Les salles blanches, également appelées salles exemptes de poussière, servent à éliminer les polluants tels que les particules de poussière, les agents pathogènes et les bactéries présents dans l'air d'un espace donné. Elles permettent également de contrôler la température, la propreté, la pression, la vitesse et la distribution du flux d'air, le bruit, les vibrations, l'éclairage et l'électricité statique dans des limites précises. Les quatre conditions nécessaires au respect des exigences de propreté dans les salles blanches sont décrites ci-après.
1. Propreté de l'air ambiant
Pour garantir la conformité de l'air soufflé aux exigences de propreté, il est essentiel de veiller aux performances et à l'installation du filtre final du système de purification. Ce filtre, utilisé dans les salles blanches, est généralement un filtre HEPA ou un filtre sub-HEPA. Conformément aux normes nationales, l'efficacité des filtres HEPA est classée en quatre catégories : classe A (≥ 99,9 %), classe B (≥ 99,99 %), classe C (≥ 99,999 %) et classe D (≥ 99,999 % pour les particules ≥ 0,1 µm, également appelée filtre ultra-HEPA). Les filtres sub-HEPA (pour les particules ≥ 0,5 µm) présentent une efficacité de filtration comprise entre 95 et 99,9 %.
2. Organisation du flux d'air
L'organisation du flux d'air d'une salle blanche diffère de celle d'une salle climatisée classique. Elle exige que l'air le plus pur soit acheminé en premier lieu vers la zone de travail. Son rôle est de limiter et de réduire la contamination des objets traités. Les différentes organisations de flux d'air présentent des caractéristiques et des applications spécifiques : Flux vertical unidirectionnel : Ce flux permet d'obtenir un flux d'air descendant uniforme, facilite l'agencement des équipements de production, offre une forte capacité d'auto-épuration et simplifie les installations courantes telles que les salles blanches individuelles. Les quatre méthodes d'alimentation en air présentent également leurs avantages et leurs inconvénients : les filtres HEPA à couverture intégrale offrent l'avantage d'une faible résistance et d'un cycle de remplacement des filtres long, mais la structure du plafond est complexe et le coût élevé ; les avantages et les inconvénients des systèmes d'alimentation par le haut avec filtre HEPA à couverture latérale et par plaque perforée sont inverses à ceux des systèmes avec filtre HEPA à couverture intégrale. Parmi ces derniers, l'alimentation par plaque perforée est sujette à l'accumulation de poussière sur la surface interne de la plaque en cas de fonctionnement discontinu, et un entretien insuffisant peut nuire à la propreté. La distribution par le haut à diffuseur dense nécessite une couche de mélange et convient donc uniquement aux salles blanches de plus de 4 m de hauteur. Ses caractéristiques sont similaires à celles de la distribution par le haut à plaques perforées. Le système de reprise d'air avec plaques à grilles bilatérales et bouches de reprise d'air réparties uniformément en bas des parois latérales est adapté aux salles blanches dont l'espacement net est inférieur à 6 m de chaque côté. Les bouches de reprise d'air en bas d'une seule paroi sont adaptées aux salles blanches dont l'espacement entre les parois est faible (≤ 2 à 3 m). Flux horizontal unidirectionnel : seule la première zone de travail atteint le niveau de propreté 100. Lorsque l'air circule vers l'autre côté, la concentration de poussières augmente progressivement. Ce système convient donc uniquement aux salles blanches présentant des exigences de propreté différentes pour un même procédé. La répartition locale de filtres HEPA sur la paroi d'alimentation en air permet de réduire leur utilisation et l'investissement initial, mais peut engendrer des turbulences localisées. Flux d'air turbulent : Les caractéristiques de la soufflage par le haut avec des plaques à orifices et avec des diffuseurs denses sont identiques à celles mentionnées précédemment. Le soufflage latéral présente l'avantage d'une installation de tuyauterie simplifiée, de l'absence de couche intermédiaire technique, d'un faible coût et se prête à la rénovation d'usines anciennes. Ses inconvénients résident dans une vitesse du vent élevée dans la zone de travail et une concentration de poussière supérieure sous le vent. Le soufflage par le haut avec des sorties de filtres HEPA offre l'avantage d'un système simple, sans tuyauterie en aval du filtre, et d'un flux d'air propre directement acheminé vers la zone de travail. Cependant, la diffusion de cet air propre est lente et le flux d'air dans la zone de travail est plus uniforme. Néanmoins, la disposition régulière de plusieurs sorties d'air ou l'utilisation de sorties de filtres HEPA avec diffuseurs permettent également d'obtenir un flux d'air plus uniforme dans la zone de travail. En revanche, lorsque le système ne fonctionne pas en continu, les diffuseurs sont susceptibles d'accumuler de la poussière.
3. Volume d'air fourni ou vitesse de l'air
Un volume de ventilation suffisant permet de diluer et d'éliminer l'air intérieur pollué. Selon les exigences de propreté, la fréquence de ventilation doit être augmentée en fonction de la hauteur sous plafond de la salle blanche. Le volume de ventilation des salles blanches de classe 1 million est calculé selon les normes des systèmes de salles blanches à haute efficacité (HEBS), de même que celui des autres salles blanches. Lorsque les filtres HEPA des salles blanches de classe 100 000 sont concentrés dans la salle des machines ou que des filtres sub-HEBS sont utilisés en sortie de circuit, la fréquence de ventilation peut être augmentée de 10 à 20 %.
4. Différence de pression statique
Le maintien d'une pression positive minimale dans une salle blanche est essentiel pour garantir un niveau de propreté conforme aux spécifications et éviter toute contamination. Même pour une salle blanche à pression négative, une pièce ou une suite adjacente présentant un niveau de propreté au moins équivalent est nécessaire pour maintenir cette pression positive et préserver ainsi la propreté de la salle blanche. La pression positive d'une salle blanche correspond à la valeur pour laquelle la pression statique intérieure est supérieure à la pression statique extérieure, portes et fenêtres fermées. Elle est obtenue en veillant à ce que le débit d'air insufflé par le système de purification soit supérieur aux débits d'air repris et extrait. Pour garantir cette pression positive, il est recommandé d'intercaler les ventilateurs d'insufflation, de reprise et d'extraction. Lors de la mise en marche du système, le ventilateur d'insufflation démarre en premier, suivi des ventilateurs de reprise et d'extraction. À l'arrêt du système, le ventilateur d'extraction s'arrête en premier, suivi des ventilateurs de reprise et d'insufflation, afin d'éviter toute contamination de la salle blanche lors des cycles de marche/arrêt. Le volume d'air nécessaire au maintien de la surpression dans une salle blanche dépend principalement de l'étanchéité de son enceinte. Lors des premières constructions de salles blanches en Chine, la faible étanchéité de l'enceinte nécessitait 2 à 6 renouvellements d'air par heure pour maintenir une surpression ≥ 5 Pa. Aujourd'hui, l'étanchéité de l'enceinte a été considérablement améliorée et seulement 1 à 2 renouvellements d'air par heure suffisent pour maintenir la même surpression ; 2 à 3 renouvellements d'air par heure suffisent pour maintenir une surpression ≥ 10 Pa. Les normes nationales stipulent que la différence de pression statique entre les salles blanches de différents niveaux et entre les zones propres et les zones non propres ne doit pas être inférieure à 0,5 mmH₂O (environ 5 Pa), et que la différence de pression statique entre la zone propre et l'extérieur ne doit pas être inférieure à 1,0 mmH₂O (environ 10 Pa).
Date de publication : 3 mars 2025