Institut Hermann-Rietschel, Université Technique de Berlin

Image 1 : Salle blanche de recherche avec flux turbulent de dilution (TVS)

Image 2 : Salle blanche de recherche avec écoulement de déplacement à faible turbulence (TAV)

Image 3 : Visualisation de la déviation d’un obstacle dans un écoulement de déplacement à faible turbulence

Bild 4: Visualisation de la zone de recirculation en dessous d'un obstacle dans un écoulement de déplacement à faible turbulence

Image 5 : Visualisation de la perturbation d'une personne dans un écoulement de déplacement à faible turbulence

Image 6 : Opération de recherche au HRI avec des simulateurs de personnes

Image 7 : Participant à la formation en salle blanche

L'Institut Hermann-Rietschel (HRI), département des Systèmes Énergétiques du Bâtiment de l'Université Technique de Berlin, est issu du « Centre d'essais pour les installations de chauffage et de ventilation » fondé par Hermann Rietschel en 1885. C'est le plus ancien institut universitaire au monde dans son domaine.

Les travaux de recherche et les résultats d'études du HRI façonnent le développement de la technologie de chauffage et de ventilation intérieure en Allemagne et contribuent notamment à l'élaboration de normes et de directives. Depuis juin 2011, le professeur Dr.-Ing. Martin Kriegel dirige la chaire et a concentré ses efforts sur la minimisation du conflit entre les exigences de confort, le climat intérieur hygiénique et la technologie d'installation économe en énergie. Dans ce contexte, des recherches sont également menées principalement sur des chambres propres (salles blanches et salles du secteur de la santé).

Sur un total de 1800 m², sont aménagés une amphithéâtre, des salles de séminaire, des ateliers, des bureaux, un cluster de calcul avec 400 cœurs de calcul pour des simulations numériques et plusieurs halls d'essai de 6 à 8 m de haut. Pour étudier diverses problématiques, le HRI dispose d'installations d'essai ainsi que de techniques de mesure et de logiciels adaptés.

En particulier, en plus des laboratoires de circulation d'air génériques, deux salles blanches de recherche et une salle d'opération de recherche sont à disposition.

Salle blanche de recherche au HRI

Pour des investigations expérimentales, le HRI dispose d’un laboratoire de recherche hautement modulaire. Sur une surface de 75 m², deux salles blanches avec leurs sas respectifs sont aménagées (images 1 et 2). La configuration couvre avec ses possibilités environ 90 % des cas installés en pratique dans les salles blanches — ce qui rend cette salle blanche de recherche unique en Allemagne.

Deux concepts de ventilation sont utilisés : une salle blanche est équipée d’un flux turbulent d’atténuation (TVS, image 1) à l’aide de passages d’air et de groupes de filtration à recirculation avec filtres H14. La seconde salle blanche (image 2) est ventilée par un flux displacement à faible turbulence (TAV) à l’aide de groupes de filtration à panneau complet avec filtres U15 et d’un sol double. Le système CVC associé permet des débits jusqu’à 13 000 m³/h. Avec la part de recirculation des FFUs, il est possible d’atteindre jusqu’à 600 changements d’air par heure dans la salle blanche TAV. Pour éviter la contamination croisée, une cascade de pression allant de salles plus propres à moins propres est mise en place, avec une différence de 15 Pa ± 5 Pa. La température peut être régulée entre 16 et 24°C avec une tolérance de ± 0,1 K, et l’humidité relative entre 40 et 60 % avec une tolérance de ± 10 %.

Une particularité du HRI est la visualisation des flux d’air, utilisant différentes méthodes (images 3, 4 et 5).

Salle d’opération de recherche au HRI

Depuis 2018, le HRI exploite une salle d’opération de recherche propre (image 6). Dans cette salle entièrement équipée pour la ventilation, il est possible de réaliser presque tous les concepts de circulation d’air : en plus du flux displacement à faible turbulence habituel en chirurgie, une ventilation mixte turbulente avec huit débits d’air d’amenée réglables individuellement, voire une ventilation par flux source, peuvent être mis en œuvre. Des ouvertures d’air libres permettent également de créer des entrées et sorties d’air locales. Ce laboratoire permet de rechercher expérimentalement des méthodes de ventilation pour salles d’opération plus efficaces et plus sûres, afin d’assurer une sécurité maximale pour les patients et le personnel.

Offre de formation

Une formation annuelle intitulée « Systèmes et concepts de la technologie des salles blanches » est organisée à l’institut (image 7). Bien que les bases théoriques spécifiques aux salles blanches soient bien connues dans la littérature, les processus réels en salle blanche diffèrent souvent fortement. Cet écart entre théorie et pratique est principalement illustré lors de la formation par des exercices expérimentaux, permettant de vivre de près les différences entre les flux idéaux et réels dans les salles blanches. Pour les problématiques liées aux trois thèmes : formes de circulation, physique des aérosols/filtration et automatisation des bâtiments/maintien de pression, des solutions sont proposées et transmises. La prochaine formation de trois jours aura lieu en septembre 2019 dans le laboratoire de recherche du Hermann-Rietschel-Institut.