Améliorations apportées sur la base des résultats préliminaires

aussi méthodologique à partir des premières expériences décrites dans le chapitre II de cette partie. Les principales étapes de développement du banc d’essai sont résumées ici.

Il faut rappeler que, par soucis de comparaison, en parallèle à l’évaluation nanoparticulaire, il est envisagé d’obtenir simultanément les niveaux de confinement d’un gaz traceur. Or, le PSM , de par son principe de fonctionnement (partie Banc IRSN : un Poste de Sécurité Microbiologique et figure 2-25 (a)), il engendre naturellement une différence de confinement suivant que l’on mette en œuvre un polluant gazeux ou un aérosol. En effet, les particules produites dans l’enceinte sont majoritairement piégées (l’efficacité de filtration étant de 99,995 %) par le filtre de reprise d’air tandis qu’une partie du gaz est réintroduite en partie haute de l’enceinte. Afin de rendre le fonctionnement du dispositif similaire pour un aérosol et pour un gaz, nous avons choisi de modifier le fonctionnement du PSM, sans toutefois altérer ses propriétés aérauliques. Les changements apportés permettent ainsi d’extraire la totalité du flux aspiré dans l’enceinte via une ouverture créée dans la partie basse (figure 2-25 (b)). Dans le même temps, la veine de recyclage a été obturée et nous avons ajouté une arrivée d’air neuf dans la partie supérieure du PSM. Lors de chaque essai, des mesures de débit, de vitesse et de pression en différents points dans l’enceinte ont été effectuées afin de s’assurer que les conditions aérauliques entre les deux situations (avant et après modifications) restent les plus proches possibles.

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figure 2-25 : Fonctionnement du PSM avant modification (a) et après modification (b)

Les grandeurs ainsi mesurées après modification du PSM sont moyennées sur l’ensemble des journées d’essai, et présentées dans le tableau ci-dessous, en regard des valeurs équivalentes obtenues avant modification.

tableau 2-11 : Mesures aérauliques avant et après les modifications sur le PSM

Les modifications ont entraîné de légères variations sur l’ensemble des grandeurs prises comme témoins, le plus grand écart étant observé sur la prise de pression dans le filtre haut, la valeur étant plus faible d’environ 3% après les modifications ; cette diminution est également constatée également sur la mesure de la vitesse descendante (environ 3 %). Les écarts relatifs observés sur les mesures de pression en partie basse et de débit total extrait sont inférieurs aux erreurs liées aux mesures respectives, ce qui rend négligeables les effets de la modification. Il n’est donc pas abusif de considérer que les changements apportés au PSM n’ont pour ainsi dire aucun effet notable sur son comportement aéraulique standard.

Le dispositif de dispersion de l’aérosol dans le PSM a ensuite été modifié. Le microventilateur s’est vu remplacé par un diffuseur de forme conique au travers duquel l’aérosol de nanoparticules mélangé au gaz traceur, est émis à une vitesse moyenne de l’ordre de 0,7 m.s-1 en direction de l’ouverture (figure 2-26).

Vers l’extérieur (30%) Recyclage (70%) Filtres HEPA Vitre de protection Barrière de confinement dynamique Air neuf Etanchéification Extraction totale (a) _(b) Vers l’extérieur

Prise de pression Filtre bas (Pa) Prise de pression Filtre haut (Pa) Vitesse descendante moyenne

(m.s-1) Débit total extrait (m3.h-1)

avant modifications -192.0 152.0 0.405 1337.0 -190.7 147.2 0.394 1351.0 écart relatif 0.67% 3.15% 2.81% -1.05%

après modifications erreur sur la mesure

± 5% ± 5% ± 10%

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figure 2-26 : Position du diffuseur conique dans le PSM

Pour limiter les temps d’acquisition en regard des premiers essais réalisés, nous avons simplifié le protocole de mesure. Le concept est alors légèrement différent, les résultats n’étant plus présentés en comparant deux situations (PSM en marche et PSM à l’arrêt). Ainsi, le niveau de confinement n’est plus représenté par le rapport de contamination Ra (équation II.23), mais par le coefficient de rétrodiffusion défini dans la partie Chapitre II à l’aide de l’équation I.3. De la même façon qu’il avait été écrit pour un polluant gazeux, nous pouvons définir le coefficient de transfert, , pour un aérosol de nanoparticules comme suit :

équation II.24 avec la concentration en nombre à un point p lorsque le PSM et la source sont actifs, la valeur mesurée au même point p, mais dans la situation A (bruit de fond) et le débit de référence (part.s-1). Plus le coefficient de rétrodiffusion est faible et plus le niveau de confinement atteint est élevé.

Cette nouvelle approche permet de s’affranchir des mesures de concentrations lorsque le PSM est à l’arrêt et que la source émet, mais permet également la suppression d’un point de référence proche de la source (point PSM) qui n’intervient pas dans l’expression de K. Sachant que ce point n’était pas particulièrement représentatif du niveau de pollution à l’intérieur du PSM puisque la répartition de l’aérosol est homogène dans l’enceinte, il semble alors plus judicieux de fixer le débit d’aérosol comme valeur de référence, plus stable et facile à contrôler. Par conséquent, le nombre de situations à évaluer est réduit de trois à deux. Il ne reste plus qu’à évaluer la situation dite de bruit de fond (ancienne situation A) et la situation PSM actif avec émission de nanoparticules et de gaz traceur (ancienne situation C).

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Le nouveau protocole de mesure est alors le suivant :

1- Phase d’attente de la stabilisation de l’ensemble (PSM + ventilation dans la salle propre) : 90 minutes pour atteindre un fonctionnement stable. Suivi permanent de la température, de la pression et de l’hygrométrie dans la salle propre.

Caractérisation de l’aérosol généré à l’aide du banc présenté sur la figure 2-21.

3- Evaluation de la situation de référence (bruit de fond) et de la situation source active. La distribution granulométrique en chaque point est alors mesurée successivement à l’aide du SMPS-C. Le changement de point ne se fait plus manuellement mais par l’intermédiaire de vannes trois voies automatisées, il n’est donc plus nécessaire d’attendre un temps de renouvellement entre deux mesures successives.

4- Une fois tous les points de prélèvement de toutes les situations mesurés, une nouvelle caractérisation de l’aérosol test est effectuée afin d’estimer sa potentielle dérive dans le temps.