Brevet FR2804610A1 — publié le 20010810

La présente invention concerne une installation ou ensemble mobile modulable de production d'air respirable par l'être humain susceptible d'être utilisée sur un site industriel o s'effectue une opération générant une pollution de l'air ambiant, par des fumées, des poussières, des vapeurs ou analogues, en particulier dans un local, une pièce ou une structure fermée. De nombreuses interventions industrielles, telles des opérations de maintenance, d'entretien, de réparation, de fabrication ou analogue, génèrent ou s'effectuent dans des zones contaminées par diverses pollutions atmosphériques ou impuretés telles des gaz ou des fumées, des poussières, des aérosols, des particules radioactives, des solvants volatils et/ou analogues qui vont se mélanger à l'air atmosphérique ambiant et par là même engendrer des risques pour la santé des opérateurs travaillant sur les sites industriels o s'effectuent ces interventions. A titre d'exemples, on peut citer les chantiers de déflocage d'amiante qui génèrent des particules et poussières d'amiante susceptibles d'être cancérigènes, les chantiers o s'effectuent des opérations de mise en peinture ou encore les sites sur lesquels sont réalisés des soudages ou découpages de pièces métalliques avec fortes émission de fumées ou encore les sites sur lesquels s'effectue le démantèlement d'installations nucléaires. On peut imaginer facilement que les risques pour la santé des opérateurs sont encore plus importants lorsque l'intervention ou opération s'effectue dans une pièce, une structure ou un local fermé, c'est-à-dire dans lequel il ne se produit pas ou qu'un très faible renouvellement normal d'air, par exemple dans le cas d'un déflocage d'amiante dans la cave d'un bâtiment ou une opération de soudage à l'électrode enrobée dans une soute de bateau en cours de construction, de réparation ou de maintenance. Compte tenu de ce qui précède, afin d'éviter que les opérateurs n'inhalent de trop fortes quantités d'impuretés atmosphériques, il est recommandé, voire obligatoire, que les opérateurs portent des masques respiratoires ou analogues. De plus, lorsque les masques sont simplement équipés de filtres, d'une part, il se produit souvent un encrassement de ces filtres par accumulation d'impuretés, notamment des poussières, qui réduisent d'autant l'efficacité de filtration et, d'autre part, certaines particules ne sont pas arrêtées. Pour pallier ce problème, il est recommandé d'utiliser des masques de travail alimentés en gaz respirable, c'est-à-dire d'utiliser de l'air pur ou purifié pour alimenter en air respirable le ou les postes de travail, c'est-à-dire le ou les opérateurs, de manière à leur permettre de respirer suffisamment d'air afin d'assurer une oxygénation correcte de leurs poumons et donc le moins possible d'impuretés. Pour ce faire, on peut utiliser soit de l'air véhiculé par un réseau d'air comprimé existant pour alimenter des masques portés par les opérateurs, soit équiper les opérateurs de réserves individuelles d'air, telles des bouteille haute pression. Toutefois, cela n'est pas toujours possible ou présente certains inconvénients. Ainsi, dans le premier cas, tous les sites industriels ne sont pas dotés d'un réseau d'air comprimé et, dans le deuxième cas, les réserves individuelles d'air sont, d'une part, forcément limitées en capacité, c'est-à-dire en contenance et, d'autre part, porter une ou des réserves d'air engendre une fatigue de l'opérateur et diminue sa capacité de déplacement. De plus, I'application requiert souvent à la fois des débits d'air conséquents, par exemple de 0.1 à 100 m3/h par personne utilisatrice, en général de 0.5 à 10 m3/h, et la nécessité d'avoir un système de production d'air pouvant être déplacé d'un endroit à l'autre sur le site même d'intervention, par exemple d'une pièce à une autre ou d'un bâtiment à un autre. De là, le problème qui se pose alors dans le cadre de la présente invention est d'améliorer les dispositifs ou installations de production d'air