FR2983945A1 - Systeme de ventilation de salle propre et procede de regulation d'un tel systeme de ventilation - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un système de ventilation (10) de salle propre (1), par exemple du type bloc opératoire ou chambre stérile, le système de ventilation (10) comprenant un plafond filtrant (12), des moyens (20) d'apport d'air primaire (F1) dans le système de ventilation (10) en amont du plafond filtrant (12), des moyens (40) de reprise d'air secondaire (F2) circulant dans la salle (1), et des moyens (60) de soufflage d'un flux d'air ventilé (F3) comprenant un mélange d'air primaire (F1) et d'air secondaire (F2) dans la salle (1) à travers le plafond filtrant (12). Le système de ventilation (10) est caractérisé en ce que les moyens d'apport (20) sont raccordés au système de ventilation (10) en aval des moyens de soufflage (60) et en amont du plafond filtrant (12), en ce que les moyens de reprise (40) comprennent au moins une colonne (41, 42, 43, 44) de recyclage de l'air secondaire (F2) circulant au moins dans une partie inférieure (3) de la salle (1), cet air secondaire (F2) étant aspiré dans la colonne (41, 42, 43, 44) à travers des filtres à haute efficacité sous l'action des moyens de soufflage (60), et en ce que des baffles d'isolation acoustique sont agencés dans le plafond filtrant (12), en aval des moyens de soufflage (60) et des moyens d'apport (20). L'invention concerne également un procédé de régulation d'un tel système de ventilation (10).

Description

SYSTEME DE VENTILATION DE SALLE PROPRE ET PROCEDE DE REGULATION D'UN TEL SYSTEME DE VENTILATION La présente invention concerne un système de ventilation de salle propre, par exemple du type bloc opératoire ou chambre stérile en milieu hospitalier, ou salle blanche en milieu industriel. L'invention concerne également un procédé de régulation d'un tel système de ventilation. Le domaine de l'invention est notamment celui des systèmes de ventilation en milieu hospitalier ou laboratoire, soumis à des exigences particulières d'exploitation telles que la norme NFS 90-351.

De manière connue, les salles propres ou à ambiance maîtrisée telles que les blocs opératoires et chambres stériles sont équipées de plafonds filtrants permettant de décontaminer l'air circulant dans la salle afin d'éviter la contamination d'un patient, notamment durant une opération chirurgicale. Un système de ventilation souffle un flux d'air, dont les paramètres sont maîtrisés, à travers le plafond filtrant muni de filtres à très haute efficacité. L'air soufflé comprend un mélange d'air primaire neuf provenant généralement d'une centrale de traitement d'air installée sur le toit de l'hôpital ou dans un local technique, ainsi que d'air secondaire recyclé depuis l'espace confiné de la salle propre. Les systèmes de ventilation actuels comprennent une ou plusieurs arrivées d'air depuis la centrale de traitement d'air, des grilles de reprise d'air dans la salle, ainsi que des groupes moto-ventilateurs disposés entre les grilles de reprise et les filtres à très haute efficacité. De tels systèmes de ventilation permettent de souffler de 50 % à 80 (3/0 d'air neuf et de 20 % à 50 % d'air recyclé à travers le plafond filtrant. En pratique, la norme impose un débit minimal d'air neuf soufflé à travers le plafond filtrant correspondant à six volumes par heure, un taux minimal de renouvellement d'air dans la salle propre en fonction de la classe de risque, ainsi qu'une vitesse minimale d'air sous le plafond filtrant. Lors d'une opération de risque 4, la norme prescrit un taux de renouvellement d'air minimal d'au moins cinquante volumes par heure. En raison du coût énergétique de l'apport d'air neuf, il est avantageux d'augmenter le pourcentage d'air recyclé aspiré par les ventilateurs et soufflé dans la salle à travers le plafond filtrant. Dans le même temps, il est nécessaire de limiter le niveau sonore dans la salle dû à la présence des ventilateurs, en-dessous du seuil préconisé de 48 décibels (dB (A)). Par ailleurs, un compromis doit être obtenu entre l'encombrement du système de ventilation intégré au plafond et l'efficacité du recyclage. Des problèmes comparables peuvent être rencontrés dans l'industrie.

Le but de l'invention est de proposer un système de ventilation amélioré, permettant d'allier confort acoustique et économie d'énergie.

A cet effet, l'invention a pour objet un système de ventilation de salle propre, par exemple du type bloc opératoire ou chambre stérile, le système de ventilation comprenant: - un plafond filtrant, - des moyens d'apport d'air primaire dans le système de ventilation en amont du plafond filtrant, des moyens de reprise d'air secondaire circulant dans la salle, et des moyens de soufflage d'un flux d'air ventilé comprenant un mélange d'air primaire et d'air secondaire dans la salle à travers le plafond filtrant, Le système de ventilation est caractérisé : - en ce que les moyens d'apport sont raccordés au système de ventilation en aval des moyens de soufflage et en amont du plafond filtrant, en ce que les moyens de reprise comprennent au moins une colonne de recyclage de l'air secondaire circulant au moins dans une partie inférieure de la salle, cet air secondaire étant aspiré dans la colonne à travers des filtres à haute efficacité sous l'action des moyens de soufflage, et en ce que des baffles d'isolation acoustique sont agencés dans le plafond filtrant, en aval des moyens de soufflage et des moyens d'apport. Ainsi, l'invention permet de souffler un mélange d'air décontaminé à travers le plafond filtrant, avec des proportions pouvant atteindre 90 % d'air recyclé et 10 % d'air neuf. La qualité du recyclage de l'air est améliorée grâce aux moyens de reprise et de soufflage. En particulier, les colonnes de recyclage qui permettent de brasser l'air en partie inférieure de la salle, de préférence à la fois en partie inférieure et en partie supérieure de la salle. En outre, le positionnement des moyens d'apport d'air primaire en aval des moyens de soufflage et en amont du plafond filtrant augmente l'efficacité du mélange d'air soufflé à travers le plafond filtrant. Le système de ventilation selon l'invention est adapté pour équiper les salles d'hôpitaux ou à ambiance maîtrisée prévues pour les opérations de risques 2, 3 et 4 selon la norme, avec une grande polyvalence. Le système de ventilation peut fonctionner avec des débits d'air optimisés en fonction du risque choisi, ce qui permet de maîtriser sa consommation en énergie. Les avantages précédents peuvent être transposés à un système de ventilation prévu pour l'industrie. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention, prises isolément ou en combinaison : - Le système de ventilation comprend au moins un registre d'isolement étanche disposé, d'une part, en aval de la ou l'une des colonnes de recyclage et des moyens de soufflage et, d'autre part, en amont des moyens d'apport et du plafond filtrant étant adapté pour, en configuration fermée, stopper la circulation d'air secondaire dans la colonne de recyclage sans empêcher la circulation d'air primaire à travers le plafond filtrant. - Le système de ventilation comprend, pour la ou chaque colonne de recyclage, une antenne de recyclage dans laquelle : - les moyens de soufflage comprennent un groupe moto-ventilateur qui est disposé en aval de la colonne de recyclage et est adapté pour aspirer l'air secondaire dans la colonne de recyclage, les moyens d'apport comprennent un caisson qui est alimenté par une manchette d'entrée d'air primaire dans le système de ventilation et est disposé en aval du groupe moto-ventilateur et en amont du plafond filtrant, et - un registre d'isolement étanche est disposé, d'une part, en aval de la colonne de recyclage et du groupe moto-ventilateur et, d'autre part, en amont du caisson et du plafond filtrant, ce registre étant adapté pour, en configuration fermée, stopper la circulation d'air secondaire dans l'antenne de recyclage sans empêcher la circulation d'air primaire à travers le plafond filtrant.

