Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
La protection localisée d’ambiance par flux d'air consiste à préserver des éléments de toute contamination aéroportée lorsque l’usage de barrières solides n’est pas envisageable. La difficulté réside dans le maintien de la barrière contre la contamination, à l’interface entre la zone à protéger et l’ambiance, malgré des perturbations courantes ou exceptionnelles qui viennent affecter sa stabilité ou simplement la briser. Cet article présente les principes physiques qui sont à la base de la protection localisée, et illustre par des exemples concrets sa mise en œuvre.
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A localized air delivery system can be used as a protection against airborne pollutants when solid barriers are not practicable. Very clean air is delivered only in the close vicinity of the products to be protected. The main difficulty resides in maintaining a robust protection (i.e. ensuring that ambient air will not mix with clean air), against ordinary or exceptional disturbances, as there is no material separation between the two airs. This article first presents the physical principles used to design this method. It then illustrates the method with real industrial examples of localized air delivery systems.
Auteur(s)
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Johan CARLIER : Ingénieur de recherche Irstea, docteur en mécanique de l'université des Sciences et Technologies de Lille - Irstea – UR OPAALE équipe ACTA, Rennes, France
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Lionel FIABANE : Ingénieur de recherche Irstea, docteur en sciences de l'ingénieur de l'École Polytechnique - Irstea – UR OPAALE équipe ACTA, Rennes, France
-
Dominique HEITZ : Chargé de recherche Irstea, responsable équipe ACTA, habilité à diriger les recherches en mécanique de l’université de Rennes 1, docteur en mécanique des fluides de l'université de Poitiers - Irstea – UR OPAALE équipe ACTA, Rennes, France
INTRODUCTION
Seule la maîtrise localisée des flux d’air propres peut prétendre assurer des niveaux élevés de propreté d’air autour des produits sensibles à l’aéro-contamination. Il est bien entendu possible d’obtenir globalement une bonne protection particulaire dans des grands volumes comme les ateliers de production, même ouverts aux contaminations internes (opérateurs, machines, matières premières, etc.). Mais la maîtrise localisée, appelée également « flux unidirectionnel » ou « flux dirigé », permet d’obtenir localement des niveaux de propreté en activité de « classe 5 » (de la norme ISO 14644-1), ou de « classe 100 » (de l'ancienne norme FED-STD-209 E) dans des ambiances atteignant difficilement des classes de propreté 100 fois moins bonnes en salle propre perturbée par l’activité (« classe 7 » de ISO 14644-1, ou « classe 10 000 » de FED-STD-209 E).
Ce constat est maintenant partagé par bon nombre d’industriels de l’alimentaire pour lesquels la problématique froid et condition de travail s’ajoute à celle de l’ultrapropreté. Une bonne maîtrise localisée des flux d’air propres et froids permet de maintenir une température constamment basse d’environ 4 °C au niveau des produits alimentaires en cours de traitement (plans de travail, conditionneuses, bandes convoyeuses, etc.), tout en assurant une température nettement plus élevée, d’environ 15 °C, au contact des personnes situées à proximité.
Le présent article va tout d'abord s'attacher à définir ce qu'est une protection localisée par soufflage d'air propre, puis à décrire les phénomènes physiques mis en jeu dans les dispositifs de séparation d’ambiances. Les effets de l’entraînement, du mélange et de la flottabilité seront plus particulièrement détaillés, ainsi que les ressorts du transport particulaire. Des technologies concrètes de protection localisée seront enfin présentées et décrites.
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KEYWORDS
Airflows | Clean air | Particulate matters
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Protection localisée d’ambiance par flux d'air
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6. Glossaire
Air ambiant ; Ambient air
Air intérieur typique des ateliers de production recevant des travailleurs.
Air propre ; Clean air
Air ayant traversé un dispositif de filtration pour en abaisser la concentration en particules en fonction de leur taille.
Zone protégée ; Protected area
Zone balayée par de l’air propre.
Couche de mélange ; Mixing layer
Région qui sépare deux écoulements aux caractéristiques différentes et dans laquelle s’effectue le mélange. Cette région peut être également appelée « interface ».
Jet ; Jet
Écoulement généré par une quantité de mouvement ou une flottabilité initiale et se développant le plus souvent dans une ambiance au repos. Le jet est une région de fluide mélangé.
Sillage ; Wake
Écoulement en aval d’un obstacle s’opposant à un écoulement principal.
Flottabilité ; Buoyancy
Poussée subie par une particule de fluide de densité différente à celle du fluide dans lequel elle est plongée.
Stratification ; Stratification
Organisation en couche d’un fluide de densité variable en raison de la flottabilité.
Laminaire/turbulent ; Laminar/turbulent
Pour un écoulement de fluide, le régime laminaire signifie que le fluide s'écoule dans la même direction, sans variation locale de vitesse. Il se définit également souvent par opposition au régime turbulent, siège d’agitations dues à la présence de tourbillons de tailles différentes et en interaction.
Mélange ; Mixing
Mélange de deux fluides adjacents par diffusion moléculaire. Le mélange est accéléré si les deux fluides sont dans une région d’agitation turbulente.
Entraînement ; Entrainment
Phénomène d’induction d’air à proximité d’un jet.
Mouvement de particule ; Particle motion
Il s’agit de la trajectoire des particules mises en mouvement par un écoulement de fluide, avec éventuellement des mécanismes de dépôt et d’érosion/arrachement conduisant à saltation (déplacement par saut).
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Glossaire
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BURFOOT et al - Localised air delivery systems in the food industry. - Trends Food Sci. Tech., 11, 11 (2000).
-
(2) - AUDIDIER (Y.) - Ultra Clean Workshop Concept. - In Minimal Processing and Ready Made Foods, SIK, Göteborg (1996).
-
(3) - VANDRIESSCHE (S.), RIGNAC (J.-P.) - Performance énergétique en ambiances propres. - ASPEC Paris (2016).
-
(4) - CHASSAING (P.) - Mécanique des Fluides. - Polytech de l'INP réf. 929, Cépaduès Toulouse (2010).
-
(5) - CHASSAING (P.) - Turbulence en Mécanique des Fluides. - Polytech de l'INP ref. 483, Cépaduès Toulouse (2000).
-
(6) - BROWN (G.L.), ROSHKO (A.) - On density effects and large structure in turbulent mixing layers. - J....
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
ContaminExpo – Salon et congrès sur la maîtrise de la contamination et des salles propres, a lieu tous les deux ans à Paris (années impaires) :
HAUT DE PAGE
ISO
ISO 14644-1 - 2015 - Classification de la propreté particulaire de l'air, NF EN ISO 14644-1 (février 2016).
ISO 7730 - 2005 - Ergonomie des ambiances thermiques – Détermination analytique et interprétation du confort thermique par le calcul des indices PMV et PPD et par des critères de confort thermique local.
AFNOR
NF EN 1822-1 - 2010 - Filtres à air à haute efficacité (EPA, HEPAet ULPA) : Classification, essais de performance et marquage.
Autre...
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