Le terme"ambiance"désigne ici, les conditions aérauliques, les concentrations gazeuse et particulaire, et en particulier la concentration 4'agents contaminants, les conditions de pression et de température, I'hygrometrie etc...

L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans les domaines industriels de I'agro-alimentaire, de la médecine, de la biotechnologie, de l'électronique, du nucléaire, et de la chimie, dans lesquels il est nécessaire de maintenir des ambiances différentes dans des zones communiquant entre elles, tout en autorisant le passage fréquent d'objets ou de produits d'une zone à I'autre.

Dans les domaines de l'industrie agro-alimentaire, pharmaceutique ou encore le milieu hospitalier, on cherche à protéger de la contamination extérieure des zones propres où règne une atmosphère stérile, ces zones pouvant tre en légère surpression par rapport à l'extérieur, tout en permettant, sans transfert de contamination, le passage de produits ou d'objets desdites zones propres vers t'extérieur où règne une certaine contamination ambiante, et réciproquement.

Par contre, dans le domaine de l'industrie nucléaire, on cherche à protéger l'extérieur d'une éventuelle contamination provenant d'une zone contaminée, tout en permettant également le passage d'objets ou de produits de t'extérieur vers la zone contaminée, et réciproquement. Dans le cas présent, c'est la zone contaminée que l'on cherche à confiner vis-à-vis de l'extérieur.

Actuellement, on connaît trois types de solution pour assurer la séparation des deux zones communiquant entre elles, afin, par exemple, de permettre l'entrée et la sortie d'objets : la protection par sas mécanique, la protection par ventilation et la protection par rideau d'air.

La protection par sas mécanique consiste à interposer entre deux zones à isoler l'une de l'autre, une zone où I'air est contrôlé, séparée desdites zones par des portes étanches actionnables pour leur ouverture et leur fermeture.

Le principal inconvénient d'un tel sas mécanique est que le transfert de produits ou d'objets d'une zone à l'autre via ledit sas, ne peut se faire qu'à de faibles cadences dues à l'ouverture et à la fermeture des portes de celui-ci.

Dans le cas où la zone à protéger contient un produit susceptible d'tre contaminé par I'air ambiant, la protection par ventilation consiste à injecter dans la zone à protéger, un flux laminaire qui souffle vers l'extérieur au travers de l'ouverture d'accès à cette zone. Dans le cas inverse, où il s'agit de protéger le

personnel et l'environnement situés à l'extérieur d'un espace contaminé, le confinement dynamique est assuré en mettant en oeuvre une ventilation d'extraction dans cet espace contaminé. Dans l'un et l'autre cas, une règle empirique impose une vitesse minimale de I'air ventilé de l'ordre de 0,5 m/s dans le plan d'ouverture par laquelle les deux zones communiquent, afin d'éviter le transfert, de la contamination dans la zone protégée.

L'efficacité de cette technique de protection par ventilation, n'est cependant pas parfaite, surtout en situation dite"d'effraction", c'est-à-dire lorsque des objets ou produits sont transférés d'une zone à l'autre.

De plus, cette solution de protection impose de traiter et de contrôler, selon le cas, toute la zone à protéger que ce soit la zone propre ou la zone contaminée.

Ainsi, lorsque la zone à protéger est de grande dimension, son traitement et son contrôle entraînent un coût d'équipement et de fonctionnement particulièrement important.

Enfin, cette technique de protection par ventilation n'assure qu'une protection à sens unique, c'est-A-dire qu'elle agit que lorsque les transferts de contamination ne sont possibles que dans un seul sens.

La technique de protection par rideau d'air consiste à injecter simultanément, dans la zone de séparation par laquelle les deux zones communiquent, un ou plusieurs jet (s) d'air propre, adjacent (s) et de mme sens, qui forme (nt) une porte fictive entre la zone à protéger et la zone contaminante.

