Soigner au mieux, plus vite et en veillant à la QAI
« Pour améliorer ses services, l’hôpital se veut de plus en plus connecté et centré sur le patient, avec des services et des soins personnalisés. Le secteur de la santé a d’ailleurs prévu sur les cinq prochaines années, 3 milliards d’euros pour moderniser et renouveler ses équipements. Et pour répondre aux enjeux de confort, de sécurité et de performance en tenant compte des usages hospitaliers, des contraintes économiques et réglementaires, l’industrie de la régulation et GTB (Building Automation and Control Systems, BACS, en anglais) dispose d’une offre complète et dédiée au secteur de la santé », détaille Dan Napar, vice-président de l’association KNX France.

La continuité de services des trois vecteurs énergétiques eau, air et électricité, est primordiale notamment pour le vecteur « air », car en sus de sa contribution au maintien des conditions optimales de température, l’utilisation de la ventilation à tous les niveaux, que cela soit pour éviter les maladies nosocomiales ou pour maintenir des espaces stériles, est primordial, poursuit l’expert.

Un contexte normatif et réglementaire balisé
La norme NF S 90-351 guide la conception, la réalisation, l’exploitation et la maintenance des installations de traitement d’air des salles propres et des environnements apparentés en milieu hospitalier.
Elle préconise des performances à atteindre et des moyens à mettre en œuvre selon la classe de risques qui a été déterminée pour une salle ou une zone à protéger. Comme les besoins et les exigences concernant la maîtrise de la contamination ne sont pas les mêmes, plusieurs zones à risque ont été définies :
• Zone à risque 4 : très haut risque infectieux
• Zone à risque 3 : haut risque infectieux
• Zone à risque 2 : risque infectieux moyen
• Zone à risque 1 : risque infectieux nul

La norme ISO 14698 établit quant à elle les principes de base d’un système de contrôle de la biocontamination et précise les méthodes requises pour assurer un suivi des zones à risque ; dans les zones moins risquées, la norme a plus une valeur informative.

Enfin, la norme ISO 14644 spécifie la classification de la propreté de l’air des salles et zones propres en termes de concentration des particules en suspension dans l’air. Cette norme fixe notamment les seuils de PNC/m3 à respecter pour ce qui est des particules d’une taille supérieure à 0,1 µm.

Les points de vigilance de la conception à l’usage pour assurer une bonne QAI
Selon l’utilisation des espaces dans un hôpital et les différents besoins dans les zones désignés (de 1 à 4), une solution évolutive et flexible doit être apportée. Pour aider à la compréhension, il est possible de faire un parallèle avec l’activité de changement, devenu dynamique, des cloisons pour les bureaux. La méthode utilisée est la même, à savoir mettre les régulateurs en bus de communication standardisé ouvert, du type KNX ou BACnet, pour permettre la programmation et la paramétrisation de fonctionnement de la couverture géographique des zones, sans intervenir dans le câblage des installations et/ou le changement du matériel.

Cette opération peut se faire dorénavant à la fois dans la pièce, étage et/ou l’hôpital entier et facilitera le passage lié aux changements d’utilisation d’une zone, explique l’expert de KNX.
Pour aider les concepteurs, installateurs et utilisateurs, le catalogue multi-fournisseurs des produits certifiés KNX permet d’effectuer un choix pertinent prenant en compte les demandes des équipes médicales qui font la séparation en zones. L’outil technique (GTB) qui fédère cet ensemble doit en sus être capable de répondre à ces spécifications, ajoute-t-il.

Cas particuliers du COVID-19 et conséquences pour la qualité de l’air dans les hôpitaux
« Le Covid a modifié encore la donne car la pression dans les hôpitaux a été augmentée par le très grand nombre de patients, au-delà de la capacité disponible. Pour disposer de plus de lits dans la zone dédiée au COVID-19, il a fallu changer et adapter au besoin réel d’autres espaces, et donc changer le type de zone », explique Dan Napar. Et une fois une zone COVID-19 instaurée, il faut arrêter la ventilation entre les zones COVID-19 et les autres. Par ailleurs, pour les centrales de traitement d’air avec recirculation, il convient, lors des épisodes épidémiques, de fermer ces volets de recirculation, soit par l’intermédiaire du système de GTB, soit manuellement. Quand cela est possible, dans les systèmes décentralisés, les unités locales de type ventilo-convecteurs sont également mises à l’arrêt pour éviter la remise en suspension des particules contaminées présentes dans la pièce. Ces équipements sont le plus souvent en effet dotés de filtres grossiers qui ne peuvent arrêter les particules fines. S’il n’est pas possible de les mettre à l’arrêt, ces équipements seront intégrés dans le programme de nettoyage des locaux car ils peuvent collecter des particules comme toute autre surface du local. Dans les bâtiments disposant d’installations de ventilation, une augmentation de leur durée de fonctionnement a également été recommandée.