Le système de ventilation comprend quatre colonnes de recyclage disposées dans quatre coins deux à deux opposés de la salle, transversalement au plafond filtrant, de préférence perpendiculairement au plafond filtrant. - Le plafond filtrant comprend des filtres à très haute efficacité et des grilles perforées, une grille perforée étant disposée sous chaque filtre, un écart vertical étant ménagé entre les filtres et les baffles d'isolation acoustique disposés au dessus des filtres. - Chaque grille perforée est ajourée avec une répartition régulière, y compris en bordure de cette grille perforée, sur une surface comprise entre 40% et 60% de sa surface totale, de préférence sur une surface égale à 50% de sa surface totale, avec une diffusion d'air homogène et aucune zone de stagnation dite zone morte. - La ou au moins certaines des colonnes de recyclage comprennent des moyens de régulation en température de l'air secondaire circulant dans la colonne de recyclage, notamment une batterie sèche ou un échangeur de chaleur incluant au moins un fluide caloporteur. - Le système comprend également des moyens de régulation des paramètres du flux d'air ventilé qui est soufflé à travers le plafond filtrant, notamment en fonction du type d'opération ou du choix d'un chirurgien, parmi les paramètres suivants : le débit ou la vitesse, la température, l'hygrométrie, la classe de risque et/ou la proportion d'air primaire et d'air secondaire - Le système de ventilation comprend également des moyens de contrôle de l'encrassement des filtres équipant le plafond filtrant et/ou la ou les colonnes de recyclage. L'invention a également pour objet un procédé de régulation d'un tel système de ventilation, comprenant au moins un registre d'isolement étanche. Ce procédé est caractérisé en ce qu'il comprend des étapes consistant à : a) mesurer au moins une valeur de débit d'air secondaire aspiré dans la ou chaque colonne de recyclage sous l'action du groupe moto-ventilateur disposé en aval de cette colonne de recyclage ; b) comparer la ou chaque valeur mesurée de débit d'air secondaire avec une valeur prédéterminée, notamment pour détecter une panne du groupe moto-ventilateur ; c) lorsque la valeur mesurée du débit d'air secondaire est nulle ou inférieure à la valeur prédéterminée : cl ) fermer le registre disposé en aval de la colonne de recyclage et du groupe moto-ventilateur ; c2) compenser l'arrêt du groupe moto-ventilateur en augmentant le débit d'air soufflé par les autres groupes moto-ventilateur équipant le système de ventilation et/ou par les moyens d'apport d'air primaire dans le système de ventilation ; et c3) de préférence, envoyer un message de maintenance vers une unité de gestion du système de ventilation, notamment une unité de gestion technique centralisée du bâtiment équipé du système de ventilation. Selon une alternative, ou de préférence en complément des étapes a) à c), le procédé de régulation comprend des étapes consistant à : d) mesurer des valeurs de perte de charge, d'une part, de l'air secondaire aspiré dans la ou chaque colonne de recyclage au niveau des filtres haute efficacité équipant cette colonne de recyclage et, d'autre part, de l'air ventilé à travers le plafond filtrant au niveau des filtres à très haute efficacité équipant ce plafond filtrant ; e) comparer chaque valeur mesurée de perte de charge avec une valeur prédéterminée, notamment pour détecter un encrassement des filtres équipant la colonne de recyclage et le plafond filtrant ; f) lorsque la valeur mesurée de perte de charge est supérieure à la valeur prédéterminée, envoyer un message de maintenance vers une unité de gestion du système de ventilation, notamment une unité de gestion technique centralisée du bâtiment équipé du système de ventilation.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective, par le dessus, d'un système de ventilation conforme à l'invention ; - la figure 2 est une autre vue en perspective, par le dessous, du système de ventilation de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue de dessous selon la flèche III à la figure 2 ; - la figure 4 est une coupe selon la ligne IV-IV à la figure 3 ; - la figure 5 est une coupe selon la ligne V-V à la figure 3 ; - la figure 6 est une vue à plus grande échelle du détail VI à la figure 4 ; - la figure 7 est une vue à plus grande échelle du détail VII à la figure 5 ; - la figure 8 est une vue en perspective partielle arrachée d'un plafond filtrant équipant le système de ventilation selon l'invention ; - la figure 9 est une vue à plus grande échelle du détail IX à la figure 8 ; et - la figure 10 est une vue à plus grande échelle du détail X à la figure 7. Sur les figures 1 à 10 est représenté un système de ventilation 10 conforme à l'invention, équipant une salle hospitalière 1 à ambiance maîtrisée, du type bloc opératoire ou chambre stérile. Les parois de la salle 1 sont partiellement représentées en transparence sur les figures 1 à 4 dans un but de simplification. La salle 1 comporte un faux plafond 2, un plancher 3 et quatre murs 4 délimitant un volume intérieur fixe. Ce volume intérieur comprend une partie supérieure 5 proche du faux-plafond 2 et une partie inférieure 6 proche du plancher 3. A titre d'exemple non limitatif, la salle 1 mesure 7 mètres suivant un axe longitudinal X1, 6,7 mètres suivant un axe transversal Y1 et 3,2 mètres suivant un axe vertical Z1. Les axes X1, Y1 et Z1 forment un repère orthogonal. En alternative, la salle 1 peut présenter une configuration ou des dimensions différentes, sans sortir du cadre de l'invention. Le système de ventilation 10 peut être piloté depuis une unité de commande locale 11 disposée dans la salle 1, par exemple un boîtier de commande, représenté schématiquement par un bloc en pointillés à la figure 1. De préférence également, le système 10 peut être piloté depuis une unité de gestion technique centralisée, déportée en un autre