Les documents FR-A-2 530 163 et FR-A-2 652 520, proposent des systèmes qui utilisent un rideau d'air pour séparer une zone polluée et une zone propre. Dans les deux cas, le rideau d'air est formé de deux jets d'air propre adjacents et de mme sens. La séparation dynamique est ici assurée par un premier jet d'air relativement lent, dont le dard recouvre une totalité d'ouverture. Le deuxième jet relativement rapide par rapport au jet lent, est positionné entre le jet lent et la zone propre. II a pour fonction de stabiliser le jet lent, par un effet d'aspiration qui plaque ce dernier contre le jet rapide.

Le document FR-A-2 652 520, propose d'injecter simultanément au rideau d'air propre, de l'air propre de ventilation, à une température adaptée au besoin, à l'intérieur de la zone propre à protéger. II est précisé que cet air propre de ventilation doit tre injecté à un débit sensiblement égal au débit induit par la face du jet rapide du rideau d'air, qui est en contact avec I'air propre de ventilation.

Par ailleurs, dans le document FR-A 2 659 782, il est proposé d'adjoindre un troisième jet d'air propre relativement lent aux deux jets d'air propre utilisés dans

les systèmes décrits dans les documents FR-A-2 530 163 et FR-A-2 652 520, afin que le jet rapide se trouve situé entre deux jets lents adjacents et de mme sens.

En dépit des améliorations apportées par la technique du rideau d'air proposée dans les différents documents precités, le problème du transfert à grande cadence d'objets ou de produits entre les deux zones dans lesquelles règnent des ambiances différentes, sans rupture du confinement desdites zones, n'est absolument pas résolu de façon satisfaisante par aucun des dispositifs connus, notamment dans le cas où il existe un risque de contamination croisée entre les deux zones. En outre, la technique du rideau d'air ne permet pas de résoudre correctement les problèmes notamment de transfert de contamination fiés à une éventuelle surpression dans une des zones à séparer.

Enfin, on connaît du document DE 1 087 787 un sas de séparation d'une première et d'une deuxième zones dans lesquelles règnent des ambiances différentes.

Selon ce document, ce sas présente la forme d'un canal limité extérieurement par le sol, une paroi latérale et une paroi horizontale de couverture.

Un flux de protection est insufflé dans ce canal par des fentes alimentées en air et réparties dans la paroi latérale, le sol et la paroi horizontale de couverture. Ce flux de protection est insufflé de sorte que lors de sa sortie du canal, il remplit la totalité de la section dudit canal.

II est alors repris par un dispositif d'aspiration vers une conduite d'évacuation. Le flux de protection présente une vitesse suffisamment élevée pour former une barrière à une voie d'air dirigée au travers du canal en direction opposée à celui-ci.

Un tel sas ne présente pas cependant une très bonne efficacité, car le flux de protection ainsi crée n'est pas suffisant pour former une barrière infranchissable.

Afin de pallier les inconvénients de t'état de la technique précité, l'invention propose un nouveau dispositif perfectionné de séparation d'une première et d'une deuxième zones dans lesquelles règnent des ambiances différentes, qui présente une grande efficacité et permet de créer une barrière infranchissable entre les deux zones, résistant au courant d'air afin notamment de bloquer le passage de la contamination d'une zone à l'autre tout en autorisant le transfert à grande vitesse d'objets ou de produits entre les deux zones sans pour cela rompre leur confinement, y compris dans le cas où il existe un risque de contamination croisée entre celles-ci.

Plus particulièrement, conformément à l'invention, le dispositif de séparation est caractérisé en ce qu'il comprend : -une zone tampon qui s'étend selon un axe longitudinal X entre les première et deuxième zones, qui communique par une entrée avec la première zone et par une sortie avec la deuxième zone, et qui est délimitée par deux parois verticales en regard l'une de l'autre qui s'étendent selon l'axe X, comprenant des tôles perforées, -des moyens d'insufflation aptes à souffler de I'air stérile et propre dans ladite zone tampon au travers desdites perforations desdites parois verticales, et -des moyens d'injection d'air débouchant au niveau de t'entrée de la zone tampon, et aptes à injecter de part et d'autre dudit axe longitudinal X, en direction de la sortie de ladite zone tampon, deux jets d'air propre à vitesse élevée, s'étendant suivant des directions obliques par rapport à !'axe X, qui se croisent dans une région située entre t'entrée et la région centrale de ladite zone tampon de façon à former une barrière infranchissable qui sépare ladite première zone de ladite deuxième zone.

