Les gaz médicaux dans le bloc opératoire propre sont des installations indispensables pour aider au traitement et sauver la vie des patients.

8.1.1 Gaz médicaux dans le bloc opératoire

Il existe de nombreux types de gaz, principalement l’oxygène, l’aspiration à pression négative, l’air comprimé, l’azote, le protoxyde d’azote, les gaz mélangés, etc., mais au moins trois gaz — l’oxygène, l’air d’aspiration à pression négative et l’air comprimé — doivent être installés dans la salle d’opération propre.

La quantité de secours de la source de gaz médical ne doit pas être inférieure à la consommation de trois jours.

8.1.2 Oxygène

(1) Propriétés physiques. L’oxygène est un gaz comburant incolore, inodore et non irritant. L’oxygène doit être conforme à la norme relative à l’oxygène médical.

Masse moléculaire : 32

Masse volumique relative : 1,153 à 0 ℃

Densité : à l’état gazeux 1,429 g/L (à 0 ℃, 760 mmHg) ; à l’état liquide 1,14 kg/L (à －183 ℃)

Température critique : －118,4 ℃

Pression critique : 5,18 MPa

Taux de dilatation du liquide : à 1 atmosphère normale (760 mmHg), 1 L d’oxygène liquide se dilate en 865 L d’oxygène gazeux (soit 1 : 865).

L’oxygène est utilisé pour compenser le manque d’oxygène dans le corps humain et, lorsqu’il est mélangé à d’autres types de gaz, pour des traitements spéciaux. Comme le manque d’oxygène dans le corps humain entraîne divers troubles et dangers, il est nécessaire de fournir à l’organisme la quantité d’oxygène nécessaire ; cependant, inhaler trop d’oxygène à haute concentration peut également provoquer une intoxication. Comme le traitement nécessite certains gaz spéciaux et que ces gaz ont une importance particulière pour certaines fonctions du corps humain, ils seraient nocifs s’ils étaient utilisés seuls. Par conséquent, de l’oxygène est ajouté dans une certaine proportion sûre et mélangé pour être fourni aux patients, afin d’obtenir l’effet thérapeutique sans créer de danger.

(2) Sources de gaz oxygène. Il existe principalement trois formes suivantes.

  1. Oxygène gazeux.

① La station d’oxygène gazeux se compose de plusieurs bouteilles en acier de 40 L et 15 MPa regroupées, divisées en deux groupes A et B, et est constituée d’une rampe, d’un dispositif de détente de commutation, d’un dispositif de décompression de sécurité, d’un dispositif d’alarme, etc. ;

② Le nombre de bouteilles dans le groupe de bouteilles est déterminé en fonction de la consommation journalière de l’hôpital, généralement 10 par groupe ; les deux groupes de bouteilles fonctionnent avec l’un en service et l’autre en secours, en commutant l’un avec l’autre ; le gaz haute pression des deux groupes de bouteilles est acheminé vers la tuyauterie haute pression de la rampe et envoyé dans le dispositif de détente de commutation, puis après détente respective, il est livré au bloc opératoire et à d’autres zones.

③ Source d’oxygène gazeux. Le fonctionnement des deux groupes de bouteilles s’effectue principalement par commutation automatique, complétée par une commutation manuelle. Si le groupe A fonctionne, le groupe B est en secours. Lorsque la pression dans le groupe A diminue à mesure que le temps de travail s’allonge et tombe à un niveau où elle ne peut plus être maintenue, le système commute automatiquement sur le groupe B pour qu’il fonctionne, continuant à maintenir le volume de gaz nécessaire aux terminaux ; en même temps, le groupe A émet un signal d’alarme pour informer l’agent de service de remplacer les bouteilles vides utilisées par le groupe A par des bouteilles pleines comme source de gaz de secours pour le groupe B ; lorsque le groupe B fonctionne jusqu’à ce qu’il ne puisse plus maintenir un fonctionnement normal, il commute automatiquement sur le groupe A pour continuer à fonctionner, et ainsi le cycle se poursuit sans fin.

④ La station d’oxygène gazeux doit disposer d’emplacements de stockage séparés pour les bouteilles vides et les bouteilles pleines, chacun avec ses propres marquages. La réserve de la source de gaz ne doit pas être inférieure à la consommation de trois jours. Les bouteilles pleines ne doivent pas être stockées dans des endroits à ciel ouvert ; le réservoir d’oxygène liquide et la plate-forme de chargement/déchargement des bouteilles doivent être équipés d’auvents de protection solaire, qui doivent être fabriqués dans des matériaux ininflammables. Les vannes d’angle des bouteilles utilisées doivent être fermées et des capuchons de protection en acier doivent être mis en place. La température ambiante de la salle des bouteilles en service et de la zone du dispositif de détente de commutation doit être garantie dans la plage de 10～35 ℃ ; si la température ambiante est trop basse, le détendeur gèlera et affectera le fonctionnement normal du système.

⑤ La station d’oxygène gazeux doit disposer de mesures antidéflagrantes et d’une bonne ventilation ; dans un rayon de 5 m, il ne doit y avoir aucune ouverture d’aération de tranchées communicantes. Elle doit permettre aux camions transportant les bouteilles d’entrer et de sortir facilement, et le chargement et le déchargement des bouteilles doivent également être pratiques ; la construction de la station d’oxygène doit être conforme aux lois et réglementations nationales pertinentes.

