Etude de la qualité de l'air intérieur

Une bonne qualité de l’air est un facteur déterminant pour la santé et la sécurité des personnes, que ce soit en industrie, dans un bureau ou dans un logement. L’air peut être pollué par des polluants, qui sont des particules néfastes pour l’être vivant et qui se déplacent avec l’air. On mesure la pollution de l’air en partie par million (ppm). Cette unité correspond au nombre de molécules que l’on cherche à mesurer par million de molécules d’air. Plus le taux de pollution est élevé, plus l’air est pollué donc moins sa qualité sera bonne.

Les polluants, ainsi que d’autres produits chimiques peuvent causer des problèmes de santé et donc entraîner une baisse de la productivité ainsi qu’une gêne et un stress pour le personnel.

En effet, un air intérieur pollué peut provoquer chez les personnes exposées de la toux, des étourdissements, des maux de têtes, une irritation des muqueuses et de la fatigue à court terme et des maladies respiratoires et cardiaques à long terme.

Selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS) , la pollution de l’air intérieur, y compris les expositions sur le lieu de travail, serait responsable d’environ 3% de la charge mondiale de morbidité. Nous passons jusqu’à 90% de notre temps à l’intérieur, que ce soit à la maison, à l’école, dans les transports ou au travail.

Il est donc important de vérifier la qualité de l’air intérieur :

Pour s’assurer que les réglementations sur la pollution ne dépassent pas les valeurs limites définies.
Pour vérifier que les mesures de contrôle fonctionnent correctement.
Pour savoir choisir le niveau d’équipement de protection individuelle (EPI).
Pour pouvoir affirmer aux travailleurs que leur santé et leur bien-être ne sont pas mis en danger

Qu’est-ce que les COV ?

Les composés organiques volatiles (COV) sont des substances chimiques contenant du carbone. Ils peuvent provenir de différentes sources comme celles explicitées par la suite ou encore les produits de beauté, les désodorisants, les combustions fossiles, les produits chimiques émis par les véhicules automobiles ou dans le secteur industriel.

Les COV jouent un rôle important dans la pollution de l’air intérieur mais aussi extérieur. Tous les COV ne sont pas nocifs mais certains sont considérés comme des polluants atmosphériques, par exemple le benzène, le formaldéhyde et le toluène. D’autres, comme le méthane (émis par les marécages et les ruminants) sont présents naturellement dans l’environnement et sont importants pour le cycle biogéochimique de la Terre.

Il est possible de réduire l’exposition aux COV en prenant plusieurs mesures. Par exemple, il est recommandé d’aérer correctement les espaces intérieurs, d’utiliser des produits de nettoyage et des matériaux de construction à faible teneur en COV, de limiter l’utilisation excessive de produits chimiques et de promouvoir l’utilisation de sources d’énergie propres.

De plus, les réglementations environnementales ont pour objectifs de contrôler et de réduire les émissions de COV provenant de diverses sources industrielles. EOLIOS est en mesure d’évaluer les émissions de COV et contrôler leur concentration dans l’air ainsi que leur impact sur la qualité de l’air intérieur et extérieur.

Qu’est-ce que les particules fines ?

Les particules fines sont des particules en suspension dans l’air, d’un diamètre inférieur ou égal à 2,5 microns. On les appelle donc les PM2.5. Ces particules fines peuvent être émises par différentes sources, telles que les véhicules automobiles, les centrales électriques, les usines industrielles, les feux de biomasse et les processus de combustion. Elles contribuent à la pollution de l’air et donc ont un impact néfaste sur la santé et l’environnement.

Poursuivre plus précisément sur le sujet :

D’où proviennent les polluants ?

Les polluants présents dans les pièces proviennent de diverses sources de pollution intérieure :

Fumée de tabac : cette fumée contient des produits toxiques tels que le monoxyde de carbone, le formaldéhyde et les COV.
Produits ménagers et de bricolage : certains produits émettent des COV tels que l’ammoniac et les aérosols.
Matériaux de construction/décoration : les peintures, les vernis, les colles, les moquettes, les plastiques libèrent des COV pendant et après leur installation.
Mobilier et revêtements : les meubles rembourrés, les tapis, les rideaux contiennent des substances chimiques telles que des retardateurs de flamme bromés qui, en se dégradant, vont se disperser dans l’air extérieur.
Appareils de chauffage/cuisson : les poêles à bois, les cheminées, les cuisinières à gaz libèrent du monoxyde de carbone, des particules fines et d’autres polluants lorsqu’ils sont mal entretenus ou inefficaces.
Moisissures et allergènes : les moisissures libèrent des spores et des substances nocives et les allergènes tels que les poils d’animaux, les acariens et les pollens polluent l’air intérieur.
Appareil de combustion : les fours industriels comme ceux dans les verreries ou le rejet de combustion des groupes électrogènes libèrent des polluants.

Principaux facteurs affectant la qualité de l'air intérieur

La qualité de l’air intérieur peut être aggravée par différents facteurs :

Une mauvaise ventilation
Des problèmes de contrôle de la température
Une humidité trop élevée ou trop faible
Une remise à neuf avec de la peinture
Poussières de rénovation
Matériel de nettoyage
Produits chimiques et pesticides

Par conséquent, une bonne ventilation, l’utilisation de produits de nettoyage et de construction respectueux de l’environnement, ainsi que la gestion de l’humidité sont des mesures essentielles pour réduire la pollution intérieure.