respirable de manière à proposer une installation déplaçable facilement sur tout site d'intervention, qui soit de raccordement et de mise en route simple, qui soit apte à fonctionner en intérieur comme en extérieur, qui soit applicable à différents types d'intervention et capable de produire environ au moins 60 à 80 m3/h d'air, ce qui correspond à environ 6 à 8 masques alimentés en flux continu. La solution apportée par la présente invention est alors une installation mobile et transportable de production d'air respirable comprenant au moins un premier sous-ensemble et un deuxième sous-ensemble, lesdits premier et/ou o deuxième sous-ensembles comportant des moyens de raccordements permettant de raccorder le premier sous-ensemble et le deuxième sous- ensemble, l'un à l'autre, pour permettre un fonctionnement de l'installation, et permettant de désolidariser les premier et deuxième sous-ensembles, I'un de l'autre, de manière à permettre un transport ou un déplacement desdits premier et deuxième sous-ensembles, indépendamment l'un de l'autre: - le premier sous-ensemble formant un système d'alimentation en air comportant des moyens de compression d'air permettant de comprimer de l'air à une pression supérieure à 1 bar; et le deuxième sous-ensemble formant un système de traitement d'air comprimé comportant: des moyens de traitement d'air comprimé permettant d'éliminer au moins une partie des impuretés susceptibles de se trouver dans l'air comprimé délivré par les moyens de compression d'air; et des moyens de commande permettant de piloter au moins les moyens de traitement de l'air et/ou les moyens de compression d'air. Selon le cas, I'installation de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - elle comporte, en outre, au moins un troisième sous-ensemble formant un système d'accumulation d'air traité par le deuxième sous-ensemble, lesdits deuxième et/ou troisième sous-ensembles comportant des moyens de liaison permettant de relier le deuxième sous-ensemble en aval du troisième sous- ensemble pour permettre d'alimenter le troisième sous-ensemble avec de l'air traité par le deuxième sous-ensemble, lesdits moyens de liaison autorisant une dissociation desdits deuxième et troisième sous-ensembles, l'un de l'autre, de manière à permettre un transport ou un déplacement desdits deuxième et troisième sous-ensembles, indépendamment l'un de l'autre. - les moyens de compression d'air sont au moins un compresseur d'air, de préférence un compresseur à vis. - les moyens de traitement d'air comprimé comprennent au moins un récipient d'adsorption et/ou de catalyse, de préférence au moins un récipient o10 d'adsorption. - le cas échéant, les moyens de traitement d'air comprimé comprennent au moins une membrane de perméation ou au moins un module membranaire. - lesdits premier et/ou deuxième et/ou troisième sous-ensembles comportent des moyens de manipulation et/ou de déplacement permettant d'assurer un transport ou un déplacement de ceux-ci, de préférence au moins l'un desdits premier, deuxième et troisième sous-ensembles comporte des moyens de roulement permettant d'assurer un déplacement sur le sol par roulage et/ou des moyens d'élinguage permettant d'assurer un déplacement aérien au moyen d'au moins une élingue et/ou des moyens de transport sur palette. - le troisième sous-ensemble comporte une capacité tampon, de préférence la capacité tampon comprend des moyens de détente de gaz. - les moyens de commande du deuxième sous-ensemble comportent au moins un automate programmable, de préférence l'automate programmable commande les moyens de compression d'air. L'invention porte aussi sur l'utilisation d'une installation selon l'invention pour alimenter en air purifié respirable et exempt d'odeur d'huile, un ou plusieurs opérateurs munis de masques respiratoires et se trouvant dans une pièce ou un local o s'effectue une opération générant des impuretés atmosphériques, notamment des gaz, des fumées, des poussières, des particules volatiles et/ou des aérosols. De préférence, I'opération