FR2926627A1 - Systeme d'alimentation en gaz pour enceintes etanches - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système d'alimentation en gaz pour des enceintes étanches, ledit système comprenant une entrée (10) de gaz d'entrée, ladite entrée (10) comportant des moyens de traitement (12) dudit gaz d'entrée, ladite entrée (10) étant destinée à être reliée à ladite enceinte étanche (11) par un premier circuit d'alimentation (13), et une sortie (15) de gaz extrait de ladite enceinte étanche (11) par des moyens d'extraction dudit gaz, ladite sortie (15) de gaz étant destiné à être reliée à ladite enceinte étanche (11 ) par un circuit d'extraction.Selon l'invention, le système comporte un deuxième circuit d'alimentation (19) en gaz relié d'une part audit premier circuit d'alimentation (13) et d'autre part audit circuit d'extraction (16), des vannes (20, 22) pour contrôler l'écoulement dudit gaz au travers du système, lesdites vannes (20, 22) ayant deux positions, une première position permettant l'écoulement dudit gaz de ladite entrée (10) vers ledit premier circuit d'alimentation (13) et dudit circuit d'extraction vers ladite sortie (15), une deuxième position permettant l'écoulement dudit gaz dans une boucle de recyclage de gaz formée par ledit circuit d'extraction, lesdits premier et deuxième circuits d'alimentation, et en ce que ledit système est étanche.

Description

Système d'alimentation en gaz pour enceintes étanches

La présente invention concerne un système d'alimentation en gaz pour enceintes étanches, et notamment un système d'alimentation en air de volumes à accès restreint. On connaît de tels systèmes d'alimentation pour alimenter par exemple en air des salles blanches dans lesquelles les concentrations en poussières et en micro-organismes sont scrupuleusement contrôlées. Les enceintes étanches à alimenter en air, neuf ou recyclé, sont toujours définies par les paramètres suivants: - un taux horaire de renouvellement du volume nominal de l'enceinte, - une mesure de la température de l'air entrant et sa modification éventuelle pour l'amener à la température consignée, - une mesure du taux d'empoussiérage de l'air entrant et son épuration éventuelle par filtration, - une mesure de l'hygrométrie de l'air entrant et sa modification par des dispositifs adaptés. Le fonctionnement le plus simple d'un tel système d'alimentation est celui de l'alimentation continue en air neuf, prélevé à l'extérieur de l'enceinte étanche, avec rejet concomitant, avec ou sans filtration finale, du gaz extrait de l'enceinte pour préserver l'environnement.

Ce système d'alimentation en air, dit à montage ouvert, est simple dans sa mise en oeuvre et les seules difficultés rencontrées résultent des spécifications par mesures physiques de l'air neuf entrant et de l'étanchéité des enceintes à ambiances de confort. La Figure 1 est une représentation schématique d'un système d'alimentation en air de l'art antérieur d'une enceinte étanche. Ce système comporte un port d'entrée 1 en air relié à une unité de traitement 2 de l'air entrant. Cette unité de traitement 2 de l'air entrant effectue le dépoussiérage par filtration, les éventuelles corrections thermique et de l'hygrométrie de l'air entrant. Elle comprend également un motoventilateur (non représenté) pour distribuer l'air entrant. Une canalisation 3 relie cette unité de traitement 2 de l'air à un moyen de distribution de l'air 4 dans le plénum de répartition de l'air entrant dans le volume de l'enceinte étanche 5, lequel contient des éléments de filtration ultime (non représentés) de l'air entrant pour l'amener au degré de satisfaction nécessaire à la conduite de l'activité opérée dans l'enceinte 5. L'enceinte étanche 5 est un volume de dimension variable au sein duquel diverses activités industrielles peuvent être conduites; mais il s'agit toujours d'un volume à accès contrôlé, dédié à des fabrications spéciales pour lesquelles des conditions particulières sont requises. Chaque paramètre peut être un point de consigne : taux de particules, température, hygrométrie, état de la pression mesurée en nanopascal (npa) ou dépression interne. L'air est extrait de cette enceinte étanche 5 et est envoyé via une canalisation 6 vers une centrale de filtration 7 de l'air sortant. Cet air sortant une fois filtré est ensuite rejeté à l'extérieur par un port de sortie 8 de l'air.

