Salles blanches

Salle blanche

Salle blanche de la NASA.

Salle blanche de fabrication micro-électronique (en construction)

Une salle blanche est une pièce ou une série de pièces où la concentration particulaire est maîtrisée afin de minimiser l'introduction, la génération, la rétention de particules à l'intérieur, généralement dans un but spécifique industriel ou de recherche. Les paramètres tels que la température, l'humidité et la pression relative sont également maintenus à un niveau précis. (définition selon la norme ISO 14644-1)

Utilité

Les salles blanches sont utilisées dans les domaines sensibles aux contaminations environnementales : la fabrication des dispositifs à semi-conducteurs, les biotechnologies et d'autres domaines de la biologie, la construction d'engins spatiaux, la construction d'optique ou de micromécanismes, dans les hôpitaux pour les bloc opératoires ou de bactériologie. Ces salles sont également utilisées dans le cadre de la recherche médicale pour la fabrication de radioéléments par exemple.

Dans ces domaines, les objets et substances manipulés ont des tailles de l'ordre du micromètre ou du nanomètre et les particules présentes dans l'air non purifié peuvent être bien plus grosses et se fixer dessus. D'autre part, les expériences chimiques ou bactériologiques effectuées peuvent être dangereuses pour l'homme ou l'environnement. Ces travaux sont susceptibles d'être sensibles aux variations de pression, de température, d'humidité ou à la présence de gaz, vapeurs chimiques ou matière radioactive dans le cas de la fabrication d'isotopes. L'éclairage peut être également contrôlé pour les opérations sensibles aux ultraviolets comme la photolithographie, aux infrarouges ou certaines fréquences du spectre lumineux pour l'optique. Des exigences de ventilation nucléaire et de radioprotection peuvent également s'imposer dans ces espaces.

Fonctionnement

L'air entrant dans la salle blanche peut être filtré selon différents niveaux de tailles d'éléments indésirables ; de la poussière, jusqu'à des tailles de trente fois inférieures à une cellule humaine. Pour limiter le colmatage des filtres prématurément (technique et filtrage aéraulique), l'air repris en point bas dans la salle (aspiration), est filtré de nouveau dans une centrale de traitement d'air (CTA) puis renvoyé dans la salle (taux de brassage horaire), la plupart du temps par le haut. Ce flux d'air recyclé du haut vers le bas renouvelle le volume d'air total de la salle jusqu'à 60 fois par heure. Enfin, pour éviter la concentration de CO₂ (un scientifique consomme aussi de l'oxygène et rejete du CO₂) et compenser les ouvertures de portes de la salle blanche, environ 30 % d'air neuf sont rajoutés chaque heure (taux de renouvellement horaire), filtrés selon un procédé similaire au recyclage. Certaines zones sont en 100 % air neuf.

Il faut différencier ensuite deux grands types de salles :

• les salles en surpression par rapport à la pression atmosphérique pour éviter que divers polluants (poussières, bacteries...) puissent entrer que l'on retrouve principalement dans l'industrie pharmaceutique et électronique ;
• les salles en dépression par rapport à la pression atmosphérique pour éviter que divers contaminants (virus, bactéries, spores, ...) ne puissent sortir, dans ce cas l'air vicié extrait, passe à travers un filtre absolu avant d'être évacué vers l'extérieur (exemple de laboratoire P4 : P4 Jean Merieux à Lyon).

L'entrée et la sortie se font par l'intermédiaire d'un ou plusieurs sas, quelquefois équipés d'une douche à air ou à eau, et de vestiaires. En effet, le corps humain produit une quantité importante de produits contaminants comme les poils, les cheveux, les cellules de peau morte... C'est pour cela que les opérateurs qui évoluent dans la salle blanche doivent être vêtus d'un équipement plus ou moins important suivant le degré de contamination et d'empoussièrement toléré. L'équipement peut comporter une combinaison, un couvre cheveux (calotte), des gants, des chaussons, un masque, des sous-vêtements spécifiques, voir un scaphandre complet.

Les outils utilisés à l'intérieur sont choisis pour produire le moins de particules possible.

Flux d'air dans la salle blanche

Flux d'air de type turbulent

Flux d'air de type laminaire

Classification des salles blanches

L'élément le plus important est la quantité de poussière par unité de volume et c'est le seul paramètre contrôlé pour certaines salles blanches aux critères plus souples.

On classifie les salles blanches suivant le nombre de particules par unité de volume. Le standard traditionnel US FED STD 209E utilisait les pieds cube mais il est remplacé par le standard ISO 14644-1 exprimé en mètres cube qui correspond à la norme européenne.

Toutes ces mesures se font à l'aide d'un appareil de mesure : Le compteur de particule qui va compter le nombre de particule dans un volume donné et donc déterminer la classe de la salle blanche.

Standard ISO 14644-1

particules /m³

Classe	0,1 µm	0,2 µm	0,3 µm	0,5 µm	1 µm	5 µm
ISO 1	10	2
ISO 2	100	24	10	4
ISO 3	1 000	237	102	35	8
ISO 4	10 000	2 370	1 020	352	83
ISO 5	100 000	23 700	10 200	3 520	832	29
ISO 6	1 000 000	237 000	102 000	35 200	8 320	293
ISO 7				352 000	83 200	2 930
ISO 8				3 520 000	832 000	29 300
ISO 9				35 200 000	8 320 000	293 000

La propreté particulaire doit etre désignée par un numéro de classification N. La concentration maximale admissible C pour chaque particule de taille D prise en compte, est donnée par l'équation:

$C = 10^N * \left( \frac{10^{-7}}{D} \right)^{2,08}$

C est la concentration maximale admissible (en particules/m³ d'air)

N est le numéro de classification ISO

D est la taille considérée en micromètres

Ce qu'il faut retenir :

Classe ISO 3 = Classe 1 selon FS 209

Classe ISO 4 = Classe 10 selon FS 209

Classe ISO 5 = Classe 100 selon FS 209

Classe ISO 6 = Classe 1000 selon FS 209

Classe ISO 7 = Classe 10000 selon FS 209

Classe ISO 8 = Classe 100000 selon FS 209

Cette norme européenne annule et remplace la norme NFX 44-101

Voir aussi

Liens internes

• Fabrication des dispositifs à semi-conducteurs

Liens externes

• Salle-propre.fr : http://www.sallepropre.online.fr/

• [pdf] BPF en milieu hospitalier/pharmaceutique

• Organisation A3P : http://www.a3p.org/?lg=fr
• ASPEC : http://www.aspec.asso.fr/

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