générant des impuretés atmosphériques est une opération de soudage ou coupage générant des fumées, une opération de déflocage d'amiante générant des poussières volatiles, une opération de mise en peinture et une opération de démantèlement. L'invention va maintenant être décrite plus en détail à l'aide des figures annexées, lesquels sont données à titre illustratif mais non limitatif. La figure 1 représente une installation mobile et transportable de production d'air respirable selon l'invention, comprenant un premier sous- ensemble I formant un système d'alimentation en air, un deuxième sous- 1o ensemble 2 formant un système de traitement d'air comprimé et un troisième sous-ensemble 3 formant un système d'accumulation d'air traité par le deuxième sous-ensemble 2. Les premier 1 et deuxième 2 sous-ensembles comportent des moyens de raccordements 9, tel un flexible souple ou une canalisation de gaz par exemple, permettant de raccorder le premier 1 et le deuxième 2 sous- ensemble, l'un à l'autre, pour permettre, d'une part, un fonctionnement de l'installation et, d'autre part, pour permettre de désolidariser les premier 1 et deuxième 2 sous-ensembles, l'un de l'autre, lorsqu'il est nécessaire d'opérer leur transport ou leur déplacement, indépendamment l'un de l'autre, jusque sur 2 o leur site d'utilisation ou d'intervention. Comme détaillé sur la figure 2, le premier 1 sous-ensemble forme un système d'alimentation en air comportant des moyens de compression 4 d'air permettant de comprimer de l'air à une pression supérieure à I bar, de préférence à une pression de 4 bars à 15 bars, de préférence de 5 à 13 bars, pour un débit de l'ordre, par exemple de 100 m3/h à quelques milliers de m3/h. A cet effet, on utilise préférentiellement un compresseur à vis 4 actionnée par un moteur 15 électrique avec un filtre 14 agencé en sortie. Le deuxième 2 sous-ensemble forme, par ailleurs, un système de traitement d'air comprimé comportant des moyens de traitement 5 d'air 3 0 comprimé permettant d'éliminer au moins une partie des impuretés susceptibles de se trouver dans l'air comprimé délivré par les moyens de compression 4 d'air et des moyens de commande 6 permettant de piloter, via le câble de connection 16, les moyens de traitement 5 d'air et/ou les moyens de compression 4 d'air, de préférence les moyens de commande 6 pilotent les moyens de compression 4 d'air, comme décrit dans le document EP-A-864818. Le troisième sous-ensemble 3 forme, quant à lui, un système d'accumulation 7 d'air traité par le deuxième sous-ensemble 2, par exemple une capacité tampon de volume compris entre 0,1 m3 et 10 m3, par exemple entre 0,1 m3 et 2m3. Les deuxième 2 et/ou troisième 3 sous-ensembles comportent des lo moyens de liaison 8 permettant de relier le deuxième sous-ensemble 2 en aval du troisième sous-ensemble 3 pour permettre d'alimenter le troisième sous- ensemble 3 avec de l'air traité par le deuxième sous-ensemble 2, par exemple les moyens de liaison 8 sont une ou plusieurs canalisation de gaz. Lesdits moyens de liaison 8 autorisent une dissociation desdits deuxième 2 et troisième 3 sous-ensembles, l'un de l'autre, de manière à permettre un transport ou un déplacement de ceux-ci, indépendamment l'un de l'autre. Sur la figure 2, on voit que les moyens de traitement 5 d'air comprimé comprennent deux récipients 10, 11 d'adsorption et/ou de catalyse permettent d'éliminer par catalyse et/ou adsorption au moins une partie des impuretés gazeuses, notamment les gaz toxiques susceptibles d'être présents dans des fumées, par exemple NOx, SOx, CO2, CO et ozone ou de l'humidité propice au développement bactérien. A cette fin, on peut utiliser, par exemple, le système décrit par le document EP-A-875277, qui sera adapté de manière à répondre à la norme NF EN12021; Air comprimé pour appareil de protection respiratoire (avril 99). Préférentiellement, les deux récipients 10, 11 d'adsorption et/ou de catalyse fonctionnent en alternance et par cycle, c'est-à-dire que l'un des deux récipients est en phase de production