FR3109206A1 - Salle propre avec unité de filtration mobile - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne une salle propre présentant au moins un volume qui est délimité par des cloisons associées entre elles et fixées au sol et, éventuellement, à au moins un mur d’un bâtiment, laquelle ne comprend aucune gaine de circulation d’air dans ses plafonds et comprend au moins une porte d’entrée ; au moins une ouverture associée à un filtre ; au moins une deuxième ouverture connectée, par un moyen de connexion aéraulique, à une unité de filtration et de ventilation (FFU) mobile accolée à la salle propre ; au moins un capteur de pression au sein du volume de la salle propre ; au moins un moyen de connexion permettant de connecter ladite FFU à au moins microcontrôleur qui permet de réguler, en fonction de la valeur de pression mesurée par l’au moins un capteur de pression, l’au moins une FFU de sorte à obtenir la pression recherchée au sein du volume de la salle propre. Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

Salle propre avec unité de filtration mobile
La présente invention concerne un nouveau dispositif de type salle propre
Art antérieur
Une salle propre est une salle dans laquelle la concentration des particules en suspension dans l’air est maîtrisée et qui est construite et utilisée de façon à minimiser l’introduction, la production et la rétention de particules à l’intérieur de la pièce, et dans laquelle d’autres paramètres pertinents, tels que la température, l’humidité et la pression sont maîtrisés comme il convient.
En d'autres termes, une salle propre est une salle où la contamination de l'air par les particules en suspension est contrôlée en granulométrie et en nombre par mètre cube d'air. Cette contamination peut être de plusieurs types : particulaire, microbiologique et/ou chimique. Les normes ISO 14644 définissent des classes de salle propre en fonction de ce nombre de particules pour une granulométrie donnée.
Une telle salle propre est notamment utilisée dans le domaine hospitalier pour protéger les patients.
Maintenant, ce type d’installation peur aussi convenir à la protection de l’air extérieur d’une activité contaminante se trouvant au sein de la salle. Nous parlerons alors ici de salle de « confinement » et la salle est alors en dépression (de pression inférieure) par rapport à l’extérieur, afin de s’assurer que la contamination interne de la salle soit maintenue enfermée (confinée) à l’intérieur de la salle.
Une telle salle propre est généralement installée à l'intérieur d'un bâtiment et construite en dur avec des matériaux de construction. Elle est de ce fait peu mobile.
Un besoin existe cependant de pouvoir disposer d’une telle salle propre dans des environnements variés, intérieurs ou extérieurs, non nécessairement construits ou préparés à cet effet. Une salle propre être simplement et rapidement montée et mise en œuvre et/ou démontée serait particulièrement appréciable pour toutes les utilisations occasionnelles, d’urgence ou de fortune.
Les inventeurs ont maintenant développé une salle propre dont la structure simplifiée en association avec une unité de filtration mobile permet une installation et une gestion simplifiée.
En conséquence, l’invention concerne une salle propre présentant au moins un volume qui est délimité par des closions associées entre elles et fixées au sol et, éventuellement, à au moins un mur d’un bâtiment, comprenant :
- Au moins une porte d’entrée ;
- Au moins une unité de filtration et de ventilation (FFU) (20) ;
– Au moins une ouverture associée à un filtre (19) ;
– Au moins un capteur de pression au sein du volume de la salle propre ; et
- Au moins un microcontrôleur qui permet de réguler, en fonction de la valeur de pression mesurée par l’au moins un capteur de pression, l’au moins une FFU (20) de sorte à obtenir la pression recherchée au sein du volume de la salle propre ;
caractérisée en ce queladite salle propre ne comprend aucune gaine de circulation d’air dans ses plafonds (10) et en ce qu’elle comprend :
-au moins une deuxième ouverture (16) à laquelle est connectée, par un moyen de connexion aéraulique (21), ladite FFU (20) qui est une FFU mobile accolée à la salle propre ; et
– au moins un moyen de connexion permettant de connecter ladite FFU (20) au microcontrôleur en charge de la réguler.
représente un mode de réalisation particulier d’une salle propre selon l’invention en dépression.
représente en transparence le moyen de connexion aéraulique permettant la connexion de la FFU mobile avec la salle propre en dépression.
représente un autre mode de réalisation particulier d’une salle propre selon l’invention en dépression.
représente le moyen de connexion aéraulique permettant la connexion de la FFU mobile avec la salle propre en surpression.