point du bâtiment d'hôpital et non représentée sur les figures. Le système 10 est intégré dans le faux-plafond 2 et les murs 4 de la salle 1, de manière à présenter un encombrement réduit. Le système 10 comprend un plafond filtrant 12, des moyens 20 d'apport d'air primaire neuf F1, des moyens 40 de reprise d'air secondaire F2 dans la salle 1 en vue de son recyclage, ainsi que des moyens 60 de soufflage d'un flux d'air ventilé F3 comprenant un mélange d'air primaire F1 et d'air secondaire F2 à travers le plafond filtrant 12. De manière avantageuse, le système 10 comprend quatre antennes A1, A2, A3 et A4 de recyclage de l'air secondaire F2, à la fois en partie supérieure 5 et en partie inférieure 6 de la salle 1. Par la suite, on définit les directions amont et aval dans le sens d'écoulement des flux d'air F1, F2 et F3, représentés par des flèches pleines ou en pointillés sur les figures. Le plafond filtrant 12 comprend un plénum 13 en tôles d'acier, qui est creux et forme l'armature du plafond 12. Les tôles du plénum 13 comprennent des trous de passage de vis permettant sa fixation à la dalle du bâtiment d'hôpital et la pose du faux- plafond 2 de la salle 1. Les tôles formant le plénum 13 ne sont pas référencées une par une sur les figures dans un but de simplification. Les tôles du plénum 13 sont directrices pour l'air et délimitent des éléments longitudinaux 14 qui s'étendent globalement suivant l'axe X1, des éléments latéraux 15 qui s'étendent globalement suivant l'axe Y1, ainsi qu'une partie centrale 16, comme montré notamment à la figure 1. Plus précisément, sur l'exemple non limitatif des figures, le plafond 12 comprend deux rangées transversales de six éléments longitudinaux 14, séparées suivant la direction longitudinale d'axe X1 par deux éléments latéraux 15 et la partie centrale 16. En alternative, le plénum 13 peut être conformé différemment sans sortir du cadre de l'invention, en fonction des dimensions de la salle 1. Les éléments 14 et 15 communiquent entre eux pour permettre le passage de l'air, tandis que la partie centrale 16 peut être utilisée pour la fixation à la dalle d'un bras scialytique ou tout autre équipement suspendu. Le plénum 13 est ouvert de part et d'autre suivant l'axe X1, fermé suivant l'axe Y1, ouvert vers le bas et fermé vers le haut suivant l'axe Z1, excepté au niveau de la partie centrale 16 qui est ouverte vers le haut et vers le bas. Comme montré en particulier aux figures 5 à 10, le plafond 12 comprend des baffles 17 et 17d d'isolation acoustique, des filtres 18 à très haute efficacité et des grilles perforées 19 de diffusion d'air. Pour la clarté des dessins, les tôles du plénum 13, les baffles 17 et 17d, les filtres 18 et les grilles 19 ne sont pas tous représentés sur les figures 1 à10.

Les baffles 17 s'étendent chacune suivant l'axe X1 et sont répartis dans les rangées d'éléments 14 suivant l'axe Y1. Plus précisément, trois éléments 14 voisins comprennent sept baffles 17, ainsi que deux demi-baffles 17d encadrant les baffles 17. Les baffles 17 et 17d sont séparés par des passages longitudinaux 17a à travers lesquels l'air peut circuler, notamment être soufflé dans le plafond 12 par les moyens de soufflage 60. Les baffles 17 et 17d comprennent des cadres supportant des blocs d'isolation acoustique. Les ondes sonores se réverbèrent entre les blocs d'isolation acoustique dans les passages 17a. Comme les baffles 17 et 17d sont agencés dans le plafond 12 en aval des moyens d'apport 20 et des moyens de soufflage 60, leur présence permet de réduire le niveau sonore généré par ces moyens 20 et 60 dans la salle 1. Un piège à son est formé par les baffles 17 et 17d, permettant une importante réduction sonore ans le plafond 12, par exemple de l'ordre de -20 décibels (dB). Les filtres 18 et les grilles perforées 19 sont positionnés horizontalement du côté inférieur du plénum 12. Les filtres 18 et les grilles 19 séparent l'intérieur du plafond 12 de l'intérieur de la salle 1. Un écart vertical e87, perpendiculaire aux filtres 18, est prévu entre les baffles 17 et les filtres 18 pour laisser passer l'air en dessous des passages 17a. Les filtres 18 sont du type à très haute efficacité, connus sous l'appellation de filtres « THE » ou « HEPA » Selon la norme NF EN 1822, la dénomination THE ou HEPA s'applique à tout dispositif adapté pour filtrer, en un passage, au moins 99,97 % des particules de diamètre supérieur ou égal à 0,3 Chacun des filtres 18 comprend un élément filtrant 18a, un cadre 18b disposé autour de cet élément filtrant 18a et un joint d'étanchéité 18c disposé du côté supérieur du cadre 18b, comme montré à la figure 10. Une grille 19 est disposée sous chaque filtre 18, dans chaque élément 14 ou 15 du plénum, et donc en aval de ces filtres 18 selon le flux d'air ventilé F3. Ainsi, les grilles 19 permettent une diffusion homogène de l'air F3 soufflé à travers le plafond 12, sans zone morte ni phénomène d'induction. Chaque grille 18 est perforée sur une surface comprise entre 40% et 60% de sa surface totale, de préférence sur 50% de sa surface totale. Chaque grille perforée 19 est ajourée avec une répartition régulière, y compris sur sa bordure et dans les coins. Toutes les zones des filtres 18 et des grilles 19, et donc l'ensemble de la surface inférieure du plafond 12, se trouvent ainsi aérées, ce qui évite le développement des bactéries, contrairement à la toile tendue. Comme montré aux figures 7 à 10, le plénum 13 est équipé de dispositifs 80 de serrage des filtres 18, ainsi que de dispositifs 90 de fixation des grilles 19. Le dispositif 80 comprend un organe support 81 solidaire du plénum 13, une tige taraudée 82 solidaire de l'organe support 81, une tige filetée 83 montée dans la tige taraudée 82, ainsi qu'un organe de fixation 84 solidaire de l'extrémité de la tige 83. Le dispositif 80 est adapté pour que l'organe 84 puisse pivoter d'un quart de tour par rapport à la tige 