Le guide complet du traitement de l’air industriel

Poussières, fumées, particules fines, odeurs de produits chimiques… Les process industriels génèrent de nombreux composés qui polluent votre environnement de travail. Pourtant, la maîtrise de la qualité de l’air est primordiale dans l’industrie pour préserver la santé de vos collaborateurs et le fonctionnement de vos installations. La solution : investir dans un système de traitement de l’air industriel. Déshumidificateur, ventilation, purificateur d’air, matériel de chauffage ou de climatisation, centrale de traitement d’air, dépoussiérage industriel, aspiration des fumées, destructeur d’odeurs, filtres à particules… Pour vous aider à y voir plus clair dans la jungle des équipements, on vous explique pourquoi et comment traiter l’air de votre bâtiment industriel.

En milieu industriel, la maitrise de la qualité de l’air est essentielle pour la bonne santé et la bonne productivité d’une entreprise. Le sujet est complexe et nécessite une étude afin d’investir dans un système de traitement d’air sure et efficace. 

Comment traiter l’air de mon atelier ?

On peut envisager deux grandes familles de solutions.

La captation à la source : il s’agit là de venir capter les polluants au plus près de la source générant des polluants afin d’éviter qu’ils se propagent dans l’air. Cela peut se faire à l’aide de plusieurs accessoires de captation :  un bras d’aspiration, une hotte d’extraction, un capot, un dosseret aspirant, un anneau de Pouyes, une cabine aspirante, une paroie aspirante, un plénum aspirant ou encore une table aspirante lorsqu’il s’agit de traiter un poste de travail. Lorsque la source provient d’une machine de production, il est possible de la raccorder directement à l’appareil de traitement d’air via un réseau de gaines ou de tuyauteries.

Le traitement en ambiance, il s’agit de venir capter les polluants en ambiance, présent dans l’air de votre espace de travail. Généralement, cette méthode est utilisée lorsque la source émettrice de polluants n’est pas connue, diffuse ou inaccessible. Les appareils utilisés sont alors des centrales de traitement d’air ou des purificateurs d’air industriels.

Pour la captation à la source, il faut induire une vitesse d’air suffisante. Avec un débit d’air suffisant, la trajectoire initiale de l’air pollué sera modifiée et forcée à s’écouler dans votre système d’aspiration. La formule pour le calcul du débit nécessaire est la suivante :

  • Q= A Ve
  • Q : débit d’aspiration (m3/s)
  • A : aire totale des ouvertures (m²)
  • Ve : vitesse d’entée de l’air au travers des ouvertures vers l’intérieur (m/s)

Une fois la méthode de captation définie, le principe reste le même. L’air pollué est aspiré à l’intérieur d’un appareil de traitement d’air industriel et traverse plusieurs étages de filtration avant d’être jeté à l’extérieur ou réinjecté directement dans l’espace de travail.

Pourquoi traiter l’air de mon atelier ?

Le traitement de l’air industriel est essentiel et permet de maitriser les paramètres de qualité de l’air du bâtiment, à savoir :

  • Les concentrations de poussières et polluants par le traitement et/ou le renouvellement.
  • La température par le chauffage, la climatisation et/ou le rafraîchissement.
  • L’hygrométrie par l’assèchement ou l’humidification de l’air.

De plus, cela vous permettra de respecter la loi (concentrations maximales de polluants que respire l’opérateur à son poste de travail. Les VLEP (Valeurs Limites d’Expositions Professionnels) sont un seuil d’empoussièrement à ne pas dépasser sur un poste de travail. Il est considéré que seule une exposition à des concentrations supérieures ou sur un temps plus long aura des conséquences sur la santé. Le traitement de l’air vous permettra de rester sous ses seuils règlementaire. Si votre industrie ne respecte pas le seuil d’un agent chimique classé CMR de catégorie 1A ou 1B, le poste de travail doit être arrêté jusqu’à la mise en œuvre des mesures propres à assurer la protection des salariés. (VLEP)

Vous assurerez la sécurité et la santé de vos employés. Cela entrainera une diminution des AR (Arrêt Maladie) et vous éviterez ainsi une baisse de productivité. En plus des poussières dangereuses, un bon nombre de virus et bactéries sont aéroportés. Filtrer l’air permet ainsi de réduire considérablement les risques de propagation des maladies. 

Les frais de nettoyages et de chauffages revus à la baisse. En effet un appareil de traitement d’air diminuera le taux d’empoussièrement, qui se dépose habituellement sur vos sols, vos machines et vos marchandises. Si l’appareil réinjecte l’air traité directement dans votre espace de travail, les calories seront récupérées.

Une réduction des pannes machines appareils mécaniques et l’instrumentation électronique ont besoin d’un air propre pour pouvoir fonctionner correctement. En effet, les poussières peuvent s’introduire dans les équipements et provoquer des dysfonctionnements. La plupart des machines sont équipées de filtres à particules pour éviter de tels désagréments. Malheureusement les sont à remplacer régulièrement et les particules les plus fines passent quand même au travers des filtres. C’est pourquoi il est recommandé de purifier l’air ambiant afin de réduire la fréquence des pannes machines et des dysfonctionnements.

