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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.
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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
Avri l Mai Juin 2015 - N'638
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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