Ainsi, dans le dispositif de séparation conforme à la présente invention, il est créé entre t'entrée et la sortie de la zone tampon, une différence de pression qui permet de résister au courant d'air et de bloquer le passage de la contamination éventuelle d'une zone à l'autre par l'intermédiaire de la barrière infranchissable.

Cette barrière infranchissable selon l'invention est créée dans une première partie de la zone tampon située entre son entrée et sa région centrale. La barrière créée dans le dispositif de séparation selon l'invention, peut avantageusement constituer également un frein entre une zone en surpression et l'extérieur afin de limiter le débit d'air sortant de la zone en surpression vers t'extérieur.

Selon un mode de réalisation préféré du dispositif de séparation conforme à l'invention, I'axe longitudinal X de la zone tampon est un axe horizontal, et les moyens d'injection d'air comprennent des fentes verticales prévues sur les faces internes des parois verticales délimitant ladite zone tampon, lesdites fentes étant positionnées au niveau de t'entrée de la zone tampon, de part et d'autre dudit axe longitudinal X en regard les unes des autres, et alimentées en air propre.

En particulier, il peut tre prévu quatre fentes verticales sur chacune des faces internes verticales en regard de la zone tampon.

II convient de noter que la capacité de résistance en pression du dispositif de séparation selon l'invention et plus particulièrement de la zone tampon de ce dispositif, est sensiblement proportionnelle au débit d'air soufflé au travers desdites fentes ou encore au carré de la vitesse de soufflage de I'air propre injecté au travers desdites fentes.

Ainsi, il est possible d'augmenter la résistance en pression dudit dispositif, en multipliant les fentes ou en faisant croître la vitesse de l'air souffle à travers desdites fentes.

II est à noter que le débit d'air soufflé au travers desdites fentes et le nombre de fentes prévues à t'entrée de la zone tampon dépendent de sa taille et notamment de sa section.

Selon un mode de réalisation avantageux du dispositif de séparation conforme à la présente invention, la zone tampon est délimitée par des deux parois verticales en regard, un fond et un plafond qui forment un parallélépipède rectangle dont la section droite est de l'ordre de 0,2 m2, et les moyens d'injection d'air injectent au travers desdites fentes des jets d'air propre à un débit de l'ordre de 400 m3/h afin que la barrière infranchissable formée à l'intérieur de ladite zone de tampon soit capable de résister à une différence de pression entre la sortie et t'entrée de la zone tampon comprise environ entre 5 et 10 Pascals.

Lorsqu'on impose une différence de pression entre t'entrée et la sortie de la zone tampon de l'ordre de 20 Pascals, la barrière infranchissable créée à l'intérieur de ladite zone tampon permet encore de réduire d'un facteur 10 le taux de contamination transféré entre l'entrée et la sortie de celle-ci.

Preférentiellement, le rapport entre le débit d'air stérile et propre injecté au travers desdites perforations et le débit des jets d'air propre injectés au niveau de t'entrée de ladite zone tampon en direction de sa sortie, est compris environ entre 0,5 et 1.

La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut tre réalisée.

Sur les dessins annexés : -la figure 1 est une vue schématique en perspective du dispositif de séparation selon l'invention, -la figure 2 est une vue schématique en coupe longitudinale du dispositif de la figure 1, positionné entre une première et une deuxième zones, -la figure 3 est une vue schématique de face d'un banc d'essai du dispositif de séparation selon l'invention, -la figure 4 représente des courbes de résultats d'essais réalisés sur le banc d'essai de la figure 3.

Sur les figures 1 et 2, on a représenté un dispositif de séparation 100 d'une première et d'une deuxième zones 10,20 dans lesquelles règnent des ambiances différentes.

