Brevet FR2417372A1 — publié le 19790914

Les manipulations effectuées sur des produits, matières ou substances contaminants, par exemple pathogènes, ou les manipulations effectuées sur des produits, matières ou substances nécessitant une atmosphère stérile sont habituellement effectuée s dans quatre types dtenceintes que lton peut schématiser de la façon suivante Dans un premier type d'enceinte, l'air préalablement filtré est amené à passer sous de faibles pressions et à faibles vitesses dans une sorte de boite ouverte en façade, la manipulation se faisant dans le flux d'air laminaire et stérile ainsi créé. Dans ces conditions, l'air stérile venant de l'arrière traverse la boite pour s'échapper en façade juste devant le manipulateur. Cette conception a pour inconvénient majeur de placer les voies respiratoires du manipulateur dans la trajectoire d'éjection de l'air qui peut, à son passage sur la manipulation, se charger de polluants ou de germes pathogènes. Le produit sera bien protégé, mais, dans ce cas, c'est le manipulateur qui risque d'etre contaminé par le produit. Dans un autre type d'enceinte, le trajet du flux d'air est inversé, l'air étant aspiré à travers ltouverture de façade de la boite, et contraint, après son passage sur la manipulation, à traverser des filtres appropriés. Dans de telles conditions, le manipulateur est protégé, mais cette conception a pour inconvénient d'exposer le produit manipulé à des polluants et des germes venus de ltextérieur ou engendrés par le manipulateur lui-meme. Dans ce cas, c'est le produit qui est contaminé. Le troisième type d'enceinte est une combinaison des deux systèmes précédents. L'air, préalablement filtré, est soufflé du plafond de la boite pour etre repris par aspiration par le plan de travail, en forme de grille, la façade étant ouverte pour permettre les manipulations. Cette conception serait sans inconvénient si l'on n'était pas obligé de placer sur le plan de travail aspirant en forme de grille, des objets et des appareils nécessaires aux manipulations. En effet, ces derniers viennent obturer partiellement la grille d'aspira tion, modifiant d'une manière imprévisible le débit d'aspiration nécessaire à la reprise de l'air venant du plafond. Cette modification du volume d'air aspiré a pour effet d'empecher une partie de l'air venant du plafond d'etre reprise par le plan de travail et de l'obliger de sortir par la façade de manipulation. Cet inconvénient a pour effet de rendre possible la contamination du manipulateur qui se trouve devant l'ouverture par laquelle l'air contaminé s'échappe. Un aut-re inconvénient se situe dans le fait que la grille d'aspiration qui constitue le plan de travail est difficilement nettoyable, ce qui est grave pour une surface devant recevoir des substances pathogènes ou toxiques. Le quatrième type est une boite totalement étanche, munie d'une façade transparente sur laquelle sont montés des sortes de gants s'étendant vers l'intérieur et dans lesquels on passe les mains pour manipuler les produits toxiques ou pathogènes. Ce système est sans faille pour la sécurité du produit et du manipulateur, mais l'inconvénient majeur se situe dans le fait que les substances et objets à manipuler doivent être introduits ou sortis de l'enceinte par une sorte de sas et que les manipulations sont de ce fait malaisées. En effet, le sas et les gants constituent une gêne pour le manipulateur et le rendement du travail. En résumant, on peut dire que ces types connus d'enceintes présentent tous des inconvépients en ce qui concerne soit les difficultés de manipulation, soit le manque de sécurité du manipulateur, soit ltabsence de protection des i r produits par des agents contaminants. La pré sente invention permet dréliminer pratiquement les inconvénients présentés par les enceintes connues. En outre, l'invention cumule les avantages de chacun des types d'appareils décrits plus haut. L'enceinte suivant l'invention est caractérisée en ce qutelle se présente sous la forme d'un tunnel, de section quelconque, avantageusement rectangulaire, tunnel qui est parcouru par un flux d'air horizontal se déplaçant latéralement par rapport à la position de manipulation. L'air s'écoulant dans le tunnel est traité à son entrée dans l'enceinte et à sa sortie de la dite enceinte, de façon, suivant les caractéristiques du produit, substance ou matière a manipuler, à assurer soit sa stérilisation pour la manipulation, soit son inocuité après cette dernière. Suivant une autre caractéristique de l'invention, ltécoulement de l'air dans l'enceinte-tunnel est effectué au moyen d'un double système de ventilation, placé l'un à l'entrée pour l'aspiration, l'autre à la sortie pour ltextraction de l'air aspiré et fonctionnant de telle sorte que la proportion d'air aspiré dans le tunnel soit égale à celle qui en est extraite, grâce à quoi la pression régnant dans le tunnel est la pression atmosphérique. Suivant encore une autre caractéristique de l'invention, l'enceinte en forme de tunnel comporte un cloisonnement interne déterminant la formation d'un tunnel secondaire dans lequel l'air s'écoule dans les mêmes