Autres travaux de maintenance effectués - : DEROULEMENT DU STAGE AU CENTRE

CHAPITRE 2 : DEROULEMENT DU STAGE AU CENTRE

2.3. Autres travaux de maintenance effectués

Au cours de notre stage, plusieurs activités ont été effectuées dans diverses structures.

Elles nous ont permis de renforcer nos capacités dans plusieurs domaines dont : l’électricité, la plomberie, l’électronique, le froid et la climatisation etc. s

Pour exemple, nous pouvons citer :

 l’installation des lampes électriques dans divers services de l’hôpital ;

 l’installation des brasseurs SMC dans quelques services en interne ;

Etude préliminaire en vue de l’installation d’une centrale de production et du réseau de distribution d’oxygène médical au Centre Hospitalier Universitaire de Zone d’Abomey-Calavi/Sô-Ava (CHUZ/AS)

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 le remplacement de divers articles de plomberie en interne ;

 l’entretien et la réparation des climatiseurs, des réfrigérateurs et des chambres froides en interne.

En somme, Ce stage pratique de fin de formation nous a permis d'acquérir beaucoup de notions pratiques auprès de nos encadreurs qui se sont montrés disponibles à toutes nos questions au cours des différentes interventions, de se familiariser aux réalités et exigences du terrain. Ainsi, nous sommes arrivés à proposer une solution aux difficultés d’approvisionnement en oxygène médical au CHUZ/AS.

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Troisième partie: Etude de thème «Etude

préliminaire en vue de l’installation de centrale

de production et du réseau de distribution de

l’oxygène médical à l’Hôpital de Zone

d'Abomey-Calavi/So-Ava ».

Rapport de fin de formation en Licence Professionnelle/MBH à l’EPAC, rédigé par Nick AZONHE 24 CHAPITRE 3 : ETUDE PRELIMINAIRE EN VUE DE L’INSTALLATION DE

CENTRALE DE PRODUCTION ET DE RESEAU DE DISTRIBUTION D’OXYGENE MEDICAL AU CHUZ/AS

3.1. Problématique

Les réseaux de distribution des gaz médicaux ont une fonction importante dans une organisation hospitalière. Ils participent à la qualité (continuité et sécurité) des soins. La transmission des fluides médicaux aux patients est devenue un problème pour les cliniciens et les chefs services du CHUZ/AS. L’approvisionnement en oxygène médical au CHUZ/AS par l’achat permanent des bouteilles de gaz et des concentrateurs d’oxygène deviennent des sources d’oxygène de plus en plus limité au besoin global. La construction d’une centrale de production et de distribution de l’oxygène devenait une priorité pour l’hôpital. C’est ainsi que nous avons retenu en commun accord avec le responsable du service de la maintenance le thème intitulé : <<Etude préliminaire en vue de l’installation d’une centrale de production et du réseau de distribution d’oxygène médical au CHUZ/AS>>. Toutefois, nos réflexions dans ce document ont intégrées la production.

3.2. Objectifs

Les principaux objectifs visés par cette étude sont : 3.2.1. Objectif général

Cette étude est de pouvoir en oxygène médical, tous les services médicaux concernés au CHUZ/AS et s’assurer leur utilisation dans de bonne condition.

3.2.2. Objectifs spécifiques

Pour mener à bien la réalisation de ce travail, la démarche suivie se résume aux points ci-dessous :

- évaluation du coût et la capacité d’approvisionnement des bouteilles d’oxygène au CHUZ/AS,

- l’étude de la centrale à installer et de tous les réseaux d’approvisionnement d’oxygène afin de subvenir aux besoins des différents services et d’assurer leur utilisation dans la sécurité.

- la conception des réseaux de distribution d’oxygène médical dans tous les services de l’hôpital.

3.3. Méthodologie

Afin d’aboutir au résultat, nous avons fait des recherches documentaires et collecté des informations sur le terrain. Ainsi, nous avons fait une évaluation de l’approvisionnement actuel en bouteille d’oxygène dans le CHUZ/AS, suivi d’une étude comparative des

Rapport de fin de formation en Licence Professionnelle/MBH à l’EPAC, rédigé par Nick AZONHE 25 différentes sources d’oxygène pour évaluer l’applicabilité de la solution que nous avons proposée.

3.4. Les modes de fourniture actuelles d’oxygène médical au CHUZ/AS

Des moyens sont mise en place pour l’approvisionnement de ses services de soins en oxygène médical dont l’utilisation des concentrateurs d’oxygène et des bouteilles d’oxygène.

