Dépollution des locaux industriels

L’installation de ventilation a pour objectif de lutter contre la pollution dans les ateliers en réduisant au niveau le plus faible possible les polluants néfastes pour l’homme et le process.

  Principes généraux

Conception

La conception d’une telle installation nécessite une analyse :

  • du poste de travail (type d’activité, zones de travail...),
  • de la nature des polluants (types, concentration).

Objectifs à atteindre/recommandations

  1. Éviter au maximum les émissions de polluants chaque fois que les techniques de production le permettent.
  2. Assurer le captage à la source des polluants.
  3. Transporter et traiter l’air avant rejet ou recyclage.
  4. Assurer par ventilation générale l’évacuation des polluants résiduels.
  5. Amener de l’air neuf de compensation réchauffé l’hiver et éventuellement rafraîchi l’été.

Recyclage de l’air

Le recyclage de l’air est possible s’il existe un dispositif de by pass de sécurité en cas de panne de l’épurateur.

 

  Réglementation

Valeurs limites réglementaires à l’intérieur des bâtiments

  • La législation indique 8 valeurs limites réglementaires (données par décrets) à ne pas dépasser pour certains polluants et des valeurs limites indicatives (Ministère du travail) pour d’autres.
  • On définit la VLCT 15 minutes (Valeur Limite d’Exposition Court Terme) comme la concentration mesurée au poste de travail sur une durée maximale de 15 minutes.
  • On définit la VLEP 8 heures (Valeur Limite d’Exposition Professionnelle) comme la concentration moyenne mesurée au poste de travail pour une journée de 8 h. La VLEP 8 heures peut être dépassée sur une courte période, à condition de ne pas dépasser la VLCT 15 lorsqu’elle existe.
Polluants VME Type de valeurs
(réglementaires/indicatives)
Poussières sans effet spécifiques sur l’organisme
Totales (< 100 μm)
Alvéolaire (< 10 μm)
10 mg/m3
5 mg/m3
Réglementaire
(art R. 4222-10
Code du Travail)
Bois 1 mg/m3 Réglementaire
(art 4412-149
Code du Travail)
Plomb métallique 0,1 mg/m3 Réglementaire
(art 4412-149
Code du Travail)
Silice cristalline 0,05 à 0,1 mg/m3
suivant type de silice
Réglementaire
(art 4412-149
Code du Travail)
Chlorure de vinyle 2,59 mg/m3 Réglementaire
(art 4412-149
Code du Travail)
Benzène 3,25 mg/m3 Réglementaire
(art 4412-149
Code du Travail)
Bromométhane (bromure
de méthyle) cyanure d’hydrogène (acide cyanhydrique) hydrogène phosphoré (phosphine)
20 mg/m3 Réglementaire
(art 4412-149
Code du Travail)
pour les opérations
de fumigation
Amiante
Chrysolite seule
Avec d’autres variétés minéralogiques
0,1 Fibre/cm3 
sur 8 h de travail
0,1 Fibre/cm3
sur 1 h de travail
Réglementaire
(décret 26 déc 1997)
Brouillard d’huile 0,5 mg/m3 Indicative

 

Valeurs limites réglementaires pour les rejets polluants dans l’environnement extérieur au bâtiment

Polluants Valeur limite Texte officiel
Poussières totales 100 mg/m3 si le flux horaire
est inférieur à 1 kg/h
J.O. arrêté
du 2 février 1998
40 mg/m3 si le flux horaire
est supérieur à 1 kg/h
J.O. arrêté
du 2 février 1998

 

 

  Principes généraux de dimensionnement

Le but est de capter les polluants au plus près des sources d’émission afin d’obtenir une protection maximale de l’opérateur avec des débits d’air faibles.
L’installation se présente en 4 parties :

  • le captage,
  • le transport de polluants,
  • la filtration,
  • la compensation d’air.

 

 

  Le captage des polluants

Les principes de base

  • Capter au plus près de la source d'émission des polluants.
  • Placer le dispositif d’aspiration de sorte que l’opérateur ne soit pas entre la source de pollution et le dispositif de captage.
  • Utiliser le mouvement naturel des polluants :
Vapeurs Fumées légères Poussières lourdes Polluants émis à grande vitesse Solvants, bains
Hotte placée
à la verticale de
la source d’émission
Captage en partie basse Captage dans
le sens d’émission
des polluants
Captage latéral

Table aspirante (captage poussières lourdes).

