Compatibilité avec les salles blanches des revêtements

Salle de production de Inficon GmbH à Cologne : système de revêtement de sol pour salle blanche ESD de Sto AG (système à base d'eau, à vapeur : StoPox WB 110)

Conergy SolarModule GmbH & Co. KG à Francfort : Systèmes de revêtement de sol en salle blanche de Sto AG (systèmes : StoPox WHG et StoPox BB OS)

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Une influence essentielle sur la qualité de l'air des salles blanches provient des revêtements des sols, murs et plafonds. Selon le secteur, différents systèmes de revêtement ainsi que des méthodes d'essai appropriées sont nécessaires.

Le développement sur le marché suisse dans les domaines des sciences de la vie, de la medtech, de l'alimentation, de la pharmacie, mais aussi de l'industrie des semi-conducteurs est énorme. Cela conduit à ce que de plus en plus d'entreprises considèrent la fabrication dans des conditions strictes comme indispensable pour garantir le déroulement des processus et la qualité des produits. L'objectif de ces conditions est de réduire les coûts de production en diminuant les rebuts et en assurant le bon déroulement des processus. Les exigences varient parfois fortement selon les secteurs.

Ce qui suit présente les différentes exigences et les propriétés nécessaires des systèmes de revêtement pour sols, murs et plafonds.

Zones de propreté et niveaux de sécurité

Les zones de propreté sont aménagées pour protéger les surfaces sensibles et les biens. Une zone de propreté vise à maintenir autant que possible la qualité de propreté définie des composants, matières auxiliaires et assemblages lors du traitement. Le niveau de propreté ne doit pas être réduit en raison des influences de l'environnement, c'est pourquoi l'introduction de saletés doit être évitée. Les contaminations qui surviennent sont ciblées et éliminées. La conception et l'utilisation des zones de propreté suivent les exigences de propreté liées au produit [1].

Les particules critiques pour la fonction se situent généralement entre 5 et 1000 micromètres. La classification des zones de propreté selon VDA 19, partie 2, se fait en 4 niveaux : zone non régulée (Niveau de propreté 0, SaS0), zone propre (SaS1), salle propre (SaS2) et salle blanche (SaS3). Pour satisfaire aux exigences à partir du niveau de propreté 1, les sols doivent principalement présenter une bonne résistance à l'abrasion (faible formation de particules lors du passage de véhicules de manutention) et une bonne résistance mécanique. De plus, une surface sans pores, facile à nettoyer, est nécessaire. Selon le processus de fabrication, d'autres propriétés peuvent également être requises, telles que la résistance chimique, l'anti-dérapant, la conductivité électrique et la capacité à couvrir les fissures.

Dans les laboratoires de recherche, développement et analyse microbiologique, où l'on manipule des micro-organismes dans le cadre de la bactériologie, mycologie, virologie et parasitologie, ou où des travaux de génie génétique sont effectués, l'accent est mis sur le fait qu'aucun micro-organisme dangereux pour l'homme, les animaux, les plantes ou l'environnement ne puisse s'échapper. Selon DIN EN 12128, ces laboratoires sont classés en quatre niveaux de sécurité, de S1 à S4, S1 étant le niveau le plus bas et S4 le plus élevé. À partir de S3, les surfaces des tables de travail, sols, murs et plafonds doivent être faciles à nettoyer et accessibles pour l'entretien. Les surfaces doivent être étanches à l'eau et résistantes aux désinfectants, produits de nettoyage, acides, bases, solvants et autres produits chimiques couramment utilisés, et ne doivent pas être colonisées ou métabolisées par des micro-organismes. C'est pourquoi les matériaux de revêtement sont testés selon ISO 846 pour leurs propriétés biostatiques [8], [9]. Aujourd'hui, il est également souvent exigé que les systèmes de revêtement soient résistants aux fissures, afin d'empêcher la fixation de micro-organismes dans d'éventuelles fissures ultérieures, qui ne pourraient pas être éliminés par désinfection par essuyage.

Compatibilité des équipements dans les salles blanches

Les normes et règlements en vigueur définissent des paramètres que la salle blanche doit respecter, et que l'exploitant fixe en amont selon les exigences de son processus de production. La pureté du système « salle blanche » dépend largement de plusieurs facteurs (norme DIN EN ISO 14644-1 [2] ou directives VDI 2083 feuille 1 [3]). Parmi ces facteurs influant sur la pureté d'une salle blanche figurent, en plus de la qualité de l'air d'apport, la mise en place de l'air, les surfaces et le personnel, ainsi que les équipements présents dans la salle [4]. Les équipements incluent par exemple les aménagements intérieurs tels que murs, portes, plafonds et sols. Ces équipements ont une influence majeure sur la contamination de l'environnement de fabrication et doivent donc être vérifiés pour leur compatibilité avec les salles blanches. Les paramètres essentiels de compatibilité sont :

• – Émission de particules en suspension dans l'air
• – Comportement à l'émission de gaz
• – Propriétés ESD (décharge électrostatique)
• – Facilité de nettoyage
• – Résistance aux produits chimiques ou désinfectants
• – Surface lisse et sans fissures
• – Métabolisme/microbicidalité

Les exigences varient parfois fortement selon les secteurs. Il existe également des différences entre les classes de pureté particulaire selon la norme DIN EN ISO 14644-1 et celles requises pour la fabrication de produits médicaux humains et vétérinaires selon GMP (Good Manufacturing Practice) et cGMP. Selon la norme DIN EN ISO 14644-1, les classes de pureté particulaire de l'air vont de 1 à 9, la classe 1 étant la plus propre. La classification GMP va de A à D, la classe A correspondant approximativement à la classe ISO 5. La certification FDA est également de plus en plus demandée (FDA § 175.300).