d'air purifié, pendant que l'autre est en phase de régénération. Les cycles de fonctionnement de l'installation peuvent être de type PSA (Pressure Swing Adsorption = Adsorption à Pression Modulée), VSA (Vacuum Swing Adsorption = Adsorption à Vide Modulé) ou TSA (Temperature Swing Adsorption = Adsorption à Température Modulée), de préférence par cycles PSA avec pression haute d'adsorption comprise entre 1 bar et 20 bars, et pression basse de régénération comprise entre 0.3 bars et 3 bars. L'air a purifié est, dans le cadre de l'invention, a une température comprise entre 0 C et + 70 C. Sur la figure 2, on peut voir que le premier sous-ensemble 1 comporte des moyens déplacement permettant d'assurer un transport ou un déplacement lo de celui-ci, à savoir des moyens de roulement permettant d'assurer un déplacement sur le sol par roulage, par exemple plusieurs roues 21, et éventuellement des moyens d'élinguage, tels des crochets d'arrimage (non montrés), permettant d'assurer un déplacement par voie aérienne au moyen d'au moins une élingue et par l'intermédiaire, par exemple, d'une grue ou analogue ou des moyens de transport par palette. Comme schématisé sur la figure 2, les moyens de commande 6 du deuxième sous-ensemble 2 comporte au moins un automate 18 programmable qui commande les moyens de compression 4 d'air, via le câble 16. En outre, ce deuxième sous-ensemble 2 comprend aussi une partie électrique avec un transformateur 30 de courant électrique, par exemple 400 V / 220 V, une alimentation 31 en courant 24 V avec plusieurs fusibles 32, un inverseur de phases 40, un interrupteur-disjoncteur 41 verrouillable, par exemple du type 40 A et 30 mA. Des témoins lumineux 43 permettent de visualiser (de haut en bas sur la figure, la mise sous tension (lampe verte), l'attente pendant le préchauffage (lampe jaune), un défaut général du système (lampe rouge) et la nécessité d'actionner l'inverseur de phase avant de démarrer l'installation. En outre, un bouton de démarrage 44 sert à mettre en route l'installation et un compteur 45 sert à comptabiliser le nombre d'heures de fonctionnement 3 o du sous-ensemble 2 (dissocié de du sous-ensemble1l). La mise en service nécessite un branchement initial sur de l'alimentation 380/400 V, via la prise secteur 42 à trois phases et un neutre, par un électricien ou analogue, mais l'inverseur de phase 40 agencé sur le deuxième sous-ensemble 2 permet d'éviter toute manipulation électrique sur une erreur constatée après les raccordements. De plus, des moyens de sécurité limitent, par ailleurs, les conséquences d'éventuelles inversions dans les branchements électriques. Ainsi, I'installation comporte aussi un disjoncteur 33 servant à protéger l'alimentation 31, un disjoncteur 34 servant à protéger le transformateur 30, un disjoncteur 35 divisionnaire alimentant l'ensemble 1, un disjoncteur 36 lo divisionnaire alimentant le chauffage hors-gel de l'ensemble 2, un détecteur d'inversion de phase 37 empêchant le démarrage, un câble d'alimentation 380V du compresseur à vis et un radiateur 39 de préchauffage de l'ensemble 2. Pendant le fonctionnement, I'air comprimé par le compresseur 4 du sous-ensemble 1 est transféré au deuxième sousensemble 2, via la canalisation 9, avant d'être acheminé jusqu'aux moyens de traitement 5 d'air comprimé par l'intermédiaire d'une ligne 56 d'acheminement d'air à traiter. Sur la ligne 56 sont agencés successivement un dispositif cyclone 50 muni d'une alarme de température et/ou d'une purge 57, et deux filtres 51 et 52 munis de purges, lesquels servent à débarrasser l'air des impuretés de type eau et huile qui sont évacués via le collecteur de condensas 53, le système de traitement des condensas 54 et la ligne 55 d'évacuation de l'eau déshuilée. L'unité de traitement 5 et son fonctionnement sont décrits dans les documents EP-A-864818 et EP-A-875277, auxquels on pourra se reporter pour davantage de détails. A titre indicatif, on précise simplement qu'en sortie des adsorbeurs 10, 11 est agencée une ligne 81 comportant un orifice 