3.4.1. Les concentrateurs d’oxygène

Le concentrateur d’oxygène est un appareil électrique qui filtre l’air ambiant pour en extraire l’azote pour fournir ainsi au patient une concentration en oxygène. Cette méthode vise à apporter artificiellement de l'oxygène à un malade de façon à rétablir ou à maintenir un taux normal d'oxygène dans le sang. Elle peut être :

 normobare (administrer à pression atmosphérique) ou

 hyperbare (Pression d’administration du mélange gazeux = 5bar).

Pour des débits allant jusqu’à 5 L/min voire même 10 L/min pour certains concentrateurs, la teneur en oxygène du gaz formé, à la sortie de l’appareil, est de l'ordre de 90 à 95 %.

Ces appareils, branchés sur le réseau électrique normal (220VAlternatif) sous une fréquence de 50Hz, sont au nombre de 10 et sont utilisés dans certains services (Néonatologie et la Pédiatrie).

Les différents types de concentrateur d’oxygène rencontrés au CHUZ/AS pendant ce stage sont énumérés ci-après :

- concentrateur millennium M5 respironics,

Rapport de fin de formation en Licence Professionnelle/MBH à l’EPAC, rédigé par Nick AZONHE 26 Figure 7 : Concentrateur Millennium M5 respironics

(Photo : Nick AZONHE, prise le 20/08/2018)

- concentrateur INVACARE 5

Figure 8 : Concentrateur INVACARE 5 (Photo : Nick AZONHE, prise le 20/08/2018)

3.4.2. Les bouteilles d’oxygène

L’oxygène est conditionné à l’état gazeux dans des bouteilles (obus) spécialement conçues et de différentes contenances. Ces bouteilles au nombre de 17, peintes en blanc, sont en acier ou en aluminium, sans soudure. Elles sont réprouvées à la pression tous les 10 ans par le fabricant de gaz selon la norme E 29-761.

Rapport de fin de formation en Licence Professionnelle/MBH à l’EPAC, rédigé par Nick AZONHE 27 Figure 9: Bouteille d’oxygène

(Photo : Nick AZONHE, prise le 28/08/2018)

3.5. Evaluation du coût et de capacité d'oxygène médical en bouteille actuellement disponible dans CHUZ/AS

Le CHUZ/AS utilise des bouteilles d’oxygène de 7,5 m³, 7 m³, 6 m³ et 3 m³ dont les prix sont respectivement 36493 FCFA, 34217 FCFA, 29666 FCFA et 16508 FCFA disposées pour la distribution de l’oxygène médical dans certains services de soins. D’autres bouteilles sont envoyées directement dans des services en vue d’une utilisation rationnelle.

Figure 10 : Bouteilles d’oxygène disposée pour servir les services de soins (Photo : Nick AZONHE, prise le 20/08/2018)

Le tableau suivant présente le niveau de consommation d’oxygène dans les services et mode de gestion des bouteilles après leurs achats sur une période de 6 mois :

Rapport de fin de formation en Licence Professionnelle/MBH à l’EPAC, rédigé par Nick AZONHE 28 Tableau 3 : Le niveau de consommation d’oxygène dans les services et mode de gestion

des bouteilles REPARTITION DES BOUTEILLES D’OXYGENE SELON LES BESOINS DES

SERVICES Maternité 5grandes

et une petite

4grandes 2grandes 5grandes 5 grandes Pédiatrie 7grandes 6grandes 5grandes 7grandes - 12

grandes D’après les résultats du tableau, il en ressort que le CHUZ/AS utilise dans un semestre 159 grandes bouteilles et 2 petites bouteilles qui varient dans le temps.

Le tableau suivant présente la quantité d’oxygène consommée :

Tableau 4 : La quantité de consommation (m³) d’oxygène dans les services approvisionnés

Rapport de fin de formation en Licence Professionnelle/MBH à l’EPAC, rédigé par Nick AZONHE 29

Pédiatrie 52,5 45 37,5 52,5 - 90 277,5

D’après nos informations, le Centre Hospitalier Universitaire de Zone d’Abomey-Calavi/ Sô-Ava s’approvisionne en moyenne 201.5 m³ d’oxygène, soit environ 954.492 F CFA par mois.

Ce qui revient à une dépense annuelle de 11.453.906 F CFA sans le coût du transport.

3.6. Analyse comparative des différentes sources de production d’oxygène

Il existe différentes sources de production de l’oxygène comme : la production par cryogénie, la production par PSA, le concentrateur d’oxygène.