⑥ Le matériau des canalisations de transport d’oxygène est généralement sélectionné parmi les tuyaux en acier inoxydable ou les tuyaux en cuivre désoxydé. Les canalisations de transport de gaz doivent disposer d’une bonne mise à la terre conductrice statique, avec une résistance de terre inférieure à 10 Ω, et de mesures de protection contre la foudre. Le système de transport de gaz est raccordé séparément au bloc opératoire propre et n’est pas partagé avec d’autres zones.

⑦ Des dispositifs de décompression de sécurité et d’alarme doivent être installés sur le système de la station d’oxygène gazeux : lorsque la pression de sortie est supérieure à la pression de fonctionnement maximale conçue de 0,015 MPa, la soupape de décompression de sécurité s’ouvre pour évacuer la pression excédentaire, et en même temps le dispositif d’alarme émet un signal d’alarme de surpression, garantissant la sécurité du système, de la canalisation et de ses équipements correspondants ; lorsque la pression de sortie après décompression tombe en dessous de la pression minimale conçue de 0,025 MPa (à ce moment un signal d’alarme de dépression est émis), la soupape de décompression de sécurité doit se fermer automatiquement (aucune vanne d’arrêt n’est autorisée avant ou après la soupape de sécurité) pour garantir que le système revient à la normale.

⑧ Le risque d’incendie de la station d’oxygène gazeux relève de la classe B ; le bâtiment doit avoir un degré de résistance au feu non inférieur au grade II. Dans sa distance de protection incendie sûre, il ne doit y avoir ni sous-sols, ni fosses souterraines, ni puits, ni tranchées, ni bureaux, ni salles d’hospitalisation, etc. ; ceux-ci doivent être situés à au moins 7 m. La station de gaz doit être tenue à l’écart des endroits inflammables et explosifs tels que les chaudières et les incinérateurs ; sa distance de sécurité doit satisfaire aux exigences des codes nationaux de protection incendie et également être conforme aux réglementations de gestion hygiénique de l’hôpital. La zone autour de la station de gaz doit rester propre et exempte de déchets stockés, et à l’écart des stations de collecte des ordures, des morgues, des salles de dissection, des incinérateurs, etc.

⑨ Les soupapes de décompression de sécurité doivent être installées à l’extérieur, et les tuyaux traversant les murs doivent être équipés de fourreaux.

⑩ Un espace de maintenance suffisant doit être laissé entre les bouteilles de gaz/équipements et les murs ; la distance entre les bouteilles de gaz et les unités de chauffage ne doit pas être inférieure à 800 mm.

⑪ Aucune partie du chauffage n’est autorisée à entrer en contact avec l’équipement d’alimentation en oxygène.

⑫ La résistance d’isolement entre l’équipement électrique et l’équipement à oxygène ne doit pas être inférieure à 1 MΩ.

⑬ Les tuyaux de la rampe et les détendeurs doivent être mis à la terre ; leurs dispositifs de mise à la terre doivent être installés indépendamment, avec une résistance de terre ne dépassant pas 10 Ω.

⑭ Toutes les vannes, les détendeurs, les vannes de commutation, les manomètres et les flexibles adaptateurs métalliques haute pression doivent être étalonnés périodiquement et remplacés conformément aux exigences des manuels du produit.

⑮ La surface externe de tous les conduits d’oxygène doit être peinte avec une peinture de marquage blanche.

[Référence] Pour une conception schématique de la station d’oxygène gazeux pour l’alimentation centrale en gaz médical, voir la figure 8.1.

[Référence] Pour des exemples de conception d’aménagement et d’aspect extérieur de la station d’oxygène gazeux, voir la figure 8.2.

Figure 8.1　Schéma de conception de la station d’oxygène gazeux Figure 8.2　Exemples de conception d’aménagement et d’aspect extérieur de la station d’oxygène gazeux

  1. Oxygène liquide. Une station d’oxygène liquide se compose principalement d’un réservoir de stockage d’oxygène liquide, d’un vaporiseur, d’instruments de surveillance et de régulation, d’un distributeur et de canalisations de livraison.

Le réservoir de stockage d’oxygène liquide est l’équipement central d’une station d’alimentation en oxygène liquide, c’est pourquoi la sélection et la qualité du réservoir de stockage d’oxygène liquide sont primordiales. Les aspects suivants doivent principalement être pris en compte :

① La réputation de la marque du fabricant dans la société. L’achat d’un réservoir de stockage d’oxygène liquide est très important ; se prémunir contre les produits contrefaits et de mauvaise qualité, les produits qui font passer des marchandises de qualité inférieure pour des produits de qualité, et les produits rénovés à partir d’unités anciennes (recyclées) (dont la surface est repeinte) puis revendus.

② Un réservoir de stockage d’oxygène liquide est un récipient sous pression à très basse température, c’est pourquoi les performances d’isolation thermique du réservoir d’oxygène liquide doivent être fiables.

③ Le volume est déterminé en fonction de la consommation de gaz et de la taille de l’hôpital. Habituellement, on choisit un réservoir de 3,5–5 m³ chacun, ou deux réservoirs de stockage de même spécification — l’un en service et l’autre en secours — qui commutent l’un avec l’autre et assurent une protection mutuelle. Si la source d’oxygène liquide est relativement éloignée, ou si le nombre de lits est important, ou si l’hôpital est équipé d’une chambre à oxygène hyperbare, et qu’il existe un espace d’installation autorisé dans l’enceinte de l’hôpital, un réservoir de stockage d’un volume un peu plus grand peut être sélectionné de manière appropriée pour réduire la fréquence de transport.

