Comment fonctionnent les filtres dans un Salle blanche?

1) Quelles sont les classes de filtres dans la technologie des salles blanches ?

2) Comment fonctionne un filtre ULPA ?

3) Quand faut-il remplacer un filtre ?

1) Quelles sont les classes de filtres dans la technologie des salles blanches ?

Pour la planification et la conception d’un système de ventilation climatique en Salle blanche un système de filtration bien pensé est essentiel. Il s’agit généralement d’un système de filtration à plusieurs niveaux – dont le but est de purifier l’air étape par étape, des particules grossières aux particules en suspension.

Pourquoi ? C’est très simple : plus le degré de séparation d’un filtre est élevé, plus il est sensible et coûteux. Un échelonnement ciblé des classes de filtres permet de ménager les filtres finaux particulièrement fins et de prolonger leur durée de vie.

Structure typique d’un filtrage en 3 étapes

Dans une configuration standard, l’air est filtré en trois étapes, du plus grossier au plus fin :

1. 1er niveau de filtration : filtre grossier (filtre G)
   • Utilisation dans un conduit d’air frais
   • Filtre les particules plus grosses comme le pollen, la poussière et les fibres
   • Objectif : protection de l’installation et des filtres en aval
2. 2e niveau de filtration : filtre à particules fines (filtre F ou ePM)
   • Situé dans l’unité de conditionnement d’air
   • Filtre les particules plus petites comme les poussières fines et les particules de fumée
   • Permet de soulager davantage le filtre final
3. 3e niveau de filtration : filtre pour matières en suspension (filtre H ou U)
   • Filtres terminaux du côté de la salle blanche, par exemple dans les FFU (Fan Filter Units)
   • Filtre les particules ultrafines (par ex. bactéries, aérosols)
   • C’est ici que se décide la classe de la salle blanche.

Pourquoi le filtrage à plusieurs niveaux est-il si important ?

• Protection des filtres finaux de haute qualité: les filtres à poussières grossières et fines capturent les grosses particules afin d’éviter que le coûteux filtre à particules en suspension ne soit prématurément colmaté.
• Rentabilité: la filtration échelonnée permet de réduire les coûts d’exploitation, car les filtres finaux doivent être changés moins souvent.
• Assurer la qualité de la salle blanche: seule une chaîne de filtration parfaitement adaptée permet de respecter de manière fiable la classe ISO ou GMP requise.

Remarque importante : certification à partir de la classe de filtre H13

À partir de la classe de filtre H13, des exigences particulièrement strictes s’appliquent :

• Il doit être vérifié et démontré individuellement que le filtre remplit le niveau d’efficacité requis.
• Le test est effectué conformément à la norme EN 1822.
• Chaque filtre reçoit son propre certificat, y compris la preuve de l’absence de fuite.

Aperçu des classes de filtres dans la technologie des salles blanches

2) Comment fonctionne un filtre ULPA ?

Les filtres ULPA (Ultra Low Penetration Air) appartiennent à la famille des filtres pour particules en suspension, conçus pour répondre aux exigences de pureté les plus strictes. Conçus pour une sécurité maximale, ils filtrent de manière fiable même les particules les plus infimes dans l’air.

Qu’est-ce qu’un filtre ULPA15?

ULPA est l’abréviation de Ultra Low Penetration Air. Par rapport aux filtres HEPA bien connus, les filtres ULPA15 ont une structure encore plus fine et atteignent une efficacité de séparation extrêmement élevée :

• Taux de séparation : 99,9995 %.
• Taille des particules : 0,1-0,2 micromètre
• Homologation : pour toutes les classes de salles blanches ISO (1-9) et les zones GMP

Cela signifie que sur un million de particules, cinq au maximum passent à travers le filtre, et ce pour des particules plus petites qu’une bactérie.

Où sont utilisés les filtres ULPA15 ?

Grâce à leurs performances extrêmes, les filtres ULPA15 sont particulièrement adaptés aux salles blanches où les exigences sont les plus élevées, par ex :

• Production de semi-conducteurs et de micro-puces
• Technologie optique et laser
• Installations pharmaceutiques et biotechnologiques
• Fabrication médicale (par ex. implants)

Comment fonctionne la filtration ?

Les filtres ULPA15 sont constitués de fines couches de fibres de verre, pliées et superposées plusieurs fois. Ils combinent plusieurs mécanismes de filtrage physiques:

1. effet de tamisage

Les particules plus grosses (> 10 µm) ne peuvent pas passer à travers les pores fins du filtre et sont retenues mécaniquement. Les particules sont retenues par l’espacement des fibres par rapport au diamètre des particules, ce qui signifie qu’elles ne passent tout simplement pas à travers les pores étroits du média filtrant.

