Les industries multi-activités sont de plus en plus répandues et sont toutes confrontées à la même problématique : la préservation de la qualité de l’air. Ces complexes, qui combinent par exemple production pharmaceutique, transformation alimentaire et fabrication électronique sous un même toit, doivent gérer des exigences contradictoires et des normes propres à chaque secteur. L’adoption de systèmes de traitement de l’air industriel modulables est un moyen idéal pour concilier toutes les recommandations. Ces installations sont en effet capables de s’adapter en temps réel aux variations de production et aux standards réglementaires multiples. Découvrez leur fonctionnement et leurs avantages.
Les défis concernant la qualité de l’air dans les environnements industriels multi-sectoriels
La complexité des environnements industriels multi-sectoriels génère des problématiques inédites en matière de traitement de l’air. Contrairement aux installations centrées sur une seule activité, ces sites doivent gérer simultanément des exigences de pureté extrêmement variées. Cette diversité crée des tensions entre les différents systèmes et nécessite un programme complet pour garantir l’efficacité opérationnelle.
La contamination croisée entre zones de production pharmaceutique et alimentaire
La contamination croisée figure parmi les risques les plus dangereux dans les industries multi-activités. Lorsqu’une zone de production pharmaceutique côtoie un secteur alimentaire, les particules et les substances chimiques peuvent migrer d’un environnement à l’autre par le biais des systèmes de ventilation. Les antibiotiques en poudre, par exemple, peuvent contaminer les produits alimentaires adjacents, créant des risques allergiques graves pour les consommateurs. Cette problématique nécessite la mise en place de barrières aérauliques performantes et de systèmes de filtration séparés pour chaque zone.
Les variations de température et d’humidité selon les procédés manufacturiers
Chaque procédé manufacturier impose ses propres contraintes climatiques. La production pharmaceutique exige souvent des températures comprises entre 18°C et 22°C avec une humidité relative de 45% à 55%, alors que certains processus alimentaires nécessitent des environnements plus frais et plus secs. Les ateliers d’usinage métallique, quant à eux, génèrent une chaleur conséquente nécessitant une évacuation thermique suffisante. Ces variations de température complexes peuvent perturber les flux d’air et restreindre l’efficacité des systèmes de filtration traditionnels.
La gestion des particules fines dans les ateliers d’usinage et de conditionnement
Les particules fines générées par l’usinage métallique ont des caractéristiques très différentes de celles issues du conditionnement pharmaceutique. Les copeaux métalliques et les brouillards d’huile nécessitent des technologies de captation spéciales, comme les séparateurs centrifuges ou les filtres coalescents. En parallèle, les zones de conditionnement génèrent des particules organiques plus légères qui demandent une filtration différente. Cette coexistence impose la mise en œuvre de solutions adaptées qui seront capables de traiter les deux flux simultanément.
Les normes ISO 14644 et les réglementations sectorielles contradictoires
Les sites qui combinent fabrication pharmaceutique, conditionnement alimentaire et assemblage électronique doivent jongler avec des textes réglementaires parfois contradictoires. La norme ISO 14644, qui régit les salles propres, impose par exemple des limites en matière de concentration particulaire, alors que les référentiels HACCP et les lignes directrices de la prévention des risques chimiques en milieu industriel exigent une gestion des bio-contaminants, des COV et des résidus de métaux lourds. Sans architecture de traitement d’air modulable, il devient extrêmement complexe de satisfaire en même temps ces exigences multiples.
Les technologies de traitement d’air modulaire pour industries diversifiées
Devant cette mosaïque de contraintes, les technologies de traitement de l’air modulaire donnent une réponse structurée. Elles prennent une logique de « blocs fonctionnels » qui s’ajoutent, se retirent ou se reconfigure en fonction des évolutions de l’outil industriel. Chaque module de filtration, chauffage, refroidissement, déshumidification et récupération d’énergie, vient se greffer à une colonne aéraulique commune, ce qui permet d’adapter facilement l’installation à un nouveau procédé, une nouvelle ligne ou un changement de réglementation.