Produire de la qualité. En effet, certains process de fabrication nécessitent une qualité d’air maitrisée en termes de nombres de particules (propreté) et éventuellement de température et d’hygrométrie. C’est le cas pour les salles blanches et les salles grises, dans lesquels  ces paramètres sont contrôlés en continu dans le but de garantir une salle stérile et dont l’atmosphère est maitrisée. Ici, les particules traitées sont microscopiques, invisible à l’œil nu.

À lire aussi : Mesure de la qualité de l’air intérieur : intérêt et principe.

Quelles sont les différentes sources de pollution ?

Nombreuses sont les sources de pollutions, mais les trois plus grandes et plus récurrentes sont les suivantes :

  • Les polluants provenant des process. Que ce soit le travail du bois, du métal, du plastique, etc… les process tels que l’ébarbage, le fraisage ou encore le ponçage produit une grande quantité de polluants.
  • L’air extérieur, qui amené par le vent et les courants d’air, par les ouvertures de portes, par la différences de pression des bâtiments, s’accumule dans votre bâtiment.
  • L’envol des poussières liés aux mouvements des chariots élévateurs par exemple, par les gaz d’échappement des camions ou des chariots thermiques, l’usure des pneus, les vapeurs d’essence ou de gaz, etc…

Quels appareils de filtration utiliser ?

Il existe plusieurs types d’appareils de traitement d’air selon le budget, la puissance, les options, etc…

Le dépoussiérage industriel et l’aspiration

Par installation d’aspiration et de dépoussiérage on entend généralement une installation composée d’un réseau de captation (tuyauterie et dispositifs de captation à la source), un dépoussiéreur (filtre avec un média filtrant régénérable de type cartouches, manches, poches,… qui pourront être nettoyés mécaniquement ou par un dispositif de décolmatage manuel ou pneumatique), un moto-ventilateur d’aspiration ou une turbine d’aspiration et une tuyauterie d’évacuation de l’air propre filtré (cheminée ou  exhaure,…).

Dans cette famille on distinguera :

  • Les filtres et dépoussiéreurs industriels à manches, qui font parti des équipements capables de fournir les meilleurs résultats de filtration de poussière. Le dépoussiéreur est équipé de manches tendues ou sur une structure métalique (panier). Ils sont conçus pour séparer les particules en surface du média filtrant
  • Les filtres et dépoussiéreurs industriels à cartouches, qui permettent de filtrer les poussières fines et les fumées en surface de la cartouche afin d’obtenir un air propre.
  • Les filtres et dépoussiéreurs industriels à poches, idéal pour retenir les poussières métalliques, de bois, de composites, poudres et autres poussières sèches.
  • Les dépoussiéreurs à voie humides, utilisés pour l’aspiration de poussières incandescentes, grasses ou qui présentent un risque d’explosion et/ou d’inflammation.
  • L’aspiration et le dépoussiérage basse pression et haute pression : on appelle généralement haute pression, une installation dont le débit est faible et les pression élevées (env. 0 à 1000m3/h et une très forte dépression (-30.000Pa à -3000 Pa et une tuyauterie de faible diamètre (Ø25, Ø28, Ø50, Ø73, Ø80, Ø100)
    • On appelle aspiration basse pression, un système de dépoussiérage et filtration avec un débit entre 0 et 100.000 m3/h et une pression comprise entre -5000 et -2000 Pa et une tuyauterie de diamètre Ø100 à Ø1000 et plus.
  • Les différents types de dépoussiéreurs :
    • Fixes ou mobiles.
    • Rectangulaire : Meilleur rapport qualité filtration/énergie consommée, offre une multitude de personnalisations. Ou Cyclonique : Élimine les grosses particules par effet cyclonique avant de filtrer les particules plus fines.
    • En pression : Le ventilateur pousse l’air pollué dans le filtre. Ou en dépression : Le ventilateur tire l’air pollué à travers le filtre.
  • Les atmosphères explosives. Dans le dépoussiérage industriel, des poussières sont classées explosives, c’est pourquoi il a été créé trois zones ATEX pour les poussières explosives (20-21-22) et trois autres pour es gaz/vapeurs explosives (O-1-2), afin de comprendre quels appareils et quels types de filtre utiliser selon la zone ATEX.

Traitement gazeux ou traitement des fumées

Il s’agit d’une filtration de la poussières associés en générale à un traitement physique-chimique et/ou une filtration moléculaire (adsorption sur charbon actif) sous forme de pellet ou de poudre injectée dans le process.

Les centrales de traitement d’air

Il s’agit de plusieurs étages de traitement consécutifs que l’on peut ou non associer à :

  • Une préfiltration (G3 à F9)
  • Une filtration principale ( F7 à HEPA14)
  • Une filtration moléculaire (Charbon actif)
  • Un échangeur thermique chaud/froid
  • Un humidificateur

Elles sont utilisées dans le but d’équiper plusieurs postes de travail. Lorsque la place manque dans l’atelier ce système peut très bien se retrouver à l’extérieur du bâtiment et traiter l’air via un réseau de gaines et tuyauteries.