Pour la majorité des processus de production, les particules en suspension dans l'air constituent le problème principal. Cependant, la contamination moléculaire aéroportée (AMC, Airborne Molecular Contamination) joue également un rôle croissant. Il s'agit de la présence de substances moléculaires dans la phase gazeuse ou de vapeur dans l'atmosphère d'une salle blanche, pouvant avoir des effets nocifs sur le produit, le processus, l'équipement ou le personnel [5].

Les émissions des matériaux utilisés pour fabriquer les équipements, comme les revêtements des zones mur/plafond/sol, peuvent avoir des effets négatifs importants (voir VDI 2083 feuille 8.1 Annexe D). Lors de la planification et de la construction d'une salle blanche, il est donc essentiel de choisir des matériaux appropriés et testés pour ces équipements.

Alliance des méthodes d'essai de l'industrie

Dans toutes les normes et directives existantes pour les salles blanches, aucun critère d'essai spécifique pour les équipements, y compris les systèmes de revêtement pour sols, murs et plafonds, n'est fixé. Il y avait seulement des indications indirectes sur la qualité de l'air à maintenir ou à produire dans ces salles. Par conséquent, les fabricants et exploitants de salles blanches ont fixé eux-mêmes, en se basant sur leur expérience, les critères pour les systèmes dans ces environnements. Certains ont développé leurs propres méthodes d'essai, comme le groupe M+W avec ses « specifications for semiconductor clean rooms » [7]. Afin d'élaborer des méthodes d'essai pour la compatibilité des équipements avec les salles blanches et de développer des produits optimisés à cet effet, une alliance industrielle, appelée Cleanroom Suitable Materials (CSM), a été créée à l'initiative de l'Institut Fraunhofer pour la production, la technologie et l'automatisation IPA Stuttgart. Sur la base des connaissances acquises dans le cadre de cette alliance, des critères d'essai pour la compatibilité avec les salles blanches et la propreté des matériaux ont été décrits pour la première fois dans le projet de la VDI 2083 feuille 17, publié en juin 2013. La société Sto AG participe activement à l'évolution de matériaux appropriés pour le revêtement des murs, plafonds et sols dans les salles blanches, en tant que membre de CSM, et propose des systèmes de revêtement testés et adaptés à toutes les exigences. Aujourd'hui, la compatibilité avec les salles blanches des systèmes de revêtement peut être démontrée par des méthodes d'essai, ce qui garantit une sécurité accrue pour la construction et l'exploitation d'une salle blanche.

Systems de revêtement appropriés

Les systèmes de revêtement sans joints à base de résine époxy, qui se distinguent notamment par leur surface lisse, sans pores, et leur excellente résistance chimique, sont les plus adaptés aux exigences des salles blanches. De plus, ils présentent une très bonne résistance à l'abrasion lors de sollicitations mécaniques telles que le passage de personnes ou de véhicules, avec une faible formation de particules. Au cours des dernières années, la formulation de ces produits a été améliorée par une sélection ciblée des composants, ce qui a permis d'améliorer leur comportement à l'émission de gaz. La dernière génération de dispersions ou émulsions d'époxy ne contient, à part l'eau, que très peu de composants volatils. La société Sto AG propose, en fonction des exigences de la salle blanche et du processus de production prévu, différents systèmes de revêtement testés, tels que les systèmes Sto Cleanroom Floor et Sto Cleanroom Wall / Ceiling. Sto accompagne les planificateurs et les clients depuis la conception du projet jusqu'aux solutions individuelles, propositions de matériaux et soumissions, tout au long des phases d'un projet de construction. Ainsi, les maîtres d'ouvrage, planificateurs et applicateurs sont soutenus par des services réfléchis pour faire les bons choix pour demain.

Sources :

[1] VDA Qualitätsmanagement dans l'industrie automobile, volume 19, partie 2 : Propreté technique dans l'assemblage.

[2] DIN EN ISO 14644-1, Salles blanches et zones de salles blanches associées, juillet 1999.

[3] Directive VDI 2083 feuille 1, mai 2005 [4] Directive VDI 2083 feuille 9.1, décembre 2006.

[5] VDI 2083, feuille 8.1, juillet 2009.

[6] VDI 2083, feuille 8.1, juillet 2009.

[7] M+W Group GmbH, Lotterbergstr. 30, 70499 Stuttgart.

[8] DIN EN 12128, mai 1998 [9] VDI 2083, feuille 17, juin 2013.