les pointes d'exposition rencontrées sur de telles situations d'exposition ne seront jamais inhalées par un utilisateur protégé, même en l'absence de gestion rigoureuse des filtres ; il inhalerait tout au plus, pendant la durée du port de la protection, la moyenne des concentrations des substances intégrées sur les filtres et habituellement rencontrées sur les situations d'exposition concernées, cependant, le point important à retenir est que cela se traduira toujours par un abaissement significatif de la valeur de l'exposition professionnelle moyenne sur 8 h (cf.: VME) et surtout sur 15 minutes (cf.: VLE). Cet abaissement sera d'autant plus important que la durée du port sera courte et le temps de sortie de la substance sur les filtres plus grand.
Cette interprétation du comportement réel des filtres correspond en moyenne à la façon dont ils sont utilisés dans la majorité des cas de l'état de l'art, ceci en l'absence d'un contrôle strict ou d'un usage unique, bien que l'usage unique ne garantisse pas le non dépassement du temps de sortie déterminé précédemment, suivant la durée de l'utilisation unique et le temps de sortie de la substance rencontrée. On comprend mieux ainsi les marges de sécurité adoptées par les fournisseurs sur l'usage des filtres à adsorption, notamment dans le cas des substances à bas point d'ébullition qui sont justement celles où les temps de sortie seront les plus faibles, et la tendance actuelle à ne pas recommander l'usage de tels filtres sur les substances dites CMR, par exemple les cancérigènes. En conclusion, la connaissance du temps de sortie d'une substance sur un filtre à adsorption, fonctionnant dans un domaine éloigné de sa saturation et/ou de sa limite de capacité, utilisé de façon continue dans des conditions d'exposition réalistes, permet de maîtriser la durée pendant laquelle un tel filtre sera efficace pour toutes ses applications comparables dans la protection respiratoire.
L'examen d'un exemple de substances testées par le procédé à la base de la présente invention (fig. 3) sur des filtres de type AX illustre ces points. La substance est classée dans le 1er groupe, avec une VME inférieure ou égale à 10 ppm, pour un temps d'usage de 50 minutes en ventilation libre indiqué dans la norme EN 371. Le temps indiqué dans la notice du filtre AX fournie par le fabriquant est de 20 à 40 minutes, également pour un usage en ventilation libre. Le temps d'utilisation efficace effectivement mesuré en ventilation assistée à un débit constant de 60 1/ minute, pour une concentration moyenne mesurée sur la durée des situations réellement testées (fig. 2) comparable à la VME de 10 ppm donnée dans la norme, est d'environ 250 à 300 minutes avant début d'apparition de la substance à la sortie des filtres (fig. 10). Ce temps est 5 à 10 fois supérieur à ceux indiqués dans les normes ou la notice du fabricant. Une évaluation à priori de la durée d'utilisation, telle qu'elle est préconisée dans différents guides ou notice d'utilisation, à partir des données des tests normalisés et par interpolation des deux variables : concentration et temps de claquage, interpolation basée uniquement sur la notion de capacité prise comme référence, aurait indiqué pour les conditions réellement testées (fig. 2) un temps compris entre 1000 et 2500 minutes. Ce temps n'a aucune signification réelle puisque la durée d'usage de ce filtre est en principe "auto limitée" par la recommandation d'usage unique du fournisseur, ce qui ferait au maximum 480 minutes qui est la durée usuelle d'une journée de travail. Cela n'est cependant pas certain, car un même utilisateur, plus ou moins spécialiste, pourrait considérer assez logiquement sur la base de ce temps de 1000 ou 2500 minutes, qu'il lui serait possible de réutiliser au moins une fois, sinon plusieurs fois un même filtre (aspect économique et facilité). Quoi qu'il en soit, et cela a été démontré par les exemples de tests effectués dans les conditions d'usage, par le procédé à la base de la présente invention: - à partir d'environ 250 à 300 minutes d'usage continu l'utilisateur aurait inhalé de la substance ; - à partir d'environ 400 à 600 minutes d'usage continu il inhalerait la concentration moyenne de la substance rencontrée sur les situations d'exposition protégées ; par contre, cela a été démontré dans la réalité et dans les mêmes conditions sur un banc (30) , il n'inhalerait jamais les pointes de concentrations rencontrées sur ces mêmes situations d'exposition
On constate, sur ce seul exemple, la différence entre les temps extrapolés à partir des conditions de test des normes, les indications des fournisseurs dans leurs notices et les données réelles constatées par un prescripteur, (cf.: fig. 10 & 14) soucieux de mettre à la disposition de son personnel une protection opérationnelle, efficace, maîtrisée et effectivement utilisée. Il est certain que tous les filtres utilisant seulement des charbons actifs comme adsorbant ( A2, A1 , etc.) fonctionnent, et fonctionnent mal, suivant le même mode, y compris sur des substances à point d'ébullition plus élevé, mais dans ce cas à un niveau moins perceptible. Cette analyse de fonctionnement des filtres est optimiste, car elle ne prend pas en compte les phénomènes de diffusion ou migration de substances à l'intérieur des filtres, quand ils sont utilisés plusieurs fois, au cours des périodes de stockage entre chaque usage, phénomènes qui détériorent encore plus les conditions d'un usage sûr de ces filtres. Cependant, ces résultats ne permettent pas d'extrapoler le facteur 5 à 10 de cet exemple à d'autres substances qui peuvent avoir un comportement dynamique différent sur ce type de filtres. Il n'est pas réaliste non plus pour un prescripteur de vouloir tester toutes les substances et applications possibles en situations réelles, comme nous l'avons fait dans les différents tests avec le procédé à la base de la présente invention (fig. 3) ou, à fortiori, suivant d'autres dispositifs plus complexes décrits dans certaines inventions, Une telle procédure pourtant efficace serait trop lourde à mettre en œuvre et n'aurait aucun caractère opérationnel durable. Seul, un procédé comme celui décrit dans la présente invention mis en œuvre sur des APRVA équipés de pièces faciales tels que montrés dans la présente invention à travers les exemples de réalisation et variante, privilégiée ou non, pourrait dispenser un prescripteur de l'évaluation préalable des conditions d'utilisations de tels filtres, tout en garantissant un usage sûr. Cependant, cette évaluation préalable est réalisable, à défaut d'usage de tels APRVA ou complémentairement de façon générale, sur un banc de test (30), par une méthode de simulation des situations d'expositions réelles extrêmes et moyennes , avec étude du mode de fonctionnement, du mal fonctionnement de tels filtres et de ses conséquences, tels que les enseignements du procédé à la base de la présente invention et les exemples de tests décrits aux