④ Un réservoir de stockage d’une pression de 0,8 MPa est généralement suffisant. Si la pression est trop élevée, l’investissement initial est important ; si la pression est trop basse, la livraison sur de longues distances est difficile, et la pression et le débit aux terminaux sont également instables.

⑤ La sélection du vaporiseur doit être déterminée en fonction des conditions de consommation de gaz au sein de l’hôpital. Généralement, un vaporiseur d’une capacité de 50 m³/h est suffisant ; s’il existe une utilisation de gaz spéciale (comme une chambre à oxygène hyperbare) et un grand nombre de lits d’hospitalisation, elle doit être augmentée de manière appropriée à 100 m³/h ou plus.

⑥ Distributeur. Un petit récipient en acier inoxydable, généralement d’environ 0,3 m³ est approprié, servant à tamponner et à stabiliser. Selon les différentes destinations, des raccordements séparés sont effectués individuellement à partir du tampon.

【Référence】　Pour l’aménagement de la station d’oxygène liquide (avec de l’oxygène gazeux comme secours), voir la figure 8.3.

L’emplacement d’installation de la station d’oxygène liquide doit tenir compte de la distance de sécurité par rapport aux autres objets.

【Référence】　Pour les distances de sécurité entre le réservoir d’oxygène liquide et les autres objets, voir le tableau 8.1. Tableau 8.1　Distances de sécurité minimales entre le réservoir d’oxygène liquide et les autres objets (m)

N° Objets concernés Distance/m
1 Zones de travaux à chaud et de tabagisme 5
2 Postes de transformation moyenne et haute tension 5
3 Zones de stockage de petites quantités de matières inflammables 5
4 Zones de stockage de grandes quantités de matières inflammables 15
5 Tuyaux de ventilation contenant des gaz inflammables 5
6 Zone de stockage de bouteilles de gaz inflammable inférieure à 70 Nm³ (15 ℃, 1013 mbar) 5
7 Zone de stockage de bouteilles de gaz inflammable supérieure à 70 Nm³ (15 ℃, 1013 mbar) 8
8 Exigences pour un réservoir de stockage de gaz de pétrole liquéfié de 20 t :
0–1,1 t (volume équivalent 0–2,15 m³) 6
1,1–4 t (volume équivalent 2,15–7,84 m³) 7,5
4–6 t (volume équivalent 7,84–117 m³) 15
60–150 t (volume équivalent 117–294 m³) 22,5
9 Canalisations transportant des gaz ou des liquides inflammables 3
10 Cheminées avec flammes nues ou fours à flamme nue 20
11 Bureaux, cantines et zones où des personnes peuvent se rassembler 5
12 Brides et joints sur les canalisations transportant des gaz ou des liquides inflammables :
Diamètre intérieur du tuyau inférieur à 25 mm 6
Diamètre intérieur du tuyau inférieur à 50 mm 10
Diamètre intérieur du tuyau inférieur à 70 mm 15
13 Tuyaux d’admission d’air des compresseurs/ventilateurs 5
14 Égouts ou tranchées de câbles 5
15 Murs d’enceinte du bâtiment 5
16 Voies publiques 5
17 Chemins de fer publics 10
18 Zones de stationnement de véhicules publics 5
  1. Générateur d’oxygène. Le générateur d’oxygène est une installation système composée de plusieurs équipements, et l’oxygène qu’il produit doit satisfaire aux normes d’alimentation en oxygène médical. À cette fin, l’ensemble du système, en tant qu’équipement complet de production d’oxygène médical, doit être un ensemble complet d’installations ayant été évalué et approuvé par un organisme juridique faisant autorité avant de pouvoir être mis en service. La station de production d’oxygène se compose d’une unité de compression d’air, d’une unité de stockage et de traitement de l’air, d’une unité de séparation oxygène-azote, d’une unité de filtration, de stérilisation et de stockage de l’oxygène, d’équipements de surveillance, d’une unité de remplissage de secours, d’une unité de commande électrique, etc.

Les spécifications et les modèles des équipements du générateur d’oxygène doivent être sélectionnés en fonction de la taille de l’hôpital et de la consommation totale à tous les endroits, avec une certaine marge réservée pour le développement futur. Deux ensembles d’équipements de production d’oxygène doivent être installés (l’un en service et l’autre en secours), et l’équipement doit fonctionner principalement en mode automatique avec une commande manuelle comme secours. La salle des machines doit rester propre et fournir de l’espace pour la maintenance ; l’environnement au niveau de l’admission d’air du compresseur doit être exempt de sources de pollution et rester propre.

(3) Emplacement et exigences de la station centrale d’alimentation en source d’oxygène.

  1. La station centrale d’alimentation en source d’oxygène ne doit pas être construite dans un sous-sol ; elle doit être située dans un endroit bien ventilé, doté de mesures antidéflagrantes et d’un transport pratique. Il ne doit y avoir ni chaufferies, ni flammes nues, ni salles de distribution électrique autour de la station d’oxygène ; les surfaces des tranchées dans un rayon de 5 m doivent être scellées, et aucun passage d’air entre le haut et le bas n’est autorisé.

  2. Le site de construction de la station centrale d’alimentation en source d’oxygène doit être conforme aux lois et réglementations nationales pertinentes pour garantir les distances de sécurité nécessaires.