D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront plus clairement de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins sur lesquels :
Description détaillée de l’invention
L’invention concerne une salle propre présentant au moins un volume qui est délimité par des closions associées entre elles et fixées au sol et, éventuellement, à au moins un mur d’un bâtiment, comprenant :
- Au moins une porte d’entrée ;
- Au moins une unité de filtration et de ventilation (FFU) (20) ;
– Au moins une ouverture (19) associée à un filtre ;
– Au moins un capteur de pression au sein du volume de la salle propre ; et
- Au moins un microcontrôleur qui permet de réguler, en fonction de la valeur de pression mesurée par l’au moins un capteur de pression, l’au moins une FFU (20) de sorte à obtenir la pression recherchée au sein du volume de la salle propre ;
caractérisée en ce queladite salle propre ne comprend aucune gaine de circulation d’air dans ses plafonds (10) et en ce qu’elle comprend :
-au moins une deuxième ouverture (16) à laquelle est connectée, par un moyen de connexion aéraulique (21), ladite FFU (20) qui est une FFU mobile accolée à la salle propre ; et
– au moins un moyen de connexion (21) permettant de connecter ladite FFU (20) au microcontrôleur en charge de la réguler.
Avantageusement, la salle propre selon l’invention ne comprend aucune FFU sur son plafond (10).
Les cloisons prennent la forme de panneaux (11,12) qui sont réalisés dans un matériau apte à être lavé, stérilisé et/ou décontaminé. A titre d’exemple, de telles cloisons sont en matière plastique, composite, métallique ou un mélange de celles ; lesquelles cloisons sont de préférence recouverte d’une couche de peinture ou de verni adapté.
Afin de répondre aux besoins d’une salle propre, les cloisons présentent une étanchéité à l’air. Pour garantir cette étanchéité, des joints sont apposés entre les différentes cloisons de même qu’entre les cloisons et le sol et, éventuellement, le mur.
Selon un mode de réalisation particulier, la salle propre peut comprendre une armature sur laquelle est fixée les cloisons. Une telle armature est utile dans le cas notamment où les cloisons ne présentent pas une rigidité suffisante pour délimiter durablement la salle propre une fois assemblées.
Une telle armature peut être réalisée selon des techniques bien connues de l’homme du métier. Typiquement, elle peut être constituée de tubes, de tiges ou encore de rails en plastique, en composite ou encore en métal assemblés entre eux pour former une structure.
Avantageusement, l’armature est métallique.
L’assemblage de cette armature se fait également selon des techniques bien connues de l’homme du métier. Typiquement, cette assemblage peut être réalisé à l’aide de vis, de rivets ou encore de colle.
Maintenant, et selon un autre mode de réalisation particulier, les cloisons de la salle propre présentent une rigidité suffisante pour être assemblés entre eux sans nécessiter l’utilisation d’une armature complémentaire.
Typiquement, une telle cloison présente alors une épaisseur comprise entre 40 et 150 mm.
De préférence, les cloisons utilisées sont des panneaux sandwich (11,12). De tels panneaux sandwichs (11,12) présentent une paroi extérieure et une paroi intérieure entre lesquelles se trouve un espace. De préférence, cette espace intermédiaire intègre un matériau isolant tel que de la mousse polyuréthane, du polystyrène expansé ou extrudé, de la laine minérale (roche ou verre).
En tout état de cause, la structure de la salle propre présente une souplesse autorisant un montage aisé de sorte d’être rapidement mobilisable et déployable pour des conditions occasionnelles et/ou temporaires, en situation d’urgence ou de fortune.
Dans sa configuration la plus simple, la salle propre selon l’invention présente une forme parallélépipédique.
