salles blanches

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Focus Focus P Salles blanches, au cæur des industries de pointe En se basant sur les prescriptions de la norme ISO 14644-7.2, on peut aftirmerqu'une salle blanche est un espace de travail dont la propreté est constamment maintenue afin que la concentrationen particulesy soit strictement contrôt&. La température, l'humidité,la ventilation ainsique la pression sont rQyul&s, sp&ialement lorsqu'il s'agit de ga,rantir une salle stérile. our comprendre les objectifs de propreté appliqués à une salleblanche, il faut accepter d'affronter l'invisible. En effet, les particules qu'il convientde traquer sont microscopiques puisque leurgranulométrie est comprise entre de 0,1 pm et 5 pm. Selon la destination de la salle blanche, leurprésence n'enconstitue pas moins un risque important de contamination pourles produits lorsde leurfabrication, de leur contrôle voire, de leurconditionnement. Une salle blanche est un mondeà part,imposant des règles de vie spécifiques aux intervenants. Pour y travailler, il est impératif de porter un équipement adapté : une combinaison, une charlotte, des protections recouvrant les chaussures, des gants... ll fautde pluséviter d'utiliser toutvêtement, produit ou objet susceptible de reteniret de libérer des particules dans I'environnement contrôlédonc ne pas porter de fourrure,de bijoux, éviter le maquillage, etc. Les salles blanchessont une réponse au problème de la maîtrise de la contamination qui peut être particulaire, bio- logiqueou chimique. Toutefois, les règles sont différentes et plus ou moins exigeantes selon les secteurs. Une salle blanche destinée à produire des composants électroniques n'aurapas les mêmescaractéristiques qu'unesalle blanche utiliséepour l'industrie pharmaceutique et partant,le per- sonnel sera soumis à des contraintes différentes. Ainsi, certains secteurs sont très attentifsaux oollutions bacté- riennes, d'autres moins. Les opérateursqui travaillentou interviennent ponctuel- lement à l'intérieur d'une salle blanche ne sont pas les seules sources de contamination. Les machines utilisées à I'intérieur de l'espace contrôlé,les réactions chimiques qui peuvent s'y produire en fonction des produits manipulés ainsi évidemment que l'apport d'air extérieur sont autantde menacesà prendreau sérieux. Ainsi les matériaux utilisés dans la construction (peintures, revêtements de sol, tuyaux, etc.) doivent-ils être soigneusement choisispour leur stabi- litétant mécanique que chimique. 1 L'adsorption estun phénomène par lequeldesmolécules se fixent sur la surface de I'adsorbant par des liaisons faibles. Avril MaiJuin 2015 - N'638 Enfin, le système de conditionnement de l'air joue un rôlecru- cial contre les contaminations d'origine gazeusegrâce à des filtresà adsorptionl contenant par exemple, du charbonactif, qui élimineront 99 % de la contamination. Des industries qui ont la classe... Une classification des sallesblanches a été crééeafin de qua- lifierleurspropriétés. L'initiative a été prisepar l'administration américaine qui a défini le Federal Standard FED-STD-2O9E à cette fin. L'administration américaine a choisi d'abandonner son standard en 2001 pourse rallier à la normeISO 14644. ll existe cependant une correspondance entrela normeISO et le FederalStandard comme indiquédans le tableau.On notera encoreque la norme ISO 14644 portesur la contamination particulaire et chimique et que la norme ISO '14698 porte sur le contamination biologique. Plus le niveau de classification d'une salle blanche dansla norme ISO 14644-1 est bas, plus propre et stérile seral'espace qu'il qua- lifie. Ainsi une sallede classeISO 1 est plus < propre ) qu'une sallede classeISO 2 et ainside suite...Pour chacune des six granulométries considérées, chaque classe définie acceptera dix fois plus de particules par mètre-cube que cellequi la précède. Certaines industries sont largement dépendantes de I'utilisation de salles blanches pourleurs développements et leurs technolo- giesde pointe : l'aérospatial, la micro-électronique, le médical, la pharmaceutique ou encore, l'alimentaire.