Figure 8.3　Exemple d’aménagement de plan d’une station d’oxygène liquide (avec une station d’oxygène gazeux comme secours)

  1. La station centrale d’alimentation en oxygène a une classification de risque d’incendie de classe B et doit être un bâtiment d’un degré de résistance au feu non inférieur au grade II　2. Le réservoir d’oxygène liquide et la plate-forme de chargement/déchargement des bouteilles de gaz doivent être équipés d’auvents solaires et de pluie, et l’auvent et ses supports doivent être de construction ininflammable　3. Les canalisations d’oxygène doivent être équipées de dispositifs de mise à la terre pour éliminer l’électricité statique, et la résistance de terre ne doit pas être supérieure à 10 Ω ; le réservoir d’oxygène liquide doit être équipé de dispositifs de mise à la terre de protection contre la foudre　4. La température ambiante de la salle de service avec une console de commande doit être supérieure à 10 ℃　5. La salle du groupe de bouteilles de gaz doit être équipée de ventilateurs d’extraction antidéflagrants, et le site de la station d’oxygène liquide doit disposer d’un éclairage antidéflagrant　6. La salle de service doit être équipée d’un téléphone de service　7. Dans la distance de séparation de sécurité incendie, il ne doit y avoir ni sous-sols, ni fosses souterraines, ni puits souterrains, ni tranchées souterraines ; les matières combustibles et inflammables ne sont pas autorisées, et les bureaux, les salles d’hospitalisation, les lieux publics et les routes très fréquentées doivent être situés à au moins 7 m

3）La station centrale d’alimentation en source d’oxygène doit disposer d’un réseau de terre correctement réalisé et de mesures de protection contre la foudre.

4）Le gaz fourni au service de chirurgie doit être un système indépendant ; les canalisations de transport d’oxygène peuvent généralement être en acier inoxydable ou en cuivre, et les terminaux doivent utiliser des prises à connexion rapide auto-obturantes.

Le schéma du système central médical de production d’oxygène est présenté à la figure 8.4.

8.1.3　Aspiration à pression négative

（1）Applications de l’aspiration à pression négative dans le bloc opératoire propre.

1）Éliminer le sang autour de l’incision et autres matières excédentaires pendant l’intervention chirurgicale pour garantir le bon déroulement de l’opération.

2）Éliminer les contaminants du corps du patient et autres matières excédentaires mettant en jeu le pronostic vital.

（2）Composition de la station d’aspiration à pression négative.

Les équipements de la station d’aspiration à pression négative comprennent principalement des pompes à vide, des réservoirs tampons, des distributeurs, des séparateurs gaz-liquide (équipements de refroidissement), des dispositifs de drainage, des dispositifs de filtration et de stérilisation, des installations d’insonorisation et des équipements de commande électrique.

[Référence]　Le schéma d’aménagement du procédé de la station d’aspiration à pression négative (en prenant une pompe à vide à anneau d’eau comme exemple) est présenté à la figure 8.5.

（3）La pompe à vide est l’équipement central du système d’aspiration à pression négative ; des produits de haute qualité présentant des performances élevées, une faible consommation d’énergie, un fonctionnement sans pollution et une longue durée de vie doivent être sélectionnés. Généralement, des pompes à vide à anneau d’eau sont choisies, et leur vitesse de pompage est principalement déterminée en fonction du nombre total de salles d’opération, de lits d’hospitalisation et de lits de soins intensifs. (a) Système

(b) Process

Figure 8.4　Schéma du système central médical de production d’oxygène

  1. Compresseurs d’air à vis haute efficacité n° 1 et n° 2
  2. Filtre de précision primaire
  3. Sécheurs frigorifiques à deux étages n° 1 et n° 2
  4. Filtre de précidence intermédiaire
  5. Filtre de précision final
  6. Réservoir de stockage d’air
  7. Générateurs d’oxygène n° 1 et n° 2
  8. Réservoir de stockage d’oxygène
  9. Filtres stérilisants n° 1 et n° 2
  10. Rampe
  11. Moniteur de pureté de l’oxygène
  12. Débitmètre total
  13. Boîte de distribution électrique et système de tuyauterie
  14. Compresseur d’oxygène
  15. Dispositif de remplissage de bouteilles

[Référence]　Pour les unités principales de l’équipement à pression négative, voir la figure 8.6.