fig. 3 & 10 le montrent. La fig. 12 montre un exemple de rétro balayage de la substance testée réalisé sur un filtre après un usage réel. Ce rétro balayage a été effectué sur un banc (30), afin de vérifier la réversibilité des équilibres d'adsorption en situations réelles. Le même résultat est obtenu sur un banc de test (30) dont un exemple est décrit à la fig. 13, par une méthode de simulation de situations d'expositions comparables mise en œuvre sur un tel banc et décrite ci-après. La fig. 13 montre un exemple de réalisation privilégiée d'un banc de tests (30) de tels filtres, créé à cet effet en laboratoire pour une phase de tests complémentaires de recoupement sur la même substance injectée à l'état pur, plus généralement, sur n'importe quelle(s) autre(s) substance(s) injectée(s) à l'état pur ou sous forme de mélanges, avec n'importe quel type d'appareil de protection utilisé, dès lors que le débit d'air pendant les tests est comparable au débit moyen de la protection qui sera utilisée. Un tel banc comprend au moins un ou plusieurs des dispositifs suivants : - une installation de séchage d'air (non montré sur la fig. 13) - un dispositif de contrôle débit d'air (31), réglé en fonction des conditions de débit moyen en utilisation réelle des filtres - un exemple de dispositif d'humidification de l'air (32 ) comportant une capacité en eau, agitée par un moyen approprié (37) et réchauffée par un moyen approprié (38) pour recréer par vaporisation continue, si nécessaire, des conditions d'humidité comparables à celles rencontrées en situations réelles d'exposition. Cet humidificateur permet de tester par comparaison, et toutes autres choses égales par ailleurs, l'effet de cette humidité sur l'efficacité des filtres utilisés. - une capacité tampon (34) de volume adapté connu et agité par un moyen approprié (37), par exemple environ 30 litres correspondant au volume d'air inhalé pendant environ une minute par une personne effectuant un effort normal. Un détecteur enregistreur peut y être introduit ou raccordé (36) pour des mesures de concentration instantanée à l'entrée du filtre. - des dispositifs d'introduction (33) de quantités connues de substances pures, gazeuses ou liquides, séparément ou sous forme de mélanges, dans une telle capacité et un système de by-pass (33.1). - un sas (35) permettant de raccorder à la capacité le filtre à tester dans le sens d'utilisation normale (35.1) ou dans le sens de rétro- balayage (35.2). - un dispositif permettant de raccorder après le filtre un détecteur enregistreur (36). Cette évaluation préalable est réalisée suivant une méthode privilégiée basée sur l'expérience issue du procédé à la base de la présente invention. Dans l'exemple privilégié décrit, une telle méthode est adaptée pour reproduire au moins les phases extrêmes et moyennes des conditions réelles observées et mesurées sur le terrain. Cette méthode tient compte d'un temps limite recommandé, environ une heure est généralement admis comme idéal, pour le port continu d'une protection respiratoire, ce temps peut être porté à deux heures dans des conditions d'ergonomie particulièrement satisfaisantes. Au bout de cette durée , un temps de repos doit généralement être observé, repos au cours duquel les filtres peuvent être remplacés si besoin ou contrôlés. Cette méthode utilise directement des substances pures séparément ou sous forme de mélanges Cette méthode introduit des facteurs de sécurité sur plusieurs aspects, ainsi que le vérification systématique de la réversibilité de l'adsorption pour valider la possibilité d'une mise en traitement en dehors des périodes d'utilisation. Cette méthode est généralisable à tous les types de filtres et à la protection respiratoire en ventilation libre, une telle méthode comporte au moins une ou plusieurs des phases suivantes: 1) Concentration maximale simulée: elle est au moins supérieure à un certain nombre de fois, par exemple 10 fois, la plus forte valeur de pointe enregistrée, généralement pendant une courte durée, sur une situation de travail réelle , 2) Nombre de phases de concentration maximale simulées: il est fixé en fonction de la nature des expositions observées sur le terrain, par exemple cinq ou six phases d'injections sur une période donnée, par exemple une heure, permettent de couvrir la majorité des situations rencontrées en Hygiène Industrielle, la première à la mise en route du test, suivie par exemple de quatre ou cinq autres à intervalle plus ou moins régulier, 3) Concentration moyenne simulée: les phases de concentration maximales simulées sont fixées, par exemple sur ladite période donnée , de façon à donner une concentration moyenne équivalente au moins égale à un certain nombre de fois, par exemple 20 fois, la Valeur de l'Exposition Professionnelle moyenne réelle mesurée sur ladite période donnée, 4) Concentration moyenne minimale à simuler: si une Valeur de l'Exposition Professionnelle moyenne réelle mesurée est inférieure à un certain nombre de fois, par exemple 20 fois, une Valeur Limite de la substance testée pour un temps donné, les phases de concentrations maximales seront fixées sur ladite période donnée, en fonction d'une telle Valeur Limite, de façon à être au moins équivalentes en moyenne à un certains nombre de fois une telle Valeur Limite, sans jamais dépasser la totalité de la capacité théorique disponible d'un filtre,
5) Durée totale du test de simulation: il est poursuivi après les phases de concentrations maximales simulées, par exemple sur ladite période donnée, et les phases 2), 3) ou 4), jusqu'à apparition de la substance en sortie du filtre mesuré comme le temps de sortie et/ou jusqu'à l'enregistrement du maximum du pic de concentration mesuré comme le temps de résolution de la substance sur le filtre,
6) Vérification de la réversibilité de l'adsorption : les étapes 2), 3) ou 4), selon le cas, sont répétées sur un filtre neuf ou régénéré, de façon à simuler le déroulement d'une opération sur ladite période donnée. Le débit d'air est maintenu quelque temps, par exemple dix à quinze minutes, après la dernière phase d'injection. Le filtre est ensuite mis en position de rétro-balayage sur le banc et un débit d'un fluide gazeux approprié est maintenu, jusqu'à la purge totale de la substance du filtre : o le temps de fin de purge représente dans ces conditions le temps pendant lequel un filtre à adsorption devrait être traité par rétro balayage dans les même conditions pour être régénéré et qu'il n'y ait plus de substance à l'intérieur, o pour maîtriser un tel rétro-balayage la quantité de substances retrouvées, doit être comparable à la quantité de substance introduite ,
7) La durée d'utilisation continue maximale autorisée: elle est égale audit temps de sortie de la substance relevé en 5), en dehors de toute autre disposition de mesure réelle de cette durée , Les résultats de ces tests servent à déterminer les conditions d'utilisation des filtres à adsorption, en situations réelles d'exposition, notamment:
8) La durée d'utilisation cumulée recommandée: c'est le temps 7), divisé par un facteur de sécurité qui doit tenir compte de la période de mise à disposition maximale autorisée 9), en dehors de toute autre disposition de traitement de régénération ou spécial de tels filtres,
9) La période de mise à disposition maximale autorisée : période au bout de laquelle un filtre doit être remplacé qu'il ait été utilisé ou non, que ce soit dans le cas d'une dotation individuelle, ou dans le cas d'un usage collectif, en dehors de toute autre disposition de traitement de régénération ou spécial de tels filtres. La fig. 14 montre des exemples de courbes de résolution de la substance testée, réalisées sur un banc de test tel que le montre l'exemple de la fig. 13, en situations simulées d'exposition par la méthode décrite précédemment, à des niveaux de concentration moyens compris entre 2 fois et 20 fois la VME de la substance correspondant sur la durée du test à 10 à 100 fois la VLE d'un telle substance, que cette VLE existe réglementairement ou qu'elle soit considérée par rapport à des règles d'usage. Ces courbes confirment que le temps de sortie d'une substance, à une valeur de débit constante correspondant aux conditions moyennes réelles, est assimilable à une constante largement indépendante de la concentration moyenne injectée, au moins pour les valeurs de concentrations habituellement mesurées en Hygiène Industrielle. Les résultats obtenus sur de tels filtres et un tel banc de test par une telle méthode recoupent totalement ceux établis en situations réelles d'exposition, notamment en ce qui concerne la détermination des temps de sortie dés substances. La figure 15 montre un exemple de courbe de variation de l'humidité et de température rapidement mesurée en sortie d'un filtre quand une quantité significative de substances est adsorbée plus ou moins brutalement à l'entrée du filtre, réalisant en quelque sorte une image "effet miroir" de la quantité de substances adsorbée à l'entrée d'un filtre, cela bien avant que ladite substance ne soit détectable en sortie d'un filtre. Dans un grand nombre de cas, cette variation d'humidité en sortie des filtres est une composante normale de leur fonctionnement qui peut mettre en défaut une grande variété de détecteurs de substances, comme par exemple celui utilisé dans l'invention US 6162281 , ou encore par exemple si un détecteur PID (Photo Ionisation Detector) est utilisé. La mesure et la connaissance dans l'invention proposée desdites humidité et température permet dans un grand nombre de cas de corriger par des lois phénoménologiques appropriées l'interférence desdites humidité et/ou température sur certains desdits moyens de mesure, par exemple les PID. La figure 16 montre, dans un exemple décrit traitant d'adsorption de différentes substances à des niveaux de concentration variables, la relation phénoménologique entre les fractions molaires desdites différentes substances injectées sur des filtres différents mais dont les conditions d'humidité sont maîtrisées, et la fraction molaire d'eau déplacée selon ledit "effet miroir" montré à la figure 15. Des fractions molaires variables de Chlorure de vinyle (CVM), de chlorure de méthylène (CM2), de chloroforme (CM3), de tétrachlorure de carbone (CM4), de 1 ,2-dichloroéthane (DCE), de butadiène ( C4== ) ont été injectées sur ledit banc de test et suivant ladite méthode décrits précédemment à la figure 13. La teneur initiale en eau en sortie des filtres à leur mise en service dans les conditions des tests réalisés est restée maîtrisée et comprise entre 14000 et 17000 ppm
Le traitement indifférencié de l'ensemble des résultats obtenus sur plusieurs essais et filtres différents montre que ladite relation phénoménologique : variation de la concentration en eau et de la t° en sortie des filtres en fonction de la fraction molaire d'une substance injectée, quelle que soit la substance injectée dès lors que le phénomène thermodynamique mis en jeu (une sorption, ou une chimisorption) est une fonction linéaire parfaitement corrélée. Une telle fonction linéaire permet en mesurant simplement l'humidité relative (concentration en vapeur d'eau et t°) en sortie des filtres de prévoir et d'anticiper toute condition de fonctionnement anormale ou dégradée qui diminuerait dangereusement la capacité restant disponible sur un filtre, cela bien avant que les substances qui en sont à l'origine ne soient détectées en sortie de tels filtres fonctionnant dans des conditions maîtrisées d'humidité.
La même relation phénoménologique est démontrée avec la mesure de la température en sortie des filtres, dans le même objectif d'anticipation de conditions de fonctionnement des filtres anormales ou dégradées, que le phénomène thermodynamique mis en jeu soit une sorption ou une chimisorption, avec cependant des différences de température correspondant aux différences d'énergies des deux phénomènes, généralement d'un ordre de grandeur.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de protection respiratoire à ventilation assistée, caractérisé en ce que l'on collecte latéralement ou de façon périphérique à l'intérieur d'une pièce faciale réalisée à cet effet la totalité, préférentiellement, de l'air qui y est envoyé par un système d'assistance respiratoire filtrant ledit air, que l'on retourne la totalité dudit air collecté pour le rejeter en totalité à l'atmosphère de façon déportée au niveau dudit système d'assistance respiratoire; ledit air collecté à l'intérieur d'une telle pièce faciale est canalisé vers une conduite appropriée, préférentiellement concentrique et interne à celle de délivrance dudit air envoyé, retourné en totalité jusqu'audit système d'assistance respiratoire et on utilise ledit retour d'air total pour la mesure ou le contrôle d'un ou plusieurs paramètres de fonctionnement dudit procédé et dudit système respiratoire par la mise en œuvre d'opérations ou moyens appropriés aux mesures ou contrôles opérés dans l'objectif de contrôler réellement: l'efficacité et la durée d'utilisation des filtres, l'étanchéité d'une telle pièce faciale, le fonctionnement en sécurité d'un tel procédé d'assistance respiratoire.
2. Procédé de protection respiratoire à ventilation assistée, selon la revendication 1 , caractérisé en ce que dans une variante ledit retour de l'air collecté latéralement ou à la périphérie interne dans une pièce faciale est réalisé de telle sorte qu'il constitue un retour partiel vers ledit système d'assistance respiratoire.
3. Procédé de protection respiratoire à ventilation assistée caractérisé en ce que l'on réalise en continu un tourne en rond d'une partie dudit air filtré au plus près des points de refoulement et d'aspiration dudit système d'assistance respiratoire et on utilise un tel tourne en rond dans des séquences commandées de fonctions de mise en sécurité ou de remplacement assistées de filtre ou de joint, sans perdre le bénéfice de la protection.