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Les Salles Blanches - Focus - Maintenance - juin 2015

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  • Focus

    Focus PSalles blanches, au cur des industries de pointeEn se basant sur les prescriptions de la norme ISO 14644-7.2, on peut aftirmer qu'unesalle blanche est un espace de travail dont la propret est constamment maintenueafin que la concentration en particules y soit strictement contrt&. La temprature,l'humidit, la ventilation ainsi que la pression sont rQyul&s, sp&ialement lorsqu'ils'agit de ga,rantir une salle strile.

    our comprendre les objectifs de propret appliqus une salle blanche, i l faut accepter d'affronter l ' invisible.En effet, les particules qu'il convient de traquer sont

    microscopiques puisque leur granulomtrie est comprise entrede 0,1 pm et 5 pm. Selon la destination de la salle blanche,leur prsence n'en constitue pas moins un risque important decontamination pour les produits lors de leur fabrication, de leurcontrle voire, de leur conditionnement.Une salle blanche est un monde part, imposant des rglesde vie spcifiques aux intervenants. Pour y travailler, il estimpratif de porter un quipement adapt : une combinaison,une charlotte, des protections recouvrant les chaussures, desgants... l l faut de plus viter d'uti l iser tout vtement, produit ouobjet susceptible de retenir et de librer des particules dansI'environnement contrl donc ne pas porter de fourrure, debijoux, viter le maquil lage, etc.Les salles blanches sont une rponse au problme de lamatrise de la contamination qui peut tre particulaire, bio-logique ou chimique. Toutefois, les rgles sont diffrenteset plus ou moins exigeantes selon les secteurs. Une salleblanche destine produire des composants lectroniquesn'aura pas les mmes caractristiques qu'une salle blancheutil ise pour l ' industrie pharmaceutique et partant, le per-sonnel sera soumis des contraintes diffrentes. Ainsi,certains secteurs sont trs attentifs aux oollutions bact-riennes, d'autres moins.Les oprateurs qui travail lent ou interviennent ponctuel-lement l ' in tr ieur d 'une sal le b lanche ne sont pas lesseules sources de contamination. Les machines uti l ises I ' intrieur de l 'espace contrl, les ractions chimiquesqui peuvent s'y produire en fonction des produits manipulsainsi videmment que l 'apport d'air extrieur sont autant demenaces prendre au srieux. Ainsi les matriaux uti l issdans la construction (peintures, revtements de sol, tuyaux,etc.) doivent-i ls tre soigneusement choisis pour leur stabi-l i t tant mcanique que chimique.

    1 L'adsorption est un phnomne par lequel des molcules se fixentsur la surface de I'adsorbant par des liaisons faibles.

    Avril Mai Juin 2015 - N'638

    Enfin, le systme de conditionnement de l 'air joue un rle cru-cial contre les contaminations d'origine gazeuse grce desfiltres adsorptionl contenant par exemple, du charbon actif,qui limineront 99 % de la contamination.

    Des industries qui ont la classe...Une classification des salles blanches a t cre afin de qua-lifier leurs proprits. L'initiative a t prise par l'administrationamricaine qui a dfini le Federal Standard FED-STD-2O9E cette fin. L'administration amricaine a choisi d'abandonnerson standard en 2001 pour se rall ier la norme ISO 14644. l lexiste cependant une correspondance entre la norme ISO et leFederal Standard comme indiqu dans le tableau. On noteraencore que la norme ISO 14644 porte sur la contaminationparticulaire et chimique et que la norme ISO '14698 porte sur lecontamination biologique.Plus le niveau de classification d'une salle blanche dans la normeISO 14644-1 est bas, plus propre et strile sera l'espace qu'il qua-lifie. Ainsi une salle de classe ISO 1 est plus < propre ) qu'unesalle de classe ISO 2 et ainsi de suite... Pour chacune des sixgranulomtries considres, chaque classe dfinie acceptera dixfois plus de particules par mtre-cube que celle qui la prcde.Certaines industries sont largement dpendantes de I'utilisationde salles blanches pour leurs dveloppements et leurs technolo-gies de pointe : l'arospatial, la micro-lectronique, le mdical, lapharmaceutique ou encore, l'alimentaire.