Plus que jamais, les travaux de maintenance dans les hôpitaux doivent donc prendre en compte les opérations simples pour la ventilation comme le changement périodique des filtres et le nettoyage des réseaux, mais aussi la vérification de la disponibilité des fonctions ci-dessus. Plus généralement, une vérification à l’échelle nationale des installations de ventilation et climatisation, pour permettre l’adaptation plus aisée des hôpitaux à une gestion des malades de COVID-19, pourrait aussi s’avérer d’un grand intérêt, conclut Dan Napar.

Capteur de QAI, l’élément clé pour piloter la QAI
Pour Anouvong Visouthivong, spécialiste Réseaux de B.E.G France, « le constat qui a été fait par B.E.G. est d’une demande d’un nombre croissant d’utilisateurs qui se soucient du bien-être et de leur santé, et notamment vis-à-vis de la qualité de l’air intérieur. Par ailleurs, de nombreuses études ont été faites entre juin 2013 et juin 2017 par l’Observatoire de la qualité de l’air, notamment dans les établissements scolaires, avec des résultats sans appel : près de 16 % des écoles avec au moins une salle présentant une contamination fongique et 75 % des écoles sans système de ventilation ».

Partant de cette situation qui s’étend également aux ERP (établissements recevant du public), aux établissements médicaux ou Ehpad, B.E.G. a fait le choix de prendre comme étalon le COV ou composés organiques volatils : « Nous avons donc conçu un capteur de mesure COV communicant par KNX et s’intégrant parfaitement dans le cadre d’un bâtiment automatisé ayant pour dessein un bien-être global, quel que soit l’usage du bâtiment. Ce capteur a aussi sa place en tant que référence pour à la fois la température, l’humidité et la qualité de l’air. En mesurant simultanément ces grandeurs clés, il permet d’activer le système de chauffage ou de refroidissement, l’humidificateur ou bien encore la ventilation selon les besoins et en assurant ainsi un confort hygrothermique et une qualité d’air optimale. »

« L’utilisation des IoT (communication sans fil) peut être utile aussi en environnements hospitaliers, notamment en rénovation. Néanmoins, ces informations doivent être disponibles ou compatibles avec les bus de communication standardisés ouverts du type KNX ou BACnet. Pour exemple, une solution est à signaler et à utiliser concerne ceux des produits THREAD, sur un réseau maillé sans fil et reprises par KNX », ajoute Dan Napar de KNX France.

Beaucoup de solutions IoT existent, par exemple celle d’Ethera centrée sur l’analyse des données de QAI, ou encore celle d’Ubigreen intégrant les fondamentaux du confort intérieur, solutions qui pour la plupart s’appuient sur des réseaux standard type Sigfox ou LoraWan et communiquent par passerelle ou API avec le monde des GTB ou les organes de contrôle de ventilation ad hoc.
À noter qu’il est aussi possible, par des applications sur téléphones mobiles, d’avoir un suivi visuel des évolutions de la qualité de l’air et des éventuelles alarmes, ou encore de suivre ou limiter l’occupation des espaces surveillés.

ENCADRÉ

Comment les UV-C luttent contre les virus et améliorent la QAI, Pierre-Yves Monleau, responsable marketing produits, Ledvance

Bien connues pour le traitement de l’eau, de l’air et des surfaces depuis des décennies, les sources UV-C sont aujourd’hui de plus en plus utilisées contre le coronavirus et autres micro-organismes.