Deux vannes papillon 9 placées respectivement à l'entrée et à la sortie sur les canalisations 3, 6 correspondantes assurent le contrôle de l'écoulement de l'air dans le système d'alimentation de la salle blanche. La diversité des applications industrielles et les demandes nouvelles formulées par des industries sous références de qualité de production telles que les normes ISO fixées par l'Organisation internationale de normalisation ou DIN fixées par l'Institut Allemand pour la standardisation, par exemple, ou encore sous régime d'assurance qualité, démontrent les difficultés inhérentes au respect et au maintien d'un ou plusieurs points de consigne. Les écarts observés par rapport à une norme à respecter sont d'autant plus préjudiciables pour la qualité du produit fini, lorsque la variation affecte le paramètre déterminant. L'étanchéité d'une salle de production est le paramètre déterminant lorsqu'un agent de traitement qui a un effet déterminant sur le procédé de fabrication, ou de traitement, d'un produit peut être générateur d'effets nuisibles voir nocifs à l'extérieur de cette salle de production.

Or, le degré de pureté du volume interne d'une salle de production telle qu'une salle blanche peut être protégé par une mise en surpression de ce volume. La manipulation de produits toxiques ou potentiellement toxiques, à l'intérieur de cette salle exige donc que l'étanchéité du contenant soit éprouvée afin de supprimer toute dispersion extérieure. Toutefois, il n'existe pas de dispositif simple permettant de tester le niveau d'étanchéité des salles de production dites étanches préalablement à leur mise en service.