80 calibré et servant durant les phases de régénération des adsorbeurs 10, 11, ainsi que montré sur la figure 2; la présence d'un tel orifice calibré 80 permet de régénérer l'adsorbeur 3o avec un débit de gaz adapté. Une vanne pneumatique ou électrovanne commandée par l'automate 18 permet, par ailleurs, en fin de régénération une diminution du temps de recompression et par là-même indirectement une diminution du volume tampon 7 nécessaire au procédé. Un filtre 90 est agencé en aval des adsorbeurs 10, 11, sur la ligne d'acheminement de gaz 56 qui permet d'amener l'air purifié jusqu'à la capacité tampon 7. Par ailleurs, la ligne d'acheminement de gaz 56 comprend aussi un capteur de pression 91, un capteur de température 93 et un pressostat 92 signalant une pression trop basse dans la capacité tampon 7, par exemple inférieure à 5 bars. La capacité tampon 7, de 300 litres par exemple, est munie, quant à elle, d'un ensemble de détente/filtration 70 et d'un moyen de raccordement pour flexibles 8 à raccords adéquats, de préférence des raccords "rapides". Le flexible 8 se raccorde sur le sous-ensemble 3 au niveau d'un orifice calibré avec clapet anti-retour 94; le diamètre de l'orifice étant compris entre 0.1 mm et 10 mm, par exemple environ 0.5 mm, de manière à permettre d'éviter les fouettements du flexible 8 lors de son démontage sous pression. Préférentiellement, les trois sous-ensembles 1, 2 et 3 sont montés sur roulettes, aisément manipulables par une personne en intérieur, y compris dans les couloir, au passage des portes, dans les monte-charges..., et en 2 o extérieur. En outre, ils sont grutables et transpalettables, et se raccordent les uns aux autres par des câbles et flexibles détrompés. La figure 3 représente une vue de dessus d'une installation selon l'invention o l'on voit que les premier 1, deuxième 2 et troisième 3 sous- ensembles sont agencés sur un moyen de transport 100 de type palette en bois. Dit autrement, la surface au sol de chaque sous-ensemble 1 à 3 a été choisie de telle sorte que la surface de chacun de ceux-ci ne dépasse pas celle d'une palette européenne, permettant ainsi un transport à bas prix. L'agencement des trois sous-ensembles 1, 2 et 3 sur une base-support métallique avec ou sans armature est une option possible qui convient aux applications o une mobilité dans des bâtiments n'est pas nécessaire et o le coût du transport importe moins. L'installation selon l'invention est particulièrement adaptée à l'alimentation en air respirable d'un ou plusieurs opérateurs munis de masques respiratoires et se trouvant dans une pièce ou un local au sein duquel une ventilation et une aération naturelle faible à lieu, par exemple une cave ou une soute de bateau, et dans lequel s'effectue une opération générant des impuretés atmosphériques, en particulier des gaz, des fumées, des poussières, des particules volatiles et/ou des aérosols, en particulier une opération de soudage ou coupage générant des fumées, une opération de déflocage d'amiante générant des poussières volatiles, une opération de mise en peinture et une opération de démantèlement d'installations nucléaires. De façon générale, I'installationde l'invention est installée habituellement à l'extérieur de la zone de travail o elle capte l'air ambiant et le purifie avant de l'envoyer jusqu'aux masques des opérateurs ou ouvriers, par l'intermédiaire d'une ou plusieurs lignes flexibles ou analogues. Grâce à la purification de l'air selon l'invention, les opérateurs respirant l'air ainsi purifié ne sont plus incommodés par les odeurs d'huile et par l'humidité véhiculées par l'air, tel que cela été le cas avec les dispositifs de l'art antérieur. 