Vitesse de l'air dans la zone de travail locale de classe 100

4.4.1 Vitesse d’air en section transversale

Selon le principe de la théorie de la vitesse d’air limite inférieure, la vitesse d’air en section transversale dans la zone de travail d’un flux unidirectionnel vertical doit être de 0,3 m/s. Cependant, pour le flux unidirectionnel vertical local des salles blanches de classe I dont les bouches de soufflage sont disposées centralement conformément à la norme — communément appelé classe 100 locale —, comme le flux d’air se diffuse vers la zone située sous la zone de classe 100 et que cette diffusion est influencée par des facteurs tels que la présence de déflecteurs sur la face de soufflage ou la distance entre ses quatre bords et les parois de la salle, de nombreuses mesures sur site montrent que 0,3 m/s est une valeur relativement contraignante. Dans les anciens documents « Mesures techniques pour la propreté de l’air » et « Norme de conception des salles blanches », cette valeur était fixée à 0,25 m/s ; en ce qui concerne la hauteur des points de mesure, le premier document spécifiait deux emplacements, à 0,8 m et 1,5 m, dont les résultats devaient être moyennés, tandis que la hauteur de mesure du second était de 1 m. La « Norme », à l’instar de la « Norme de construction et de réception des salles blanches », fixe la hauteur du point de mesure à 0,8 m. Compte tenu de la raison susmentionnée liée à la disposition centrale locale des bouches de soufflage, cette valeur est spécifiquement assouplie en une fourchette, à savoir 0,25–0,3 m/s : il n’est pas souhaitable de descendre en dessous de 0,25 m/s afin de ne pas dégrader la capacité de résistance aux interférences, tandis qu’une valeur trop élevée tend à entraîner une perte d’humidité trop rapide de l’incision chirurgicale, ce qui n’est pas non plus souhaitable ; la valeur moyenne est retenue lors des mesures.

En chirurgie ophtalmologique, une vitesse d’air élevée provoque une évaporation rapide au niveau de la conjonctive et donc une perte d’humidité. C’est pourquoi, pour les interventions ophtalmologiques, cette valeur est réduite d’environ 1/3 sur la base de l’expérience.

【Référence】 En Chine, la « Norme » spécifie que les blocs opératoires propres spéciaux de classe I adoptent le mode de flux unidirectionnel local, et impose que la vitesse d’air en section transversale moyenne à la hauteur de la surface de travail de la zone opératoire soit comprise entre 0,25 et 0,3 m/s (voir tableau 4.1). Cette valeur est considérée comme la vitesse d’air limite inférieure à maintenir impérativement pendant l’intervention, et est essentielle pour garantir la qualité du flux unidirectionnel local. Bien entendu, il n’est pas non plus nécessaire d’utiliser un débit d’air important pour maintenir la dynamique requise pour un flux unidirectionnel complet typique. Pour atteindre 0,25–0,3 m/s au niveau de la surface de travail, la vitesse d’air au niveau de la face de soufflage doit être de 0,40–0,45 m/s, ce qui est comparable à la norme américaine (voir tableau 4.4) ; le débit de soufflage correspondant est d’environ 10 000 m³/h, similaire à celui de la norme britannique.

Tableau 4.4 Comparaison des débits de soufflage des blocs opératoires entre la Chine et d’autres pays

Note : Les salles blanches de classe I sont caractérisées par une vitesse d’air en section transversale, tandis que les salles blanches des autres classes sont caractérisées par leur taux de renouvellement d’air.

Compte tenu du fait que la zone protégée d’un bloc opératoire est relativement petite, la « Norme » chinoise impose explicitement aux blocs opératoires propres d’adopter le mode de soufflage local et spécifie la fourchette de débit de soufflage correspondante. Si l’on prend un bloc opératoire de taille standard de 6 m × 6 m × 3 m pour l’analyse (voir tableau 4.5), on constate que, du fait de la diversité des incisions chirurgicales, des exigences de cicatrisation, des niveaux de protection et des caractéristiques requises du flux d’air soufflé, la vitesse de sortie au niveau de la face de soufflage varie également. Les blocs opératoires propres spéciaux de classe I nécessitent un profil d’écoulement unidirectionnel, qui repose sur le principe d’extrusion-déplacement. Les blocs opératoires propres de classe II et III, en raison de leur vitesse de sortie plus faible, ne disposent pas d’une dynamique suffisante pour maintenir un flux unidirectionnel et adoptent un écoulement d’air de déplacement à faible turbulence, qui fonctionne sur le principe de remplissage ; cependant, il n’est pas souhaitable que la vitesse de sortie soit inférieure à 0,15 m/s. C’est pourquoi, lors de la conception, pour les petits blocs opératoires, il convient de retenir la limite supérieure du taux de renouvellement d’air : le bloc opératoire quasi-propre de classe IV suit les paramètres des écoulements turbulents classiques, qui reposent sur le principe de dilution ; comme la surface de la bouche de soufflage est trop petite, la vitesse de l’air en sortie doit être d’au moins 0,25 m/s, afin de maintenir une dynamique suffisante pour acheminer l’air vers le bas.

Tableau 4.5 Débit de soufflage et surface de soufflage des blocs opératoires

Note : Les salles blanches de classe I sont exprimées en vitesse d’air en section transversale, tandis que les salles blanches des autres classes sont exprimées en taux de renouvellement d’air.

4.4.2 Uniformité de la vitesse

Dans la norme, les blocs opératoires de classe Ⅰ sont caractérisés par une valeur de vitesse d’air, car l’atteinte du niveau de classe 100 pour un bloc opératoire ne peut être accomplie qu’en adoptant une méthode de soufflage à flux unidirectionnel. Pour satisfaire aux exigences du flux unidirectionnel, trois conditions fondamentales doivent être remplies : ① une certaine vitesse d’air doit être atteinte au niveau de la surface de travail ; ② les lignes de courant du flux d’air doivent être parallèles ; ③ le flux d’air soufflé doit être suffisamment uniforme, avec une non-uniformité au plus égale à 0,25. La formule de calcul est :

$$\beta_v = \frac{\sqrt{\dfrac{\sum(v_i - \bar{v})}{n-1}}}{\bar{v}} \leqslant 0.25$$

où : $\beta_v$ — non-uniformité de la vitesse d’air ;

$v_i$ — vitesse d’air mesurée en un point ;

$\bar{v}$ — vitesse d’air moyenne ;

$n$ — nombre de points de mesure.