4. Procédé de protection respiratoire à ventilation assistée, suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est conçu de telle manière qu'il réalise une ou plusieurs des étapes ci-après : a) sélection de l'air délivré à la sortie des filtres vers une telle pièce faciale ou desdits retour d'air, total ou partiel, de ladite pièce faciale, aux fins de mesures ou contrôle de fonctionnement sur différents paramètres ; b) mesure , parallèlement à ladite sélection ou indépendamment de celle-ci, de la pression de l'air sur lesdits retours d'air, total ou partiel, par rapport à la pression de l'air délivré ou relativement à la pression atmosphérique, et, parallèlement à ladite sélection, du débit sur ledit retour total d'air par rapport au débit dudit air délivré ; c) contrôle et ajustement de la pression positive réelle disponible dans ladite pièce faciale, en agissant au niveau dudit système d'assistance respiratoire sur ledit retour total d'air ; d) mesure différentielle, dans le cas dudit retour total d'air et sur ledit retour total d'air, de la demande d'air instantanée et/ou moyenne d'un porteur ; e) calcul différentiel entre ledit retour total d'air et ledit air délivré, du débit de fuite total d'air vers l'atmosphère de ladite pièce faciale ; f) contrôle et ajustement du débit dudit air délivré par ledit système d'assistance respiratoire de façon à maintenir un débit au moins égal à la somme : [demande d'air du porteur + fuite d'air moyenne vers l'extérieur + une valeur complémentaire fixe ou avantageusement proportionnelle à ladite demande d'air du porteur] ; g) mesure différentielle des substances à la sortie des filtres sur ledit air délivré entre un état initial constaté à leur mise en service et l'évolution de ces concentrations en cours d'usages réels, en valeur absolue et/ou dérivée, déterminant leur efficacité instantanée et leur limite de durée d'utilisation ; lesdites substances comprenant l'humidité relative de l'air, ladite humidité relative incluant une mesure de la température ; lesdites humidité et/ou température étant utilisées d'une part comme une "image miroir instantanée" des quantités desdites substances adsorbées à l'entrée des filtres qui affecteraient notablement ou dangereusement leur efficacité, et d'autre part pour corriger par des lois appropriées l'interférence desdites humidité et/ou température sur certains desdits moyens de mesure, par exemple les PID. h) mesure alternative, au moyen de ladite sélection, des concentrations en substances dans lesdits retours d'air, total ou partiel, et ledit air délivré ; i) calcul différentiel de la fuite en substance vers l'intérieur de ladite pièce faciale, donc de l'exposition réelle aux substances avec port d'une protection, indépendamment et en plus de la concentration de claquage en substances mesurée sur ledit air délivré, et contrôle de cette fuite en agissant au niveau dudit moyen d'assistance respiratoire; j) réalisation d'un tourne en rond continu et constant d'une partie de l'air filtré entre l'aspiration et le refoulement dudit moyen d'assistance respiratoire, par exemple un ventilateur, aux fins de réalisation de séquences commandées de fonctionnement en sécurité dudit système d'assistance respiratoire; k) vérification ou contrôle actif, par exemple au moyen d'un joint spécialement réalisé à cet effet : de l'étanchéité réalisée entre un filtre et son support, de la pression de serrage exercée sur un tel joint, de la perception manuelle de fin de serrage normal d'un filtre sur son support, de la présence normale d'un filtre sur son support, à travers un tel joint ;
I) maintien d'une protection suffisante sur un seul filtre ou sur les filtres restants, après détection et isolation d'un filtre et/ou d'un tel joint usé ou défectueux en cas de fonctionnement dégradé dudit système d'assistance mettant en jeux au moins deux filtres et en utilisant lesdites séquences commandées; m) information d'un porteur sans être interféré par son environnement et sans le signaler dans son environnement par la seule utilisation de très basses fréquences non audibles; n) information d'un porteur sur les seuls défauts relatifs au maintien de sa protection avec demande d'action simple et assistée pour conserver ou rétablir cette protection, complétée par exemple par un affichage local et/ou l'enregistrement de telles informations; o) remplacement optionnel et assisté d'un (ou des) filtre(s) et/ou d'un (ou de) tel(s) joint(s) de filtre en situation d'urgence, tout en conservant le bénéfice de la protection en utilisant lesdites séquences commandées; p) maintien d'une protection suffisante, dans ledit cas dudit retour total d'air, en cas de panne dudit système d'assistance respiratoire, par exemple le ventilateur, utilisant une telle pièce faciale non équipée de valve, clapet ou autres dispositifs dits à demande d'air; q) compléter la protection respiratoire par une surprotection cutanée utilisant un tel retour total d'air normalement mis à l'atmosphère en totalité en le captant à la sortie d'un tel système d'assistance respiratoire et en adaptant occasionnellement et localement sur ladite pièce faciale une telle surprotection de type sas d'accès ou de transfert, par exemple pour boire, s'alimenter, délivrer des soins, etc., ou plus complètement une cagoule ou une combinaison ventilée, établissant la ventilation contrôlée d'une telle surprotection par un tel APRVA; r) recouper la détermination de l'efficacité réelle des filtres tel que démontrée à l'étape g, par une méthode de simulations de situations d'expositions extrêmes et moyennes, réalisée sur un banc; une telle méthode prenant en compte l'effet de l'humidité est généralisable à la protection respiratoire sans assistance respiratoire.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape b) est avantageusement réalisée parallèlement à l'étape a) qui sélectionne alternativement, de façon couplée pour cette étape, et en dérivation une partie des flux d'air: • dudit air délivré, en même temps qu'elle obture l'ouverture dudit retour total d'air, permettant une mesure de débit sur la dérivation dudit air délivré et une mesure de la pression sur ledit retour total d'air en équilibre de pression avec l'intérieur de ladite pièce faciale, en valeur relative par rapport à la pression atmosphérique, ou en valeur différentielle par rapport à la pression dudit air délivré, ou, • dudit retour total d'air, en même temps qu'elle obture l'ouverture dudit air délivré, permettant une mesure de débit sur la dérivation dudit retour total d'air et une mesure de la pression sur ledit air délivré en équilibre de pression avec la sortie d'un moyen d'assistance, en valeur relative par rapport à la pression atmosphérique, ou en valeur différentielle par rapport à la pression dudit retour total d'air, avec calcul respectif des débits dudit retour total d'air et dudit air délivré à partir des coefficients des rapports de débit étalonnés et mémorisés à la construction entre les débits mesurés sur les flux principaux et de telles dérivations.
6. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'étape c) consiste à réguler la pression réelle à l'intérieur de ladite pièce faciale à une valeur de consigne programmée, à partir de la mesure de la pression réalisée à l'étape b) : en valeur absolue mesurée sur ledit retour total d'air, ou en valeur différentielle entre ledit retour total d'air et ledit air délivré, en augmentant ou diminuant la tension exercée par un ressort sur un diaphragme/clapet disposé sur ledit retour total d'air avant sa mise en totalité à l'atmosphère. Un tel ressort est maintenu mécaniquement dans une position fixe connue, par défaut de courant ou de commande.
7. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'étape d) consiste à déterminer différentiellement sur ledit retour total d'air la demande d'air instantanée et/ou moyenne d'un porteur, mesurée comme étant proportionnelle à l'écart des débits extrêmes ou moyens relevés entre les phases d'inspiration et d'expiration, par exemple la moitié dans ledit cas de la demande d'air moyenne d'un porteur.
8. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape e) consiste à comparer différentiellement les moyennes des mesures de débit dudit retour total d'air et dudit air délivré pour déterminer notamment la fuite totale d'air vers l'extérieur d'une telle pièce faciale.
9. - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape f) consiste à agir sur au moins un des paramètres commandant la puissance dudit système d'assistance respiratoire pour obtenir un débit sur ledit air délivré au moins égal à la somme des débits : [de ladite demande d'air moyenne du porteur + de ladite fuite d'air moyenne vers l'extérieur + une valeur complémentaire, fixe ou avantageusement proportionnelle à ladite demande d'air moyenne d'air du porteur].
10. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape g) consiste à utiliser dans un tel procédé et intégrer dans ledit moyen d'assistance respiratoire des détecteurs appropriés interchangeables desdites substances, lesdites substances englobant l'humidité relative, et à incorporer dans le fonctionnement desdits détecteurs mesurant la concentration desdites substances sur le dit air à la sortie des filtres une remise à zéro optionnelle des mesures, programmable et déclenchée à un temps paramétrable après la mise en marche dudit moyen d'assistance respiratoire ou optionnellement après chaque remplacement des filtres neufs ou vérifiés, et à appliquer une méthode de mesure différentielle, en valeur absolue et/ou en dérive par unité de temps, entre un état initial constaté correspondant au dit zéro mesure effectué et tout état susceptible d'intervenir ultérieurement au cours des usages de tels filtres, pour en contrôler l'efficacité instantanée et/ou la limite de durée d'utilisation.
11. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'étape h) consiste à mesurer au moyen d'un dit même détecteur desdites substances, alternativement, la concentration desdites substances sur lesdits retour d'air, total ou partiel, en sortie de ladite pièce faciale et la concentration desdites substances sur ledit air délivré.
12. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape i) consiste à calculer la différence de concentration desdites substances entre lesdits retour d'air, total ou partiel, et ledit air délivré, indépendamment et en plus de la concentration de claquage desdites substances mesurée sur ledit air délivré, et à contrôler la fuite desdites substances vers l'intérieur d'une telle pièce faciale par rapport à un seuil programmé, en agissant au niveau dudit moyen d'assistance respiratoire sur la régulation de la pression et/ou du débit dans le cas dudit retour total d'air, ou sur la seule régulation de débit dans le cas dudit retour partiel d'air.
13. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape j) consiste, dans tous les exemples de réalisation privilégiée variantes ou autres, mettant en jeu au moins deux filtres, à établir un tourne en rond permanent d'une partie de d'air filtré, prélevé au plus près du point de refoulement dudit système d'assistance respiratoire, par exemple un ventilateur, à le retourner également réparti sur la sortie de chaque filtre, plus précisément entre la sortie de chaque filtre et un moyen de sélection de chaque filtre disposé sur l'entrée d'air commune à tous les filtres sur l'aspiration dudit système d'assistance respiratoire; un tel tourne en rond est utilisé dans lesdites séquences commandées de mise en sécurité pour un remplacement assisté des filtres ou desdits joints ; dans les exemples de réalisation privilégiée variantes ou autres comportant deux filtres, le moyen de sélection peut être avantageusement commun aux deux filtres et être en position normalement ouvert des deux côtés par défaut de courant ou desdites séquences commandées.
14. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape k) consiste à intercaler entre un filtre et son support de serrage, conformes ou non conformes aux normes EN 148-1 et DIN 3182, un système de joint conçu pour réaliser au moins les fonctions d'étanchéité, de limitation de compression, de perception physique de fin de serrage manuel, de détection de la fin de serrage et de la . présence normale d'un filtre sur son support par exemple par un contact électrique établi sous atmosphère contrôlée de façon interne à un tel joint .
15. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'étape I) consiste à utiliser et analyser toutes les mesures, informations calculées, états disponibles pour identifier à partir desdits mesures, informations, états, la nature et la localisation d'un défaut, déterminer l'action immédiate qui sera demandée à un porteur pour corriger un tel défaut ou, dans les exemples de réalisation privilégiée et variantes ou autre, mettant en jeu au moins deux filtres, de déclencher préalablement lesdites séquences commandées de mise en sécurité réalisant la sélection et l'isolation physique, avec confirmation de l'état isolé, du filtre usé ou le plus usé ou dudit joint défectueux, permettant à un porteur de choisir de quitter une zone de risque ou d'opter pour la correction d'un tel défaut en étant assisté pour les actions qui lui seront demandées, tout en conservant le bénéfice de la protection.
16. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape m) met en œuvre une communication d'informations et d'instructions utilisant de très basses fréquences non audibles générées par un résonateur ou un vibreur, transmises directement à la colonne d'air du dit air délivré communiquant avec l'intérieur de ladite pièce faciale, de telle sorte que cette vibration soit directement perceptible sur le visage d'un porteur, ou transmises directement par un vibreur placé au plus près du contact de la peau d 'un porteur, sans sollicitation du sens de l'ouie.
17. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape n) met en œuvre une méthode de modulation de telles vibrations donnant au moins les informations et instructions utiles au maintien de la protection d'un porteur et aux actions simples qui lui sont demandées dans cet objectif, d'une façon générale une telle méthode utilise une très basse fréquence fixe non audible modulée de façon appropriée et comportant nécessairement plusieurs niveaux de modulations en fonction du niveau de sécurité de fonctionnement constaté par un tel procédé sur un tel système d'assistance respiratoire, par exemples extrêmes: - l'absence de vibration indiquerait un fonctionnement normal et une protection assurée; - des vibrations à une fréquence fixe avec des modulations plus ou moins longues et symétriques, continues ou discontinues indiqueraient un fonctionnement dégradé restant sous contrôle ou la détection et la localisation de défauts qu'un porteur peut immédiatement corriger ; - des vibrations à une fréquence fixe non modulée et continue indiqueraient au porteur que sa protection dans des conditions de sécurité suffisante n'est plus assurée, qu'il doit plaquer ladite pièce faciale sur son visage et quitter impérativement la zone de risque sans hâte ni précipitation ; une telle méthode comprend des moyens d'affichage local complémentaire de ces informations, ou tout autre moyen approprié, pour toute personne effectuant une surveillance ou portant assistance et secours à un porteur en difficulté ou inconscient, par exemple présenté sous la forme d'un chronogramme modulé de la même façon que dans les exemples ci-dessus, permettant à cette personne de connaître exactement et de la même manière l'état de fonctionnement et le niveau de protection procuré à un porteur et pouvoir agir extérieurement sur cette protection ; une telle méthode comprend l'enregistrement complémentaire dans une zone mémoire de ces informations et plus généralement de toute donnée utile et exploitable en temps réel ou différée pour la maîtrise et le contrôle d'un tel procédé et d'un tel système d'assistance respiratoire.