82. Ce pivotement de l'organe 84 peut être effectué par-dessous le plafond 12, manuellement ou à l'aide d'une simple tête hexagonale, sans outils spécifiques. En pivotant, l'organe 84 vient appuyer sous le cadre 18b du filtre 18 et plaquer le joint 18c contre une tôle du plénum 13. A chaque filtre 18 sont associés six dispositifs de serrage 80, qui peuvent être actionnés de manière simple et procurer un gain de temps important lors de l'installation du plafond 12. Une fois serré sur tout le périmètre du cadre 18b, le joint 18c intégré au filtre 18 permet d'éviter le passage des particules à côté du filtre 18. Le dispositif 90 comprend un organe support 91 solidaire du plénum 13 et de l'organe support 81, un écrou 92 solidaire de l'organe support 91, une vis 93 adaptée pour traverser un orifice de montage 19a ménagé à cet effet dans la grille 19 et pour être vissée dans l'écrou 92, ainsi qu'une tête 94 de vis 93 adaptée pour plaquer la grille 19 contre le plénum 13 du fait du vissage de la vis 93 dans l'écrou 92. Pour chaque filtre 18, quatre des six dispositifs de serrage 80 comprennent un dispositif 90 disposé à leur voisinage immédiat. Ces quatre dispositifs 90 suffisent pour fixer efficacement et rapidement la grille 19 au plafond 12. Comme montré en particulier aux figures 1 à 4 et 6, les moyens 20 d'apport d'air primaire F1 dans le système 10 sont raccordés au plafond filtrant 12, sur chaque côté du plénum 13 ouvert suivant l'axe X1. De chaque côté du plafond 12, les moyens 20 comprennent des caissons 21, 22 et 23, ainsi qu'une manchette 24 d'entrée d'air primaire F1, qui s'étendent suivant l'axe Y1. Pour chaque rangée d'éléments 14, le caisson 21 est raccordé à trois parties 14, tandis que le caisson 22 est raccordé à trois autres parties 14. Les caissons 21 et 22 sont raccordés l'un à l'autre, suivant l'axe Y1, par un caisson intermédiaire 23. La manchette 24 d'entrée d'air primaire F1 est disposée sur le côté du caisson 22 opposé aux caissons 21 et 23. Les moyens 20 comprennent donc deux manchettes 24 permettant l'arrivée dans le système 10 d'air primaire neuf F1 en provenance d'une centrale de traitement d'air, non représentée, habituellement positionnée sur le toit du bâtiment d'hôpital ou dans un local technique. Au niveau de chaque manchette 24, la vitesse d'arrivée d'air neuf est de l'ordre de 2 à 5 mètres par seconde (m/s). En alternative, les moyens 20 peuvent comprendre jusqu'à quatre manchettes, disposées sur les caissons 21 et 22. Les moyens de reprise 40 comprennent quatre colonnes verticales 41, 42, 43 et 44 de recyclage d'air secondaire F2 circulant dans la salle 1. Comme montré aux figures 1 à 4, les colonnes 41 à 44 sont disposées dans quatre coins deux à deux opposés de la salle 1, en étant avantageusement intégrées dans les murs 4 de la salle 1. Les colonnes 41 à 44 s'étendent perpendiculairement au plafond filtrant 12 suivant l'axe Z1 et sont orientées à 45° vers l'intérieur de la salle 1 par rapport aux axes X1 et Y1. Chaque colonne 41 à 44 comprend, du haut vers le bas suivant l'axe Z1 : un caisson d'angle 51, un caisson de raccord 52, un caisson supérieur 53 de reprise d'un flux d'air F22, un corps ou caisson principal 54, un caisson inférieur 55 de reprise d'un flux d'air F21, ainsi que des pieds 56 réglables en hauteur sur le plancher 3 lors de l'installation du système 10. Un registre d'isolement étanche, non représenté dans un but de simplification, peut être disposé dans le corps 54 des colonnes 41-44. Chaque colonne 41-44, plus précisément son caisson d'angle 51, est raccordé aux moyens de soufflage 60 par l'intermédiaire d'une manchette coudée 72. La forme de la manchette 72 dépend de l'agencement des colonnes 41-44 au sein du système 10. Des baffles 57, représentés en pointillés à la figure 4 dans un but de simplification, sont disposés dans le caisson de raccord 52 et/ou dans le corps 54. Ces baffles 57 forment ainsi un piège à son entre les moyens de reprise 40 et les moyens de soufflage 60. Les baffles 57 sont de préférence disposées à la fois dans les deux caissons 52 et 54, pour plus d'efficacité. Le corps 54 peut également être qualifié de piège à son principal. Le caisson supérieur 53 comprend un filtre 58 disposé en partie supérieure 5 de la salle 1, tandis que le caisson inférieur 55 comprend un filtre 59 disposé en partie inférieure 6 de la salle 1. Les filtres 58 et 59 sont dits à haute efficacité, par exemple du type F7, couverts par des grilles d'aspiration et orientés à 45° par rapport aux directions longitudinale et transversale, qui sont définies respectivement par les axes X1 et Y1. Le caisson 55 et le filtre 59 présentent des dimensions plus importantes que le caisson 53 et le filtre 58. Ainsi, le flux d'air secondaire F21 qui peut être aspiré dans chaque colonne 4144 par le caisson 55 disposé en partie inférieure 6 de la salle 1 est plus important que le flux d'air secondaire F22 qui peut être aspiré dans chaque colonne 41-44 par le caisson 53 disposé en partie supérieure 5 de la salle 1. En pratique, la partie inférieure 6 et le caisson 53 sont distants du plafond 12 d'au moins deux mètres suivant l'axe Z1. Les flux d'air F21 et F22 sont créés par le soufflage du flux d'air F3 à travers le plafond filtrant 12, mais surtout par l'action des moyens de soufflage 60 qui aspirent l'air secondaire F2 dans les colonnes 41-44, comme détaillé ci-après. Les flux F21 et F22 se rejoignent dans les colonnes 41-44 pour former le flux d'air secondaire recyclé F2. Le brassage de l'air F21 situé en partie inférieure de la salle 1 réduit la stagnation des -particules Au niveau du plancher 3. Ainsi, les colonnes 41-44 améliorent la capacité du système 10 à recycler l'air secondaire F2 par le bas, avec un air de meilleure qualité que s'il était recyclé seulement par le haut au niveau du faux-plafond 2. En d'autres termes, le recyclage par le bas améliore l'aéraulique du système 10.