  • Focus

    Norme ISO 14644-1

    Classesnombre maximum de particules/mtre-cube en fonction de leurs tailles Equivalence

    FED-STD.209Eamricain1um

    lso 1 1 0 2,37 1,02 0,35 0,083 0,003tso 2 100 23,7 10,2 0,83 0,029tso 3 1 000 237 102 35 8,3 0,2s Class 1tso 4 10 000 2 370 1 020 352 83 ) o Class 10tso 5 1 00 000 23 700 10 200 3 520 832 29 Class 100ISO 6 1 000 000 237 000 1 02 000 35 200 B 320 293 Class 1 000

    tsO 7 10 000 000 2 370 000 1 020 000 352 000 83 200 2 930 Class 10 000tsO I 100 000 000 23 700 000 1 0 200 000 3 520 000 832 000 29 300 Class 1 00 000tsO 9 1 000 000 000 2 370 000 000 1 020 000 000 35 200 000 8 320 000 293 000 Clean room

    Les salles blanches de classe ISO 3 par exemple, sont utilisespar les fabricants de circuits intgrs produisant des puces dontles jonctions ont une dimension infrieure 1 micron comme cer-tains types de mmoire ainsi que les microprocesseurs per-formances leves. On y trouve jusqu' un millier particules de0,1 pm par mtre-cube mais moins d'une dizaine de particules de1 pm par mtre-cube. Avec dix fois plus de ces dernires dans lemme volume, une salle blanche appartiendra la classe ISO 4et conviendra aux besoins des entreprises produisant des circuitsintgrs dont les jonctions mesurent environ 2 microns.Les salles blanches de classe ISO 5 sont reouises oour la fabri-cation aseptise de produits mdicaux injectables, en chirurgiepour I'implantation ou la transplantation d'organes ou enre,pour l'isolation des patients prsentant une immunit affaiblie.Les salles de classe ISO 6 conviennent pour fabriquer desquipements optiques de haute qualit, assembler et testerdes gyroscopes de prcision ou monter des roulements bil les ou aiguil les miniaturiss.Une salle blanche de clase ISO 7 sera encore requise pourl 'assemblage d'quipements hydrauliques ou pneumatiques,le montage des vannes servo-motorises et des appareilsde mesures de prcision. Enfin, la classe ISO 8 couvrira lesbesoins des entreprises devant assembler des optiques usage gnral, de composants lectroniques et des lmentshydrauliques ou pneumatiques.

    Les normes concernent la salle blanche depuis sa concep-tion son exploitation en passant par les tapes de saconstruction et de sa mise en fonctionnement. De mme,elles conditionnent le cycle de fabrication des produitsdepuis la purif ication des matires premires ou des compo-sants jusqu'au conditionnement en passant videmment parl 'assemblage.

    Thierry PIGOT

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  • Focus

    Focus >Salle blanche, ne jamais manquer d'air...L'air et Ia ventilation qui permet de le renouveler, occupent une place prpondrante dans le maintien des conditions gui normalisent la qualit ISO d'une salleblanche. Dbit, circulation, temprature, pression... nombreux sont les paramresnombreuses sont les conditions assurer pour garantir une production optimale.

    ans une salle blanche ventilation conventionnelle, lacirculation de I 'air est identique celle qui est prati-que dans la plupart des locaux usage profession-

    nel. L'air est trait par un systme de conditionnement avantd'tre distribu par des diffuseurs placs dans les cloisons.Nanmoins, dans une salle blanche, l 'air est renouvel danssa totalit entre vingt et soixante fois par heure contre deux dix renouvellements horaires dans un local ordinaire.Les filtres HEPA (high efficiency particulate air) utiliss par lesystme de ventilation des salles blanches, sont aussi beau-coup plus efficaces puisqu'i ls doivent retenir plus de 99,97 %des particules plus grandes que 0,3 pm, ce qui correspondsensiblement aux exigences de la classe ISO 3. Des fi l tres air encore plus performants appel ULPA (ultra low penetra-tion air) sont utiliss pour les salles blanches de classes ISO 1et 2, conformes aux applications les plus exigeantes telle quela microlectronique.Les filtres sont placs au point de pntration de l'air dans lapice afin que les particules souil lant les gaines de transportsoient arrtes. Dans un local conventionnel, I'air est filtr lasortie du groupe de ventilation.Enfin, pour empcher que l 'air extrieur contamin ne pntredans l'espace contrl, on place ce dernier en tat de surpres-sion par rapport l'environnement extrieur. A cette fin, oninsuffle plus d'air qu'on en extrait. L'air propre sous pressionrepousse l'air rput souill provenant de l'extrieur, l'emp-chant de pntrer.