18. Procédé selon les revendications 4 et 15, caractérisé en ce que l'étape o) consiste, dans les exemples de réalisation privilégiée et variantes ou autres, mettant en jeu au moins deux filtres, à déclencher volontairement par le desserrage maintenu d'un filtre, détecté comme un défaut, lesdites séquences commandées de mise en sécurité qui isolent physiquement le filtre, avec confirmation de l'état isolé, et lance une séquence de remplacement assistée du filtre ou dudit joint de filtre selon le cas ; une telle séquence de remplacement en situation d'urgence est réalisée sans perdre le bénéfice de la protection ni souiller les conduites concernées qui restent pressurisées, doublement obturées de part et d'autre dudit tourne en rond d'air filtré, avec un débit de fuite volontairement limitée sur un clapet obturateur mécanique directement en contact avec l'extérieur ; une telle séquence de remplacement comporte un retour temporisé au mode de fonctionnement normal après remplacement, purge des circuits avant serrage définitif du filtre et vérification des états ; dans un tel procédé et sur un tel système d'assistance respiratoire, une telle séquence de remplacement n'arrête jamais le moyen d'assistance, par exemple un ventilateur, qui reste commandé en fonction desdits mesures, informations, états analysés.
19. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape p) consiste à adopter dans ladite sélection, couplée en fonctionnement normal, une logique de commande découplée des deux volets obturateurs correspondant à un état normalement fermé par défaut de courant ou de commande. Une telle fermeture réalisée sur une faible section est réputée étanche et empêche ainsi tout retour significatif desdites substances de l'atmosphère au travers de ladite sélection. Une telle logique de commande complété par : la présence dudit clapet obturateur mécanique sur la sortie de chaque filtre vers l'aspiration du système d'assistance respiratoire, la tension fixe par défaut exercée par un ressort sur ledit diaphragme/clapet disposé entre ledit retour total d'air et sa mise en totalité à l'atmosphère, maintient la protection sur un mode de fonctionnement en ventilation libre en cas de défaut de courant, sans risque d'accumulation de gaz carbonique à l'intérieur d'un tel appareil ou d'une telle pièce faciale. La fuite limitée sur lesdits clapets obturateur mécaniques nécessaires aux dites séquences commandées de mise en sécurité se produit vers l'extérieur du côté air filtré et ne pose aucun problème dès lors que le débit d'une telle fuite en phase expiratoire est très faible par rapport au débit expiratoire. Une protection respiratoire suffisante est ainsi maintenue et permet de quitter une zone de risques sans précipitation.
20. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape q) consiste à utiliser un tel retour d'air total mis en totalité à l'atmosphère dans un tel APRVA et à le capter en totalité à la sortie d'un tel système d'assistance respiratoire, par exemple pour boire, s'alimenter, délivrer des soins, etc., en adaptant occasionnellement et localement sur ladite pièce faciale une telle surprotection de type sas d'accès ou de transfert , ou plus complètement d'une cagoule ou d'une combinaison ventilée, pour avantageusement ventiler de façon contrôlée une telle surprotection étanche, partielle ou totale, de type sas de transfert, cagoule ou combinaison.
21. Procédé selon les revendications 2 et 4, caractérisé en ce que selon une variante de mise en œuvre de l'étape b), réalisée parallèlement à l'étape a), on sélectionne alternativement, de façon couplée pour cette étape, dudit air délivré en dérivation ou la totalité dudit retour d'air partiel : • dudit air délivré est sélectionné en même temps que la totalité dudit retour d'air partiel est obturée et son aspiration stoppée, permettant une mesure de débit sur la dérivation dudit air délivré et une mesure de la pression sur ledit retour partiel d'air en équilibre de pression avec l'intérieur de ladite pièce faciale, en valeur relative par rapport à la pression atmosphérique, ou en valeur différentielle par rapport à la pression dudit air délivré ou, • ledit retour d'air partiel est sélectionné en totalité et son moyen d'aspiration activé en même temps que ledit air délivré est obturé, permettant une confirmation de débit dudit retour partiel d'air sur le moyen de mesure desdites substances et la mesure de la pression sur ledit air délivré en équilibre de pression avec la sortie d'un moyen d'assistance, par exemple un ventilateur, par rapport à la pression atmosphérique.
22. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape r) met en œuvre une méthode complémentaire de recoupement de l'étape g), ladite méthode utilise directement des substances pures injectées séparément ou sous forme de mélanges, simule au moins les phases extrêmes et moyennes des situations réelles mesurées prenant en compte l'effet de l'humidité; une telle méthode, généralisable à tous les types de filtre et à la protection respiratoire à ventilation libre, comporte au moins une ou plusieurs des phases suivantes : 1) concentration maximale simulée: elle est au moins supérieure à un certain nombre de fois, par exemple 10 fois, la plus forte valeur de pointe enregistrée, généralement pendant une courte durée, sur une situation de travail réelle.
2) nombre de phases de concentration maximale simulées: il est fixé en fonction de la nature des expositions observées sur le terrain, par exemple cinq ou six phases d'injections sur une période donnée, par exemple une heure, permet de couvrir la majorité des situations rencontrées en Hygiène Industrielle, la première à la mise en route du test, suivie par exemple de quatre ou cinq autres à intervalle plus ou moins régulier,
3) concentration moyenne simulée: les phases de concentration maximales simulées sont fixées, par exemple sur ladite période donnée , de façon à donner une concentration moyenne équivalente au moins égale à un certain nombre de fois, par exemple 20 fois, la Valeur de l'Exposition Professionnelle moyenne réelle mesurée sur ladite période donnée,
4) concentration moyenne minimale à simuler: si une Valeur de l'Exposition Professionnelle moyenne réelle mesurée est inférieure à un certain nombre de fois, par exemple 20 fois, une Valeur Limite de la substance testée pour un temps donné, les phases de concentrations maximales seront fixées sur ladite période donnée, en fonction d'une telle Valeur Limite, de façon à être au moins équivalentes en moyenne à un certains nombre de fois une telle Valeur Limite, sans jamais dépasser la totalité de la capacité théorique disponible d'un filtre,
5) durée totale du test de simulation: il est poursuivi après les phases de concentrations maximales simulées, par exemple sur ladite période donnée, et les phases 2), 3) ou 4), jusqu'à apparition de la substance en sortie du filtre mesuré comme le temps de sortie et/ou jusqu'à l'enregistrement du maximum du pic de concentration mesuré comme le temps de résolution de la substance sur le filtre ,
6) vérification de la réversibilité de l'adsorption : les étapes 2), 3) ou 4), selon le cas, sont répétées sur un filtre neuf ou régénéré, de façon à simuler le déroulement d'une opération sur ladite période donnée. Le débit d'air est maintenu quelque temps, par exemple dix à quinze minutes, après la dernière phase d'injection. Le filtre est ensuite mis en position de rétro-balayage sur le banc et un débit d'un fluide gazeux approprié est maintenu, jusqu'à la purge totale de la substance du filtre : le temps de fin de purge représente dans ces conditions le temps pendant lequel un filtre à adsorption devrait être traité par rétro balayage dans les même conditions pour être régénéré et qu'il n'y ait plus de substances à l'intérieur ; pour maîtriser un tel rétro-balayage la quantité desdites substances retrouvées, doit être comparable à la quantité desdites substances introduite.