La première zone 10 est ici une zone à protéger, par exemple une zone propre dans laquelle I'air est stérile et où règne généralement une legère surpression. La deuxième zone 20 est par exemple une zone sale à la pression atmosphérique, dans laquelle l'air est chargé d'agents contaminants.

II convient de noter que dans la plupart des cas réels, c'est la zone propre qui est mise en surpression par rapport à la zone sale mais lorsque cette surpression n'existe pas, il se peut que la zone sale se trouve de manière transitoire à une pression supérieure, sous l'effet de courant d'air ou de perturbations créées par des activités de production.

Le dispositif de séparation 100 représenté sur les figures 1 et 2 comporte ici deux parois verticales 110a en regard l'une de l'autre, un plafond 110c et un fond 110b qui forment un parailélépipède rectangle et délimitent entre eux une zone tampon 110. Cette zone tampon 110 s'étend suivant un axe longitudinal X, ici horizontal, entre les première et deuxième zones 10,20.

Selon le mode de réalisation représenté, la zone tampon 110 présente une longueur d'environ 0,8 m et une section droite de l'ordre de 0,2 m2.

La zone tampon 110 communique par une entrée 111 avec la première zone 10 à protéger ou à confiner et par une sortie 112 avec la deuxième zone 20.

Les surfaces de l'entrée 111 et de la sortie 112 de la zone tampon 110 sont identiques et correspondent à la section droite de celle-ci.

En outre, le dispositif de séparation 100 comprend des moyens d'injection d'air 120,120a qui débouchent au niveau de t'entrée 111 de la zone tampon 110 et qui sont aptes à injecter de part et d'autre de I'axe longitudinal X de ladite zone tampon 110, en direction de sa sortie 112 deux jets d'air propre 121,122 à vitesse élevée suivant des directions obliques Y1, Y2 par rapport audit axe X de sorte que ces deux jets d'air propre 121,122 se rejoignent approximativement dans une région centrale 113 de ladite zone tampon 110.

Plus particulièrement, les moyens d'injection d'air comprennent des fentes verticales 120a, ici quatre fentes verticales 120a, prévues sur chacune des faces internes des parois verticales 110a délimitant ladite zone tampon, positionnées au niveau de t'entrée 111, de part et d'autre dudit axe longitudinal X en regard les unes des autres et tournées en direction de ladite zone tampon 110. Les fentes 120a sont alimentées en air propre par l'intermédiaire de conduits 120 reliés à des arrivées

d'air propre stériles 101 prévues sur la partie supérieure des parois verticales 110a du dispositif de séparation 100.

Selon le mode de réalisation représenté, le débit d'air injecté au travers desdites fentes 120a est de l'ordre de 430 m3/h, ce qui correspond à une vitesse débitante dans la zone tampon de 0,7 m/s.

La figure 2 montre plus particulièrement le fonctionnement aéraulique du dispositif de séparation 100.

Comme on peut le voir sur cette figure, au travers des fentes verticales 120a prévues sur chacune des faces internes des parois verticales 110a du dispositif de séparation 100, sont injectés deux jets d'air propre plan 121,122, à grande vitesse selon des directions obliques Y1, Y2 par rapport à l'axe longitudinal X de la zone tampon 110.

Ces deux jets plans 121,122 d'air propre se rejoignent dans une région située entre t'entrée 111 et la région centrale 113 de la zone tampon 110, ici cette région étant plus particulièrement la région centrale 113, et forment une barrière infranchissable qui sépare ladite première zone 110 de la deuxième zone 20. Le jet d'air 123 formé par la confluence des deux jets obliques 121,122 s'engage dans la deuxième zone 20 au travers de la sortie 112 de la zone tampon.

Ce jet d'air 123 ne peut de manière stable rester au milieu de la zone tampon 110 et se déplace latéralement pour venir s'accrocher sur une des deux parois verticales 110a du dispositif de séparation 100, selon un comportement classique des jets. Ce phénomène d'accrochage du jet d'air 123 sur une des parois 110a du dispositif de séparation 100 crée deux zones de recirculation 124,125 de I'air issu de la deuxième zone 20, I'une des zones de recirculation étant fermée 124 par le jet d'air propre 123, I'autre zone de recirculation 125 étant ouverte et communiquant avec la deuxième zone 20.