Cependant, ce besoin n'est pas limité aux seules salles de production mais à toute enceinte dite étanche telle qu'une chambre, hotte, container, isolateur ou encore une bulle. Il n'existe pas non plus de système simple permettant de tester l'étanchéité des carlingues d'aéronef en fin d'assemblage, alors que ce paramètre est déterminant pour la qualification au vol à hautes altitudes. Par ailleurs, il existe une multitude de demandes industrielles pour un système permettant d'aseptiser, stériliser ou décontaminer un milieu confiné, que ce dernier ait été contaminé par des éléments radio marqués, ou des produits à haute activité pharmacologique et susceptibles d'effet rémanent sur l'homme, ou des produits nouveaux issus des biotechnologies, ou encore des souches virales traitées que la législation oblige à traiter en laboratoire de type P4. L'objectif de la présente invention est donc de proposer un système aéraulique pour volumes confinés simple dans sa conception et son mode opératoire permettant d'assurer soit une alimentation continue en gaz neuf de ces volumes, soit une alimentation en gaz recyclé, ce gaz pouvant être traité, aseptisé, stérilisé ou encore décontaminé. Un autre objet de la présente invention est de permettre la qualification réglementaire du degré d'étanchéité d'enceintes dite étanches pour la manipulation des produits ci-dessus évoqués de façon non limitative. A cet effet, l'invention concerne un système d'alimentation en gaz pour des enceintes étanches, ce système comprenant une entrée de gaz d'entrée, cette entrée comportant des moyens de traitement du gaz d'entrée, ladite entrée étant destinée à être reliée à l'enceinte étanche par un premier circuit d'alimentation et une sortie de gaz extrait de l'enceinte étanche par des moyens d'extraction du gaz, cette sortie de gaz étant destiné à être reliée à l'enceinte étanche par un circuit d'extraction. Selon l'invention, ce système comporte un deuxième circuit d'alimentation en gaz relié d'une part au premier circuit d'alimentation et d'autre part au circuit d'extraction, des vannes pour contrôler l'écoulement de ce gaz au travers du système, ces vannes ayant deux positions, une première position permettant l'écoulement du gaz de l'entrée vers le premier circuit d'alimentation et du circuit d'extraction vers la sortie, une deuxième position permettant l'écoulement du gaz dans une boucle de recyclage de gaz formée par le circuit d'extraction, les premier et deuxième circuits d'alimentation. Le système est de plus étanche. Avantageusement, le réglage différentiel des vannes permettant de contrôler l'écoulement du gaz au niveau de l'entrée et de la sortie, permet de réguler : - la surpression à l'intérieur de l'enceinte étanche en fermant un peu la vanne contrôlant l'écoulement de gaz à la sortie, ce qui limite ainsi la sortie de gaz vers l'extérieur, - la sous-pression à l'intérieur de l'enceinte étanche en fermant un peu la vanne contrôlant l'écoulement de gaz à l'entrée, ce qui limite ainsi l'entrée de gaz vers l'enceinte étanche. Dans différents modes de réalisation particuliers de ce système d'alimentation en gaz, chacun ayant ses avantages particuliers et susceptibles de nombreuses combinaisons techniques possibles: - le deuxième circuit d'alimentation en gaz comprend au moins une vanne, cette vanne étant reliée à un port d'introduction d'un gaz et/ou de liquide, - le port d'introduction comporte des moyens pour délivrer un liquide à l'état de gouttelettes à l'intérieur dudit deuxième circuit d'alimentation, - les vannes sont choisies dans le groupe comprenant des vannes papillon, des vannes 3 voies et des combinaisons de ces éléments, -les moyens de traitement comprennent au moins un élément choisi dans le groupe comprenant un filtre, un dépoussiéreur, un élément de déshydratation, un humidificateur, un élément chauffant, un organe de refroidissement, un motoventilateur et des combinaisons de ces éléments, Bien entendu, le système comporte une ou plusieurs sondes pour analyser le gaz d'entrée. Une de ces sondes est par exemple un capteur de température relié à un ou plusieurs éléments chauffants et/ou à un ou plusieurs organes de refroidissement pour commander ceux-ci et conférer la température souhaitée au gaz d'entrée. - la sortie comprend au moins un filtre. L'invention concerne encore un système de construction modulaire transportable destiné à la construction de bâtiments. Selon l'invention, le système comprend un système d'alimentation en 10 gaz tel que décrit précédemment. De tels systèmes de construction modulaire transportables sont décrits dans le brevet FR 2 810 059 au nom du présent demandeur. Ce système de construction modulaire comporte au moins deux modules, chacun de ces modules comprenant : 15 - au moins une face percée d'une ouverture, - une rainure ménagée dans le pourtour de cette ouverture, de façon que les rainures ménagées dans deux faces en regard l'une de l'autre de deux modules adjacents coïncident pour former un logement annulaire continu autour de ces ouvertures, 20 - des moyens de fixation complémentaires solidarisés au module de façon que ces moyens complémentaires de deux modules adjacents soient aptes à coopérer pour maintenir accouplés ces modules, et - le système comprend en outre un joint gonflable apte à être inséré dans le logement annulaire continu pour obturer hermétiquement l'espace 25 compris entre deux rainures de deux faces en regard l'une de l'autre par quoi deux faces de deux modules adjacents sont accouplées hermétiquement. Un avantage de ce système de construction réside dans la jonction hermétique réalisée entre deux modules adjacents. L'invention concerne encore l'utilisation d'un système d'alimentation en 30 gaz tel que décrit précédemment pour tester l'étanchéité de ladite enceinte étanche. Pour cela, on peut, par exemple, fermer la vanne contrôlant l'écoulement du gaz à la sortie, alors que la vanne contrôlant l'écoulement de gaz à l'entrée est ouverte, ce qui permet d'établir une pression progressive à 35 l'intérieur de l'enceinte étanche et de tester l'étanchéité des parois de cette enceinte en fonction du temps. Pour cela, on ferme alors la vanne contrôlant l'écoulement de gaz à l'entrée, et on observe le maintien ou l'abaissement de la pression à l'intérieur de l'enceinte étanche. Cette observation peut être obtenue à l'aide d'un ou plusieurs capteurs de pression. Bien entendu, le système d'alimentation en gaz de l'enceinte étanche doit être lui-même étanche. Les canalisations de ce système pourront être réalisées en matériaux étanches et comprendre des tubes soudés avec des parois étanches en plaque collées (A vérifier). Ce système permet alors d'établir un test validé et réglementaire de conformité d'une enceinte étanche à certains usages difficiles. L'invention sera décrite plus en détail en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une représentation schématique d'un système d'alimentation en air de l'art antérieur ; - la figure 2 montre un système d'alimentation en gaz selon un mode de réalisation particulier, dans un premier mode de fonctionnement ; - la figure 3 montre le système d'alimentation de la Figure 2 dans un autre mode de fonctionnement; La Figure 2 montre un système d'alimentation en air d'une salle blanche selon un mode de réalisation particulier de l'invention. Ce système comprend une entrée d'air 10 prélevant de l'air à l'extérieur du bâtiment abritant la salle blanche 11. Cette entrée 10 comporte des moyens de traitement 12 de l'air extérieur. Ces moyens de traitement 12 comprennent ici un filtre et un dépoussiéreur pour dépoussiérer l'air entrant, un élément de déshydratation pour déshumidifier l'air et un élément chauffant tel qu'une ou plusieurs résistances thermiques pour adapter la température de l'air aux conditions d'ambiance déterminer par les utilisateurs de la salle blanche.