    Ventilation flux unidirectionnelll existe aussi des salles blanches ventiles au moyen de sys-tmes flux d'air unidirectionnel ; un choix privilgi lorsqu'i lest ncessaire d'obtenir de faibles concentrations de parti-cules ou de bactries en suspension. Dans ce type de sallesblanches, on ne parle plus de nombre de renouvellements deI'air par heure mais plutt de sa vitesse d'coulement main-tenue entre 0,3 et 0,45 m/s. Pour un volume quivalent, lenombre de renouvellements de volume d'air est dix cent foisplus lev dans une salle flux unidirectionnel que dans unesalle flux conventionnel.

    Alors que dans une salle blanche flux conventionnel, lacontamination est mlange et dilue, dans une salle fluxunidirectionnel, la contamination est thoriquement transpor-te jusqu' I 'extrieur. En pratique, des obstacles - mobil ier,instruments, personnes, etc. - s'opposent au passage du fluxd'air jusqu' rendre l 'coulement localement turbulent.La solution la plus communment employe consiste gn-rer un flux vertical. Diffus au niveau du plafond, l'air propretraverse la pice avant d'tre aspir au niveau du sol. Cet airrcupr est mlang de l'air frais avant d'tre retrait etfi l tr puis rintroduit dans le local.La ventilation peut aussi gnrer un flux unidirectionnel hori-zontal. Cette solution est uti l ise moins frquemment puisqueune contamination, emporte par l 'air, pourra se dposer enaval du flux et contaminer une autre zone. En revanche, ils'agit d'une solution moins onreuse que la mise en place d'unflux vertical tant pour ce qui touche I ' installation qu' ce quiconcerne la maintenance. Cette solution peut tre envisagelorsque la zone d'intervention peut tre amnage en fonc-tion de l 'emplacement des points d'approvisionnement en air.Ainsi des tables de travail places contre la cloison portant lesdiffuseurs seront l'abri de la contamination apporte par lesoprateurs ds lors que ces derniers sont installs I'aval duflux d'air.

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  • PffiC-fiS

    Au sein d'une seule et mme salleblanche, i l est possible d'installer uneventilation mixte. La ventilation conven-tionnelle va alors concerner la majeurepartie du volume tandis que la ventilation flux unidirectionnel sera rserve uneou plusieurs zones o sont ralises lesoprations ou les manipulations les pluscrit iques. l l s'agit d'une solution offrantun excellent compromis entre des cotsd'installation et de maintenance matrisset un haut niveau de qualit aux empla-cements o les meil leures conditions deprotection contre la contamination sontindispensables.

    Zones amnages, douche airet sas de dcontaminationCertains espaces situs l'intrieur mmed'une salle blanche peuvent faire l 'objetd'un amnagement spcial pour accrotreencore la puret de I 'environnement detravail et changer de classe lSO.Ainsi, la fabrication ou le conditionnementde certains produits usage mdical(vaccins, solutions injectables, etc.) ou lamanipulation de certains chantil lons uti-l iss en gntique, s'effectue l ' intrieurde caissons le plus souvent, chans lesuns aux autres. Les oprations sur lesproduits sont conduites depuis l 'extrieur l 'aide, de botes gants ou de brast lmanipulateurs. Le fa ib le volume d 'a i rcontenu dans cet espace volontairementrestreint permet la fois de le nettoyerplus facilement et d'en mieux matriser lacontamination.Autres zones spcialement amnages, les douches airet le sas permettant le passage des oprateurs, se placent l 'entre d 'une sal le b lanche de c lasse ISO 5. Le pr inc ipeconsiste l imiter les apports de contaminants. L'oprateurse place entre deux portes dans un petit espace de sen-siblement 2 m". De l 'air sous pression est projet sur lessurvtements avec un taux de brassage qui reprsentesensiblement 2 000 fois le volume du sas. Cet air f i l tr estinject haute vitesse (environ 20 m/s) vers la personne par

    I ' in termdia i re de d izaines de buses af in de dcol ler les ool -lutions particulaires. Le dbit qui atteint 4 000 5 000 mYh,permet d'obtenir presque instantanment un air hautementpur i f i dans le fa ib le volume du sas.Un systme de condamnation lectrique interdit I 'ouverturesimultane des deux portes du sas et rgule la dure de ladcontamination qui est le plus souvent comprise entre 10 et30 secondes.

    Thierry PIGOT

    Avri l Mai Juin 2015 - N"638