En effet, la production par cryogénie est plus coûteux et présente un risque d’incendie et de rupture de stock mais peut être utilisé indépendamment de l’énergie électrique et de façon silencieuse. La production par PSA présente pratiquement les mêmes avantages et inconvénients que la production par cryogénie à la différence qu’il est moins cher. Le concentrateur d’oxygène par contre, est très moins cher, bon pour les situations d’urgence qui nécessite le déplacement de l’administrateur de soins et ne présente pratiquement pas de risque d’incendie mais n’assure pas tout le besoin de CHUZ/AS.

Après nos recherches, l’installation d’une centrale de production d’oxygène PSA réalise un système de production d’oxygène économique, rationnel et idéal pour les hôpitaux. Cette dernière fera l’objet de notre étude car nous voulons assurer une indépendance dans l’approvisionnement de l’oxygène pour l’hôpital de zone d’Abomey-Calavi/Sô-Ava pour une continuité des soins sans rupture.

3.7. Présentation de la centrale à installer au CHUZ/AS

L’unité de production d’oxygène par procédé PSA fonctionne comme suit :

L’air ambiant est aspiré et comprimé par un compresseur d’air. Cet air, dirigé vers une chaîne de filtration munie d’un groupe de réfrigération permettant d’éliminer par condensation la majorité de l’eau afin d’éviter une saturation rapide des zéolites, et stocké dans un réservoir d’air comprimé.

Il passe ensuite par le générateur d’oxygène qui est constitué, dans sa forme classique, de deux colonnes d’adsorption, contenant la zéolithe, alternativement pressurisées et dépressurisées en 4 étapes. L’étape de saturation est la phase de production du procédé.

Lorsque la pression est maximale, l’extrémité de la colonne est ouverte. L’azote est adsorbé et de l’oxygène à 95 % est récupéré en sortie. La colonne se sature progressivement en azote.

Rapport de fin de formation en Licence Professionnelle/MBH à l’EPAC, rédigé par Nick AZONHE 30 L’alimentation s’arrête lorsque la colonne est saturée. L’ouverture de l’extrémité inférieure de la colonne entraîne la chute de pression et une régénération de la colonne de zéolithes par désorption à contre-courant des composants adsorbés, qui sont rejetés dans l’atmosphère.

Cette régénération est complétée par une purge à contre-courant, à faible débit, avec de l’oxygène préalablement produit. La phase de production d’oxygène correspond à l’étape 2 du cycle. Pour que le système fonctionne en continu, il est nécessaire d’utiliser 2 colonnes effectuant le même cycle, de façon décalée. Le cycle complet dure de quelques secondes à quelques minutes.

Figure 11 : Vue d’une centrale.

Ici le procédé d’obtention de l’oxygène est basé sur le principe d’adsorption par variation de pression PSA. L’adsorption de l’azote s’effectue à travers un tamis moléculaire contenant de la zéolithe. Les zéolithes sont des aluminosilicates (composé formé d’aluminium et de silicium) cristallisés microporeux. La concentration habituelle d’oxygène obtenue est plus ou moins de 95 %. La centrale PSA est constituée de :

 un compresseur d’air,

 une chaîne de filtration munie d’un groupe de réfrigération,

 un réservoir d’air comprimé,

 un générateur d’oxygène,

 un réservoir d’oxygène.

Rapport de fin de formation en Licence Professionnelle/MBH à l’EPAC, rédigé par Nick AZONHE 31 3.8. Présentation du réseau de distribution de l’oxygène médical au CHUZ/AS

Le réseau de distribution est considéré comme un dispositif médical CE de la classe IIb et est conforme aux exigences de la directive européenne 93/42. Il ne doit pas altérer la qualité du gaz circulant à l’intérieur et assurer une distribution continue. Il constitue un ensemble de canalisations, de dispositifs pneumatiques (de vannes, de détendeurs),…qui amènent l’oxygène vers les services utilisateurs.

On distingue deux types de réseaux en fonction de leur pression d'utilisation à savoir :

 le réseau primaire

 le réseau secondaire.

3.8.1. Le réseau primaire de distribution de l'oxygène médical au CHUZ/AS

Il s’agit du réseau de canalisations entre la centrale d’oxygène et l’entrée de chaque service de soins (pression maximale 10 bars). Il existe des vannes d’arrêt sous verre dormant à l’entrée de chaque service. Dans tous les services concernés, nous avons défini le nombre de prise murale en prenant en compte le nombre de lits installés dans ses services.