Notion de confort intérieur et qualité d’air

Un niveau de confort intérieur satisfaisant est essentiel pour la santé physique et mentale du personnel et donc sur sa productivité. De plus, un environnement correctement géré et confortable peut permettre des économies d’énergies. Par conséquent, créer ou optimiser des aménagements favorisant un bon niveau de confort intérieur est très important.

Le confort intérieur se définit par de nombreux critères listés ensuite.

Absence de courant d'air

Une vitesse d’air appropriée peut contribuer à réduire l’accumulation de polluants, à évacuer l’humidité et à maintenir une température uniforme dans l’espace intérieur. Cette vitesse peut être modifiée par les systèmes de ventilations, les appareils de chauffage ou de climatisation et les ouvertures.

Généralement on limite les vitesses d’air dans les zones d’occupation à des valeurs inférieures à 0,2 m/s.

Homogénéité de la température

Une absence de forte stratification de température dans la zone d’occupation permet de garder un confort satisfaisant. En effet, la température doit être uniforme en été comme en hiver car des fortes chaleurs fatiguent les occupants et des températures trop froides réduisent leur concentration.

Bonne qualité d'air intérieur

Humidité de l’air

Une humidité trop basse entraîne la présence d’un air sec qui empêchera une bonne respiration avec un assèchement des yeux, des voies nasales et de la gorge. Une humidité trop élevée favorise la croissance des bactéries, des moisissures ainsi que des acariens.

Ventilation

L’air extérieur est plus sûr donc il est important de remplacer souvent l’air intérieur par cet air frais extérieur. Pour cela des systèmes de ventilations sont mis en place dans les espaces ou ouvrir les fenêtres ne suffit pas.

Air non pollué

Un air pollué altère la santé des occupants. C’est pourquoi l’air intérieur doit être souvent renouvelé et l’air extérieur doit être filtré afin de ne pas ramener trop de pollution à l’intérieur de la pièce.

Simulation CFD de la pollution de l’air intérieur

La modélisation CFD est un outil polyvalent pour résoudre les problèmes d’ingénierie liés à l’analyse de la propagation de diverses impuretés et particules dans l’air. La modélisation CFD permet de reproduire le mouvement de l’air en tenant compte du transfert de chaleur et de masse, des impuretés gazeuses et de leur dispersion, ainsi que du transfert des particules mécaniques en suspension. Il est ainsi possible d’étudier la diffusion de polluant dans les pièces, qui suivent les lignes de courant de l’air, grâce à l’aéraulique.

La concentration de polluants dans une pièce varie selon le mode de ventilation choisi, ce qui crée une répartition inégale dans tout le volume. Les polluants ont naturellement tendance à s’élever vers le haut. En analysant la distribution des polluants dans l’espace de la pièce, il est possible d’optimiser les solutions de conception adaptées à la qualité de l’air.

Exemple qualité d’air dans une usine

Exemple de la propagation d’un virus

La diffusion de certains virus se fait par voies orales. Les goutelles contenues dans l’air sont susceptibles de contenir le virus et donc les flux d’air favorisent la propagation du virus. Pour lutter efficacement contre l’infection par l’air, il est crucial de prédire avec précision la manière dont ces gouttelettes et aérosols se propagent, ainsi que d’estimer l’impact du flux d’air sur le risque d’infection.

Nous réalisons des simulations en utilisant la méthode de la dynamique des fluides computationnelle (CFD) afin d’étudier le comportement des gouttelettes et des aérosols et de trouver des solutions adéquates pour minimiser le risque d’infection par voies orales.

Solutions envisagées par EOLIOS

Notre équipe vous accompagne dans la vérification et l’optimisation de vos différents process. Pour cela, nous sommes en capacité d’effectuer des campagnes de mesures sur site afin d’obtenir des mesures de qualité de l’air. Cette phase de prise de mesure est préliminaire à nos études de simulation.

Nous pouvons effectuer des travaux de modélisation des systèmes de ventilation de locaux par le biais de plusieurs étapes :

Audit déterminant l’origine des poussières pour les process complexes.
Évaluation de la solution de conception pour la distribution de l’air pour vérifier la conformité des paramètres de pollution généré dans les locaux de l’installation avec les valeurs requises avec les valeurs calculées de température, vitesse et humidité. La modélisation des flux d’air est réalisée à l’aide des méthodes de modélisation mathématique tridimensionnelle (approche CFD).
Développement d’ajustements à la solution de conception, permettant d’atteindre les paramètres requis des niveaux de pollution dans toute la pièce.
Analyse détaillée des paramètres de pollution à proximité du processus technologique, optimisation en termes de distribution d’air, humidification, captation…
Étude de contamination spécifique pour les locaux de laboratoire

Ainsi, nous pouvons déterminer la qualité de l’air dans toute la pièce et en déduire un niveau de confort intérieur.

EOLIOS est aussi capable de dimensionner les systèmes de ventilations spécifiques à l’amélioration de la qualité d’air, par exemple dans un endroit complexe comme les salles blanches. Ce genre d’endroit demande une propreté irréprochable. Il est donc possible pour nous de déterminer les flux d’air pour vérifier que les polluants n‘atteignent pas les zones à risques et que la qualité de l’air est très élevée.

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