L'efficacité énergétique en salle blanche nécessite des connaissances d'ingénieur et une technologie de mesure de pointe

L'optimisation énergétique dans la salle blanche pose de grandes exigences, car en aucun cas l'économie d'énergie ne doit conduire à une réduction des limites strictement définies. Des exemples à ce sujet seront présentés aux visiteurs lors du salon de la salle blanche Cleanzone, le mardi/mercredi 17 et 18.10.2017, à Francfort-sur-le-Main.

Comme cela dépend toujours de la tâche concrète, la démarche fondamentale peut être mieux illustrée par un exemple pratique : dans le cas présenté ici, les experts en salles blanches ont d'abord relevé les points clés essentiels. Il s'agissait d'une entreprise pharmaceutique avec une production sous conditions GMP. Sur une surface de production de plus de 1500 mètres carrés, il fallait aménager des salles blanches de différentes classes (A/B, B, C, D), en évitant de manière sûre toute contamination croisée et en répondant à de fortes exigences en matière de charge thermique.

Les ingénieurs externes ont élaboré en étroite collaboration avec l'utilisateur futur différents concepts. L'accent a été mis sur une planification optimisée des processus, y compris une analyse de rentabilité — en particulier pour la technique climatique et de ventilation.

La décision finale a été de privilégier une ventilation des salles blanches via des appareils de recirculation décentralisés avec des registres de chauffage et de refroidissement intégrés. Ils devaient être installés dans la zone du plafond suspendu et équipés d'une filtration HEPA (High Efficiency Particulate Air). Les appareils de recirculation devaient être alimentés par un système de ventilation central avec une part d'air frais prétraitée. De plus, un concept de climatisation sophistiqué incluait une récupération de chaleur dans le système de ventilation central et la possibilité de « refroidissement libre » lors de la production de froid. Cela signifie que lorsque la température extérieure est froide, cette fraîcheur est utilisée pour rafraîchir l'air.

Ainsi, les générateurs de froid peuvent être désactivés pendant plusieurs mois par an ; il suffit de maintenir le fonctionnement nécessaire des pompes. De plus, dans le concept finalement mis en œuvre, la taille de l'installation de climatisation centrale pouvait être réduite d'environ 70 % par rapport à un système avec ventilation directe des salles blanches. Le chauffage et le refroidissement via des appareils de recirculation décentralisés permettent une régulation adaptée aux besoins — assurant ainsi un fonctionnement énergiquement optimisé du système global. Étant donné qu'une telle régulation très fine doit constamment surveiller et ajuster les différences de pression entre zones plus propres et moins propres, les contaminations croisées sont exclues d'emblée ou ne pourraient survenir qu'en cas de manipulation grossière.

Les économies d'énergie de cette nature sont généralement possibles dans tous les secteurs produisant en salle blanche. En effet, le système global de la salle blanche peut être considéré comme une unité cohérente — avec de nombreuses possibilités d'ajustement à divers endroits. Au-delà des potentiels d'économie dans la ventilation et la climatisation, la taille et la classe de la salle blanche déterminent principalement la consommation d'énergie. C'est pourquoi une planification optimisée des processus doit être dès le départ intégrée.

« L'optimisation est liée à une approche prudente d'une limite », explique Johann Mößlacher, ingénieur diplômé chez DITTEL Engineering, Ried. « En particulier dans une salle blanche, cela signifie par exemple une réduction du nombre de renouvellements d'air, une diminution des différences de pression entre zones ou la définition d'un processus dans une classe de salle blanche inférieure. Cela peut rapidement faire craindre de dépasser certaines normes, réglementations ou limites. La tendance est donc souvent à une surdimensionnement des systèmes et installations pour garantir le respect de toutes les exigences. La véritable compétence de l'ingénieur consiste alors à remettre en question ces choix et à concevoir des systèmes qui respectent les limites sans les dépasser de façon excessive. C'est là la bonne approche pour une optimisation énergétique. »

Une intervention ultérieure dans un système de salle blanche existant peut également apporter des succès — comme par exemple dans la fabrication de pommades : en réduisant la vitesse de circulation de 0,45 à 0,20 mètre par seconde lors des périodes sans production, on peut réaliser une économie d'énergie de 32 %. Le coût unique de 11 000 euros pour les tests et la qualification est compensé par une réduction annuelle des coûts de 6 000 euros — amortissement en deux ans.

Il faut exploiter judicieusement les marges de manœuvre souvent disponibles. Cela nécessite une comparaison continue entre la situation réelle et la cible, ainsi que l'intégration de nouvelles possibilités techniques dans la réflexion. La règle essentielle reste : de simples compteurs d'énergie conventionnels ne suffisent pas. Pour une collecte pertinente des données dans la salle blanche, il faut un savoir-faire spécifique. En tenant compte de cela, il est alors possible — pour donner une idée — d’économiser entre dix et vingt pour cent sur des installations existantes, et jusqu’à cinquante pour cent par rapport à une conception standard, avec une nouvelle conception soigneusement pensée dans ses détails.

Le fait que l'efficacité énergétique et les normes de haute qualité dans la salle blanche ne soient pas incompatibles est démontré par l'industrie lors du salon spécialisé Cleanzone, les 17 et 18 octobre à Francfort-sur-le-Main. Par exemple, le module Mesure : Équipement + Qualification de projet du congrès Cleanzone traite de techniques de mesure ultramodernes. Les visiteurs du salon Cleanzone acquièrent ainsi en octobre un avantage informationnel et repartent avec des concepts plus concrets et des exemples impressionnants tirés de la pratique dans leur propre entreprise.