(4) Les pompes à vide de la station d’aspiration à pression négative doivent être équipées d’unités de secours, généralement composées de 2–3 pompes. Chaque pompe à vide fonctionne selon un programme prédéfini, et toutes les pompes doivent participer à un fonctionnement cyclique automatique ; par exemple, si une station à pression négative est conçue avec deux pompes à vide A et B, la pompe A fonctionne tandis que la pompe B est en secours ; si pendant les pics de consommation de gaz la vitesse de pompage de la pompe A ne peut pas répondre à la demande ou si elle tombe en panne, la pompe B est également automatiquement mise en service pour garantir une alimentation en gaz normale. La fois suivante, la pompe B fonctionne tandis que la pompe A est en secours, et la pompe A peut également être mise en service si nécessaire. De cette façon, les pompes tournent en continu, se protégeant et se remplaçant les unes les autres, garantissant le fonctionnement normal du système de vide à pression négative. Il est anormal qu’une « pompe de secours » reste en position de secours toute l’année. Lorsqu’un système à pression négative est relativement important et que le nombre de salles d’opération est considérable, la vitesse de pompage des pompes à vide doit être élevée ; sinon, l’utilisation normale pendant la chirurgie ne peut pas être garantie ; si deux pompes sont sélectionnées (l’une en service et l’autre en secours), la puissance de la pompe sera relativement importante, et le courant d’appel à l’instant du démarrage de la pompe est très élevé. Comme les pompes à vide démarrent et s’arrêtent très fréquemment pendant les périodes chirurgicales de pointe, l’intervalle entre l’arrêt et le prochain démarrage est trop court pour les moteurs haute puissance, ce qui, d’une part, gaspille de l’énergie et, d’autre part, provoque facilement une surchauffe. C’est pourquoi il est plus économique de concevoir la station de pompage à vide avec trois pompes — une en service, une en assistance et une en secours — en utilisant trois pompes à vide plus petites A, B et C. Pendant les vacances, les après-midis et les nuits où la chirurgie n’est pas à son apogée, une pompe en fonctionnement est suffisante pour maintenir la consommation générale de gaz d’aspiration à pression négative. Lorsque la chirurgie atteint son apogée, la consommation de gaz d’aspiration augmente en conséquence, et une autre pompe est automatiquement mise en service pour aider au fonctionnement, afin de garantir l’utilisation normale pendant la chirurgie. Les procédures de travail des trois pompes $A$, $B$ et $C$ sont les suivantes : tout d’abord, lorsque la pompe de travail principale $A$ ne peut pas maintenir une utilisation normale, la pompe $B$ est automatiquement amenée à aider, et la pompe $C$ sert de secours. Si, pendant le fonctionnement des pompes $A$ et $B$, l’une d’elles tombe en panne, la pompe défectueuse se déconnecte automatiquement et la pompe $C$ est commutée pour aider au travail ; au prochain démarrage, la pompe $B$ devient la pompe de travail principale, la pompe $C$ aide et la pompe $A$ devient la pompe de secours ; au troisième démarrage, la pompe $C$ est la pompe de travail principale, la pompe $A$ est la pompe d’assistance et la pompe $B$ est la pompe de secours. De cette façon, le cycle se poursuit sans fin : chaque pompe est une pompe de travail principale, et en même temps une pompe d’assistance et une pompe de secours. Cette méthode de conception est à la fois sûre et fiable et permet d’économiser de l’énergie et des coûts de fonctionnement ; c’est pourquoi la conception du circuit de l’armoire de commande électrique doit adopter une conception par programme informatique, afin de garantir que les procédures de travail de chaque pompe fonctionnent normalement.

Figure 8.5 Schéma d’aménagement du procédé de la station d’aspiration à pression négative

(5) Les pompes à vide de la station d’aspiration à pression négative fonctionnent principalement par démarrage/arrêt automatique, complétés par un démarrage/arrêt manuel, et sont équipées de dispositifs d’alarme de panne et de pression insuffisante.

(6) La station d’aspiration à pression négative doit être construite à un endroit éloigné du bâtiment du bloc opératoire propre, afin d’empêcher les vibrations et le bruit pendant le fonctionnement de l’équipement d’être transmis aux salles d’opération ; la station d’aspiration peut être située dans le sous-sol ou installée indépendamment. Les matières excédentaires et les substances excédentaires nocives sont éliminées complètement au moyen du système à pression négative, et ce processus d’élimination est le processus d’aspiration. Le matériau aspiré contient de grandes quantités de bactéries, et il n’est pas autorisé de le rejeter le long de la tuyauterie du système dans l’atmosphère extérieure, car ces substances contiennent un grand nombre de bactéries pathogènes ; sinon la concentration bactérienne dans l’atmosphère dépasserait largement les normes hygiéniques, polluant gravement l’environnement environnant, ce qui violerait la loi nationale sur la protection de l’environnement. Afin que l’air à la sortie de décharge du système d’aspiration réponde aux exigences de sécurité (soit moins de 500 ufc/m³ dans l’air), des dispositifs de filtration de désinfection et de stérilisation doivent être ajoutés au système d’aspiration pour bloquer les grandes quantités de bactéries à l’intérieur du système et les soumettre à un traitement d’élimination, afin que l’air réponde aux exigences des normes d’hygiène environnementale avant d’être rejeté dans l’atmosphère extérieure.

(7) Le connecteur terminal doit être de type à connexion rapide auto-obturante, et une grille filtrante d’environ 10 mailles doit être prévue sur le connecteur pour empêcher les fibres de la salle d’opération d’entrer dans le système avec le flux d’air et de boucher la tuyauterie. Le connecteur est raccordé au point d’aspiration par un tuyau flexible et doit être équipé d’un dispositif de régulation de pression, afin qu’un réglage puisse être effectué selon les exigences d’aspiration à différents endroits du corps et pour des patients d’âges différents, empêchant une pression négative excessive d’endommager les tissus mous à l’intérieur du corps et de provoquer des accidents médicaux ; en même temps, une bouteille de stockage de liquide tampon doit être insérée entre les deux, et lorsque le liquide est plein, la source d’air doit être coupée automatiquement pour empêcher les déchets de s’écouler dans la tuyauterie du système et de provoquer un blocage. Les bouteilles tampons se composent généralement de deux bouteilles de 5 litres utilisées en série : la première se remplit tandis que la seconde sert de secours ; en même temps, la seconde bouteille sert également à séparer le gaz du liquide, afin que les déchets soient moins susceptibles d’être aspirés dans la tuyauterie.