Les systèmes CTA modulaires avec échangeurs à plaques ou rotatifs
Les centrales de traitement d’air (CTA) modulaires sont une référence en matière de structures flexibles. Équipées d’échangeurs à plaques ou rotatifs à haut rendement, elles permettent de récupérer jusqu’à 70 à 85 % de l’énergie contenue dans l’air extrait et garantissent une séparation entre flux propres et flux pollués. Dans un site multi-activités, vous pouvez ainsi alimenter plusieurs zones avec une même CTA « mère », complétée par des modules satellites dédiés à chaque secteur (pharma, agro, usinage, logistique, etc.).
Les échangeurs rotatifs, en particulier, se démarquent par leur capacité à transférer à la fois chaleur sensible et humidité, ce qui est inestimable dans les environnements où les niveaux d’hygrométrie doivent rester stables. Grâce à une conception modulaire, il devient possible de dimensionner différemment les sections de soufflage et d’extraction selon les besoins réels, puis de faire évoluer ces capacités au fil des extensions du site. Cette installation évite de surcharger la conception initiale et préserve en même temps des marges de manœuvre pour l’avenir.
La filtration HEPA H14 et ULPA selon les applications délicates
Dans les zones pharmaceutiques, micro-électroniques ou de remplissage aseptique, la filtration HEPA H14, voire ULPA, s’impose pour atteindre les niveaux de propreté exigés. La précaution, dans une industrie multi-activités, est de ne pas appliquer ces standards coûteux là où ils ne sont pas nécessaires. C’est exactement ce que permet le traitement d’air modulaire : installer des étages de filtration très haute efficacité seulement sur les réseaux desservant les zones délicates et conserver des filtres F7 à F9 sur les zones de production standard ou d’usinage.
Une technique qui fonctionne parfaitement consiste à combiner préfiltration grossière, filtration fine et filtres HEPA terminaux au plus près des zones sensibles. Ce procédé limite l’encrassement des filtres les plus coûteux et améliore la maintenabilité du système. Dans les sites mixtes, le dimensionnement des caissons filtres doit anticiper d’éventuelles montées en gamme : possibilité d’ajouter un étage HEPA H14 ou ULPA sans modifier le réseau, adaptation des vitesses frontales, et accès aisé pour les tests fonctionnels et les remplacements.
La récupération d’énergie par les pompes à chaleur incluses
La question énergétique est centrale pour les exploitants. Les systèmes de traitement d’air des sites multi-activités fonctionnent souvent en continu, avec des débits importants énergivores. L’incorporation de pompes à chaleur dans les CTA modulaires permet de valoriser les calories (ou frigories) issues de l’air extrait et des procédés, afin de préchauffer ou de pré-refroidir l’air neuf. Dans certains cas, il est même possible de transférer l’énergie d’un atelier chaud (usinage, cuisson) vers une zone à tempérer.
Ce principe de « boucle énergétique interne » s’apparente à un système de vases communicants thermique : l’énergie excédentaire d’un procédé vient alimenter un autre besoin, sans recours systématique aux énergies fossiles. À l’heure où les prix de l’énergie s’envolent et compte tenu de la pression réglementaire sur l’empreinte carbone, cette alternative de récupération par pompe à chaleur devient un exemple satisfaisant dans la décarbonation des sites industriels.
Le contrôle différentiel de pression par variateurs de fréquence
La parfaite gestion des échelles de pression entre zones est indispensable pour éviter la contamination croisée. Dans les complexes multi-activités, certaines salles doivent être maintenues en surpression (zones aseptiques, salles blanches) et d’autres en dépression (locaux de manipulation de solvants ou de poudres toxiques). Les variateurs de fréquence appliqués aux ventilateurs de soufflage et d’extraction rendent possible un contrôle très fin de ces différentiels de pression, en temps réel, via des boucles de régulation dédiées.
