Contamination en salle blanche : les indicateurs chiffrés de la simulation aéraulique

La modélisation des flux d’air par ordinateur (CFD) permet de matérialiser et visualiser les écoulements dans les ZAC (Zones à Atmosphère Contrôlée) de l’industrie pharmaceutique. On peut ainsi identifier les éventuelles zones mortes, les remontées d’air en paroi, et autres phénomènes aérauliques dommageables pour la qualité de l’air (voir notre post précédent).

Salle blanche équipée d'une machine de production avec flux laminaires en plafond et extraction d'air en parois latérales
Jumeau numérique 3D d'une salle propre pharmaceutique

Plusieurs indicateurs fournis par la simulation permettent de quantifier la contamination de l’air pour en comprendre l’origine et comparer deux conceptions de système d’air.


Ainsi, on peut « étiqueter » l’air circulant dans une machine de production émettant des particules, pour le distinguer de l’air qui en est exempt. La fraction volumique d’air contaminé permet alors de connaître, en tout point du local, la concentration en air pollué, d’identifier les zones dans lesquelles les particules s’accumulent, et de choisir un système de ventilation qui les minimisent.

La conception du système aéraulique présente sur l'image de gauche une concentration supérieure en air contaminé par rapport à celle de l'image de droite.
Fraction volumique en air traversant la machine de production, chargé en particules

Un autre indicateur bien adapté à l’analyse de la contamination de l’air est le LMA, Local Mean Age. Il s’agit du temps moyen pris par l’air pour voyager depuis une grille de soufflage jusqu’à un point donné du local ventilé. Plus le LMA est élevé, moins le taux de renouvellement d’air local est important, ce qui est préjudiciable pour la qualité de l’air.

Le système de ventilation de la figure de gauche conduit à un taux de renouvellement d'air deux fois plus faible dans certaines parties du local.
Local Mean Age pour deux conceptions du système de ventilation

Andheo utilise ces deux critères d’analyse, couplés à d’autres (lignes de courant, suivi de contaminant, …), pour aider l’industrie pharmaceutique et les concepteurs de salle blanche à identifier l’origine de contaminations en zone de production et définir des solutions pour supprimer les sur-concentrations particulaires. Ces solutions techniques sont validées par simulation avant leur mise en œuvre, ce qui évite les arrêts de production répétés de la méthode essai-erreur.


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