La roue à aubes — la seule pièce rotative de la 2BV — forme un anneau liquide du fluide de travail à l’intérieur du carter de pompe elliptique par rotation. Le fluide de travail remplit simultanément trois fonctions : milieu d’étanchéité, milieu de compression et milieu de refroidissement, sans usure et sans lubrification nécessaire.

Pendant la phase de refoulement, l’anneau liquide s’approche progressivement du moyeu, refoulant le milieu pompé axialement depuis l’orifice de refoulement.

Comme la roue à aubes est excentrée par rapport à l’anneau liquide en rotation, le liquide se déplace d’avant en arrière dans les espaces entre les aubes, tout comme un piston se déplace dans un cylindre, produisant l’aspiration et la compression du milieu pompé.

Pendant la phase d’aspiration, l’anneau liquide s’éloigne progressivement du moyeu, aspirant le milieu pompé axialement à travers l’orifice d’aspiration.

Figure 8.6　Référence pour la sélection de la pompe d’aspiration à pression négative

8.1.4　Air comprimé

(1) L’air comprimé est aspiré de l’atmosphère et comprimé ; par conséquent, comme l’atmosphère, c’est un mélange de divers gaz, tandis que l’air lui-même est un gaz incolore, inodore et ininflammable. Au sein du bloc opératoire, l’air comprimé sert principalement de source d’énergie pour des équipements tels que les perceuses pneumatiques et les scies pneumatiques ; il est également utilisé comme source d’énergie pour les ventilateurs, ainsi que mélangé à d’autres gaz à des fins thérapeutiques, il doit donc être sans huile, propre et inodore.

(2) L’alimentation en air comprimé est fournie centralement par la station centrale. La station centrale doit être située à l’écart du bloc opératoire pour empêcher les vibrations et le bruit du fonctionnement de l’équipement de perturber le bloc opératoire. (3) La station d’air comprimé se compose des principaux équipements suivants : compresseurs d’air sans huile, sécheurs, filtres, dispositifs de désinfection et de stérilisation, réservoirs de stockage de gaz, unités de commande électrique, équipements de refroidissement, etc. Le compresseur est l’équipement central de ce système et doit être très efficace, peu énergivore et très fiable ; la sélection des spécifications et des modèles du compresseur doit être déterminée en fonction du nombre de salles d’opération et de la quantité totale d’autres consommations de gaz nécessaires.

[Référence] Voir la figure 8.7 pour le schéma du flux de procédé de la station d’air comprimé.

Figure 8.7 Schéma du flux de procédé de la station de gaz comprimé

T. Thermomètre　P. Manomètre　R. Soupape de sécurité

(4) La station de source d’air comprimé doit être équipée de deux ensembles d’équipements, l’un en service et l’autre en secours. Le compresseur d’air est l’équipement central de ce système et doit avoir une configuration structurelle simple, fiable et durable, un faible taux de panne, une faible consommation d’énergie et une grande efficacité ; la procédure de démarrage-arrêt du compresseur d’air doit être principalement un démarrage-arrêt automatique, avec un démarrage-arrêt manuel comme complément.

(5) L’environnement de la station de compresseur d’air doit être propre et tenu à l’écart de la morgue, des stations de collecte des ordures et des itinéraires de transport des ordures, des incinérateurs, des chaufferies et autres endroits similaires ; la qualité de l’air collecté doit être bonne, et si nécessaire, un filtre à air doit être ajouté à l’entrée du compresseur d’air, ou un tuyau d’aspiration doit être ajouté pour aspirer de l’air de haute qualité par le haut.

(6) Les conduits de livraison d’air comprimé doivent être en tuyaux de cuivre ou en tuyaux d’acier inoxydable. Les terminaux doivent utiliser des raccords à connexion rapide auto-obturants.

[Référence] Pour l’aménagement du plan de procédé de la station d’air comprimé, voir la figure 8.8.

8.1.5 Protoxyde d’azote

(1) Le gaz hilarant (N$_2$O) est un gaz incolore, inodore et non irritant ; c’est également un gaz inerte et non toxique qui est facilement et sûrement soluble dans l’eau et l’alcool, avec une légère odeur aromatique ; il ne libère de l’oxygène libre qu’à des températures élevées et favorise donc la combustion. Ses propriétés physiques sont les suivantes :

  • Masse moléculaire : 44,027
  • Masse volumique relative : 1,53
  • Température critique : 26,5 ℃
  • Pression critique : 7,41 MPa

(2) Le gaz hilarant, également appelé monoxyde de diazote, est principalement utilisé pour l’anesthésie chirurgicale. Pendant l’intervention, si le patient doit être anesthésié, la machine d’anesthésie peut être utilisée pour ajuster le rapport entre l’oxygène et le gaz hilarant, c’est-à-dire (N$_2$O)+(O$_2$), selon la quantité spécifique requise, et le fournir au patient pour qu’il l’inhale dans le corps, à travers lequel il est distribué dans tout le corps sous l’action des organes fonctionnels internes et anesthésie les nerfs, afin d’atteindre l’objectif d’absence de douleur. Comme le protoxyde d’azote est fourni au corps humain avec de l’oxygène, il y a suffisamment d’oxygène pour maintenir le niveau d’oxygène nécessaire dans le corps du patient ; lorsque l’opération du patient est terminée, le protoxyde d’azote est interrompu et une inhalation d’oxygène est administrée, utilisant l’oxygène pour déplacer le protoxyde d’azote restant dans le corps, le patient reprend donc connaissance très rapidement, sans résidu dans le corps et sans séquelles, ce qui favorise la récupération postopératoire. Par conséquent, l’utilisation du protoxyde d’azote pour l’anesthésie chirurgicale est très sûre, et c’est également un anesthésique très idéal.