Induire une vitesse d’air suffisante

Émissions des polluants Exemples Vitesse de captage (m/s)
Sans vitesse initiale Fumées de soudage, vapeurs, dégraissage 0,25 à 0,5
À faible vitesse en air modérément calme Soudage, décapage, brasage
à l’argent, traitement de surface
0,5 - 1
Active en zone agitée Remplissage de fûts en continu. Ensachage de sable pulvérisé. Métallisation 1 - 2,5
Grande vitesse
dans zones très agitées
Meulage
Décapage à l’abrasif
Machine à surfacer le granit
2,5 - 10

À noter : à une distance égale au diamètre de la bouche, la vitesse de l’air est égale au dixième de la vitesse à la bouche.

 

  Le transport des polluants

Vitesse d’air dans les gaines

Afin d’éviter les dépôts de poussières dans le réseau de gaine les vitesses d’air sont très supérieures aux vitesses utilisées dans les installations de climatisation. Ces vitesses varient en fonction du type de polluants à transporter.

Polluants Exemples de polluants Vitesse
mini (m/s)
Fumées Fumées d’oxyde de zinc
et d’aluminium
7 à 10
Poussières très fines
et légères
Peluches très fines de coton 10 à 13
Poussières sèches
et poudres
Poussières fines de caoutchouc, de bakélite ; peluche de jute ; poussières de coton, de savon 13 à 18
Poussières industrielles moyennes Abrasif de ponçage à sec : poussières de meulage ; poussières de jute, de granit : coupage de briques poussières d’argile, de calcaire ; emballage ou pesage d’amiante dans les industries textiles 18 à 20
Poussières lourdes Poussières de tonneaux de désablage ou de décochage, de sablage, d’alésage de fonte 20 à 23
Poussières lourdes
et humides
Poussières de ciment humide, de coupage de tuyaux en amiante ciment, de chaux vive > 23 ou transport pneumatique humide

À noter : compte tenu des vitesses mises en jeu, les pertes de charge sont souvent très élevées.

 

Pertes de charge d’un réseau de dépoussiérage

Compte tenu des vitesses mises en jeu, les pertes de charge sont souvent très élevées (1 000 à 4 000 Pa).

  • Pertes de charge approximées pour présélection de conduits droits.
Diamètre (mm) 10 m/s 20 m/s 25 m/s
Débit
(m3/h)
Pertes de charge
(Pa/m)
Débit
(m3/h)
Pertes de charge
(Pa/m)
Débit
(m3/h)
Pertes de charge
(Pa/m)
Ø 80 200 20 400 80 500 125,0
Ø 90 250 16 500 64 625 100,0
Ø 100 300 15 600 60 750 93,8
Ø 120 400 12 800 48 1 000 75,0
Ø 130 500 11 1 000 44 1 250 68,8
Ø 150 650 9 1 300 36 1625 56,3
Ø 180 950 7 1 900 28 2 375 43,8
Ø 200 1 350 6 2 700 24 3 375 37,5
Ø 230 1 540 5 3 080 20 3 850 31,3
Ø 250 1 800 4,5 3 600 18 4 500 28,1
Ø 300 2 500 3,5 5 000 14 6 250 21,9
Ø 350 3 500 3,2 7 000 12,8 8 750 20,0
Ø 400 4 600 2,8 9 200 11,2 11 500 17,5
Ø 450 6 000 2,8 12 000 9,6 15 000 15,0
Ø 500 7 200 2 14 400 8 18 000 12,5
Ø 550 8 800 1,6 17 600 6,4 22 000 10,0
Ø 600 10 000 1,5 20 000 6 25 000 9,4
Ø 650 11 800 1,4 23 600 5,6 29 500 8,8
Ø 700 13 600 1,3 27 200 5,2 34 000 8,1
Ø 750 16 000 1,2 32 000 4,8 40 000 7,5
Ø 800 18 000 1,1 36 000 4,4 45 000 6,9
  • Pertes de charge approximées pour présélection de pièces de forme (coudes, dérivation…)
Pertes de charge (Pa) pour une vitesse de l’air dans la gaine
   10 m/s  20 m/s  25 m/s
Entrée de l’air 30 120 190
Coude brusque 90° 60 240 380
Coude arrondi 90° 15 60 95
Élargissement 12 48 75
Sortie de l’air 60 240 380

Pertes de charges données à titre indicatif dans des conditions optimales.
Merci de contacter un conseiller France Air pour une information précise dédiée à votre application.