Comme cela sera décrit plus en détail ultérieurement, des essais réalisés sur un banc d'essai représenté sur la figure 3, qui intègre le dispositif de séparation 100, ont montré que la barrière créée à l'intérieur du dispositif de séparation tel que représenté sur les figures 1 et 2, était capable de résister à une différence de pression comprise environ entre 5 et 10 Pascals, pour un débit d'air injecté dans les fentes de l'ordre de 400 m3/h, préférentiellement, 430m3/h, la section droite de la zone tampon étant de l'ordre de 0,2 m2 et de préférence égale à 0,17 m2. Ce débit d'air injecté correspond à une vitesse débitante dans la zone tampon 110, de l'ordre de 0,7 m/s.

Bien entendu, il est possible d'augmenter la résistance en pression du dispositif de séparation en augmentant le nombre de fentes sur chaque face interne de chaque paroi verticale ou en faisant croître la vitesse de I'air propre soufflé au travers desdites fentes. La capacité de résistance en pression du dispositif de séparation est environ proportionnelle au débit d'air souffle ou au carré de la, vitesse de soufflage de I'air à travers les fentes.

Selon une caractéristique du dispositif de séparation 100 représenté sur les figures 1 et 2, les parois verticales 110a en regard comprennent des tôles perforées et alimentées par des moyens d'insufflation en air stérile et propre de façon à souffler de l'air propre dans ladite zone tampon 110 au travers desdites perforations 110'a. L'alimentation en air stérile desdites perforations 110a's'effectue par l'intermédiaire des arrivées d'air 101 prévues sur la partie supérieure des parois verticales 110. II est à préciser que dans ce cas, les arrivées d'air 101 foumissant I'air stérile auxdites perforations, sont distinctes de celles alimentant les conduits d'air 120 jusqu'aux fentes, et réciproquement. En effet, le débit d'air stérile et propre injecté au travers des perforations 110a'est différent de celui des jets d'air 121,122 injectés dans la zone tampon 110 via les fentes 120a, le rapport des deux débits étant compris environ entre 0,5 et 1, préferentiellement égale à 0,5. Ce qui veut dire que pour un débit de jets d'air propre 121,122 de l'ordre de 400 m3/h, le débit de I'air propre injecté au travers des perforations 110a'est de l'ordre de 200m3/h.

Cet air propre arrive directement dans les zones de recirculation 124,125, ce qui permet d'augmenter l'efficacité de la barrière infranchissable créée par les jets d'air propre, plans 121,122 dans la zone centrale de la zone tampon 1.

Sur la figure 3, on a représenté schématiquement un montage de banc d'essais du dispositif de séparation 100.

Comme on peut le voir sur la figure 3, en amont du dispositif de séparation 100 se trouve une enceinte propre 10, équipée d'un filtre absolu plafonnier 3 surmonté d'un ventilateur 2 et d'un préfiltre 1. Ce filtre absolu plafonnier 3 permet de créer dans l'enceinte propre un flux unidirectionnel vertical d'air, en direction du plancher de cette enceinte.

Le plancher de cette enceinte propre 10 est constitué de tôles perforées amovibles. Ceci permet de faire varier sa résistance au passage de I'air.

En avai du dispositif de séparation 100, se trouve une enceinte sale 20 alimentée en air contaminé par un ventilateur plafonnier 12 pour mettre l'enceinte sale éventuettement en surpression, le ventilateur plafonnier ne comportant aucun filtre bien entendu.

Le plancher de l'enceinte sale est également constitué de tôles perforées.

Comme on peut le voir sur la figure 3, ii est prévu des fentres 11 et 21 pour visualiser ce qui se passe à intérieur respectivement des enceintes 10 et 20. II est également prévu un caisson de filtration 13 associé à un ventilateur 14 qui permet d'alimenter les arrivées 101 (voir la figure 1) prévues sur les, parois verticales 110a du dispositif d'aspiration 100, pour injecter de I'air propre via les conduits 120 des moyens d'injection, au travers des fentes 120a vers l'intérieur de la zone tampon 110 du dispositif de séparation 100.

