Variable taille des cellules de la salle blanche pour un travail sans particules

Abb. 1 : Prinzip der Flow Box / Figure 1 : Principe de fonctionnement de la Flow Box

Abb. 2 : Boîte à flux laminaire typique / Figure 2 : Boîte à flux laminaire typique

Abb. 3: Reinraumstation Clean Boy / Figure 3: Station de salle blanche CleanBoy

Abb. 4: Einhausung / Figure 4: Enclosures

Depuis environ 15 ans, la société SPETEC  Gesellschaft für Labor- und  Reinraumtechnik mbH à Erding se consacre à la conception et à la construction de salles blanches de différentes tailles, qui peuvent être configurées de manière variable et fabriquées selon les applications ou les souhaits des clients. Ces produits sont connus sous le nom de « Laminar Flow Box » dans des domaines très variés. Ils sont par exemple utilisés dans l'industrie électronique ou optique, ainsi que dans l'emballage et dans les laboratoires d'analyses chimiques, lorsque le travail dans une atmosphère extrêmement pure est nécessaire ou recommandé. Un autre domaine d'application est le stockage d'appareils ou de substances qui ne doivent en aucun cas être contaminés.

La caractéristique de construction typique est la connexion d'un espace limité avec un module équipé d'un ventilateur de haute qualité et d'un système de filtration composé d'un préfiltre et d'un filtre à haute performance (EU 14). La désignation EU 14 signifie que ce filtre est capable de retenir 99,995 % de toutes les particules d'un diamètre supérieur à > 0,5 µm. La taille d'un module dépend du contenu de la Flow Box. Pour les grands salles blanches, appelées cellules de salle blanche, plusieurs modules peuvent également être utilisés côte à côte. Les modules modernes se caractérisent aujourd'hui par un fonctionnement silencieux et disposent d'une indication de changement de filtre.

Pour délimiter la salle blanche, deux concepts essentiellement différents sont proposés : d'une part, un espace presque fermé, appelé Laminar Flow Box, et d'autre part, un rideau à lamelles, qui permet d'atteindre les objets situés derrière, de manipuler des appareils ou, si la taille le permet, d'entrer dans la cellule de salle blanche remplie d'air extrêmement pur.

Une boîte de salle blanche fermée (Fig. 1) est construite de manière stable. Des cadres en aluminium ou en acier inoxydable intègrent des vitres en acrylique ou en verre composite (Fig. 2). Pour manipuler des médias agressifs, le cadre est recouvert de plastique. La fabrication est réalisée par la société SPETEC conformément aux directives GMP (Good Manufacturing Practice) et est certifiée en conséquence. Outre les tailles standard visibles dans le catalogue de la société, diverses options sont disponibles, telles qu'une boîte de stockage ou une station de salle blanche mobile, appelée Clean Boy (Fig. 3). Les souhaits des clients concernant différentes tailles peuvent être satisfaits par la propre fabrication de métaux. Les cellules de salle blanche accessibles (Fig. 4) sont fabriquées en profils d'aluminium ou en acier inoxydable. Si une version GMP est souhaitée, celle-ci doit respecter, en termes de profondeur de rainure, les directives GMP. Les plafonds et murs sans joints facilitent un nettoyage très simple et efficace. Les angles vifs et arêtes sont donc généralement évités.

Grâce à la technique de profilage, la taille de la cellule de salle blanche peut être choisie librement jusqu'à un maximum de 150 m². Ces cellules de salle blanche constituent une alternative économique aux salles blanches complètes. Comme pour celles-ci, il est également possible d'équiper les grandes cellules de salle blanche avec des passages, des sas de matériel ou d'entrée.

Les propriétés et les classes de qualité des salles blanches sont définies dans les normes  DIN EN ISO 14644, partie 1 (classes 1 – 9),  DIN EN ISO 14698, parties 1 à 3,  et VDI 2083, feuilles 1 à 18 (classes 0 – 7);  US Fed. Std. 209E (classes 1 – 100 000) ou dans le guide EG-GMP (classes A – D). Ces dernières correspondent aux classes ISO 5 à 8 mentionnées ici. 