Ces moyens de traitement 12 assurent donc la filtration particulaire de l'air entrant dans l'entrée 10 afin d'abaisser le taux de particules, ce qui est le corollaire de celui de la contamination microbienne, permettant d'établir dans la salle blanche 11 le respect d'une classification A B C, établie en normes internationales.

Le degré de pureté intérieure dans la salle blanche 11 est protégé par une mise en surpression du milieu confiné. Cette pression positive à l'intérieur de la salle blanche 11 est, à titre purement illustratif, de l'ordre de 18 à 25 Npa. La réalisation de tests de pureté microbiologique périodiques permet de contrôler la pureté de l'air régnant dans la salle blanche 11. Ces moyens de traitement 12 comprennent également un moto ventilateur pour distribuer l'air dans un premier circuit d'alimentation 13 qui permet de relier l'entrée 10 à la salle blanche 11. Ce premier circuit d'alimentation comporte une conduite étanche 13, laquelle est reliée de manière étanche à la fois à cette entrée 10 et à la salle blanche 11. Cette conduite étanche 13 est par exemple réalisée en tôle d'acier soudé pour les conditions d'utilisation simples. Lorsque ce premier circuit d'alimentation est formé de plusieurs conduites étanches, ces conduites sont soudées les unes aux autres afin d'assurer l'étanchéité de l'ensemble du circuit d'alimentation. En cas de conditions particulièrement difficiles de température ou de pression, ces conduites sont réalisées en acier inoxydable. L'air présent dans la salle blanche est extrait par des moyens d'extraction 14 comprenant un motoventilateur et envoyé vers une sortie 15 de gaz via un circuit d'extraction 16 comprenant une conduite étanche 16 telle que décrite précédemment. Cette conduite 16 est également reliée de manière étanche aux moyens d'extraction 14 de l'air et à la sortie 15. Préalablement au rejet vers l'extérieur de l'air extrait de la salle blanche 11, un filtre 17 permet de filtrer l'air pour protéger l'environnement.

Les flèches 18 montrent le sens de circulation de l'air dans ce système d'alimentation qui fonctionne ici en alimentation continue en air neuf. Cet air est donc prélevé à l'extérieur de la salle blanche 11 à l'entrée 10 du système d'alimentation, l'air usé étant rejeté en sortie 15 de manière concomitante. Le système comporte encore un deuxième circuit d'alimentation 19 en air relié d'une part au premier circuit d'alimentation 13 par une vanne trois voies 20 et d'autre part au circuit d'extraction 16 par une autre vanne trois voies 21. Ces deux vannes 20, 21 permettent ici de contrôler l'écoulement de l'air de l'entrée 10 vers la sortie 15 du système d'alimentation en air de la salle blanche 11, en étant placée dans une première position isolant le deuxième circuit d'alimentation 19 du reste du système. Ces vannes 20, 21 sont avantageusement électrocommandées. La Figure 3 montre ce système d'alimentation dans un autre mode de fonctionnement. Les éléments repérés sur la Figure 3 par les mêmes références que sur la Figure 2 représentent les mêmes objets qui ne seront donc pas décrits de nouveau. Ce mode de fonctionnement se distingue de celui décrit précédemment à la Figure 2 en ce que les vannes 3 voies 20, 21 sont placées dans une deuxième position permettant l'écoulement de l'air dans une boucle de recyclage formée par le circuit d'extraction 16, les premier et deuxième circuits d'alimentation 13, 19. Le deuxième circuit d'alimentation 19 est également formé par une ou plusieurs conduites étanches telles que des conduites en acier inoxydable. Ce deuxième circuit d'alimentation 19 comprend une troisième vanne 3 voies 22, laquelle est reliée à un port d'introduction 23 d'un gaz et/ou de liquide. Ce port d'introduction 23 comporte avantageusement des moyens pour délivrer un liquide à l'état de gouttelettes à l'intérieur du deuxième circuit d'alimentation afin que celui-ci soit diffusé dans l'air.