De manière classique, le débit d'air primaire F1 issu de la centrale de traitement d'air assure le traitement thermique de la salle 1, tandis que le débit d'air secondaire recyclé F2 apporte le complément d'air nécessaire au système 10 pour atteindre au minimum les 50 volumes / heure préconisés par la norme dans le cas des zones d'opérations à risque 4. Dans le cadre de la présente invention, il est possible d'équiper chacune ou au moins certaines des colonnes 41-44, notamment en partie basse dans le caisson 55, de moyens de chauffage et/ou de refroidissement de la salle 1. Autrement dit, les colonnes de recyclage 41-44 comprennent alors des moyens 77 de régulation en température de l'air secondaire F2 circulant dans la colonne de recyclage 41-44. Ces moyens 77 sont représentés schématiquement par des blocs en pointillés à la figure 1, dans un but de simplification. Ces moyens 77 comprennent par exemple une batterie sèche, ou bien un échangeur de chaleur incluant au moins un fluide caloporteur. Au lieu de réguler la température du système 10 depuis la centrale de traitement d'air disposée sur le toit du bâtiment, induisant des pertes énergétiques importantes, l'apport de chaleur ou de froid est réalisé localement, directement dans le système 10 en fonction des besoins, ce qui permet une économie d'énergie. De plus, le positionnement de batteries sèches en bas de colonne 41-44 permet d'éviter les fuites d'eau dans le plafond 12 si un problème de régulation de ces batteries se produisait. Pour chaque colonne de recyclage 41-44, les moyens de soufflage 60 comprennent un caisson ventilateur 61, un caisson de raccord 62, un groupe moto- ventilateur (GMV) ou ventilateur 63, ainsi qu'un registre d'isolement étanche 66. Le caisson 62 est interposé entre le caisson 61 et le registre 66 dans le sens d'écoulement de l'air secondaire F2. Le ventilateur 63 est disposé dans le caisson 61 en aval de la colonne de recyclage 41-44 et en amont du registre 66. Chaque ventilateur 63 est de préférence un ventilateur à commutation électronique (EC). Son principe de fonctionnement permet de réduire au maximum les surplus de consommations électriques du ventilateur 63, qui est pilotable avec un signal 0/10V. A titre d'exemple pratique non limitatif, dans des conditions normales où les quatre ventilateurs 63 sont en fonctionnement, la vitesse de soufflage sous plafond filtrant 12 du flux d'air F3 est de l'ordre de 0,32 mètres par seconde (m/s) en risque 4. Chacun des ventilateurs 63 est adapté pour aspirer l'air secondaire F2 dans la colonne de recyclage 41-44 et la manchette 72, jusque dans le caisson 61. Le ventilateur 63 souffle ensuite l'air secondaire F2 à travers le caisson 62 et le registre 66, jusque dans l'un des caissons 21 ou 22 de mélange de l'air secondaire F2 avec l'air primaire F1. En étant disposé en amont d'une manchette 24, le ventilateur 63 est adapté pour souffler le flux d'air ventilé F3 formé par la réunion des flux d'air primaire Fl et d'air secondaire F2 dans la salle 1 à travers le plafond filtrant 12. Comme les moyens d'apport 20 sont raccordés au système de ventilation 10 en aval des moyens de soufflage 60 et en amont du plafond filtrant 12, avec une arrivée d'air primaire neuf Fl dans les caissons de mélange 21 et 22, l'air formant le flux F3 est mieux mélangé que dans les systèmes de ventilation existants. De plus, l'arrivée d'air primaire F1 perpendiculairement à la sortie du ventilateur 63 soufflant l'air recyclé F2 améliore encore le mélange et permet une atténuation acoustique au niveau des caissons 21 et 22. Les baffles 17, 17d et 57 permettent de limiter fortement le niveau sonore dans la salle 1, malgré la présence des quatre ventilateurs 63 dans le système de ventilation 10, répondant ainsi aux besoins d'isolation acoustique du système 10. Les baffles 17, 17d et 57 comprennent un produit anti-défibrage évitant de polluer le circuit d'air du système 10. Chaque antenne de recyclage A1, A2, A3 et A4 comprend l'une des colonnes, respectivement 41, 42, 43 ou 44, ainsi qu'un ventilateur 63, un registre 66 et une manchette 72. Autrement dit, les antennes de recyclage Al à A4 sont formées par les moyens de reprise 40 et les moyens de soufflage 60, qui s'étendent à la fois verticalement et horizontalement. La contrainte d'encombrement limité du système 10 et en particulier du plafond 12 est forte, car les salles d'opérations sont de plus en plus petites. Pour atteindre l'objectif d'un mélange comprenant jusqu'à 90% d'air recyclé et 10% d'air neuf, les systèmes existants nécessiteraient l'intégration de quatre antennes de recyclage dans le plafond 12, ce qui est trop encombrant. Ainsi, les colonnes verticales 41-44 permettent de limiter l'encombrement du système 10 dans le faux plafond 2. Le registre 66 équipant chaque antenne de recyclage Al-A4 est adapté pour isoler cette antenne Al -A4 du reste du système 10, à savoir des moyens 20, du plafond 12 et des autres antennes de recyclage. Le registre 66 comprend des volets 67 permettant d'empêcher le passage de l'air secondaire F2 en position de fermeture et autoriser le passage de l'air secondaire F2 en position d'ouverture. Le registre 66 est ainsi adapté pour, en configuration fermée, stopper la circulation d'air secondaire F2 dans la colonne de recyclage 41-44 correspondante, sans empêcher la circulation d'air primaire Fl à travers le plafond filtrant 12. Les registres 66 sont fermés quand la salle 1 est inoccupée, ce qui évite que l'air primaire neuf Fl aille en contre-courant dans les colonnes 41-44 et éjecte les particules collectées par les filtres 58 et 59. Les registres permettent donc, d'une part, d'éviter la prolifération de bactéries et, d'autre part, de réaliser des économies d'énergie notamment en mode éteint du système 10. Des trappes d'accès 71 sont disposées sur les caissons 21, 22, 51, 61 et 62 afin de faciliter l'installation et la maintenance du système 10.

