Brevet FR3129460A1 — publié le 20230526

Titre Installation de protection vis-à-vis de polluants présents dans l’air au sein d’un bâtiment industriel Installation (1) de protection d’opérateurs vis-à-vis de polluants présents dans l’air au sein d’un bâtiment industriel, notamment de polluants issus d’une ligne de production (L) abritée par le bâtiment, cette installation comportant : au moins une unité de traitement d’air centralisée (2), agencée pour délivrer de l’air de qualité prédéfinie au niveau de plusieurs branchements (6) disposés au sein du bâtiment, au moins une enceinte de protection (10) au sein de laquelle peuvent évoluer un ou plusieurs opérateurs, raccordée à l’un desdits branchements (6), cette enceinte comportant un toit (63) et au moins une paroi séparatrice (65) entre le toit et le sol, l’air provenant du raccordement à l’unité de traitement d’air centralisée étant délivré à l’intérieur de l’enceinte pour protéger le ou les opérateurs des polluants environnants. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Installation de protection vis-à-vis de polluants présents dans l’air au sein d’un bâtiment industriel La présente invention concerne les installations et procédés de protection d’opérateurs au sein d’un bâtiment industriel, tel qu’une usine, vis-à-vis de polluants présents dans l’air au sein de celui-ci. Dans le secteur industriel, les process mis en jeu sur les chaînes de production sont parfois sources de polluants. C’est le cas notamment des ateliers de tôlerie de l’industrie automobile, qui sont générateurs de pollution aux points de soudure. Bien que l’automatisation de ces chaînes de production soit croissante et que le nombre d’opérateurs se réduise, il reste néanmoins nécessaire de garantir une bonne qualité de l’air. Dans les chaines de production dégageant des polluants, les systèmes de ventilation visant à améliorer la qualité de l’air ont été régulièrement améliorés pour répondre aux contraintes réglementaires du code de travail, qui vise de plus en plus à préserver la santé des employés. Aujourd’hui, dans le secteur des ateliers de tôlerie de l’industrie automobile, le système de ventilation globale par déplacement d’air est le plus fréquent et a remplacé le principe de dilution majoritairement présent auparavant. L’air est injecté dans les zones de circulation, pour passer auprès des opérateurs, avant de « s’engouffrer » dans les zones sources de pollution puis d’être naturellement dirigé vers des extracteurs situés en toiture du bâtiment. L’idée est que l’air que respire les opérateurs soit l’air injecté par les diffuseurs et une fois l’air vicié par les polluants, celui-ci est évacué sans repasser à proximité des opérateurs. A ce système de ventilation globale viennent s’ajouter des systèmes de ventilation spécifiques dans certains cas et pour les zones très polluées, avec des systèmes d’extraction directement intégrés aux équipements sources de polluants ou à proximité quand il y a des opérateurs. On voit de plus apparaître des systèmes de cantonnement des zones les plus fortement polluées pour mieux guider le flux d’air pollué vers la sortie et s’assurer qu’il ne parvient pas aux opérateurs. Dans tous les cas, le dimensionnement du système de ventilation global est grandement proportionnel au volume à traiter et non dépendant du nombre d’opérateurs concernés. Etant donné que bien souvent les chaînes de production se trouvent dans de grands espaces représentant des volumes d’air conséquents, allant jusqu’à plusieurs centaines de milliers de mètres cubes, la ventilation de tels espaces implique donc de brasser de grandes quantités d’air. Afin de garantir un minimum de confort pour les opérateurs et parfois préserver les équipements dans les climats extrêmes, il est souvent nécessaire de chauffer ou de rafraichir l’air amené depuis l’extérieur. Ceci engendre une consommation d’énergie importante, en raison des grands volumes d’air qu’il faut déplacer et traiter thermiquement. La réduction du nombre d’opérateurs n’engendre