conditions que dans le reste de l'enceinte, mais à une vitesse supérieure, les ouvertures nécessaires à l'accès de l'enceinte étant pratiquées dans la cloison interne et dans la paroi correspondante de l'enceinte. Les divers caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'une de ses formes possibles de réalisation. I1 est bien précisé qu'il s'agit uniquement d'un exemple et que toutes autres formes, proportions et dispositions pourraient être adoptées sans sortir du cadre de l'invention. Au cours de cette description on se réfère au dessin ci-joint dont la figure 1 est une vue de dessus en coupe et la figure 2 une vue de côté en coupe d'un appareil suivant l'invention. L'enceinte suivant l'invention se présente sous la forme d'un tunnel 1, placé horizontalement, de section rectangulaire dans l'exemple, et dont les extrémités sont fermées par des systèmes a, al assurant la filtration de l'air, tel que, par exemple, des filtres absolus à 0, 3 micron. Par un système approprié, par exemple des ventilateurs d, on force l'air à passer à travers le filtre d'entrée a dans le sens allant de l'extérieur du tunnel vers l'intérieur, cependant qu'avec un autre système de ventilation, par exemple avec un ou des ventilateurs bl, on aspire, à travers l'autre filtre a1, et dans les mêmes proportions, l'air, dans le sens allant de l'intérieur du tunnel vers l'extérieur. On réalise ainsi un courant d'air laminaire et stérile à l'intérieur du tunnel. I1 faut noter que la pression d'air à l'intérieur du tunnel est nulle par rapport à la pression atmosphérique puisque la proportion d'air introduite dans le tunnel est la même que celle qui en sera extraite. Dans l'un des grands côtés du tunnel est pratiquée une ouverture c avantageusement horizontale, de façon à pouvoir passer les mains et les avant-bras, afin de pouvoir manipuler dans le courant d'air laminaire et stérile sur le plan de travail qui peut très simplement être formé par la base h (fig. 2) de ltenceinte-tunnel. Etant donné que la pression d'air à l'intérieur du tunnel est la meme que celle qui règne à l'extérieur, I'air intérieur nta pas tendance à s'échapper et l'air extérieur nra pas tendance à rentrer à l'intérieur. Toutefois, pour éviter que d'éventuelles turbulences internes ou externes au tunnel ne fassent se mélanger de l'air d'un milieu dans l'autre, autrement dit, mélanger de l'air propre à de ltair sale ou inversement par l'intermédiaire de ltouve-rture pratiquée dans le côté du tunnel le plus vertical, inconvénient qui ne manquerait pas de se produire à chaque déplacement d'air occasionné par les mouvements du manipulateur, la paroi de l'enceinte dans laquelle est prati quée l'ouverture c est doublée d'une cloison'interne parallèle d présentant une ouverture correspondant à l'ouverture c. Cette cloison forme, avec la paroi externe de l'enceinte, et par rapport au reste de cette dernière, un second tunnel f, dans lequel l'air s'écoule, sous l'action des mêmes moyens, dans les memes conditions de traitement et de pression que l'air s'écoulant dans le reste de ltenceinte, mais à une vitesse supérieure. Desfreins répartiteurs d'air, tels que g , peuvent d'ailleurs être prévus à l'entrée et à la sortie du tunnel secondaire f pour différencier la visse d'écoulement de l'air dans le tunnelf-par rapport au tunnel principal. La présence d'un tunnel secondaire, dont une paroi est échancrée pour permettre l'accès au tunnel principal, et qui est parcouru d'un courant d'air, par exemple laminaire et dont la vitesse est plus élevée que celle du tunnel principal, a pour effet d'empêcher que se mélange l'air du tunnel prin cipal avec l'extérieur ou l'inverse, agissant ainsi comme un rideau d'air isolant et empêchant le mélange drun milieu avec l'autre. Si un élément polluant tend, à la suite d'une perturbation, à sortir vers ltextérieur par les ouvertures de manipulation, cette tendance sera contrariée par la paroi interne du flux laminaire, circulant dans le tunnel secondaire qui aura pour mission d'entraîner à vitesse rapide cet élément polluant vers les systèmes de filtration, sans qutil puisse franchir ce rideau d'air. Pour les mêmes raisons, un élément polluant venant de l'extérieur par rapport au tunnel principal et tendant, à la suite d'une perturbation, à entrer à l'intérieur du tunnel principal, sera arrêté et entrainé vers le système de filtration par la paroi externe du flux d'air laminaire circulant à vitesse élevée dans le tunnel secondaire sans que cet élément polluant puisse s'introduire dans le tunnel principal. Les avantages présentés par l'invention, par rapport à ce qui est connu, sont alors évidents et peuvent se résumer ainsi I - Ie manipulateur n'est plus exposé aux courants d'air susceptibles d'être pollués par les substances manipulées du fait que le flux d'air horizon- tal a un déplacement latéral par rapport à la position du manipulateur, alors que dans les enceintes classiquès, la position du manipulateur le place frontalement par rapport au déplacement du flux d'air. 2" - Le produit est protégé du manipulateur et de l'atmosphère ambiante du fait de la présence du tunnel secondaire qui véhicule un rideau d'air stérile à vitesse de défilement plus rapide que dans le tunnel principal et qui isole le produit du milieu extérieur, comme décrit précédemment. 