Des luminaires 76 sont disposés dans le faux-plafond 2, sous les caissons des registres 66. Les luminaires 76 peuvent être installés après le système 10 ou, de préférence grâce à la compacité du système 10, être intégrés directement au système 10 avant son installation. Selon la réglementation, une intensité d'éclairage de 1000 lux doit être maintenue dans la salle 1 en service, notamment au cours d'une opération chirurgicale. Des capteurs de lumière, non représentés dans un but de simplification, sont répartis dans la salle 1, avec par exemple à capteur situé à proximité de chacun des luminaires 76. Si le fonctionnement d'un luminaire 76 est défaillant, l'intensité des autres luminaires 76 peut être automatiquement augmentée pour compenser via un signal 0/10V et grâce à la régulation du système prévue à cet effet. La régulation des différents paramètres du système 10 peut être réalisée depuis l'unité de commande locale 11 type écran tactile ou bien depuis l'unité de gestion technique centralisée. Cette unité de gestion centralisée est déportée en un autre point du bâtiment et est de préférence adaptée pour contrôler et piloter tous les systèmes de ventilation 10, et autres systèmes domotiques, équipant le bâtiment. Dans ce contexte, le système 10 peut être équipé d'un protocole de gestion technique centralisée (GTC), tel que le protocole MODBUS ou BACNet, permettant une communication en réseau de l'unité de commande locale 11 avec l'unité de gestion centralisée. Une sortie de la GTC est prévue pour piloter la centrale de traitement d'air. Les données de fonctionnement du système 10 (paramètres, alarmes, connexions,...) peuvent être enregistrées au niveau de l'unité locale 11 et/ou centralisée. Le protocole de communication permet des alarmes au poste de contrôle/maintenance, situé au niveau de l'unité technique de gestion centralisée du bâtiment. L'utilisation d'un protocole IP permet d'utiliser Internet, de prévoir des pages WebServer, et donc de se connecter de chez soi ou depuis tout autre lieu pour piloter le système 10, ceci de manière fiable et sécurisée. En pratique, le système 10 comprend des moyens de régulation des paramètres du flux d'air ventilé F3 qui est soufflé à travers le plafond filtrant 12, parmi les paramètres suivants : le débit ou la vitesse, la température, l'hygrométrie, la classe de risque et/ou la proportion d'air primaire F1 et d'air secondaire F2. Ces paramètres sont, au moins pour certains, interdépendants. Ces paramètres peuvent notamment être régulés depuis l'unité de commande locale 11 en fonction du type d'opération ou du choix d'un chirurgien. Chaque chirurgien peut disposer d'un profil préenregistré, permettant de personnaliser les informations le concernant ou concernant l'opération à réaliser. Par exemple, la régulation en température de la salle 1 peut être adaptée pour répondre au besoin de confort du chirurgien au cours d'une opération. Selon un autre exemple, les opérations classées en risque 4 sont de préférence effectuées sous un débit d'air ventilé F3 égal à 50 volumes / heure selon les prescriptions de la norme. Le système 10 comprend également des moyens, non représentés dans un but de simplification, de contrôle de l'encrassement des filtres 18, 58 et 59 équipant le plafond filtrant 12 et/ou les colonnes de recyclage 41-44. Ces moyens comprennent de préférence un capteur de pression différentielle mesurée en amont et en aval de chaque filtre 18, 58 ou 59. Le contrôle de l'état d'encrassement des filtres 18, 58 et 59 permet d'adapter le planning de maintenance et le planning opératoire, ainsi que de conserver un historique de l'encrassement pour correction du système 10.

