Ventilation filtration des cabines à jet libre

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La ventilation filtration

La source
Les poussières, résultant des opérations en installation de grenaillage, proviennent de trois origines:
- les contaminants retirés des pièces traitées, (sable, calamine, rouille, revêtements, bavures, etc..)
- les particules d'abrasif composées de fragments éclatés ou écailles de petites dimensions,
- les particules de pièces issues de la machine de grenaillage, dues à l'usure ou à un arrachement.

But de la ventilation
La protection physique et respiratoire de l'opérateur étant assuré par le port d'un casque alimenté en air neuf, il faut donc ventiler et dépoussiérer l'enceinte, c'est à dire capter, transporter, séparer et évacuer les poussières émises pour remplir les 3 fonctions suivantes:
1) assurer une bonne visibilité pendant le grenaillage en limitant les zones de concentration,
2) réaliser le plus rapidement l'assainissement de la cabine après l'arrêt des opérations,
3) protéger l'environnement de l'installation et les employés qui travaillent à sa proximité.
Pour ce faire, le support choisi est l'air, la captation sera qualitative et quantitative et la vitesse de circulation de l'air, c'est à dire son pouvoir porteur, conditionnera un bon résultat.
Ces règles de l'art sont régies par le guide pratique de ventilation N° 14 ED 768 de l' INRS (Institut National de Recherche et de Sécurité) établi sous l'égide de la CNAM (Caisse Nationale de l'assurance Maladie) et dont voici les principales préconisations et recommandations (voir fiche pratique de sécurité INRS).

Conception et choix

Principe
Pour être efficace, la ventilation doit impliquer tout le volume utile de l'enceinte en évitant au maximum les zones sous-ventilées. Ceci impose de placer les dispositifs de captation d'air poussiéreux en opposition directe avec ceux d'introduction d'air neuf, dans le but d'obtenir un déplacement d'air vertical ou horizontal dans la zone de projection. Le choix s'effectue donc suivant les 2 types suivant:

1) ventilation verticaleVentilation verticale
- par des entrées d'air réparties en plafond et captation sous le caillebotis du plancher de récupération,
- par des entrées d'air réparties en plafond et captation par 2 banquettes intérieures longitudinales,
- par des caissons d'introduction en plafond et capteurs extérieurs au bas des cloisons.

2) ventilation horizontaleVentilation horizontale
- par entrée d'air sur la surface d'une paroi ou porte et captation par 2 caissons verticaux ou une surface sur la paroi opposée,
- par une entrée d'air à l'aide de 2 caissons verticaux sur une paroi et captation par 2 caissons verticaux ou une surface sur la paroi opposée,
- par une entrée d'air à l'aide de 1 caisson horizontal en fronton et captation par 2 caissons verticaux ou une surface sur la paroi opposée.

Recommandations:
La ventilation verticale, plus favorable à l'évacuation des poussières, est particulièrement recommandée pour les cabines de longueur supérieure à 15 m et devient impérative pour une utilisation à 2 opérateurs et plus.

Caractéristiques

Principe
Les surfaces d'introduction et d'extraction d'air doivent être suffisantes pour bien balayer la zone de travail et éviter des sensations d'inconfort à l'opérateur, liées à des vitesses d'air trop importantes. L'extraction de l'air poussiéreux doit toujours être réalisée mécaniquement par un ventilateur. L'introduction de l'air neuf peut se faire soit:
- naturellement par la dépression créee dans la cabine par le groupe de ventilation,
- mécaniquement par un caisson de soufflage équipé d'un ventilateur.
Dans le second cas, toutes les dispositions doivent être prises pour que la cabine se trouve en légère dépression.

Vitesses d'introduction et d'extraction
Les surfaces d'extraction de l'air doivent être calculées de façon que la vitesse de captation à leur niveau n'excède pas 2 m/s, quel que soit le principe retenu.
Les surfaces d'introduction d'air doivent être calculées de façon que la vitesse d'entrée d'air à leur niveau n'excède pas 2 m/s pour une entrée en plafond et 1 m/s pour une entrée horizontale gênante pour l'opérateur.