Les purificateurs d’air industriel

Il s’agit de caissons mobiles d’aspiration généralement utilisés pour un traitement en ambiance des poussières, des fumées et des odeurs présentes dans l’air de votre espace de travail. Pour ces purificateurs d’air, il existe deux types de filtres. Les filtres à saturation qui, une fois plein, sont à remplacer. Puis les filtres à décolmatage qui, une fois saturés, vont être nettoyés automatiquement par air comprimé ou par un système de décolmatage manuel (brosse ou secouage).

Pour mesurer l’efficacité d’un purificateur d’air, il existe la notion de CADRClean Air Delivery Rate – Débit d’air propre). Pour simplifier, il s’agit du débit de l’appareil multiplié par l’efficacité de séparation des particules. Par exemple, 10.000 m3/h (débit réel de l’appareil x 85% taux de séparation des particules fines = CADR de 8500. Les 3 polluants sur lesquels sont basés cette norme, sont ceux que l’on retrouve le plus, les pollens, la fumée et la poussière. Plus le CADR est élevé plus le purificateur est de bonne qualité.

Les purificateurs d’air industriels, généralement utilisés pour une captation en ambiance afin de traiter les poussières, les fumées et odeurs présents dans l’air de votre espace de travail.

Les dépoussiéreurs industriels, plus souvent utilisés pour une aspiration à la source lors de processus générant des poussières beaucoup plus grossières et dangereuses.

Les centrales de traitement d’air, utilisés dans le but de traiter un volume.

Les ventilations industrielles, utilisées pour chasser l’air pollué vers l’extérieur du local. L’air n’est donc pas traité mais remplacé par de l’air neuf provenant de l’extérieur.

Les différents filtres existants ?

Le traitement d’air nécessite un bon appareil certes, mais les filtres choisis pour l’accompagner sont tout aussi importants. Tout d’abord il est primordial de savoir que la nature chimique des particules n’est pas leur seul facteur de nocivité. Plus les particules sont fines, plus elles pénètrent aisément dans les voies respiratoires et atteindront les alvéoles pulmonaires. Le risque pour la santé est alors élevé. Plusieurs types de filtre existent.

Les préfiltres

Ils sont la première étape de filtration et peuvent avoir plusieurs rôles. La plupart du temps, ces préfiltres vont agir comme préséparateur. Ils vont permettre de faire le « tri » entre les particules fines et grossières. Cela a pour but de capter les particules grossières afin de protéger les filtres suivants généralement plus couteux qui eux seront consacrés aux particules plus fines.

Autre cas possible, les préfiltres qui auront pour but de trier cette fois-ci les graisses ou les étincelles afin d’éviter que l’appareil de traitement d’air s’endommage ou prenne feu.

Les filtres fins (M5, M6, F7, F8 et F9)

Ils sont utilisés pour une filtration haute efficacité. En effet ils permettent de traiter 99,9% des polluants d’une taille supérieur à 0,1µm tel que des spores, des bactéries ou des fumées. Ils peuvent également être mis comme préfiltre lors d’une filtration absolue. (Très haute efficacité).

Les filtres absolus (H13, H14 et U15)

Ce sont des filtres à très haute efficacité. Les filtres HEPA, capable de filtrer au moins 99,995% des particules supérieures ou égales à 0,1µm. Ou les filtres ULPA, encore plus précis ils sont capables de filtrer au moins 99,9995% des particules supérieurs ou égales à 0,1µm. Leur utilisation est requise pour le traitement des poussières nocives ou lorsqu’il y a une exigence en matière de stérilisation ou de propreté comme dans les salles blanches, les blocs opératoires ou les laboratoires d’analyses. Ils sont toujours utilisés en filtre terminal, ces filtres sont à saturation et nécessite un remplacement à chaque saturation.

Les filtres à charbon actif

Ils sont souvent mis en filtre terminal également lorsqu’il s’agit du traitement des COV (Composés Organiques Volatils) ou tout autres types de polluants gazeux.

Le charbon est très efficace contre les odeurs et autres gaz, il permet de les absorber et les éliminer.

Cas particulier de la norme EN 60335-2-69 Annexe AA qui catégorise les qualités de filtres en trois classes L, M et H à utiliser en fonction de la dangerosité des poussières

Cette norme a été élaborée au départ pour les aspirateurs de sols mais est utilisée pour classifier des qualités de filtration sur les dépoussiéreurs. On distingue trois classes  :

  • Classe L – Poussières représentant un risque modéré – le filtre arrête 99 % des poussières d’une granulométrie inférieure à 2 microns
  • Classe M – Poussières représentant un risque moyen – le filtre arrête plus de 99,99 % des poussières d’une granulométrie inférieure à 2 microns
  • Classe H – Poussières représentant un risque élevé CMR – le filtre arrête plus de 99,995 % des poussières d’une taille inférieure à 1 micron (inclut les poussières cancérogènes et les poussières contaminées avec des agents cancérogènes et/ou pathogènes)

Les caractéristiques de filtration sont garanties par des tests effectués sur la machine et les tests effectués sur chacun des filtres installés. Un certificat d’efficacité du filtre est émis pour chaque machine en classe H.