« Avec un principe simple et maîtrisé : les UV-C cassent les liaisons ARN et ADN des virus, bactéries et champignons. La longueur d’onde UV-C la plus efficace étant située aux environs de 26 nanomètres. Ensuite, la dose à appliquer pour l’inactivation des virus est variable selon le type de virus (plus ou moins résistants) et le mode de traitement », explique l’expert de Ledvance. Selon les récentes études scientifiques, une dose D90 de 27 J/m² en traitement de surface permet par exemple d’inactiver 90 % de la population touchée de virus SARS-CoV-2 (virus de la Covid). Dans une pièce vide de toute occupation, selon la puissance de l’installation UV-C, on peut atteindre cette dose en deux ou trois minutes sur les bureaux ou tables et, par la même occasion, dans le volume d’air de la pièce. En doublant la dose, on atteint 99 %.

Notons également que les tubes ou lampes UV-C à décharge utilisés en traitement de l’air ou de surface sont équipés d’un verre spécial qui bloque le rayonnement de longueur d’onde qui pourrait créer de l’ozone dans l’air.

Les applications sont multiples, bien sûr pour les hôpitaux et salles chirurgicales, les Ehpad, mais aussi les laboratoires d’analyse ou salles blanches, ou encore des espaces variés comme des salles de pause, des restaurants d’entreprise, des vestiaires, des magasins de préparation alimentaire, dans des environnements tertiaires ou logistiques industrielles. Les avions et moyens de transport ou encore tout simplement des objets du quotidien comme des outils ou… les smartphones peuvent aussi être traités avec des systèmes portatifs fermés, mobiles et sécurisés.

Avec ce principe des UV-C, deux principales familles de systèmes sont possibles, l’un dit ouvert est peu coûteux et doit être activé hors présence humaine ou animale, dans les espaces à décontaminer avec des durées d’exposition courtes, de quelques minutes. « Dans le second dispositif ou système dit fermé, la source d’émission, c’est-à-dire la lampe germicide qui émet les UV-C, est incluse dans un appareil de traitement d’air avec un ventilateur. Ce traitement est à installer et à dimensionner de façon adaptée pour assurer une circulation et un débit d’air cohérents par rapport à la ventilation existante, au volume de la pièce et au nombre maximum de personnes présentes. Ainsi configurés, ces systèmes permettent de maintenir à un plateau bas la concentration potentielle de virus dans l’air, réduisant de façon drastique le risque de contamination si une personne malade était présente. »

Bien entendu, ces systèmes ne dispensent pas des gestes et mesures barrières. Conjointement, ils réduisent les risques de contamination, conclut l’expert de Ledvance.

Les systèmes de ventilation pour renouveler et traiter l’air intérieur

Filtre à haute efficacité ou encore système de purification à UV-C, les systèmes de ventilation et de climatisation proposent de plus en plus des systèmes qui renouvellent et/ou recyclent l’air, et adressent de façon optimale la QAI avec des solutions de traitement d’air ou de ventilation qui vont jusqu’à l’épuration de l’air ambiant recyclé en fonction des teneurs en polluants suivis.

Premier exemple avec CIAT et sa gamme Clean Line, qui propose une famille de 3 systèmes d’épuration incluant une régulation et un système de supervision adaptés permettant de gérer les cycles de filtration et d’épuration, voire de traitement germicide, en fonction des teneurs en polluants des capteurs, et notamment les particules fines PM 2.5. Suivant la détection plus particulièrement ciblée, un système fermé à lampe UV-C peut être inclus pour réduire les agents pathogènes aéroportés. Les systèmes peuvent également être utilisés dans deux modes de fonctionnement distincts : pression d’air négatif et recirculation.

Nouveautés produits également sur le sujet de la ventilation et QAI pour Viessmann, qui inaugure là aussi des réponses avant-gardistes avec les Vitovent, des systèmes de ventilation d’air spécialement dévolus aux écoles, cabinets médicaux et salles d’établissements de santé. Une solution qui utilise le principe dit de ventilation à déplacement d’air avec une circulation d’air directe et permanente garantie par une alimentation d’air frais au niveau du sol, associée à la convection naturelle. Avec pour conséquence l’air expiré qui monte, et est ensuite aspiré par le système, où il est filtré (HEPA) et mélangé avec l’air extérieur, avant d’être renvoyé dans la pièce sous forme d’air frais au niveau du sol. Une filtration qui, selon les informations communiquées par Viessmann, élimine 99,9 % des virus, Covid inclus. Des capteurs automatiques intégrés gèrent une régulation en fonction de la concentration du CO2 dans l’air ambiant.

Jean-François Moreau