Figure 8.8　Exemple d’aménagement du plan de procédé d’une station d’air comprimé

(3) Sous une certaine pression, le protoxyde d’azote devient liquide et est rempli dans des bouteilles en acier. Le volume des bouteilles est généralement de 40 L. Lors de l’utilisation, il devient gazeux après détente et est acheminé par la tuyauterie de transmission vers les salles d’opération correspondantes du bloc opératoire propre.

(4) La station de protoxyde d’azote est située dans une zone non propre adjacente au bloc opératoire, à un endroit bien ventilé et pratique pour le transport des bouteilles. La source de gaz de la station de protoxyde d’azote est généralement disposée en deux groupes, avec deux bouteilles par groupe étant suffisantes. Comme la quantité de protoxyde d’azote utilisée dans les salles d’opération est extrêmement faible, le nombre de bouteilles ne doit pas être trop important ; sinon, il en résultera un gaspillage. Les deux groupes de bouteilles de protoxyde d’azote doivent être conçus avec une fonction de commutation automatique, et doivent également avoir une fonction de commande manuelle comme secours ; la station centrale d’alimentation en protoxyde d’azote doit être équipée d’un dispositif d’alarme. Les fonctions d’alarme couvrent : pression de bouteille insuffisante, et surpression et/ou dépression de la pression de sortie après détente. L’alarme doit être raccordée à la salle de service ou au poste infirmier, en utilisant simultanément des signaux sonores et visuels.

La pression de sortie de la station de protoxyde d’azote est de 0,4 MPa.

La tuyauterie de transmission du protoxyde d’azote est généralement un tube en acier inoxydable ou en cuivre, qui pénètre directement dans la salle d’opération et se termine par des prises à connexion rapide auto-obturantes ; le raccordement à la machine d’anesthésie s’effectue par un dispositif enfichable externe et un tuyau de transmission. L’aménagement de la salle de protoxyde d’azote est présenté à la figure 8.9.

8.1.6 Système de gaz azote

(1) Les propriétés physiques de l’azote sont les suivantes :

  • Masse moléculaire : 28,016
  • Masse volumique relative : 0,967 3 (par rapport à l’air à 10 °C, 760 mmHg)
  • Densité : 1,2505 g/L
  • Densité critique : 0,311 g/L
  • Pression critique : 3,46 MPa

Figure 8.9 Schéma d’aménagement des équipements dans une salle de protoxyde d’azote séparée

(2) Dans la salle d’opération, l’azote est principalement utilisé comme source d’énergie pour les perceuses pneumatiques à grande vitesse, les scies pneumatiques et autres équipements similaires ; comme l’azote est un gaz sûr qui ne présente aucun danger mortel et n’introduit aucun facteur d’infection croisée, le personnel médical utilise souvent l’azote comme source d’énergie lors de la coupe osseuse et de la réalisation d’ouvertures dans les chirurgies profondes et très difficiles de classe I, ce qui est relativement sûr ; cependant, lorsque de grandes quantités d’azote sont utilisées dans une salle d’opération scellée et se dispersent dans l’espace, elles réduisent la teneur en oxygène de l’espace et présentent un danger pour le personnel dans la salle ; par conséquent, une attention doit être portée à ce problème dans la conception des salles d’opération propres.

(3) La station d’azote doit être située dans la zone non propre adjacente au service de chirurgie ; la station d’azote doit être bien ventilée, et le transport des bouteilles doit être pratique.

(4) La source de gaz de la station d’azote se compose de groupes de bouteilles de 40 L, 15 MPa ; chaque groupe est généralement équipé de 2–4 bouteilles, et les deux groupes commutent l’un avec l’autre — un groupe en fonctionnement, un en secours. Lorsque le groupe de travail est presque épuisé, un signal d’alarme est émis pour informer le personnel concerné de remplacer les bouteilles ; lorsque la pression tombe à 0,8–1 MPa, le système commute automatiquement sur l’autre groupe pour continuer à fonctionner, à ce moment les bouteilles du groupe précédemment utilisé peuvent être remplacées et maintenues en secours, en attendant d’être commutées pour être réutilisées la prochaine fois. Ce cycle continu constitue un processus d’alimentation en gaz continu. Si la commutation automatique échoue, elle peut être réalisée par commande manuelle. La réserve de gaz ne doit pas être inférieure à la consommation de trois jours. Des tuyaux en cuivre ou des tuyaux en acier inoxydable sont généralement sélectionnés pour les conduits de livraison d’azote. L’azote dans les bouteilles est livré à la salle d’opération par le dispositif de commutation puis, après détente, à la salle d’opération.

(5) La pression terminale pour l’utilisation de l’azote est de 0,8–0,9 MPa ; le connecteur terminal adopte un raccord à connexion rapide auto-obturant ; lors de l’utilisation, l’adaptateur externe s’accouple avec le connecteur rapide et est raccordé à l’équipement pneumatique par un tuyau externe.

