EOLIOS réalise la pré-qualification en conception et les essais de confinement de vos sorbonnes par simulation CFD : confinement au gaz traceur SF6, vitesse d'air frontale et conformité aux normes EN 14175 / XP X 15-203.
La sorbonne de laboratoire est un système de protection localisée utilisé là où des substances dangereuses sont manipulées. Sa mission : limiter l'exposition des personnes en captant et évacuant les vapeurs toxiques et poussières volatiles générées dans son enceinte, grâce à un flux d'aspiration d'air. Pour garantir le maintien de leurs performances dans le temps, les sorbonnes font l'objet de contrôles périodiques.
EOLIOS réalise les pré-qualifications en conception et les essais de confinement : maîtrise de la contamination, dispersion des polluants et gaz, étude de scénarios critiques de défaillance, identification des flux d'air de dérivation et de recirculation, dimensionnement de l'implantation des grilles et optimisation des points de consigne.
L'évaluation du fonctionnement des sorbonnes est soumise à la norme européenne EN 14175, qui détaille la méthodologie d'évaluation des performances lors des essais de qualification, de réception ou de routine. Lors d'un contrôle, des essais de vitesse d'air frontale sont menés par anémométrie à fil chaud, un test de confinement au gaz traceur SF6 est réalisé, ainsi qu'une visualisation qualitative de flux au fumigène.
En France, pour les sorbonnes installées avant 2006, les contrôles devaient être conformes à la norme XP X 15-203, qui fixait notamment :
La norme EN 14175 élargit considérablement le nombre de paramètres testés. Les valeurs seuils :
Les contrôles obligatoires portent sur le débit d'air extrait (mesuré dans le conduit d'extraction) et la vitesse d'air frontale (par anémométrie thermique), dont les valeurs servent de référence pour les contrôles périodiques futurs.
Le principe du test de confinement au gaz SF6 :
Pour la norme NF EN 14175, le nombre de points de mesure dépend de la largeur de la sorbonne (partie 3 de la norme) ; lors des essais, la façade mobile est ouverte à 500 mm.
Les simulations contribuent à une meilleure compréhension globale des phénomènes thermo-aérauliques et au développement de solutions techniques pertinentes dès la conception. Les laboratoires peuvent être simulés dans leur intégralité, permettant l'analyse simultanée de l'impact de nombreux phénomènes. L'étude CFD de qualification met notamment en évidence la présence de flux d'air parasites perturbant l'entrée des sorbonnes.
En début de conception, multiplier les prototypes expérimentaux est coûteux et chronophage. La simulation CFD permet d'évaluer un grand nombre de prototypes en un temps restreint, pour optimiser les systèmes et le placement des sorbonnes. Elle donne accès à des paramètres difficilement mesurables expérimentalement — des données en tout point et non localisées — pour identifier précisément les fuites de confinement. Intégrer la CFD à ses protocoles, c'est sécuriser et accélérer la qualification.
Pour réaliser une mesure spatiale instantanée de la vitesse d'air, nous recourons à la mécanique des fluides de précision. Les écoulements sont régis par les équations de Navier-Stokes ; insolubles analytiquement, elles sont résolues numériquement par la méthode des éléments finis, qui fournit la solution la plus approchée du problème physique. Les conditions d'entrée et de sortie — débits de soufflage, de reprise et d'aspiration des sorbonnes — sont posées en hypothèses et doivent être vérifiées pour valider les conclusions.
Lors de la qualification, il est impératif de contrôler le taux de fuite des agents polluants pour ne pas contaminer l'utilisateur. Pour modéliser cet agent polluant, nous simulons un gaz traceur selon différentes méthodes afin de garantir une précision fine et des résultats fiables.
Pour vérifier la conformité du confinement à la norme, nous modélisons la diffusion du traceur dans la sorbonne en régime stationnaire. Une méthode d'iso-volume permet ensuite de vérifier que tout le traceur est bien contenu dans l'enceinte à l'échelle réglementaire. Si le résultat est vérifié, la sorbonne répond aux conditions de confinement imposées par la législation.
La qualification numérique de sorbonne par CFD reproduit le test de confinement au gaz traceur et l'analyse des vitesses d'air frontales, en visualisant les flux parasites et la diffusion du traceur. Cette approche fournit des données en tout point du volume, sécurise la conformité aux normes EN 14175 / XP X 15-206 et accélère la conception comme la réception des sorbonnes.
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