 

 

  Choix du ventilateur

  • Choix du ventilateur en fonction du polluant
Polluant Spécificité Choix France Air
Produits explosifs ATEX Cirex®
Voir chap.
Ventilation spécifique
Ventilateur CIREX
Granulés secs poussières Turbine radiale Oméga®
Voir chap.
Ventilation spécifique
Omega Kappa
Particules colmatantes
et fibres courtes
Turbine radiale
sans cône
Oméga®
Omega
Produits corrosifs Inox, pvc Oméga In®
Typhon
Ibiza
Voir chap.
Ventilation spécifique
Inox PVC
  • Les ventilateurs sont préférentiellement placés après le dépoussiéreur ou le filtre de manière à fonctionner en air propre.
  • Le bois est une exception où l’on trouve souvent le ventilateur en amont du dépoussiéreur (la filtration se fait généralement par manches filtrantes, nécessitant d’être en suppression).

 

 

  La filtration

Mécanisme de filtration

  • Plusieurs mécanismes d’épuration sont possibles et peuvent éventuellement être combinés.
Polluant Type de filtration Choix produits
Particules grosses
et lourdes
Mécanique
Gravimétrique
Cyclone

Particules fines
et/ou très fines
Filtre à manches
Filtres à cartouches
Dépoussiéreur
Brouillard d’huile Électrostatique Filtre
électrostatique
FEI
Filtre Electrostatique


Tableau Filtration

 

Norme de filtration BIA

L’efficacité des filtres utilisés dans les équipements d’aspiration industriels est déterminée par la norme EN 60335-2. Jusqu’en 1998, cette efficacité était évaluée suivant les tests du BIA (Berufsgenossenschaftliche Institue fur Arbeitssicherheit).
Ces deux référentiels sont en lien direct avec les Valeurs Limites d’Exposition (VLE) d’un opérateur à un polluant sur 15 min ou sur 8 h (VME : valeur moyenne d’exposition), données par le Code du Travail et ses actualisations et aménagements ultérieurs.
Il est donc possible de rencontrer les deux types de classification selon la date à laquelle un équipement a été testé.

Classe
EN 60335-2-69 (10)
Classe
BIA ZH 1/487 (11)
Pénétration
  U < 5 %
L   < 1 %
  S < 1 %
  G < 0,5 %
M   < 0,1 %  
  C < 0,1 %  
  K1/K2 < 0,05 %  
H   < 0,005 %  

 

  • Équivalence aéraulique

Bien qu’il soit totalement abusif de faire des équivalences entre les différents tests d’efficacité des filtres (méthodes et aérosols différents). Nous pouvons indiquer que :
      - Un filtre U est sensiblement équivalent à un filtre F9* (EN 779),
      - Un filtre USGC est sensiblement équivalent à un filtre H12/13 (EN 1822).

 

 

  L’apport d’air de compensation : ventilation générale

La compensation d’air joue un rôle primordial dans une installation de dépollution.

Elle est souvent négligée.
Notons que si l’air n’est pas apporté par une installation de compensation, il pénètre à température extérieure par les fuites du local, ce qui engendre un inconfort pour les opérateurs et un abaissement des températures du local en hiver
(un réchauffement l’été).

  • La diffusion basse vitesse est particulièrement adaptée à la ventilation des locaux pollués.
  • Le rafraîchissement évaporatif est une solution très économe pour rafraîchir l’air introduit.

Diffuseur Basse Vitesse
Diffuseur basse vitesse en compensation d’air extrait. Voir chapitre Diffusion.