Maintenant, le système constructif permet de lui donner des formes bien plus complexes en fonction des besoins.
Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, la salle propre selon l’invention comprend au moins deux volume distincts présentant chacun une porte avec :
A) un premier volume plus grand, qui est typiquement un espace de travail, et
B) un deuxième volume plus petit qui est un sas, lequel sas permet et contrôle l’accès au compartiment principal.
Avantageusement, ce deuxième volume plus petit sera associé à au moins une deuxième unité de filtration et de ventilation (FFU) mobile.
Eventuellement, d’autres volumes additionnels peuvent être ajoutés, en tant que de besoin.
En ce qui concerne la porte d’entrée (13), elle est avantageusement coulissante, de préférence cette porte coulissante est motorisée et son ouverture est contrôlée par une commande d’ouverture située sur la façade de la salle propre à proximité de la porte et à une hauteur permettant son actionnement par un opérateur.
Typiquement, un tel système d’ouverture pourra être opérée par une pression de la main ou du coude de l’opérateur. Un tel système d’ouverture pourra également être commandé par la lecture d’un badge spécifique ou d’une signature spécifique (empreinte digitale, etc.).
La porte d’entrée (13) pourra de préférence être réalisée en matériau transparent, de préférence du verre (ex. verre de sécurité).
La porte d’entrée (13) permet de contribuer à maintenir l’étanchéité de la salle propre par rapport à l’extérieur.
Maintenant, et dans la mesure où la salle propre est en surpression ou en dépression, des échanges d’air doivent malgré tout s’opérer entre la salle propre et l’espace extérieur
Dans ce cadre, l’ouverture (19) associée à un filtre permet la décompression de l’air lorsque la salle propre se trouve en surpression ou permet l’apport d’air lorsque la salle propre est en dépression.
Le filtre utilisé doit avoir une épaisseur suffisante pour permettre une filtration de l’air efficace. Typiquement, un tel filtre présente une épaisseur comprise entre 10 et 100 mm, de préférence entre 20 et 80 mm et, de manière particulièrement préférée entre 40 et 60 mm.
Selon un premier mode de réalisation spécifique, la salle propre est en dépression, la salle propre est alors caractérisée en ce que :
- l’ouverture (19) associée à un filtre se trouve sur le toit de la salle propre ou dans la partie haute, de préférence à plus de deux mètres du sol, d’une des cloisons latérales de la salle propre; et
– la au moins deuxième ouverture (16), connectée par un moyen de connexion aéraulique (21) à une FFU mobile (20) accolée à la salle propre, se trouve dans la partie basse, de préférence à moins d’un mètre du sol, d’une des cloisons latérales de la salle propre.
Selon un deuxième mode de réalisation spécifique, la salle propre est en surpression, la salle propre est alors caractérisée en ce que :
- l’ouverture (19) associée à un filtre se trouve dans la partie basse, de préférence à moins d’un mètre du sol, d’une des cloisons latérales de la salle propre ; et
- la au moins deuxième ouverture (16), connectée par un moyen de connexion aéraulique (21) à une FFU mobile (20) accolée à la salle propre, se trouve dans la partie haute, de préférence à deux mètres ou plus du sol, d’une des cloisons latérales de la salle propre, de préférence une autre cloison de la salle propre que celle de l’ouverture (19) associée à un filtre.
Selon un mode de réalisation particulier, la salle propre selon l’invention peut comprendre deux ouvertures associées chacune à un filtre dont une est obturée selon que l’on choisisse de mettre la salle propre en surpression ou en dépression.
Les unités de filtration et de ventilation sont connues dans la technique sous le nom de FFU (Fan Filter Unit). Elles sont composées d'un moyen de mise en surpression de l’air et d'au moins un filtre.
Les moyens de mise en surpression de l’air sont bien connus et regroupent notamment les ventilateurs et les turbines. De préférence, un tel moyen de mise en surpression de l’air est une turbine.
Typiquement, le moyen de mise en surpression de l’air de la FFU mobile (20) de la salle propre selon l’invention est apte à permettre l’aspiration de l’air dans la FFU et son évacuation avec un débit de fonctionnement compris entre 200 et 5 000 m3/h, de préférence entre 500 et 2 000 m3/h.
Dans le cadre d’une salle propre en surpression, le moyen de mise en surpression de l’air de la FFU mobile (20) permet de générer une surpression comprise entre 3 et 50 Pa (par rapport à l’extérieur de la salle propre), de préférence une surpression comprise entre 5 et 30 Pa (par rapport à l’extérieur de la salle propre) et, de manière particulièrement préférée une surpression comprise entre 10 et 20 Pa (par rapport à l’extérieur de la salle propre).
Dans le cadre d’une salle propre en dépression, le moyen de mise en surpression de l’air de la FFU mobile (20) permet de générer une dépression comprise entre 3 et 50 Pa (par rapport à l’extérieur de la salle propre), de préférence une dépression comprise entre 5 et 30 Pa (par rapport à l’extérieur de la salle propre) et, de manière particulièrement préférée une dépression comprise entre 10 et 20 Pa (par rapport à l’extérieur de la salle propre).
En lien avec le au moins un filtre de la FFU mobile (20), il doit avoir une épaisseur suffisante pour permettre une filtration de l’air efficace. Typiquement, un tel filtre présente une épaisseur d’au moins 8 mm, de préférence d’au moins 10 mm et, de manière encore plus préférée, d’au moins 15 mm.
Alternativement, un tel filtre peut être formé, ou non, d’une superposition de plusieurs couches d’un même matériau ou de différents matériaux. A titre d’exemple d’une superposition d’au moins deux couches, de préférence d’au moins trois couches ou quatre couches et, de manière encore plus préférée, d’au moins cinq ou six couches.
De manière avantageuse, la ou les couches de matériaux formant le filtre, présentent un profil linéaire ou en V de sorte d’augmenter la surface de filtration.
Selon un mode de réalisation particulier, ledit au moins un filtre est un filtre à air à haute efficacité de type HEPA. On entend par filtre HEPA un dispositif capable de filtrer, en un passage, au moins 99,97 % des particules de diamètre supérieur ou égal à 0,3 µm.
Avantageusement, l’unité FFU mobile (20) comprend en outre un ionisateur.
Typiquement, un tel ionisateur peut prendre la forme d’au moins une cellule plasma à effet corona comprenant une électrode polarisée sensiblement en forme d’aiguille et une électrode de terre, disposée en regard de l’électrode polarisée, comprenant un cylindre sensiblement centré sur l’électrode polarisée et un film poreux sensiblement plan perpendiculaire à l’électrode polarisée. A titre d’exemple, un tel ionisateur est décrit dans la demande de brevet Européen EP3613264 A1.
Un tel ionisateur est ainsi apte à générer un plasma que le flux d’air viendrait traverser, ce qui permettait de charger électriquement les particules présentes dans l’air afin que celles-ci soient retenues dans au moins un filtre électrostatique.
De préférence, l’unité FFU mobile (20) comprend en outre un filtre électrostatique associé à l’ionisateur.
Un tel filtre électrostatique est typiquement réalisé en matière minérale tel que le verre ou la céramique, et de manière particulièrement préférée en fibre de verre.
Un tel filtre est apte à retenir les particules ionisées afin de permettre leur dégradation par réaction avec l’ozone créée par l’ionisateur.
De préférence encore, l’unité FFU mobile (20) comprend en outre un catalyseur associé à l’ionisateur.
Un tel catalyseur apte à décomposer l’ozone produit par l’ionisateur peut être choisi parmi le charbon actif, la zéolithe ou l’oxyde de manganèse (MnO2). En effet, ces matériaux sont aptes à permettre une décomposition rapide de l’ozone et des oxydes d’azote à température ambiante. Un tel catalyseur prend de manière préférée la forme d’un substrat en nid d’abeille, par exemple en aluminium, lequel est recouvert d’oxyde de manganèse.
Avantageusement, un tel substrat en nid d’abeille devra présenter une épaisseur d’au moins 10 mm pour présenter une efficacité suffisante dans la neutralisation de l’ozone.