Un convoyeur 5 dont la géométrie est adaptée à celle de la zone tampon 110 traverse ladite zone tampon 110 du dispositif d'aspiration 100 pour transférer à cadence élevée des produits ou objets de l'enceinte propre 10 vers l'enceinte sale 20, et réciproquement.

L'ensemble est monté sur des supports 4 posés sur le sol de la salle d'essais.

En jouant sur les débits d'air crées par les ventilateurs 2 et 12, on peut alors modifier les pressions dans chacune des enceintes et créer ainsi une différence de pression aux bornes du dispositif de séparation 100.

Le but des essais réalisés sur ce banc d'essais, a été de vérifier que la barrière créée dans le dispositif de séparation 100 conforme à l'invention, était bien infranchissable à la contamination qui pouvait tre véhiculée entre les deux enceintes ou zones lors de transfert de produits ou d'objets d'une zone à l'autre par t'intermédiaire du convoyeur 5 et que cette barrière infranchissable était capable de résister à une différence de pression établie entre les deux enceintes, avec éventuellement une surpression dans l'enceinte sale 20.

Bien entendu, dans la plupart des cas réels, c'est l'enceinte propre qui est mise en surpression, mais lorsque cette surpression n'existe pas, il se peut que l'enceinte sale se trouve de manière transitoire à une pression supérieure, sous 1'effet de courant d'air ou de perturbations créées par des activités de production par exemple.

De ce fait, le dispositif de séparation selon l'invention, doit tre capable de résister à une telle surpression inversée.

Au cours des essais, des mesures au compteur de particules par l'intermédiaire d'une sonde de prélèvement isocinétique ont été réalisées.

La sonde a été déplacée axialement le long de la zone tampon à partir de la zone propre située à I'abscisse X = 0 (entrée de la zone tampon), jusqu'à) la zone sale située à I'abscisse X = 0,8 m (sortie de la zone tampon).

Les conditions de fonctionnement du dispositif d'aspiration 100 dans le banc d'essais tel que représenté sur la figure 3 sont les suivantes : -la vitesse de I'air sortant des fentes est de 7m/s, -le débit d'air sortant des fentes est de l'ordre de 432 m3/h, -pas d'alimentation des parois verticales perforées.

Les résultats obtenus au cours de ces essais apparaissent sur la figure 4 sur laquelle sont représentées différentes courbes pour différentes valeurs d'écart de pression entre t'entrée et la sortie de la zone tampon du dispositif de séparation 100, I'enceinte sale 20 étant en surpression.

Comme le montre les différentes courbes représentées sur la figure 4, la barrière infranchissable créée dans la partie centrale (située à environ d'abscisse 0,4 m) de la zone tampon du dispositif de séparation selon l'invention, est capable de résister à un écart de pression de l'ordre de 10 Pascals, ce qui est tout à fait intéressant.

Lorsque l'écart de pression entre t'entrée et la sortie de la zone tampon est de 21 Pascals, on peut vérifier que le dispositif de séparation selon l'invention permet de réduire d'un facteur 10 le taux de contamination transféré entre l'enceinte sale et l'enceinte propre.

Les mesures dont les résultats sont représentés sur la figure 4, ont été effectuées sur I'axe longitudinal X de la zone tampon dudit dispositif de séparation.

Cependant, il a été vérifié que les résultats obtenus ne dépendent pas du fait que les mesures ont été réalisées sur I'axe longitudinal X de la zone tampon.

Par exemple, pour une différence de pression de 10 Pascals, il a été vérifié que les résultats de mesures sont identiques à ceux effectués sur I'axe longitudinal X de la zone tampon 110 lorsque ces mesures sont faites en d'autres points (non situés sur I'axe X) de la section droite de cette zone tampon.

La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais I'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit.