Pollution de la zone de travail d'entreprises de production

Pollution de la zone de travail d'entreprises de production

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Un examen précis des processus qui entraînent la pollution de la zone de travail des halls de production, révèle un potentiel d'amélioration et d'économie.

La pollution de la zone de travail dépend du concept d’alimentation en air, du type, de la disposition et de la taille des apports calorifiques ainsi que du type et de la disposition des diffuseurs d’air. Des amenées d’air alternatives permettent de réduire à moins de 10% les pollutions s’élevant à 100% en cas de ventilation avec air mélangé. En cas de charge thermique, la marge de 100% à env. 40% est suffisante. Lors de la planification d’une ventilation, le défi consiste à utiliser le potentiel d’amélioration et d’économie.

Processus de flux de charge et de décharge

Ces processus peuvent être parfaitement présentés au moyen des processus de flux de charge et de décharge. L’illustration 1 présente les processus typiques de flux et de libération à l’exemple des couches du principe d'amenée d'air.

Les halls de production présentent quatre zones de flux. Ces zones sont: 
1. La zone de flux thermique sur et au-dessus des machines de production 
2. La zone de convection libre sur les murs extérieurs et les toits à redents 
3. La zone d’expansion du flux d’air dans le local 
4. La zone des dispositifs de détection. 

Les effets de charge et de décharge suivants des processus de flux sur la zone de travail peuvent être déduits: 

Ont un effet de décharge: 

  • Amenée directe d’air dans la zone de travail 
  • Détection directe de la pollution là où elle est émise 
  • Flux thermique sur et au-dessus des machines de production 
  • Flux ascensionnel sur les murs des halls 

 

Ont un effet de charge: 

  • Processus de libération par impulsion de substances qui sont transmises par les machines directement dans la zone de travail. 
  • Flux d’air et flux croisés qui entravent le flux thermique et entraînent des nettoyages dans la zone de travail. 
  • Flux d’air qui sont acheminés par la couche supérieure polluée et amènent de l’air induit et contaminé dans la zone de travail. 
  • Flux d’air trop faibles qui entraînent le retour d’air pollué depuis la couche supérieure. 
  • Flux de chute sur les murs extérieurs froids qui induisent de l’air pollué depuis la couche supérieure et l’amènent dans la zone de travail. 

Indices d'évaluation

La répartition des charges thermiques et polluantes libérées est soumise à de nombreux facteurs d’influence, tels que le système d’amenée d’air, le type de libération de chaleur et de polluants et les dispositifs de détection. Il existe quatre indices d’évaluation pour procéder à la description quantitative des répercussions des charges thermiques et polluantes dans la zone de travail. Ces indices sont très utiles pour procéder à des examens généraux des processus de pollution car ils permettent de déduire des informations pouvant être directement utilisées pour planifier une ventilation de hall et effectuer un calcul de charge. Ils peuvent notamment, comme présenté dans le prochain blog, être utilisés pour déduire les lois du calcul de charge. La détection technique de telles influences s’avère cependant être très complexe en pratique. 

Les processus complexes sont décrits à l’aide de quatre indices d’évaluation: 
1. Degré de détection 
2. Degré de pollution 
3. Degré de pollution du système 
4. Degré de nettoyage

Le degré de détection

La manière la plus efficace de réduire la quantité de polluants et leur répartition dans le hall est de les détecter à l’endroit où ils sont émis. L’efficacité et l’efficience de cette mesure est décrite au moyen du degré de détection. Celui-ci est défini comme le rapport du flux de charge directement détecté et du flux de charge libéré. Il est donc un critère d’efficacité de la mesure d’aération. Ce degré n’est cependant pas une caractéristique d’un dispositif de détection, mais dépend de nombreux paramètres, tels que le type de libération des polluants, des flux croisés et des flux d’air de détection. Le même élément de détection peut ainsi présenter différents degrés de détection pour différentes substances.

Le degré de pollution

Le degré de pollution est un critère de qualité de l’amenée d’air. Il met en rapport la proportion d’un flux de charge effectif dans la zone de travail avec la proportion libérée dans le local qui n’est pas directement détectée. La libération dans le local signifie qu’une partie des charges est amenée dans la zone de travail et une autre partie dans la couche supérieure. La mesure d’un degré de pollution est en pratique très difficile, voire même impossible étant donné que le flux de pollution libéré ne peut souvent pas être quantitativement détecté. 

Degré de pollution du système

Le degré de pollution du système est un critère de qualité pour évaluer les mesures globales de la technique d’aération et de ventilation. Il met en rapport le flux de pollution effectif dans la zone de travail et le flux de pollution global libéré. Les rapports des degrés de détection et de pollution et de simples analyses de bilan permettent de comparer le degré de pollution du système en fonction de différentes amenées d’air et des proportions de charge. Ils font donc déjà partie des calculs de charge. 