A titre de FFU mobile (20), on pourra choisir par exemple un dispositif mobile tel que décrit dans la demande internationale PCT WO 2005/025711.
De préférence, le FFU mobile (20) sera le PLASMAIR GUARDIAN, le PLASMAIR SENTINEL, l’HEPA GUARDIAN ou l’HEPA SENTINEL d’AIRINSPACE.
En lien avec le microcontrôleur, celui-ci comprend au moins un programme qui permet de réguler, en fonction de la valeur de pression mesurée par le capteur de pression l’au moins une FFU (20) de sorte à obtenir la valeur de pression recherchée au sein du volume de la salle propre.
Maintenant, et lorsque la porte est ouverte, le microcontrôleur maintient le niveau de ventilation de la FFU inchangé, indépendamment de la valeur de pression mesurée.
Avantageusement, la salle propre selon l’invention comprendra en outre au moins une interface visuelle prenant de préférence la forme d’un écran tactile, dont la position est idéalement située à côté de la porte d’entrée (13) de la salle propre et dont la hauteur permet sa consultation simple par un opérateur. Un telle interface permet à l’opérateur d’avoir un suivi visuel des paramètres de fonctionnement programmés et actuels de la salle propre. Maintenant, il pourra également comprendre une interface de configuration manuelle des paramètres de la salle propre, notamment un écran LCD tactile équipé de boutons de navigation.
La salle propre pourra comprendre en outre au moins un capteur apte à mesurer la qualité ou certaines caractéristiques de l’air au sein de la salle propre. De manière non exhaustive, le au moins un capteur peut être un capteur de composés organiques volatils (COV), un capteur de particules fines, par exemple un capteur de particules fines dont le diamètre est inférieur à 10 µm (PM 10) et/ou un capteur de particules fines dont le diamètre est inférieur à 2,5 µm (PM 2.5), un capteur de dioxyde de carbone, un capteur de monoxyde de carbone, un capteur de dioxygène, un capteur de température ou encore un capteur d’hygrométrie.
Avantageusement, un tel capteur transmet les mesures qu’il réalise au microcontrôleur apte à commander le fonctionnement de l’unité FFU mobile (20), notamment lorsque les valeurs mesurées franchissent une valeur seuil prédéterminée.
Typiquement, la salle propre selon l’invention comprend un boitier électrique (15) connectant l’ensemble des équipements électriques de la salle propre, lequel boitier électrique est relié à une alimentation électrique générale.
La salle propre selon l’invention peut également comprendre de multiples équipements complémentaires. A titre d’exemple, on pourra citer des éléments d’éclairage, des branchements électriques, des branchements gazeux (oxygène, air, etc.), des moyens de chauffage ou encore des fenêtres.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec les figure 1 à 4.
La figure 1 montre une salle propre en dépression, présentant une ouverture associée à un filtre sur l’une de ses cloisons (panneaux) de toit (10), laquelle ouverture permet l’entrée de l’air dans la salle propre (flèche noire). L’air aspiré dans la salle propre passe ensuite par une ouverture dans la partie basse d’une des cloisons latérales de la salle propre avant de rejoindre la FFU mobile (20) et d’être ensuite évacué vers l’extérieur. Outre les panneaux de toits (10), la salle propre est délimitée par ses panneaux latéraux (panneau de salle propre) (11) dont certains peuvent présenter des ouverture (fenêtre) (12). L’entrée de la salle propre s’effectue par une porte dont l’ouverture automatique est commandé par un bouton d’ouverture de porte (14) localisé à côté de celle-ci, au-dessous de ce bouton un écran de tactile renseigne l’opérateur sur la paramètres de fonctionnement de la salle propre, lesquels peuvent être modifiés par celui-ci. Enfin, la salle propre comprend un boitier électrique (15) auquel sont connectés l’ensemble des appareils/systèmes de la salle propre.
La figure 2 montre un moyen de connexion aéraulique (21) qui permet de connecter la FFU mobile (20) à une ouverture (16) en partie basse dans l’une des cloisons latérales de la salle propre en dépression.