Débits d'air extrait
Il est fonction du type de ventilation, du taux de pollution dans la cabine, sans jamais être inférieur à:
- 400 m3/h par m2 de surface de plafond de la cabine (larg x long) pour une ventilation verticale,
- 1000 m3/h par m2 de surface frontale de la cabine (larg x haut) pour une ventilation horizontale.
Ces valeurs sont à majorer de 40% pour des opérations polluantes, toxiques ou pour les cabines de longueur supérieure à 15 m en ventilation horizontale.
Le taux de renouvellement par heure du volume total d'air de la cabine doit être au minimum de 80 en situation normale et 120 en situation polluante, toxique ou pour les grandes cabines.

Le dépoussiérage

Filtre à manchesRappel
Le système de dépoussiérage d'air extrait de la cabine doit être conforme aux normes de rejet dans l'environnement (arrêté du 1er mars 1993).
Les modes de séparation sont divers et son choix doit tenir compte de:
- la granulométrie des poussières à capter,
- la concentration des poussières par m3 d'air.

Types de dépoussiéreur

1) les dépoussiéreurs mécaniques, utilisant les phénomènes physiques simples tel que la chambre de détente ou le cyclone.
2) les dépoussiéreurs à éléments filtrants poreux qui sont actuellement les procédés les plus utilisés et les plus efficaces avec notamment:
Laveur d'air- les filtres à poches,
- les filtres à manches,
- les filtres à cartouches,
qui travaillent à sec et ou l'air traverse une nature poreuse pour y déposer les particules de poussières. Un dispositif de décolmatage périodique, mécanique ou pneumatique, permet de conserver à l'élément filtrant son pouvoir d'arrêt en maintenant un débit constant. (Fig haut)
3) les dépoussiéreurs à voie humide, qui sont des appareils dans lesquels les poussières sont séparées par l'action de l'eau. (Fig bas)
- soit par la force d'inertie qui amène les poussières de la veine d'air au contact d'une paroi recouverte d'eau,
- soit par le contact intime des poussières de la veine d'air qui traverse un matelas filtrant arrosé d'eau.

Nota:
Les dépoussiéreurs à voie humide sont surtout employés lorsque les poussières sont inflammables. Dans le cas de ces dépoussiéreurs, les poussières précipitées dans l'eau forment des boues qu'il est souvent difficile d'évacuer, raison pour laquelle il existe des systèmes d'éjection automatiques.

L'évacuation

Rejet à l'extérieur
Afin de protéger le personnel, cette solution sera adoptée dans la majorité des cas. Elle devient impérative, lorsque le système de filtration des poussières est peu efficace (cyclones ou dépoussiéreurs à voie humide) et conseillée en dehors des périodes de chauffage.
On préférera un rejet vertical en toiture aux sorties horizontales en façade ou en pignon pour ne pas subir la pression des vents et pour éloigner au maximum les polluants du sol.

Rejet à l'intérieur
Le recyclage de l'air dans les locaux, ne peut être envisagé que si l'air est suffisamment épuré et répond aux conditions de la circulaire du 8/05/1985note technique du 5/11/1990 et la note technique du 5/11/1990.
Dans tous les cas, l'installation doit impérativement être équipée d'un sélecteur by-pass qui rejettera l'air à l'extérieur en dehors des périodes de chauffage et quelle que soit la période, lorsque les conditions d'épuration ne sont plus respectées.

Recyclage en cabine
Cette solution est déconseillée dans tous les cas, car elle enrichit l'atmosphère de la cabine en particules fines dangereuses pour les voies respiratoires.
Elle est à proscrire, lorsque les poussières fines sont susceptibles d'être enflammées et provoquer un incendie voire une explosion.
Elle est à proscrire, lorsque l'air recyclé dans la cabine est réchauffé par un brûleur à veine d'air.