3" - Les objets et les appareils nécessaires à la manipulation qui sont introduits dans le tunnel ne peuvent plus faire obstacle, faire varier ou faire dévier la circulation de l'air entre l'introduction et la sortie de celui-ci, puisque la grille de reprise n'est plus constituée par le plan de travail mais par une des extrémités verticales du tunnel. 4" - Le plan de travail est facilement utilisable et décontaminable puisqu'il n'est plus sous la forme de grille d'aspiration. 5 - Le manipulateur ntéprouve aucune gêne pour manipuler à l'inté- rieur du tunnel grâce aux ouvertures provoquées dans les parois constituant les côtés du tunnel secondaire et donnant accès au tunnel principal. 6" - Les enceintes du troisième type décrit plus haut nécessitent des conduits d'air sous le plan de travail, ce qui oblige l'appareil à posséder son propre piètement. Elles ne peuvent être posées sur un plan de travail existant car le plan de travail dtutili sation de l'appareil serait alors trop haut. L'enceinte suivant l'invention ne présente pas cet inconvénient et peut être, au choix, supportée par un piètement ou posée sur un plan de travail existant, rendant l'appareil beaucoup plus mobile que les autres types d'appareils auxquels on vient de faire allusion. En résumé, on peut dire que les avantages qui découlent de l'invention sont de pouvoir protéger à la fois le produit de l'environnement extérieur à l'enceinte de manipulation et le manipulateur du produit, sans que pour autant la manipulation soit rendue difficile par un dispositif de sécurité pesant et rendant la mobilité de l'appareil incertaine. Bien entendu, ltinvention ntest nullement limitée à la description qui en est donnée à titre d'exemple. Il est possible, par exemple, sans que l'invention ne soit pour autant changée, d'y ajouter des détails d'équipement tels que : lampes d'éclairage, lampes U. V., protection anti-U. V., systèmes permettant l'introduction dans le tunnel d'un élément chauffant, systèmes permettant le passage d'énergie de ltextérieur vers l'intérieur du tunnel, comme par exemple tuyaux de gaz pour l'alimentation d'appareillages appropriés à l'emploi de l'appareil, adjonction complémentaire aux moyens existants de filtration à air stérile, comme par exemple de moyens destinés à la filtration de l'air chimiquement pollué, de manière à rendre l'amo sphère du tunnel de manipulation totalement neutre vis-à-vis des agents chimiques, bactériologiques et particulaires. Par ailleurs, au lieu d'air on peut concevoir que 1 'enceinte soit par - courue par un fluide gazeux quelconque. Comme on le voit sur la fig. 2, on peut prévoir une fermeture mobile, agissant à l'instar d'un couvercle, pour l'introduction dans l'enceinte de gros matériels. REVENDICATIONS 1) Enceinte pour la réalisation de manipulations effectuées sur des produits contaminants ou nécessitant, pour ces manipulations, une atmosphère stérile, caractérisée en ce qu'elle se présente sous la forme d'un tunnel, de section quelconque, avantageusement rectangulaire, tunnel qui est parcouru par un flux d'air horizontal se déplaçant latéralement par rapport à la position de manipulation. 2) Enceinte suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'écoule- ment de l'air y est réalisé de telle sorte que la proportion d'air introduite dans l'enceinte soit égale à celle qui en sort, grâce à quoi la pression régnant dans le tunnel est la pression atmosphérique. 3) Enceinte suivant la revendication 2, caractérisée en ce que l'écoulement de l'air y est effectué au moyen d'un double système de ventilation, dont l'un est placé à l'entrée pour l'aspiration de l'air et l'autre à la sortie pour son extraction. 4) Enceinte suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un cloisonnement interne déterminant la formation d'un tunnel secondaire dans lequel l'air s'écoule dans les memes conditions que dans le reste de l'enceinte, mais à une vitesse supérieure, les ouvertures nécessaires à l'accès de l'enceinte étant pratiquées dans la cloison interne du tunnel secondaire et dans la paroi correspondante de l'enceinte. 5) Enceinte suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la vitesse d'écoulement de l'air dans le tunnel secondaire est choisie de façon à créer, entre l'intérieur de l'enceinte et son environnement immédiat, un rideau d'air empêchant tout échange entre les deux milieux. 6) Enceinte suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que des freins à l'entrée et à la sortie des deux tunnels permettent de différencier la vitesse d'écoulement de l'air dans lesdits tunnels. 7) Enceinte suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'air s'écoulant dans le tunnel est traité à son entrée dans l'enceinte et à sa sortie de ladite enceinte, de façon, suivant les caractéristiques du produit, substance ou matière à manipuler, à assurer l'ambiance stérile de la manipulation et l'inocuité de l'air à sa sortie de l'enceinte.