La figure 3 montre une salle propre en surpression. On observe que l’air aspiré par la partie basse de la FFU mobile (20) est réinjecté, par une ouverture dans la partie haute d’une des cloisons latérales, puis celui-ci ressort de la salle propre par une ouverture (19) positionnée plus loin dans la partie basse d’une des cloisons latérales de la salle propre.
Comme le montre la figure 4, et d’ailleurs la figure 3 également, un moyen de connexion aéraulique (21) permet de connecter la FFU mobile (20) à une ouverture en partie haute dans l’une des cloisons latérales de la salle propre en surpression.

Claims (10)

  1. Salle propre présentant au moins un volume qui est délimité par des cloisons (10,11,12) associées entre elles et fixées au sol et, éventuellement, à au moins un mur d’un bâtiment, comprenant :
    • Au moins une porte d’entrée (13) ;
    • Au moins une unité de filtration et de ventilation (FFU) (20) ;
    • Au moins une ouverture associée à un filtre ;
    • Au moins un capteur de pression au sein du volume de la salle propre ; et
    • Au moins un microcontrôleur qui permet de réguler, en fonction de la valeur de pression mesurée par l’au moins un capteur de pression, l’au moins une FFU de sorte à obtenir la pression recherchée au sein du volume de la salle propre ;
      caractérisée en ce queladite salle propre ne comprend aucune gaine de circulation d’air dans ses plafonds (10) et en ce qu’elle comprend:
    • au moins une deuxième ouverture à laquelle est connectée, par un moyen de connexion aéraulique, ladite FFU qui est une FFU mobile accolée à la salle propre ; et
    • au moins un moyen de connexion permettant de connecter ladite FFU au microcontrôleur en charge de la réguler.
  2. Salle propre selon la revendication 1, caractérisée en ce que la salle propre selon l’invention ne comprend aucune FFU sur son plafond (10).
  3. Salle propre selon la revendication 1, caractérisée en ce que les cloisons de la salle propre présentent une rigidité suffisante pour être assemblés entre eux sans nécessiter l’utilisation d’une armature complémentaire.
  4. Salle propre selon la revendication 3, caractérisée en ce que les cloisons de la salle propre sont des panneaux sandwich (11,12).
  5. Salle propre selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la salle propre est en dépression et en ce que:
    • l’ouverture associée à un filtre se trouve sur le toit de la salle propre ou dans la partie haute d’une des cloisons latérales de la salle propre;
    • la au moins deuxième ouverture, connectée par un moyen de connexion aéraulique (21) à une FFU mobile (20) accolée à la salle propre, se trouve dans la partie basse, de préférence à moins d’un mètre du sol, d’une des cloisons latérales de la salle propre.
  6. Salle propre selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la salle propre est en surpression et en ce que:
    • l’ouverture associée à un filtre se trouve dans la partie basse, de préférence à moins d’un mètre du sol, d’une des cloisons latérales de la salle propre;
    • la au moins deuxième ouverture, connectée par un moyen de connexion aéraulique (21) à une FFU mobile (20) accolée à la salle propre, se trouve dans la partie haute, de préférence à deux mètres ou plus du sol, d’une des cloisons latérales de la salle propre.
  7. Salle propre selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l’unité FFU mobile (20) comprend en outre un ionisateur.
  8. Salle propre selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le microcontrôleur permet de réguler, en fonction de la valeur de pression mesurée par le capteur de pression, l’au moins une FFU de sorte à obtenir la valeur de pression recherchée au sein du volume de la salle propre et en ce que lorsque la porte est ouverte, le microcontrôleur maintient le niveau de ventilation de la FFU inchangé, indépendamment de la valeur de pression mesurée.
  9. Salle propre selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre au moins une interface visuelle dont la position est idéalement située à côté de la porte d’entrée (13) de la salle propre et dont la hauteur permet sa consultation simple par un opérateur.
  10. Salle propre selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre au moins un capteur apte à mesurer la qualité ou certaines caractéristiques de l’air au sein de la salle propre.
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