Un procédé de régulation automatique du système 10 est décrit ci-après. Le procédé comprend une première étape a) consistant à mesurer au moins une valeur de débit d'air secondaire F2 aspiré dans la ou chaque colonne de recyclage 41 à 44 sous l'action du ventilateur 63 disposé en aval de cette colonne 41, 42, 43 ou 44. Cette valeur de débit peut être déterminée directement ou calculée grâce aux capteurs de pression équipant les filtres 58 et 59. Le procédé comprend une deuxième étape b) consistant à comparer chaque valeur mesurée de débit d'air secondaire F2 avec une valeur prédéterminée, qui correspond au fonctionnement attendu de la colonne 41-44 et est enregistrée dans l'unité de commande locale 11 et/ou centralisée du système 10. Cette comparaison permet de détecter une panne du ventilateur 63 situé en aval de la colonne de recyclage 41-44. Le procédé comprend une troisième étape c), qui survient après l'étape b) lorsque la valeur du débit d'air secondaire F2 mesurée dans l'étape a) est nulle ou inférieure à la valeur prédéterminée. A ce stade, on remarque que le ventilateur 63 est en panne, arrêté ou présente un fonctionnement anormal. L'étape c) comprend alors une sous-étape c1) consistant à fermer le registre d'isolement étanche 66 disposé en aval de la colonne de recyclage 41, 42, 43 ou 44 et du ventilateur 63 concernés par le dysfonctionnement. L'étape c) comprend également une sous étape c2) consistant à compenser l'arrêt du ventilateur 63 en augmentant le débit d'air soufflé par les autres ventilateurs 63 équipant le système 10 et/ou par les moyens 20 d'apport d'air primaire Fl dans le système 10. De préférence, l'étape c) comprend également une sous-étape c3) consistant à envoyer un message de maintenance vers l'unité de commande centrale du système 10. Les étapes a), b) et c) sont successives, tandis que les sous-étapes cl ), c2) et c3) peuvent être réalisées simultanément ou dans n'importe quelle ordre. La mise en oeuvre du procédé de régulation permet de s'assurer que le débit d'air ventilé F3 soit optimal lorsque la salle 1 est utilisée pour une opération. En particulier, lorsqu'un ventilateur 63 est en panne, les trois autres peuvent compenser. Lorsque quatre ventilateurs 63 fonctionnent avec un débit d'air de 3000 m3/h en risque 4 dans l'exemple de la salle citée en temps normal, les trois ventilateurs 63 reçoivent une consigne de fonctionnement à 4 000 m3/h si l'un d'eux est en panne. En fermant le registre d'isolement 66, on évite la circulation d'air dans les colonnes 41-44, ce qui réduit les risques de pollution de la salle 1. Si deux ventilateurs 63 se retrouvent en panne, la régulation permet de reporter l'information à la centrale de traitement d'air afin d'augmenter son débit, ainsi que de prévoir un message de maintenance. Selon une alternative, ou de préférence en complément des étapes a) à c), le procédé de régulation comprend des mesures de pertes de charge au niveau des filtres 58 et 59 équipant les colonnes 41 à 44, ainsi que des filtres 18 équipant le plafond filtrant 12. Les mesures de pertes de charge correspondent à des mesures de pression de l'air F2 ou F3. Le procédé de régulation comprend alors une première étape d) consistant à mesurer des valeurs de perte de charge, d'une part, de l'air secondaire F2 aspiré dans chaque colonne de recyclage 41, 42, 43 ou 44, au niveau des filtres 58 et 59 équipant cette colonne et, d'autre part, de l'air ventilé F3 à travers le plafond filtrant 12, au niveau des filtres 18 équipant ce plafond filtrant 12. Les pertes de charges peuvent être mesurées par tout moyen adapté à la présente application, notamment grâce à un transmetteur de pression ou un pressostat. Le procédé comprend également une deuxième étape e) consistant à comparer chaque valeur mesurée de perte de charge avec une valeur prédéterminée. Cette comparaison permet de détecter un encrassement des filtres 58 et/ou 59 équipant la colonne de recyclage 41, 42, 43 ou 44 et/ou des filtres 18 équipant le plafond filtrant 12. Le procédé comprend également une troisième étape f) consistant, lorsque la valeur mesurée de perte de charge est supérieure à la valeur prédéterminée, à envoyer un message de maintenance vers une unité de gestion du système de ventilation 10. En alternative ou en complément, une horloge peut être associée à chaque filtre 18, 58 et 59, ou bien à l'ensemble du système 10, afin de programmer régulièrement une intervention de maintenance sur les filtres. En pratique, le procédé de régulation du système de ventilation 10 comprend à la fois des contrôles de débit et de pression. Autrement dit, les étapes a) à c) sont réalisées en parallèle aux étapes d) à f). Une anomalie significative de débit entraine une fermeture de registre 66 et de préférence un message d'alerte maintenance, tandis qu'une anomalie significative de perte de charge entraîne un message d'alerte maintenance. La salle 1 est également équipée d'un dispositif d'extraction d'air hors de la salle 1, ce dispositif n'étant pas représenté sur les figures dans un but de simplification. Ce dispositif peut être intégré au système de ventilation 10 ou installé en parallèle de ce système 10. Ce dispositif est relié à la centrale de traitement d'air et configuré pour fonctionner avec le même débit d'air que l'air ventilé F3 entrant dans la salle 1 à travers le plafond 12. Plus précisément, le dispositif d'extraction d'air est configuré pour maintenir une surpression dans la salle 1, de préférence de l'ordre de 15 Pascals au minimum, par rapport à l'extérieur de la salle 1 et notamment les couloirs ou sas d'accès à la salle 1.

Ceci permet d'éviter l'entrée de contaminants lors de l'ouverture des portes d'accès à la salle 1, et donc d'éviter une contamination de la salle 1. Les éléments constitutifs du système 10 peuvent être conformés de manière différente sans sortir du cadre de l'invention, comme détaillé ci-après. Selon une autre variante non représentée, le système 10 peut comprendre un nombre différent d'antennes A1-A4 et/ou de colonnes 41-44 de recyclage. En pratique, le système 10 comprend au moins une colonne de recyclage 44-44 adaptée pour brasser l'air en partie inférieure 6 de la salle 1. Selon une autre variante non représentée, les colonnes 41-44 peuvent être inclinées par rapport au plafond 12, autrement dit s'étendre transversalement au plafond 12. Par exemple, les colonnes 41-44 peuvent être plus espacées les unes des autres au niveau du plancher 3 qu'au niveau du plafond 12. Selon une autre variante non représentée, les caissons 21 peuvent être équipés de manchettes d'entrée d'air 24, en plus des caissons 22. Dans ce cas, les moyens 20 comprennent alors quatre manchettes 24.

Selon une autre variante non représentée, les dispositifs 80 et 90 peuvent présenter une configuration différente. En outre, les caractéristiques techniques des différentes variantes de réalisation peuvent être, en totalité ou pour certaines d'entre elles, combinées les unes aux autres. Ainsi, le système de ventilation peut être adapté en termes de coût et de performance.