ainsi pas de baisse des consommations, car l’ensemble des espaces continue à être traité, les consommations étant proportionnelles au volume des espaces et non au nombre d’opérateurs présents dans ceux-ci. De nombreux brevets portent, d’une part sur des systèmes intégrant ponctuellement des systèmes de captation de polluants sur des équipements spécifiques tels que les pistolets à souder et, d’autre part, sur le cantonnement des espaces de travail. La demande WO01/31261 décrit ainsi une enceinte pour définir un environnement de travail, comportant quatre montants verticaux portant un toit et intégrant chacun un ventilateur, afin de mettre l’enceinte en surpression ou en dépression, selon qu’il convient de prévenir l’arrivée de polluants dans l’enceinte ou au contraire d’éviter qu’ils ne quittent l’enceinte de façon non maîtrisée. Des moyens de filtration peuvent être prévus en fonction de l’utilisation qui est faite de l’enceinte. Une telle enceinte n’est pas entièrement satisfaisante pour plusieurs raisons. Tout d’abord, la présence des ventilateurs dans les montants génère du bruit à proximité des opérateurs ; de plus, lorsque l’on cherche à prévoir des moyens de filtration de l’air, afin d’assurer que l’air injecté dans l’enceinte est sain, la puissance des ventilateurs doit être augmentée, ce qui accroît l’encombrement des montants et leur poids. L’enceinte devient alors plus difficilement déplaçable au sein du bâtiment dans lequel elle est présente. Enfin, dans certains cas, il est nécessaire de traiter thermiquement l’air, ce qui ajoute encore au coût, à l’encombrement et au poids de l’enceinte. Le fonctionnement des ventilateurs peut également engendrer une consommation électrique relativement élevée. Il demeure par conséquent un besoin pour garantir aux opérateurs la qualité d’air requise, tout en réduisant les consommations énergétiques pour ce faire. Il existe également un intérêt pour bénéficier d’une solution relativement économique, facile à déployer au sein d’un environnement industriel et compatible avec un pilotage différencié selon les zones. L’invention répond à tout ou partie de ces besoins en proposant une installation de protection d’opérateurs vis-à-vis de polluants présents dans l’air au sein d’un bâtiment industriel, notamment de polluants issus d’une ligne de production abritée par le bâtiment, tels que des polluants générés au sein d’ateliers de tôlerie comme ceux du domaine de l’industrie automobile, cette installation comportant : au moins une unité de traitement d’air centralisée, agencée pour délivrer de l’air de qualité prédéfinie au niveau de plusieurs branchements disposés au sein du bâtiment, au moins une enceinte de protection au sein de laquelle peuvent évoluer un ou plusieurs opérateurs, raccordée à l’un desdits branchements, cette enceinte comportant un toit et au moins une paroi séparatrice entre le toit et le sol, l’air provenant du raccordement à l’unité de traitement d’air centralisée étant délivré à l’intérieur de l’enceinte pour protéger le ou les opérateurs des polluants environnants. L’invention permet de délimiter au sein de l’enceinte un volume d’air de qualité hygiénique (sans polluants ou avec un dosage contrôlé), dans lequel un ou plusieurs opérateurs seront amenés à effectuer des tâches au cours de leur journée de travail. Ce volume peut être délimité par au moins une paroi séparatrice souple et/ou rigide de l’enceinte. L’invention permet de maîtriser les flux d’air dans l’enceinte, la qualité de l’air et les échanges thermiques, tout en gardant le bénéfice d’un traitement centralisé de l’air destiné aux enceintes, ce qui permet d’utiliser pour ce faire des équipements optimisés pour leur consommation énergétique et la qualité de l’air produit. L’enceinte peut si on le souhaite n’être équipée d’aucun moyen de filtration, ni d’aucun moyen de conditionnement thermique de l’air, voire d’aucun ventilateur, ce qui permet de réduire son coût et son poids, et ainsi de faciliter sa mobilité éventuelle au sein du