1! Revendications 1. Installation mobile et transportable de production d'air respirable comprenant au moins un premier sous-ensemble (1) et un deuxième sousensemble (2), lesdits premier (1) et/ou deuxième (2) sous-ensembles comportant des moyens de raccordements (9,16,38) permettant de raccorder le premier sous-ensemble (1) et le deuxième (2) sous-ensemble, I'un à l'autre, pour permettre un fonctionnement de l'installation, et permettant de désolidariser les premier (1) et deuxième (2) sous- ensembles, I'un de l'autre, de manière à permettre un transport ou un déplacement desdits premier (1) et deuxième sous-ensembles (2), indépendamment l'un de l'autre: - le premier sous-ensemble (1) formant un système d'alimentation en air comportant des moyens de compression (4) d'air permettant de comprimer de l'air à une pression supérieure à 1 bar; et - le deuxième sous-ensemble (2) formant un système de traitement d'air comprimé comportant: 20. des moyens de traitement (5) d'air comprimé permettant d'éliminer au moins une partie des impuretés susceptibles de se trouver dans l'air comprimé délivré par les moyens de compression (4) d'air; et des moyens de commande (6) permettant de piloter au moins les moyens de traitement (5) de l'air et/ou les moyens de compression (4) d'air. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte, en outre, au moins un troisième sous-ensemble (3) formant un système d'accumulation (7) d'air traité par le deuxième sous-ensemble (2), lesdits deuxième (2) et/ou troisième sous-ensembles (3) comportant des moyens de liaison (8) permettant de relier le deuxième sous-ensemble (2) en aval du troisième sous-ensemble (3) pour permettre d'alimenter le troisième sous-ensemble (3) avec de l'air traité par le deuxième sousensemble (2), lesdits moyens de liaison (8) autorisant une dissociation desdits deuxième (2) et troisième (3) sous-ensembles, I'un de l'autre, de manière à permettre un transport ou un déplacement desdits deuxième (2) et troisième (3) sous- ensembles, indépendamment l'un de l'autre. 3. Installation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens de compression d'air sont au moins un compresseur d'air, de préférence un compresseur à vis. 4. Installation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les moyens de traitement d'air comprimé comprennent au moins un récipient (10, 11) d'adsorption et/ou de catalyse, de préférence au moins un récipient d'adsorption. 5. Installation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les moyens de traitement d'air comprimé comprennent au moins une membrane de perméation ou au moins un module membranaire. 6. Installation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que lesdits premier et/ou deuxième et/ou troisième sous-ensembles comportent des moyens de manipulation et/ou de déplacement permettant d'assurer un transport ou un déplacement de ceux-ci, de préférence au moins l'un desdits premier, deuxième et troisième sous-ensembles comporte des moyens de roulement permettant d'assurer un déplacement sur le sol par roulage et/ou des moyens d'élinguage permettant d'assurer un déplacement aérien au moyen d'au moins une élingue et/ou des moyens de transport sur palette. 7. Installation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le troisième sous-ensemble comporte une capacité tampon, de préférence la capacité tampon comprend des moyens de détente de gaz. 8. Installation selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les moyens de commande du deuxième sous-ensemble comporte au moins un automate programmable, de préférence l'automate programmable commande les moyens de compression d'air. 9. Utilisation d'une installation selon l'une des revendications 1 à 8 pour alimenter en air purifié respirable exempt d'odeur d'huile, un ou plusieurs o10 opérateurs munis de masques respiratoires et se trouvant dans une pièce ou un local o s'effectue une opération générant des impuretés atmosphériques, notamment des gaz, des fumées, des poussières, des particules volatile, ou des aérosols et/ou des particules radioactives 10. Utilisation selon la revendication 9, dans laquelle l'opération générant des impuretés atmosphériques est une opération de soudage ou coupage générant des fumées, une opération de déflocage d'amiante générant des poussières volatiles, une opération de mise en peinture et de démantèlement d'installation nucléaire.