2. effet d’inertie

La masse de la particule (>1 µm) est si importante qu’elle est trop inerte pour suivre la ligne d’écoulement autour de la fibre et, par conséquent, elle rebondit sur la fibre du média filtrant et s’y accroche. Cet effet s’accentue lorsque la vitesse de l’air augmente, que les particules sont plus grosses et que le diamètre des fibres diminue.

3. effet de verrouillage

Une petite particule est amenée dans sa ligne de courant si près de la fibre qu’elle entre en collision avec elle et reste accrochée. Les particules séparées sont principalement celles dont la taille est comprise entre 0,1 et 3 µm. L’effet est d’autant meilleur qu’il y a de fines fibres filtrantes du même diamètre que la particule à déposer. L’effet d’attraction des fibres est renforcé si les fibres du filtre sont en outre chargées électrostatiquement.

4. effet de diffusion

Les particules ultrafines (<1 µm) se déplacent de manière incontrôlée grâce au mouvement moléculaire brownien, c’est-à-dire des mouvements de tremblement microscopiques. Elles sont ainsi plus susceptibles d’entrer en collision avec des fibres et d’y adhérer. Le mouvement de tremblement résulte de collisions constantes avec les particules de gaz environnantes.

Combinaison des effets = ULPA-Performance
Les quatre mécanismes agissent ensemble. Le point le plus « critique » est la MPPS (most penetrating particle size) – la taille de particule la plus difficile à filtrer. L’efficacité de filtration à cette taille détermine la classe du filtre.

La combinaison de ces mécanismes permet aux filtres ULPA15 d’éliminer efficacement même les plus petits polluants en suspension dans l’air, tels que les virus, les bactéries, les aérosols et les nanoparticules.

3) Quand faut-il remplacer un filtre ?

Les filtres sont au cœur de toute ventilation de salle blanche. Ils protègent les processus, les produits et les personnes des particules, germes et autres impuretés. Mais à un moment donné, le filtre doit être remplacé. Mais quand exactement ?

Pourquoi les filtres ne durent pas éternellement

Avec le temps, de plus en plus de particules se déposent dans le matériau du filtre. Cela augmente la pression différentielle, c’est-à-dire la différence de pression entre l’amont et l’aval du filtre. Il est intéressant de constater que l’efficacité de la séparation augmente légèrement – mais cela a un prix : une consommation d’énergie plus élevée et une éventuelle diminution du débit d’air.

Trois indices clairs pour le remplacement du filtre :

• Dommages mécaniques
  Les fissures, les trous ou les points de pression affectent le fonctionnement et constituent un risque.
• Atteindre la durée de vie
  Chaque filtre a une durée de vie définie – en fonction du type et du lieu d’utilisation.
• Perte de pression finale atteinte
  La perte de pression maximale recommandée par le fabricant du filtre est atteinte – un signal clair pour le remplacement.

Aperçu des durées de vie recommandées

Filtres pour matières en suspension – cas particulier avec évaluation des risques

Le moment de remplacer les filtres pour particules en suspension (par exemple HEPA 14 ou ULPA 15) dépend fortement du domaine d’application. C’est souvent là qu’intervient l’analyse des risques:

• Y a-t-il une possibilité que les micro-organismes déposés (par ex. bactéries, virus) se multiplient dans le filtre ?
• Cela pourrait-il conduire à une percée de germes du côté de la salle blanche ?

Si c’est le cas, le filtre doit être remplacé prématurément, c’est-à-dire après une durée de vie déterminée – généralement après 3 à 5 ans.

Si le risque microbiologique est faible, le filtre peut continuer à être utilisé jusqu’à ce que la perte de charge finale soit atteinte.

Contrôle régulier selon la norme ISO 14644-3

Dans le cadre de la qualification de routine des salles blanches, la vitesse de l’air et le volume d’air ainsi transporté sont notamment mesurés. Ces valeurs permettent également d’évaluer si les filtres fonctionnent encore à plein régime – et aident à détecter à temps la nécessité de les remplacer.

Conclusion :
Remplacer un filtre n’est pas une décision prise sur un coup de tête, mais dépend de critères techniques et hygiéniques clairs. En effectuant des contrôles réguliers, en respectant les durées d’utilisation et en faisant attention aux signaux d’avertissement tels que la perte de pression, on est sûr de bénéficier d’un système durablement sûr et performant Salle blanche.