bâtiment. Il suffit dans l’invention de disposer d’une sortie d’air neuf à proximité de l’enceinte, et de s’y raccorder. L’invention permet de ventiler au juste nécessaire autour des opérateurs pour réduire fortement le volume d’air traité, tout en améliorant la qualité de l’air respiré par les opérateurs, en créant en quelque sorte une « bulle de confort » autour de chaque opérateur ou groupe d’opérateurs présents dans le bâtiment. L’invention est avantageusement mise en œuvre avec plusieurs enceintes, toutes alimentées par la même unité de traitement d’air centralisée. Ainsi, l’installation peut comporter plusieurs enceintes de protection au sein desquelles peuvent évoluer un ou plusieurs opérateurs, chacune de ces enceintes comportant un toit et au moins une paroi séparatrice entre le toit et le sol, l’air provenant du raccordement à l’unité de traitement d’air centralisée étant délivré à l’intérieur de chacune des enceintes pour protéger le ou les opérateurs des polluants environnants. Les enceintes peuvent être utilisées à poste fixe ou être mobiles. Par exemple, une enceinte mobile peut être mise en place à proximité immédiate d’une machine pour effectuer des opérations de maintenance, puis une fois celles-ci effectuées, être déplacée à un autre endroit pour y effectuer par exemple des opérations de maintenance sur une autre machine. Ainsi, au moins l’une desdites enceintes est de préférence amovible, et peut notamment être montée sur des roues permettant de la déplacer facilement d’un emplacement à l’autre au sein du bâtiment. L’invention permet un cantonnement modulable, apportant une grande flexibilité de mise en œuvre, et particulièrement adapté à des procédés de soudage. Le réseau permettant d’amener de l’air de bonne qualité à chaque enceinte peut comporter au moins une partie qui est souple pour faciliter son implantation et assurer une flexibilité d’un point de vue positionnement dans le bâtiment de chaque enceinte. L’enceinte peut porter un conduit rigide vertical, qui se raccorde à son extrémité supérieure à un conduit flexible, relié à l’unité de traitement centralisée. De préférence, l’installation comporte au moins un moyen de réglage de débit d’air contrôlé par un circuit de commande, associé à chaque enceinte de protection, ce moyen de réglage étant de préférence un registre de réglage motorisé, par exemple disposé au niveau du branchement de l’enceinte qui amène l’air provenant de l’unité de traitement centralisée. On peut ainsi contrôler le débit d’air envoyé dans chaque enceinte en fonction des besoins, par exemple du nombre d’opérateurs présents, ce qui permet de ne traiter que la quantité d’air requise. L’une au moins des enceintes peut comporter au moins un détecteur pour détecter la présence et/ou le nombre d’opérateurs présents dans l’enceinte. Le circuit de commande peut alors être agencé de telle sorte que le réglage du débit s’effectue en fonction de la détection de la présence d’au moins un opérateur dans l’enceinte et/ou du nombre d’opérateurs dans celle-ci. En l’absence d’opérateurs, le débit peut être minimal, et en présence d’au moins un opérateur, le débit d’air injecté dans l’enceinte peut être plus important. Le pilotage du débit d’air neuf envoyé dans une enceinte peut également dépendre par exemple du niveau d’échange du volume intérieur de l’enceinte avec l’extérieur, et notamment de l’état ouvert ou fermé d’au moins une porte d’accès à l’enceinte ou à une zone, par exemple un atelier, avec lequel l’enceinte communique, ou de l’anticipation du changement d’état de cette porte. Par exemple, l’enceinte est disposée devant une zone pourvue d’une porte d’accès, notamment avec présence d’un joint à l’interface entre l’enceinte et l’entourage de la porte d’accès, et le circuit de commande est agencé de telle sorte que le réglage du débit d’air s’effectue au moins en fonction de l’état ouvert ou fermé de la porte d’accès, ou d’une commande d’ouverture ou de fermeture de la porte. Le joint précité est par exemple un joint gonflable. Lorsque la porte d’accès est ouverte, et qu’il y a au moins un opérateur présent dans l’enceinte, le débit peut être maximal. De même, lorsqu’une commande d’ouverture de la porte est détectée, le débit peut être augmenté avant que l’ouverture de la porte ne commence. Lorsqu’une fermeture est détectée, le débit peut être maintenu jusqu’à la fermeture complète de celle-ci, avant d’être ensuite diminué. De préférence, l’enceinte est agencée pour distribuer l’air à l’intérieur de celle-ci selon un flux laminaire, notamment au travers d’une grille de distribution d’air disposée sous le toit de l’enceinte. On peut améliorer ainsi le confort des opérateurs évoluant à l’intérieur, en évitant toute sensation de courant d’air froid en période froide. L’installation peut comporter un circuit de recyclage partiel de l’air envoyé à l’intérieur de l’enceinte. Cela peut permettre de limiter la quantité d’air neuf envoyé à l’enceinte. Ce recyclage peut se faire grâce à un circuit passif permettant une recirculation de l’air et/ou grâce à au moins un ventilateur produisant une recirculation forcée d’une partie de l’air de l’enceinte. L’enceinte peut comporter au-dessus de la grille de distribution précitée un compartiment où s’effectue un mélange entre l’air neuf et l’air recyclé. La paroi séparatrice précitée peut être de tout type, par exemple une toile tendue. L’enceinte peut comporter des moyens permettant d’assurer une séparation au niveau d’un accès entre l’intérieur de l’enceinte et l’environnement extérieur à l’enceinte, par exemple un élément mobile physique tel que rideau à lamelles ou un volet roulant, ou tout autre système tel qu’un rideau d’air, permettant de limiter les échanges aérauliques entre la zone d’air à l’intérieur de l’enceinte et celle à l’extérieur. L’enceinte peut ainsi présenter une forme générale d’arche, avec un toit et des parois latérales séparatrices, et des accès frontal et arrière muni chacun d’un rideau d’air. Ce dernier est par exemple généré par un ventilateur tangentiel disposé sur le toit de l’enceinte. L’invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé de protection d’un ou plusieurs opérateurs au sein d’un bâtiment industriel vis-à-vis de polluants éventuels présents dans l’air au sein de ce bâtiment, notamment de polluants issus d’une ligne de production abritée par le bâtiment, le bâtiment disposant d’au moins une unité de traitement d’air centralisée, agencée pour délivrer de l’air de qualité prédéfinie, par exemple au niveau de plusieurs sorties réparties dans le bâtiment, procédé dans lequel on distribue l’air délivré à au moins une enceinte de protection au sein de laquelle peuvent évoluer le ou les opérateurs, le débit d’air délivré dans l’enceinte s’effectuant de préférence entre 1V/h et 50 V/h, où V désigne le volume intérieur de l’enceinte. Selon une mise en œuvre préférée du procédé, on distribue l’air délivré par deux branchements distincts à au moins deux enceintes respectives. Le procédé peut comporter la détection de la présence d’au moins un opérateur dans la ou chaque enceinte, et l’on peut régler le débit d’air dans cette ou chaque enceinte en fonction du résultat de cette détection. Le réglage du débit peut s’effectuer de façon binaire selon que l’enceinte est occupée ou non ; il est toutefois possible d’effectuer un pilotage plus fin de l’enceinte, tenant compte du nombre d’opérateurs présents dans celle-ci ; ainsi, le procédé peut comporter les étapes consistant à détecter le nombre d’opérateurs présents dans la ou chaque enceinte et à régler le débit d’air dans cette ou chaque enceinte en fonction du nombre d’opérateurs ainsi détectés. Le débit d’air peut dépendre d’autres paramètres, et le procédé comporte par exemple l’étape consistant à régler le débit d’air distribué dans l’enceinte en fonction de l’état ouvert ou fermé d’une porte d’accès attenante à l’enceinte ou de l’anticipation de son changement d’état ; ; en particulier, on peut augmenter le débit d’air injecté dans l’enceinte en cas d’ouverture de