Le degré de nettoyage

Le degré de nettoyage se réfère uniquement aux couches d’amenée d’air et est une mesure de l’intensité de l’interaction des flux croisés et des flux thermiques. Il met en rapport les charges thermiques et polluantes nettoyées par le flux thermique et l’ensemble des charges libérées. Les valeurs élevées du degré de nettoyage indiquent que le flux thermique est presque complètement perturbé ou même détruit alors que les valeurs faibles indiquent un flux thermique stable, comme il apparaît en cas de 

  • hautes différences de température entre les machines de production et l’air ambiant, 
  • flux croisés qui agissent uniquement dans la zone de surface externe. 

Le degré de nettoyage baisse généralement avec une vitesse et une hauteur de flux croissante et une dissipation de chaleur croissante. 

Cela montre qu’il faut également prendre en compte les conditions marginales du hall pour utiliser les couches d’amenée d’air. S’il n’est pas possible d’éviter les flux croisés via les orifices des travées de hall voisines ou des entrées (sauf processus d’ouverture et de fermeture), il n’est pas possible d’avoir recours à une ventilation par couche.

Valeurs limites de pollution au poste de travail

Le terme «valeur limite d’exposition professionnelle» (VLEP) a été introduit pour se référer aux substances dangereuses pour la santé se trouvant dans l’air au poste de travail. Par ce terme, on entend la valeur limite d’une concentration moyenne pondérée de substances dangereuses pour laquelle aucun impact nocif aigu ou chronique sur la santé n’est généralement escompté. Les valeurs VLEP sont regroupées dans le document TRGS 900 et ont remplacé les valeurs VME utilisées jusqu’à 2004. Si la valeur limite d’exposition professionnelle n’est pas listée dans le TRGS 900, les valeurs VME en vigueur jusqu’en 2004 selon le document TRGS 402 peuvent être appliquées. Les concentrations techniques de référence également en vigueur jusqu’en 2004 ne doivent plus être utilisées pour procéder à l’évaluation étant donné qu’un risque pour la santé ne peut pas être exclu, même si les valeurs sont respectées. Pour procéder à l’évaluation, on crée un indice d’évaluation I composé de la concentration d’une substance dangereuse dans la zone de travail cARB et de la valeur limite correspondante GW avec I = cARB / GW. 

Recirculation d'air épuré, valeurs limites de pollution en cas de recyclage d'air

Si l’air détecté comprenant des substances dangereuses dans la zone de travail, suite au nettoyage dans un séparateur, est remis partiellement ou complètement en circulation dans la zone de travail, on parle de recirculation d’air épuré. Il peut être utilisé pour deux raisons: 

1. Pour utiliser la chaleur en cas de faibles dégagements de chaleur dans le hall et des flux d’air de jusqu’à 5 000 m³/h env., car grâce aux grandes quantités d’air, les coûts d’investissement et d’exploitation du séparateur compensent l’avantage de l’utilisation de la chaleur. 

2. Pour éviter que le flux d’air comprenne une teneur supplémentaire du flux d’air détecté dans le flux d’air en cas de ventilation par couche. Le rapport coûts-utilité doit être également considéré pour décider d’une éventuelle utilisation. 

En cas de recirculation d’air épuré, il faut noter que la teneur résiduelle en polluants doit être limitée de sorte que la concentration dans la zone de travail ne soit pas sensiblement accrue par rapport à l’air extérieur pur.

Tableau 1 : Valeurs limites pour indices d’évaluation en cas de recirculation d’air épuré

En 2014, la valeur limite générale de poussière a été fixée pour la fraction alvéolaire (poussière fine) à une valeur limite de 1,25 mg/m³. Pour les poussières non cancérigènes qui sont inférieures à la valeur limite de pollution, une concentration de retour d’air maximale de 0,25 mg/m³ doit être respectée selon la ligne 1 du tableau 1. Cela vaut indépendamment des valeurs figurant dans le tableau 1.

Pour les substances cancérigènes sous forme de particules, mutagènes ou nuisant à la fertilité, une recirculation d’air épuré n’est permise que dans des cas exceptionnels et doit être autorisée par l’autorité de santé au travail. Si les polluants ne se présentent pas sous forme de particules, mais de gaz ou de vapeur, un recirculation d’air épuré est exclu.

Le terme de recirculation d’air épuré est quelque peu trompeur. En effet, l’air qui est réacheminé n’est aucunement «pur» au sens propre, mais contient une faible concentration de substances nocives. Cela n’est donc qu’une question de temps jusqu’à ce que l’air épuré remis en circulation présente dans la zone de travail la même concentration qui se trouvait dans l’air avant sa détection si aucune mesure d’aération n’est prise. Pour éviter ce phénomène, des proportions minimales d’air extérieur selon le tableau 2 et une ventilation supplémentaire du local sont prescrites en fonction du type de polluant et de la taille du flux d’air épuré remis en circulation.

Tableau 2: Teneur en air extérieur par rapport au flux d’air en cas de remise en circulation d’air épuré

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