7) la durée d'utilisation continue maximale autorisée: elle est égale audit temps de sortie de la substance relevé en 5), en dehors de toute autre disposition de mesure réelle de cette durée ,
8) la durée d'utilisation cumulée recommandée: c'est le temps 7), divisé par un facteur de sécurité qui doit tenir compte de la période de mise à disposition maximale autorisée 9), en dehors de toute autre disposition de traitement de régénération ou spécial de tels filtres.
9) la période de mise à disposition maximale autorisée : période au bout de laquelle un filtre doit être remplacé qu'il ait été utilisé ou non, que ce soit dans le cas d'une dotation individuelle, ou dans le cas d'un usage collectif, en dehors de toute autre disposition de traitement de régénération ou spécial de tels filtres.
23. Dispositif de protection respiratoire à ventilation assistée, caractérisé en ce qu'il comprend: une pièce faciale (22) dont une partie rigide ou semi rigide (22.0) creuse constitue un dispositif de collecte interne latéral ou périphérique de l'air (22.4) dirigé vers la sortie (9) et retourné au niveau du système d'assistance respiratoire et de filtration (1) où il est rejeté en totalité à l'atmosphère; ladite pièce faciale recevant l'air délivré à l'entrée (8) (22.3) est reliée par au moins une conduite (7) audit système d'assistance respiratoire (1); ledit dispositif de collecte interne (22.4) dudit air retourné est raccordé à une conduite d'air de retour (9), préférentiellement constituée par un tuyau concentrique interne (9) ou (9.2) au tuyau de délivrance d'air, ou par un tuyau séparé reliant ladite sortie (9 ) de ladite pièce faciale (22) audit système d'assistance respiratoire (1); ledit dispositif de protection respiratoire est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (19), par exemple constitués par un système informatique centralisé comprenant un microprocesseur et permettant d'analyser et/ou de mesurer une ou plusieurs caractéristiques dudit air délivré et dudit air retourné avant son rejet total à l'atmosphère, dans l'objectif de contrôler l'efficacité et la durée réelle d'utilisation de filtres, l'étanchéité d'une telle pièce faciale et le fonctionnement en sécurité d'un tel dispositif.
24. Dispositif de protection respiratoire à ventilation assistée, selon la revendication 23, caractérisé en ce qu'il comporte des conduites (6) réalisant un tourne en rond continu et constant d'une partie de l'air filtré entre le refoulement dudit système d'assistance respiratoire, par exemple un ventilateur (5) et l'aspiration dudit ventilateur, également réparti sur des points particuliers situés sur la dite aspiration entre un moyen de sélection (4) et un moyen obturateur (3) (3.10), permettant la commande, via le système centralisé (19), de fonctions de mise en sécurité et/ou de remplacement assisté de filtre ou de joint (3.1), sans perdre le bénéfice de la protection.
25. Dispositif selon l'une des revendications 23 ou 24, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (13) permettant : a) de façon commandée, via le système centralisé (19), la sélection dudit air délivré à la sortie des filtres (8), (8.1) vers ladite pièce faciale (22), ou dudit retour d'air total (9), (9.1) ou partiel (9.2), de ladite pièce faciale, aux fins de mesures et/ou de contrôle de différents paramètres, b) par défaut de commande ou de courant, d'obturer les conduites (8.1) et (9.1) vers la mise à l'atmosphère (17)
26. Dispositif suivant la revendication 25, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de mesure de pression (12) [(12a) (12c)] (12b) permettant de mesurer, parallèlement ou indépendamment à ladite sélection de l'air (13), la pression de l'air sur le dit retour d'air, total (9.1) (9) ou partiel (9.2), par rapport ou indépendamment audit air délivré (8.1) (8).
27. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 23 à 26, caractérisé en ce qu'il est pourvu de moyens de contrôle et de régulation (10) permettant de contrôler et d'ajuster la pression positive réelle disponible dans ladite pièce faciale (22) dans le cas dudit retour total d'air, en agissant au niveau dudit dispositif de protection respiratoire (1) sur ledit retour total d'air au travers d'un dispositif (10) comportant au moins : un diaphragme clapet (10.1) sur lequel un ressort (10.2) exerce une pression variable ajustée par un moyen de réglage ( 0.3) commandé via le système centralisé (19) .
28. Dispositif selon la revendication 25, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de mesure de débit (14) et des moyens centralisés de traitement (19) permettant : - de mesurer différentiellement ou indépendamment les débits d'air sur les dérivations dudit air délivré (8.1) et dudit retour total d'air (9.1), de calculer respectivement les débits dudit air délivré (8), et dudit retour total d'air (9) à partir des coefficients mémorisés de rapport des débits [(8) / (8.1)] et [(9) / (9.1)], étalonnés à la construction sur une restriction fixe (16), ou la conduite 17 ou le moyen de mesure (14) faisant office de restriction, ou, - d'affirmer la présence d'un débit sur ledit retour partiel d'air (9.2) vers le moyen d'analyse (15).
29. Dispositif selon la revendication 28,caractérisé en ce qu'il comporte des moyens centralisés de traitement (19) permettant de calculer différentiellement, dans le cas dudit retour total d'air (9.1) (9), la demande d'air instantanée et/ou moyenne d'un porteur.
30. Dispositif selon la revendication 28, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens centralisés de traitement (19) permettant, dans le cas dudit retour total d'air (9.1) (9), de calculer le débit de fuite moyen d'air vers l'atmosphère d'une telle pièce faciale (22) différentiellement entre les débits moyens mesurés sur ledit air délivré et ledit retour total d'air.
31. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 23 à 30, caractérisé en ce que lesdits moyens centralisés de traitement (19) permettant de contrôler et d'ajuster le débit dudit air délivré (5), de façon à obtenir un débit sur ledit air délivré au moins égal à la somme des débits (a + b + c) ci-dessous: a. ladite demande d'air moyenne du porteur, b. ladite fuite d'air moyenne vers l'extérieur, c. une valeur complémentaire fixe ou avantageusement proportionnelle à ladite demande d'air moyenne du porteur déterminée sur ledit retour total d'air.
32. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 23 à 31, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens détecteurs desdites substances(15), permettant de mesurer différentiellement la concentration desdites substances sur l'air délivré, entre un état initial relevé à la mise en service de filtres et l'évolution de ces concentrations en cours d'usages réels, en valeur absolue et/ou en dérive par unité de temps, pour en déterminer l'efficacité instantanée et/ou la limite de durée d'utilisation; lesdits moyens détecteurs de substances comprenant ceux permettant la mesure de l'humidité relative, lesquels moyens de mesure de ladite humidité relative comprennent nécessairement les moyens de mesure de la température.
33. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 23 à 32, caractérisé en ce que lesdits moyens (15) permettent de mesurer alternativement, au moyen de ladite sélection (13), les concentrations desdites substances dans ledit retour d'air total ou partiel et ledit air délivré.
34. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 23 à 33, caractérisé en ce qu'il est doté de moyens centralisés de traitement (19) permettant de calculer différentiellement la fuite en substance vers l'intérieur d'une telle pièce faciale et de la contrôler (5) (10), donc d'évaluer l'exposition réelle aux substances avec port d'une protection, indépendamment et en plus de la concentration de claquage en substances mesurée sur ledit air délivré à la sortie des filtres.
35. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 23 à 34, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (3), par exemple intégrés dans un joint, permettant de vérifier ou contrôler activement: l'étanchéité réalisée par un tel joint entre un filtre et son support (3.1) (3.1a) (3.1b), la pression de serrage exercée sur un tel joint (3.3), la perception de la fin de serrage manuel d'un filtre sur son support à travers un tel joint par une butée (3.2) (3.4); la détection et la confirmation de présence normale d'un filtre sur son support à travers un tel joint et une telle butée, électriquement conducteurs, par la fermeture des contacts électriques établis sous atmosphère contrôlée à travers les fiches (3.7a) et (3.7b) et leurs embases (3.6a) et (3.6b) ; un tel joint est maintenu en position par un dispositif approprié, par exemple la fiche (3.7a) permet un tel maintien en étant enfoncée sur une embase solidairement fixée dans la conduite (3.6a), une telle embase est reliée à un circuit électrique à travers un passe-parois étanche (3.8) ; dans un tel exemple la fiche (3.7b) est enfoncée de façon flottante sur un connecteur (3.6b) relié à un fil extensible souple lui même relié à un circuit électrique à travers un passe-parois étanche (3.8) ; l'extraction d'un tel joint est réalisée par un dispositif approprié, par exemple un anneau d'extraction (3.5) solidairement fixé sur une partie rigide d'un tel joint (3.2).
36. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 23 à 35, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens centralisés de traitement (19) permettant de maintenir la protection à un niveau suffisant en cas de fonctionnement dégradé, sur un seul filtre ou sur les filtres restant, après sélection (13), détection (15) et isolation (4) d'un filtre et/ou d'un joint (3.1) usé ou défectueux.
37. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 23 à 36, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'information et ou d'alarme (20), (20.2) permettant d'informer un porteur sans être interféré par son environnement et sans le signaler dans son environnement par utilisation de vibrations très basses fréquences non audibles.
38. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 23 à 37, caractérisé en ce qu'il est pourvu de moyens centralisés de traitement (19) générant de telles très basses fréquences permettant d'informer un porteur (20) ou (20.2) sur les seuls défauts spécifiques au maintien de sa protection avec demande d'action simple et assistée pour conserver ou rétablir cette protection, affichant (20.1) complémentairement, par exemple sous la forme d'un chronogramme modulé de la même manière, les mêmes informations pour tout autre personne susceptible d'assister un porteur, enregistrant en temps de fonctionnement réel dans une zone mémoire (21) toute information ou donnée utile exploitable en différé ou en temps réel pour la maîtrise et le contrôle d'un tel procédé et d'un tel dispositif de protection respiratoire.
39. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 23 à 38, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (4) [(3.) (3.1) (3.10)] (13) (15), contrôlés et/ou commandés via le système centralisé (19) permettant le remplacement optionnel et assisté d'un (ou des) filtre(s) et/ou d'un (ou des) joint(s) de filtre en situation d'urgence, sans perdre le bénéfice de la protection, ni polluer les conduites qui restent pressurisées et doublement obturées (3.10) (4) sous balayage d'air à travers une fuite volontairement limitée sur un clapet obturateur (3.10) mis en contact avec l'extérieur.
40. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 23 à 39, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens [(10) (10.1) (10.2)] (13) sur un tel retour total d'air et (3.10) (13) sur ledit air délivré permettant de maintenir une protection suffisante dans le cas dudit retour total d'air et en cas de panne totale des moyens d'assistance respiratoire (5) (1) utilisant de telles pièces faciales (22) dépourvues de valve, clapet ou tout autre dispositif à demande d'air.
41. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 23 à 40, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de raccordement (11) permettant de compléter la protection respiratoire par une surprotection cutanée utilisant un tel retour total d'air rejeté en totalité à l'atmosphère collecté sur la sortie d'un tel appareil pour avantageusement ventiler de façon contrôlée une surprotection étanche, partielle ou totale, de type sas de transfert ou cagoule ou combinaison.
42. Dispositif pour la mise en œuvre de la méthode du procédé selon la revendication 22, permettant de recouper la détermination de l'efficacité réelle des filtres par une méthode de simulations de situations d'expositions extrêmes réalisée sur un banc(30), à partir d'injections de substances pures, généralisable à la protection respiratoire en ventilation libre, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un ou plusieurs des dispositifs suivants : - une installation de séchage d'air (non montré sur la fig. 13) - un ensemble de contrôle du débit d'air (31), réglé en fonction des conditions de débit moyen en utilisation réelle des filtres - un dispositif d'humidification de l'air (32 ) comportant dans l'exemple décrit au moins: une capacité en eau, agitée par un moyen approprié (37) et réchauffée par un moyen approprié (38) pour recréer par vaporisation continue, si nécessaire, des conditions d'humidité comparables à celles rencontrées en situations réelles d'exposition ; cet humidificateur permet de tester par comparaison et toutes autres choses égales par ailleurs, l'effet de cette humidité sur l'efficacité des filtres utilisés - une capacité tampon (34) d'un volume connu de gaz agité par un moyen adéquat (37), par exemple environ 30 litres correspondant au volume d'air inhalé pendant environ une minute par une personne effectuant un faible effort ; un détecteur enregistreur y étant par exemple introduit ou raccordé (36) pour des mesures de concentration instantanée à l'entrée du filtre. - des dispositifs d'introduction (33) de quantités connues de substances pures, gazeuses ou liquides, séparément ou sous forme de mélanges, dans une telle capacité et un système de by-pass (33.1). - un sas (35) permettant de raccorder à la capacité le filtre à tester, dans le sens d'utilisation normale ( 35.1) ou dans le sens de rétro-balayage (35.2). - un dispositif permettant de raccorder après le filtre un détecteur enregistreur (36).
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