la porte ou lorsque l’ouverture de la porte est anticipée, voire conditionner l’augmentation du débit à l’ouverture de la porte et à la présence simultanée d’opérateurs dans l’enceinte. Le fonctionnement du rideau d’air précité, ou son régime de fonctionnement, peut être assujetti à la détection d’un état de la porte ou d’une commande d’ouverture ou de fermeture de celle-ci. Ainsi, le rideau d’air peut être établi en régime stationnaire avant l’ouverture de la porte d’accès de manière à empêcher efficacement l’entrée des polluants. Le procédé peut alors comporter la détection d’une commande d’ouverture de la porte d’accès, et conditionner son ouverture à la mise en marche des moyens permettant de générer le rideau d’air, notamment le ou les ventilateurs servant à le produire, et de préférence pendant une durée suffisante pour l’établissement du régime stationnaire. Ensuite seulement, on déclenche l’ouverture de la porte. Le procédé peut comporter la détection d’une commande de fermeture de la porte, et conditionner l’arrêt du rideau d’air à la fermeture complète de la porte, par le biais d’une temporisation ou d’un détecteur de fermeture complète de la porte. On peut aussi régler le débit d’air distribué dans l’enceinte en fonction de la température à l’extérieur de l’enceinte dans le bâtiment, notamment en réduisant le débit pour éviter en période froide le ressenti d’un courant d’air froid par les opérateurs et en l’augmentant en période chaude pour rafraîchir les opérateurs. On peut encore régler ce débit en fonction d’une mesure de polluants à l’intérieur de l’enceinte, et/ou de la nature de la zone process accolée à l’enceinte, le débit d’air neuf injecté étant d’autant plus grand que la concentration mesurée de polluants est grande et/ou que la zone process accolée dégage des polluants. L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d’exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, et à l’examen du dessin annexé, sur lequel : la est une vue schématique et partielle d’un exemple d’installation selon l’invention, la illustre différentes possibilités de circulation d’air dans une enceinte, la illustre différentes possibilités d’amenée d’air dans une enceinte, la est une vue en perspective, partielle et schématique, d’une enceinte associée à un accès à une ligne de production, la est une vue analogue à la , avec enlèvement d’une partie de l’enceinte faisant apparaître la porte d’accès à la ligne de production, et la illustre de manière schématique un algorithme de pilotage de du débit d’air injecté dans une enceinte. Installation (1) de protection d’opérateurs vis-à-vis de polluants présents dans l’air au sein d’un bâtiment industriel, notamment de polluants issus d’une ligne de production (L) abritée par le bâtiment, cette installation comportant : au moins une unité de traitement d’air centralisée (2), agencée pour délivrer de l’air de qualité prédéfinie au niveau de plusieurs branchements (6) disposés au sein du bâtiment, au moins une enceinte de protection (10) au sein de laquelle peuvent évoluer un ou plusieurs opérateurs, raccordée à l’un desdits branchements (6), cette enceinte comportant un toit (63) et au moins une paroi séparatrice (65) entre le toit et le sol, l’air provenant du raccordement à l’unité de traitement d’air centralisée étant délivré à l’intérieur de l’enceinte pour protéger le ou les opérateurs des polluants environnants. Installation selon la revendication 1, comportant plusieurs enceintes de protection (10) au sein desquelles peuvent évoluer un ou plusieurs opérateurs, chacune de ces enceintes comportant un toit (63) et au moins une paroi séparatrice (65) entre le toit et le sol, l’air provenant du raccordement à l’unité de traitement d’air centralisée étant délivré à l’intérieur de chacune des enceintes pour protéger le ou les opérateurs des polluants environnants. Installation selon l’une des revendications 1 et 2, au moins l’une desdites enceintes (10) étant amovible, notamment montée sur des roues permettant de la