Ces moyens pour délivrer un liquide à l'état de gouttelettes comprennent par exemple des moyens de pulvérisation du liquide. L'ensemble formé par le deuxième circuit d'alimentation 19, les trois vannes 3 voies 20, 21, 22 et le port d'introduction 23, permet avantageusement un traitement modificatif de la qualité intérieure de l'air du volume de la salle blanche. Ce traitement modificatif peut se réaliser soit par adjonction de substances aéro-dispersives afin d'obtenir une aseptisation de l'air selon des protocoles opératoires qui varient en fonction du volume de la salle blanche à traiter, du degré d'hygrométrie de l'air et de sa température, mais aussi, soit par des substances mises en oeuvre tel le peroxyde d'hydrogène ou l'acide peracétique, substances citées à titre d'exemple non limitatif.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Système d'alimentation en gaz pour des enceintes étanches, ledit système comprenant une entrée de gaz d'entrée, ladite entrée (10) comportant des moyens de traitement (12) dudit gaz d'entrée, ladite entrée (10) étant destinée à être reliée à ladite enceinte étanche (11) par un premier circuit d'alimentation (13), et une sortie (15) de gaz extrait de ladite enceinte étanche (11) par des moyens d'extraction (16) dudit gaz, ladite sortie (15) de gaz étant destinée à être reliée à ladite enceinte étanche (11) par un circuit d'extraction, caractérisé en ce qu'il comporte un deuxième circuit d'alimentation (19) en gaz relié d'une part audit premier circuit d'alimentation (13) et d'autre part audit circuit d'extraction (16), des vannes (20, 22) pour contrôler l'écoulement dudit gaz au travers du système, lesdites vannes ayant deux positions, une première position permettant l'écoulement dudit gaz de ladite entrée (10) vers ledit premier circuit d'alimentation (13) et dudit circuit d'extraction vers ladite sortie (15), une deuxième position permettant l'écoulement dudit gaz dans une boucle de recyclage de gaz formée par ledit circuit d'extraction (16), lesdits premier et deuxième circuits d'alimentation (13, 19), et en ce que ledit système est étanche.

2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit deuxième circuit d'alimentation (19) en gaz comprend au moins une vanne (22), ladite vanne étant reliée à un port d'introduction (23) d'un gaz et/ou de liquide.

3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit port d'introduction (23) comporte des moyens pour délivrer un liquide à l'état de gouttelettes à l'intérieur dudit deuxième circuit d'alimentation.

4. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdites vannes (20-22) sont choisies dans le groupe comprenant des vannes papillon, des vannes 3 voies et des combinaisons de ces éléments.

5. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement (12) comprennent au moins un élément choisi dans le groupe comprenant un filtre, un dépoussiéreur, un élément de déshydratation, un humidificateur, un élémentchauffant, un organe de refroidissement, un motoventilateur et des combinaisons de ces éléments.

6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite sortie (15) comprend au moins un filtre.

7. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits premier et deuxième circuits d'alimentation (13, 19) et ledit circuit d'extraction (16) comprennent des conduites en matériau étanche.

8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdites conduites sont soudées les unes aux autres.

9. Système de construction modulaire transportable destiné à la construction de bâtiments, caractérisé en ce qu'il comprend un système d'alimentation en gaz selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.

10. Utilisation du système selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 pour tester l'étanchéité de ladite enceinte étanche (11).