Le tableau ci-après montre le nombre de prises murales à prendre en compte en fonction du nombre de lits disponibles dans chaque service :

Tableau 5 : Nombre de prise murale à prendre en compte

Services de soins concernés Nombre de prises murales à installer correspondant au nombre de lits

Médecine 17

Réanimation- Soins intensifs 4

chirurgie 23

La représentation du réseau primaire du CHUZ/AS est présentée ci-après :

Rapport de fin de formation en Licence Professionnelle/MBH à l’EPAC, rédigé par Nick AZONHE 32

Rapport de fin de formation en Licence Professionnelle/MBH à l’EPAC, rédigé par Nick AZONHE 33 Figure 12 : Le réseau primaire de distribution de l’oxygène médical au CHUZ/AS

Rapport de fin de formation en Licence Professionnelle/MBH à l’EPAC, rédigé par Nick AZONHE 34 3.8.2. Les réseaux secondaires de distribution de l'oxygène médical au CHUZ/AS

Il s’agit du réseau situé dans le service de soins, la pression du réseau primaire est détendu par un régulateur de 2ème détente.

Figure 13 : Description du circuit du réseau de distribution de l’oxygène dans le bloc opératoire

Rapport de fin de formation en Licence Professionnelle/MBH à l’EPAC, rédigé par Nick AZONHE 35 Figure 14 : Description du circuit du réseau de distribution de l’oxygène en chirurgie

Rapport de fin de formation en Licence Professionnelle/MBH à l’EPAC, rédigé par Nick AZONHE 36 Figure 15 : Description du circuit du réseau de distribution de l’oxygène en imagerie

Rapport de fin de formation en Licence Professionnelle/MBH à l’EPAC, rédigé par Nick AZONHE 37 Figure 16 : Description du circuit du réseau de distribution de l’oxygène de la maternité

Rapport de fin de formation en Licence Professionnelle/MBH à l’EPAC, rédigé par Nick AZONHE 38 Figure 17 : Description du circuit du réseau de distribution de l’oxygène de la médecine

Rapport de fin de formation en Licence Professionnelle/MBH à l’EPAC, rédigé par Nick AZONHE 39 Figure 18 : Description du circuit du réseau de distribution de l’oxygène à la néonatologie

Rapport de fin de formation en Licence Professionnelle/MBH à l’EPAC, rédigé par Nick AZONHE 40 Figure 19 : Description du circuit du réseau de distribution de l’oxygène de la pédiatrie

Rapport de fin de formation en Licence Professionnelle/MBH à l’EPAC, rédigé par Nick AZONHE 41 Figure 20 : Description du circuit du réseau de distribution de l’oxygène en Urgence

Rapport de fin de formation en Licence Professionnelle/MBH à l’EPAC, rédigé par Nick AZONHE 42 3.9. Calcul de pertes de charges dans les réseaux de distribution de l’oxygène médical au CHUZ/AS

 Singulières : elles se manifestent sur les pièces spéciales qui modifient la direction ou la section de passage du fluide (raccord, T, vannes, soupapes, etc.).

Figure 21 : conduites des différentes pertes de charges

3.9.1. Perte de charges linéique ou répartie

En raisonnant en [Pa], la formule de perte de charge répartie est :

Avec :



: Facteur de perte de charge répartie (sans dimension) ; L : Longueur de la conduite [m] ;

Rapport de fin de formation en Licence Professionnelle/MBH à l’EPAC, rédigé par Nick AZONHE 43 W : Vitesse du fluide [m/s] ;

 : Masse volumique du fluide [kg/m3],

Pour les gaz la masse volumique de référence est l’air (valeur par défaut  = 1,2 [kg.m-3]).

Le coefficient de pertes de charge linéaire



est un coefficient qui dépend du type d'écoulement du fluide et de la rugosité relative de la canalisation.

La recherche du facteur de perte de charge répartie peut se réaliser soit en utilisant des

 Ecoulement turbulent :

 Diagramme de MOODY

Il sera utilisé pour les régimes turbulents.

Rapport de fin de formation en Licence Professionnelle/MBH à l’EPAC, rédigé par Nick AZONHE 44 Figure 22 : Diagramme de MOODY

 1ère étape on détermine le nombre de Reynolds qui est

R e  5 .1 0

⁶avec la

3.9.2. Perte de charge singulière

La perte de charge localisée, due à un accident, dépend de la pression dynamique du fluide qui circule :

Méthode du coefficient de perte de charge localisée

Le coefficient est déterminé expérimentalement pour les singularités du réseau.

3.9.3. Perte de charge totale dans les réseaux de distribution

C’est la somme des pertes de charge réparties et singulières du tronçon :

     

Rapport de fin de formation en Licence Professionnelle/MBH à l’EPAC, rédigé par Nick AZONHE 45 Tableau 6 : Calcul des pertes de charges dans le réseau primaire de distribution de

l’oxygène au CHUZ/AS

Tableau 7 : Calcul des pertes de charges dans les réseaux secondaires de distribution de

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