Des capteurs de pression différentielle surveillent en continu les écarts entre zones, et les variateurs ajustent les vitesses de rotation pour compenser toute dérive due à l’ouverture de portes, à l’encrassement des filtres ou à la modification d’un procédé. Dans un système modulaire, chaque sous-réseau peut disposer de sa propre logique de contrôle, évitant ainsi qu’une modification dans l’atelier d’usinage, par exemple, ne vienne perturber les salles de conditionnement pharmaceutique. Cette qualité de pilotage est l’un des grands atouts des architectures contemporaines.
Les modules de déshumidification par roue dessiccante
Certaines activités industrielles comme la production de poudres hygroscopiques, la lyophilisation ou le conditionnement de produits sensibles, exigent un contrôle extrêmement minutieux de l’humidité relative. Les modules de déshumidification par roue dessiccante s’ajoutent alors aux CTA, en dérivation ou en série sur certains flux. Leur structure en nid d’abeille, imprégnée de matériaux hygroscopiques, permet de capter la vapeur d’eau de l’air traversant le rotor, qui est ensuite régénéré par un flux d’air chaud.
Dans une logique modulaire, ces roues dessiccantes peuvent être déployées exclusivement sur les sous-réseaux qui en ont besoin, sans pénaliser énergétiquement le reste du site. Vous pouvez ainsi garder un atelier de conditionnement à 20 % d’humidité relative, tout en laissant un autre secteur fonctionner à 50 %, plus confortable pour les opérateurs et plus économique. L’important est de concevoir, dès l’origine, des tronçons aérauliques autonomes qui permettront d’ajouter ou de redimensionner ces modules de déshumidification sans modifier lourdement l’infrastructure.
L’adaptabilité des débits d’air selon les cycles de production
Un autre avantage concluant des systèmes de traitement d’air modulables est leur adaptabilité des débits aux cycles réels de production. Dans un site multi-activités, toutes les lignes ne fonctionnent pas en permanence à plein régime : certaines tournent en 3×8, d’autres en équipe réduite, d’autres encore par campagnes ou en fonctionnement saisonnier. Dimensionner les débits pour le cas moindre et les conserver à ce niveau en continu serait un non-sens économique et environnemental.
La ventilation à débit variable, pilotée par variateurs de fréquence et vannes motorisées, permet d’ajuster les volumes d’air soufflé et extrait en fonction des horaires, du taux d’occupation et des charges polluantes réelles. Cette flexibilité est appréciable lorsqu’un site accueille régulièrement de nouvelles activités : au lieu de redimensionner l’ensemble du système. Il suffit d’ajuster les débits affectés à chaque zone, d’ouvrir ou fermer des dérivations, et de mettre à jour les options de régulation. Au final, de larges économies d’énergie et une meilleure gestion des conditions d’ambiance dans chaque secteur.
L’incorporation des systèmes de supervision
La modularité matérielle ne suffit pas : sans une supervision intelligente, les systèmes qui visent à assainir l’air dans un atelier d’usinage risquent de fonctionner de manière cloisonnée, voire contradictoire. C’est là que les plateformes SCADA (système de contrôle et d’acquisition des données) et l’IoT industriel entrent en jeu. En centralisant l’ensemble des données telles que les températures, le taux d’humidité, les pressions, les débits, les niveaux de filtration et les consommations énergétiques, ces systèmes créent une vision globale et en temps réel de la performance aéraulique du site.
Le protocoles de communication pour GTB
Pour que cette supervision prime, encore faut-il que les équipements communiquent entre eux et avec la Gestion Technique du Bâtiment (GTB). C’est le but des protocoles standards, utilisés à grande échelle dans l’industrie et le tertiaire. En choisissant des CTA, ventilateurs, capteurs et armoires électriques compatibles, vous vous assurez que chaque partie de votre système de traitement d’air s’insère sans difficulté dans l’architecture globale.