8.1.7 Gaz mélangés

(1) Les gaz mélangés sont principalement plusieurs gaz à fonction spéciale qui ne peuvent pas être utilisés seuls ; ils doivent être mélangés avec de l’oxygène avant de pouvoir être inhalés dans le corps humain pour réaliser leurs fonctions.

(2) Les gaz mélangés se présentent sous les formes suivantes.

  1. Le gaz dioxyde de carbone est mélangé avec de l’oxygène pour former du gaz carbonique, dans la proportion de $5%\mathrm{CO_2}+95%\mathrm{O_2}$. Le dioxyde de carbone est utilisé pour resserrer les vaisseaux sanguins et réduire les bulles à l’intérieur des vaisseaux, afin que le sang circule facilement dans les vaisseaux.

  2. L’hélium est mélangé avec de l’oxygène dans un rapport de 80 % d’hélium + 20 % d’oxygène ; l’hélium est un gaz très léger, et le mélange résultant ne pèse que 1/3 du poids d’un même volume d’air. La densité de l’hélium est 1/7 de celle de l’oxygène, le mélange d’hélium se diffuse donc facilement ; sur la base de ces propriétés, il peut être utilisé pour des affections telles que l’asthme et la sténose des voies aériennes, où il a un effet apaisant.

La machine d’anesthésie dispose d’une soupape d’évacuation de gaz, généralement installée du côté inspiratoire de la machine d’anesthésie ; elle est normalement maintenue fermée et n’est ouverte temporairement que lorsque cela est nécessaire.

8.1.8 Dispositif de récupération et d’évacuation des gaz résiduaires

(1) Le système de dispositif de récupération et d’évacuation des gaz résiduaires est une installation très importante dans une salle d’opération propre ; c’est un système qui aide à garantir une bonne qualité de l’air à l’intérieur de la salle d’opération. Sans le processus de traitement de ce dispositif, le gaz résiduel expiré par les patients, qui contient le mélange de gaz anesthésique, nuirait au personnel médical.

(2) Le dispositif de récupération et d’évacuation des gaz résiduaires est situé à l’intérieur de la salle d’opération ; une interface est prévue sur le pendule à gaz ou le terminal de secours, et la sortie du tuyau d’évacuation des gaz résiduaires est raccordée à son connecteur rapide pour terminer le processus d’évacuation des gaz résiduaires.

(3) La pression de la source d’énergie de récupération et d’évacuation des gaz résiduaires est généralement contrôlée dans une plage de vide de 5–10 mmHg. Si la pression négative est trop élevée, le mélange de gaz anesthésique sortant de la machine d’anesthésie ne peut pas entrer dans la bouche du patient et est évacué directement à l’extérieur par le conduit d’évacuation, et cela peut également présenter un danger pour le patient ; si la pression négative est trop basse, la puissance est insuffisante et le gaz résiduaire expiré par le patient ne peut pas être évacué. Par conséquent, l’équipement d’évacuation des gaz résiduaires doit être équipé de dispositifs de régulation et d’affichage de pression pour répondre aux besoins respiratoires de différents patients. Il existe généralement deux types de sources d’énergie d’évacuation des gaz résiduaires. L’une consiste à utiliser une pompe à pression négative basse pression et haut débit comme source d’énergie ; généralement, un système desservant 3–5 salles d’opération est approprié. Cependant, la méthode par pompe à pression négative n’est pas très stable, car elle est affectée par les changements du nombre de salles d’opération en service et par les fluctuations pendant le démarrage et l’arrêt de la pompe. L’autre est la méthode par jet, qui utilise le principe du jet pour générer une puissance de pression négative afin d’évacuer les gaz résiduaires ; une fois qu’elle est réglée en fonction de l’état du patient, elle ne change pas, car chaque salle d’opération est indépendante et n’est pas affectée par les autres salles d’opération ou le système. C’est une méthode de récupération et d’évacuation des gaz résiduaires relativement stable, relativement idéale et relativement pratique.

(4) Les tuyaux du système de récupération et d’évacuation des gaz résiduaires sont généralement des tuyaux en acier galvanisé ou des tuyaux en plastique ou en nylon. Le diamètre des tuyaux de transport doit être aussi grand que possible, car le gaz résiduaire est expiré par la bouche du patient, la pression est extrêmement limitée, et la pression négative à l’intérieur du tuyau de guidage est également limitée. Afin de garantir que le gaz expiré est évacué en douceur, il est bénéfique de rendre le diamètre du tuyau de guidage d’évacuation aussi grand que possible.

8.1.9 Système de gaz argon

(1) Dans la salle d’opération, l’argon est principalement utilisé pour la protection du couteau à argon, réduisant la quantité de saignement pendant l’intervention chirurgicale.

(2) La source de gaz argon est fournie en bouteilles. La bouteille en acier peut être déplacée dans la salle d’opération et raccordée directement à la machine d’anesthésie par un dispositif de détente, ou une station d’alimentation peut être mise en place avec une livraison par canalisation, où le gaz est raccordé à la machine d’anesthésie par les raccords à connexion rapide enfichables sur le pendule à gaz ou le terminal mural via un dispositif de raccordement. Avec la méthode d’alimentation centralisée, la salle d’opération est relativement propre et également relativement sûre, garantissant que l’intervention se déroule normalement. Les tuyaux de transport sont généralement des tuyaux en cuivre désoxydé ou des tuyaux en acier inoxydable.