Grâce à la filtration de l'air avec le filtre EU 14, il est possible d'atteindre, en fonction du degré de pureté de l'air ambiant, les classes ISO 5 à 8, c'est-à-dire entre mille et un million de particules par mètre cube d'un diamètre de 1 µm. Le facteur d'isolation de la Laminar Flow Box est de 10³. Si l'on place cette boîte dans une salle blanche complète de classe ISO 6 très performante, il ne resterait alors au maximum que 10 particules par mètre cube, qui seraient pratiquement indétectables dans la boîte.

L'air ambiant et l'humain ont la plus grande influence sur la propreté des objets. À cela s'ajoutent la contamination des salles blanches par le transport de particules dans l'air, l'introduction de particules sur les surfaces techniques, ainsi que la génération de particules par les appareils, le personnel et les processus en cours. Rien qu'avec la peau et les vêtements, chaque personne dans une salle propre de classe 8 libère plus de 600 millions de particules (> 0,5 µm Ø) par couche. Cela, ainsi que la mesure de la libération de particules de même diamètre lors des mouvements du personnel en tenue de protection (assis avec léger mouvement des avant-bras : 20 000 ; se levant : 50 000 ; marchant lentement : 80 000, chacun par personne), se basent sur des données de l'Institut Fraunhofer pour la production technique et l'automatisation (IPA) à Stuttgart. Dans l'air ambiant, en plus des microgouttelettes, poussières et particules de poussière, on trouve principalement des bactéries (~ 0,5 – 50 µm Ø) et des virus (~ 0,005 – 0,1 µm Ø).

Une autre variante de la gamme de produits Spetec est le Cleanboy. Le rideau concentre le flux d'air pur laminaire et empêche en grande partie l'entrée latérale de particules. Des mesures ont montré que même le flux d'air pur non protégé, généré par le module, réduit le nombre de particules, empêche leur remous par le mouvement dans la zone de travail, et peut détourner les microgouttelettes, particules de peau et fibres de vêtements émises hors de la zone de travail.

Que ce soit la Laminar Flow Box ou la station de salle blanche, ils sont tous deux disponibles montés sur chariot, permettant ainsi de transporter des objets et des appareils dans des conditions de salle blanche entre différentes pièces.

Selon l'application, la société SPETEC peut également fabriquer et livrer des extracteurs de table portables ou une boîte de protection pour le stockage d'objets et d'appareils qui ne sont pas utilisés quotidiennement. Étant donné que tous les clients ne sont pas forcément familiers avec la technologie des salles blanches, la société SPETEC offre, conformément à la directive GMP, son soutien lors de la planification et de la mise en service, jusqu'à la garantie de la qualité.

L'utilisation des salles blanches modulaires en complément ou comme alternative économique aux salles blanches complètes a conduit à la construction de cellules de salle blanche de plus en plus grandes, où des établis ou des systèmes d'emballage pour l'industrie alimentaire, des machines de fabrication dans l'industrie du plastique, ainsi que des installations de remplissage pour produits pharmaceutiques et autres appareils de haute qualité peuvent fonctionner en toute sécurité.

Selon le système de salle blanche SPETEC, il est également possible de construire de telles enceintes (Fig. 4), dont la structure portante est composée de profils en aluminium ou en acier inoxydable, avec des parois latérales en acrylique, en verre composite ou en plaques d'acier inoxydable, et dont les matériaux pour les éléments de porte, fenêtres ou plafonds sont sélectionnables librement. Les modules assurent, dans l'exemple illustré, une alimentation en air pur laminaire. Si des appareils sont installés à l'intérieur, il est conseillé d'utiliser un flux d'air pur à faible turbulence afin de garantir un échange d'air complet. De telles enceintes seraient idéales pour travailler sans particules. Ces quelques exemples montrent que la technologie des salles blanches et les constructions qui en découlent sont déjà des outils importants dans différents domaines, et que d'autres applications viendront nécessairement s'ajouter.