Concrètement, ces protocoles permettent d’échanger des milliers de points de données : états de marche/arrêt, vitesses de ventilateurs, positions de registres, températures, alarmes de filtres encrassés, etc. Dans un complexe multi-activités, cette interopérabilité évite la prolifération de « silos » techniques propres à chaque zone ou à chaque fournisseur. Elle facilite aussi l’extension du système : lorsqu’une nouvelle ligne de production est créée, il suffit de raccorder ses nouveaux modules au bus de communication existant pour qu’ils deviennent visibles et pilotables par la GTB.
Les capteurs intelligents CO2, COV et particules PM2.5
L’IoT industriel a profondément modifié la manière de surveiller la qualité de l’air. Les capteurs intelligents qui mesurent en continu le CO2, les COV, les particules PM10/PM2.5/PM1 ou encore l’humidité et la température donnent des données inédites. Dans un site multi-activités, vous pouvez ainsi comparer objectivement la qualité d’air entre une zone d’usinage, une salle de conditionnement et un laboratoire pharmaceutique, puis ajuster les débits, la filtration ou le taux de recirculation en conséquence.
Ces capteurs deviennent en quelque sorte les « yeux et les oreilles » de votre système de traitement de l’air. Ils détectent les dérives (hausse anormale des COV lors d’une phase de nettoyage, augmentation des particules fines dans un atelier, chute de pression en salle blanche) bien avant que ces phénomènes n’agissent sur la santé des opérateurs ou la qualité des produits. Couplés à la GTB et aux algorithmes de contrôle, ils permettent de passer d’une logique de ventilation figée à une logique de ventilation réellement pilotée par la demande et par la charge polluante réelle.
Les algorithmes prédictifs de maintenance préventive
La maintenance des systèmes de traitement d’air est un pôle important, tant en termes de sécurité que de coûts d’exploitation. Les algorithmes prédictifs, nourris par les données issues des capteurs (pressions différentielles sur filtres, intensités moteurs, températures, vibrations, etc.), permettent d’anticiper les défaillances avant qu’elles ne surviennent. Au lieu de remplacer un filtre à date prévisionnelle, vous pouvez le changer au moment où son encrassement commence à avoir un effet réel sur le débit ou la consommation énergétique.
Dans un espace multi-activités, où les charges polluantes varient fortement d’une zone à l’autre, cette technologie est assez pertinente. Un filtre qui dessert un atelier d’usinage intensif ne s’encrasse pas au même rythme qu’un filtre qui alimente une salle de tests électroniques. En exploitant les données de fonctionnement réelles, les algorithmes prédictifs ajustent les plans de maintenance au plus juste afin de réduire les arrêts inutiles et concentrer les interventions là où le risque est le plus élevé.
L’optimisation énergétique et la conformité réglementaire multi-secteurs
Outre les aspects techniques, les systèmes de traitement de l’air modulables répondent à un double objectif : augmenter la performance énergétique du site et garantir la conformité réglementaire de chaque secteur. Les réglementations environnementales et les référentiels de sécurité au travail se durcissent, imposant des niveaux de plus en plus stricts en matière d’émissions de polluants, de consommation d’énergie et de qualité de l’air intérieur.
La conception intelligente s’impose comme une réponse directe et place la modularité au centre du dispositif. En mutualisant certaines fonctions (récupération d’énergie, production de chaud/froid) et en spécialisant d’autres (filtration HEPA locale, déshumidification ciblée, captation à la source en atelier), vous évitez de surdimensionner les équipements tout en maintenant un haut niveau de protection.
Sur le plan réglementaire, cette conception permet de démontrer plus facilement la conformité lors des inspections : traçabilité des paramètres de qualité de l’air, historiques de pression et de température, preuves de renouvellement d’air, suivi de l’encrassement des filtres, etc. Chaque zone peut être documentée correctement, avec ses propres consignes et ses propres justificatifs, sans perdre de vue l’intégration globale du site. En fin de compte, investir dans un système de traitement de l’air modulable, c’est se doter d’un instrument agile, capable d’accompagner les évolutions industrielles, les exigences des donneurs d’ordre et les futures réglementations. c’est aussi un moyen de protéger durablement les opérateurs, les produits et les équipements.