Les figures et la description ci-dessus se réfère en particulier à un système de ventilation équipant une salle d'hôpital, mais le système de ventilation selon l'invention peut également équiper un local industriel.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Système de ventilation (10) de salle propre (1), par exemple du type bloc opératoire ou chambre stérile, le système de ventilation (10) comprenant : un plafond filtrant (12), des moyens (20) d'apport d'air primaire (F1) dans le système de ventilation (10) en amont du plafond filtrant (12), des moyens (40) de reprise d'air secondaire (F2) circulant dans la salle (1), et des moyens (60) de soufflage d'un flux d'air ventilé (F3) comprenant un mélange d'air primaire (F1) et d'air secondaire (F2) dans la salle (1) à travers le plafond filtrant (12), le système de ventilation (10) étant caractérisé : en ce que les moyens d'apport (20) sont raccordés au système de ventilation (10) en aval des moyens de soufflage (60) et en amont du plafond filtrant (12), en ce que les moyens de reprise (40) comprennent au moins une colonne (41, 42, 43, 44) de recyclage de l'air secondaire (F2) circulant au moins dans une partie inférieure (3) de la salle (1), cet air secondaire (F2) étant aspiré dans la colonne (41, 42, 43, 44) à travers des filtres à haute efficacité (58, 59) sous l'action des moyens de soufflage (60), et en ce que des baffles d'isolation acoustique (17, 17d) sont agencés dans le plafond filtrant (12), en aval des moyens de soufflage (60) et des moyens d'apport (20).
2. 2. Système de ventilation (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un registre d'isolement étanche (66) disposé, d'une part, en aval de la ou l'une des colonnes de recyclage (41 ; 42 ; 43 ; 44) et des moyens de soufflage (60) et, d'autre part, en amont des moyens d'apport (20) et du plafond filtrant (12), ce registre (66) étant adapté pour, en configuration fermée, stopper la circulation d'air secondaire (F2) dans la colonne de recyclage (41 ; 42 ; 43 ; 44) sans empêcher la circulation d'air primaire (F1) à travers le plafond filtrant (12).
3. 3. Système de ventilation (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, pour la ou chaque colonne de recyclage (41 ; 42 ; 43 ; 44), une antenne de recyclage (Al ; A2 ; A3 ; A4) dans laquelle : les moyens de soufflage (60) comprennent un groupe moto-ventilateur (63) qui est disposé en aval de la colonne de recyclage (41 ; 42 ; 43 ; 44) et est adapté pour aspirer l'air secondaire (F2) dans la colonne de recyclage (41 ; 42 ; 43 ; 44), les moyens d'apport (20) comprennent un caisson (21 ; 22) qui est alimenté par une manchette (24) d'entrée d'air primaire (F1) dans le système de ventilation (10) et est disposé en aval du groupe moto- ventilateur (63) et en amont du plafond filtrant (12), et un registre d'isolement étanche (66) est disposé, d'une part, en aval de la colonne de recyclage (41 ; 42 ; 43 ; 44) et du groupe moto-ventilateur (63) et, d'autre part, en amont du caisson (21 ; 22) et du plafond filtrant (12), ce registre (66) étant adapté pour, en configuration fermée, stopper la circulation d'air secondaire (F2) dans l'antenne de recyclage (Al ; A2 ; A3 ; A4) sans empêcher la circulation d'air primaire (F1) à travers le plafond filtrant (12).
4. 4. Système de ventilation (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend quatre colonnes de recyclage (41, 42, 43, 44) disposées dans quatre coins deux à deux opposés de la salle (1), transversalement au plafond filtrant (12), de préférence perpendiculairement au plafond filtrant (12).
5. 5. Système de ventilation (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le plafond filtrant (12) comprend des filtres (18) à très haute efficacité et des grilles perforées (19), une grille perforée (19) étant disposée sous chaque filtre (18), un écart vertical (e87) étant ménagé entre les filtres (18) et les baffles d'isolation acoustique (17, 17d) disposés au dessus des filtres (18).
6. 6. Système de ventilation (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque grille perforée (19) est ajourée avec une répartition régulière, y compris en bordure de cette grille perforée (19), sur une surface comprise entre 40% et 60% de sa surface totale, de préférence sur une surface égale à 50% de sasurface totale, avec une diffusion d'air homogène et aucune zone de stagnation dite zone morte.
7. 7. Système de ventilation (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ou au moins certaines des colonnes de recyclage (41, 42, 43, 44) comprennent des moyens (77) de régulation en température de l'air secondaire (F2) circulant dans la colonne de recyclage (41, 42, 43, 44), notamment une batterie sèche ou un échangeur de chaleur incluant au moins un fluide caloporteur.
8. 8. Système de ventilation (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend également des moyens (11) de régulation des paramètres du flux d'air ventilé (F3) qui est soufflé à travers le plafond filtrant (12), notamment en fonction du type d'opération ou du choix d'un chirurgien, parmi les paramètres suivants : le débit ou la vitesse, la température, l'hygrométrie, la classe de risque et/ou la proportion d'air primaire (F1) et d'air secondaire (F2)
9. 9. Système de ventilation (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend également des moyens de contrôle de l'encrassement des filtres (18 ; 58 ; 59) équipant le plafond filtrant (12) et/ou la ou les colonnes de recyclage (41, 42, 43, 44).
10. 10. Procédé de régulation d'un système de ventilation (10) selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend des étapes consistant à: a) mesurer au moins une valeur de débit d'air secondaire (F2) aspiré dans la ou chaque colonne de recyclage (41, 42, 43, 44) sous l'action du groupe moto-ventilateur (63) disposé en aval de cette colonne de recyclage (41, 42, 43, 44) ; b) comparer la ou chaque valeur mesurée de débit d'air secondaire (F2) avec une valeur prédéterminée, notamment pour détecter une panne du groupe moto-ventilateur (63) ; c) lorsque la valeur mesurée du débit d'air secondaire (F2) est nulle ou inférieure à la valeur prédéterminée :cl) fermer le registre (66) disposé en aval de la colonne de recyclage (41, 42, 43, 44) et du groupe moto-ventilateur (63) ; c2) compenser l'arrêt du groupe moto-ventilateur (63) en augmentant le débit d'air soufflé par les autres groupes moto-ventilateur équipant le système de ventilation (10) et/ou par les moyens (20) d'apport d'air primaire (F1) dans le système de ventilation (10) ; et c3) de préférence, envoyer un message de maintenance vers une unité de gestion (11) du système de ventilation (10), notamment une unité de gestion technique centralisée du bâtiment équipé du système de ventilation (10).