déplacer d’un emplacement à l’autre au sein du bâtiment. Installation selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant au moins un moyen de réglage de débit d’air contrôlé par un circuit de commande (23), associé à chaque enceinte de protection, ce moyen de réglage étant de préférence un registre de réglage (20) motorisé. Installation selon l’une quelconque des revendications précédentes, l’une au moins des enceintes comportant au moins un détecteur pour détecter la présence et/ou le nombre d’opérateurs présents dans l’enceinte. Installation selon les revendications 4 et 5, le circuit de commande étant agencé de telle sorte que le réglage du débit s’effectue en fonction de la détection de la présence d’au moins un opérateur dans l’enceinte et/ou du nombre d’opérateurs dans celle-ci. Installation selon la revendication 4 et éventuellement l’une quelconque des autres revendications précédentes, l’enceinte étant disposée devant une zone pourvue d’une porte d’accès (80), de préférence avec présence d’un joint à l’interface entre l’enceinte et l’entourage de la porte d’accès (80), le circuit de commande étant agencé de telle sorte que le réglage du débit d’air s’effectue au moins en fonction de l’état ouvert ou fermé de la porte d’accès (80) ou de l’anticipation de son changement d’état. Installation selon l’une quelconque des revendications précédentes, l’enceinte étant agencée pour distribuer l’air à l’intérieur de celle-ci selon un flux laminaire, notamment au travers d’une grille de distribution d’air (39) disposée sous le toit de l’enceinte. Installation selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant un circuit de recyclage partiel (30, 31) de l’air envoyé à l’intérieur de l’enceinte. Installation selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant un réseau (3, 5, 6) pour amener l’air de l’unité de traitement centralisée (2) à la ou aux enceintes, ce réseau comportant au moins une conduite flexible. Procédé de protection d’un ou plusieurs opérateurs au sein d’un bâtiment industriel vis-à-vis de polluants éventuels présents dans l’air au sein de ce bâtiment, notamment de polluants issus d’une ligne de production (L) abritée par le bâtiment, le bâtiment disposant d’au moins une unité de traitement d’air centralisée (2), agencée pour délivrer de l’air de qualité prédéfinie, procédé dans lequel on distribue l’air ainsi délivré à au moins une enceinte de protection au sein de laquelle peuvent évoluer le ou les opérateurs, le débit d’air délivré dans l’enceinte s’effectuant de préférence entre 1V/h et 50 V/h, où V désigne le volume intérieur de l’enceinte. Procédé selon la revendication 11, dans lequel on distribue l’air délivré par deux branchements distincts (6) à au moins deux enceintes respectives. Procédé selon l’une des revendications 11 et 12, dans lequel on détecte la présence d’au moins un opérateur dans la ou chaque enceinte (10) et l’on règle le débit d’air dans cette ou chaque enceinte en fonction du résultat de cette détection. Procédé selon l’une quelconque des revendications 11 à 13, dans lequel on détecte le nombre d’opérateurs présents dans la ou chaque enceinte et l’on règle le débit d’air dans cette ou chaque enceinte en fonction du nombre d’opérateurs ainsi détectés. Procédé selon l’une quelconque des revendications 11 à 14, dans lequel on règle le débit d’air distribué dans l’enceinte en fonction de l’état ouvert ou fermé d’une porte d’accès (80) attenante à l’enceinte, ou de l’anticipation de son état ouvert ou fermé, et dans lequel de préférence on augmente le débit à l’ouverture de la porte ou lorsque l’on anticipe l’ouverture de la porte. Procédé selon l’une quelconque des revendications 11 à 15, dans lequel on règle le débit d’air distribué dans l’enceinte en fonction de la température à l’extérieur de l’enceinte dans le bâtiment, notamment en réduisant le débit pour éviter en période froide le ressenti d’un courant d’air froid par les opérateurs et en l’augmentant en période chaude pour rafraîchir les opérateurs.