L’humidification hygiénique dans les hôpitaux et les exigences relatives à la conception des systèmes CVC

Un système d’humidification introduit dans le flux d’air une quantité contrôlée d’eau, sous forme de vapeur ou de gouttelettes très fines qui s’évaporent. L’eau passe de la source par l’équipement d’humidification, le système de distribution et la tuyauterie avant que l’air traité n’atteigne la pièce.

L’hygiène dépend de l’ensemble du parcours. La qualité de l’eau, l’évacuation des condensats, la vidange du système pendant les arrêts, l’emplacement des capteurs et l’accès pour le nettoyage sont définis dès la phase de conception.

Les valeurs de température et d’humidité requises pour les salles d’opération, les unités de soins intensifs et les unités réservées aux patients souffrant de brûlures graves sont présentées dans l’article consacré au contrôle de l’humidité dans les zones critiques des hôpitaux. Nous expliquons ci-après comment concevoir et exploiter le système qui produit et distribue l’humidité.

Que signifie « humidification hygiénique » dans un hôpital ?

La norme NP 015-2022 exige que les équipements de ventilation, de climatisation et de traitement de l’air respectent les exigences de qualité relatives à la construction hygiénique. Ces exigences doivent être vérifiées lors du choix de l’équipement, avant son installation.

Pour l’ensemble du système, il convient d’analyser :

• la source et la qualité de l’eau ;
• le traitement de l’eau ;
• la technologie d’humidification ;
• la manière dont la vapeur ou l’eau sont diffusées dans l’air ;
• la distance nécessaire à l’absorption ;
• l’évacuation des condensats et de l’eau résultant du fonctionnement ;
• la vidange de l’installation lors des arrêts ;
• la position des capteurs ;
• la surveillance des valeurs et des alarmes ;
• l’accès pour le nettoyage et l’entretien.

Un équipement adapté fonctionne correctement lorsque tous ces éléments sont conçus de manière cohérente.

La qualité de l’eau est déterminée par la technologie

L’eau influe sur la durée de vie de l’équipement, la fréquence des interventions de maintenance et la qualité du processus d’humidification.

Avant de choisir une solution, il faut connaître :

• la source d’eau, qu’elle provienne du réseau public ou d’une source propre ;
• la dureté, c’est-à-dire la teneur en sels responsables de la formation de tartre ;
• la conductivité, pour les technologies où cette valeur influe sur le fonctionnement ;
• les traitements déjà mis en place dans le bâtiment ;
• le débit et la pression disponibles ;
• les exigences du fabricant concernant l’eau d’alimentation.

L’eau du réseau

L’eau du réseau peut alimenter certains générateurs de vapeur, dans les limites de dureté et de conductivité fixées par le fabricant.

Une teneur plus élevée en calcaire entraîne des dépôts plus rapides sur les composants chauffés. L’équipement devra être nettoyé plus fréquemment, et les pièces en contact avec l’eau pourront nécessiter un remplacement anticipé.

Eau adoucie

L’adoucissement réduit la quantité de calcium et de magnésium à l’origine des dépôts de calcaire. Ce procédé contribue à protéger l’équipement, mais conserve une grande partie des sels dissous dans l’eau.

C’est pourquoi l’eau adoucie peut convenir à certains générateurs de vapeur, tandis que les solutions adiabatiques exigent généralement un niveau de traitement plus élevé.

Eau déminéralisée par osmose inverse

L’osmose inverse consiste à faire passer l’eau à travers une membrane qui retient la majeure partie des sels dissous. Il en résulte une eau à très faible teneur en minéraux.

Les solutions adiabatiques utilisent de l’eau déminéralisée, car celle-ci est pulvérisée dans le flux d’air. Les sels restants dans l’eau pulvérisée peuvent former des particules et des dépôts sur les composants de l’installation.

Le Condair DL, par exemple, est alimenté en eau déminéralisée, généralement obtenue à l’aide d’une installation d’osmose inverse dimensionnée en fonction de la capacité du système.

Le choix d’une eau adaptée réduit les dépôts, préserve les performances de l’équipement et simplifie son entretien à long terme.

Comment gérer l’eau pendant les arrêts de service ?

L’eau qui stagne dans les conduites, les réservoirs ou d’autres composants favorise, à terme, le développement de micro-organismes et la formation d’un biofilm.

Le biofilm est une couche de micro-organismes fixée sur une surface humide. Son adhérence rend le simple rinçage peu efficace, et son élimination peut nécessiter un nettoyage mécanique ou des procédures d’assainissement spécifiques.

Le risque de stagnation se présente surtout dans :

• les installations qui ne fonctionnent qu’à certains intervalles ;
• les zones mises hors service pendant la nuit ;
• les équipements temporairement mis hors service pour entretien ;
• les sections ou locaux utilisés occasionnellement ;
• les longs délais entre l’installation et la mise en service.

Le projet doit préciser :

• comment vidanger complètement le système ;
• si l’équipement dispose de cycles automatiques de vidange, de rinçage ou de recirculation ;
• comment éviter les points où l’eau peut stagner dans le circuit ;
• quelle procédure s’applique après un arrêt prolongé ;
• quelles vérifications sont effectuées avant la remise en service ;
• quand une désinfection est nécessaire.

En cas d’arrêt habituel, l’automatisation peut coordonner l’arrêt de la production de vapeur ou d’eau, la vidange des composants et le redémarrage contrôlé. Après une longue période d’inactivité, le système peut nécessiter une inspection, un nettoyage, le remplacement de certains consommables et une vérification de la qualité de l’eau.

Ces procédures sont définies en fonction de la technologie, de la durée des arrêts et des exigences de la zone desservie.

Absorption, condensation et évacuation

L’eau introduite dans le flux d’air a besoin de temps et d’espace pour être entièrement absorbée. La longueur nécessaire entre le point d’introduction et le premier obstacle dans la tuyauterie s’appelle la distance d’absorption.

Cette distance dépend :

• la capacité du système d’humidification ;
• la température de l’air ;
• l’humidité de l’air avant humidification ;
• la vitesse de l’air ;
• la forme et la taille des conduites ;
• le type de système de distribution ;
• la position des composants installés en aval.

Dans le cas de l’humidification à la vapeur, la distribution s’effectue par un ensemble de conduites perforées installées dans le flux d’air. Leur position et leur nombre sont déterminés en fonction du débit et de la dimension de la tuyauterie.

La vapeur doit être absorbée avant de rencontrer :

• un coude ;
• un clapet ;
• une batterie de chauffage ou de refroidissement ;
• un capteur ;
• un atténuateur de bruit ;
• un filtre.

Le contact avec une surface avant l’absorption complète peut entraîner la formation de condensation.

Pourquoi la condensation est-elle importante dans les zones médicales?

Dans les blocs opératoires et les autres locaux soumis à des exigences élevées en matière d’asepsie, l’air passe par plusieurs niveaux de filtration. Le dernier niveau utilise des filtres très fins, de type HEPA ou ULPA, installés aussi près que possible des bouches par lesquelles l’air pénètre dans la pièce.

La condensation qui atteint le filtre final peut nuire à ses performances et nécessiter son remplacement. Une humidité persistante dans la tuyauterie peut également favoriser la formation de dépôts ou d’un biofilm.

La distance d’absorption est calculée lors de la phase de conception, lorsque l’emplacement de l’équipement et le tracé de la tuyauterie peuvent encore être adaptés.

Comment concevoir le système de drainage?

Le système de drainage doit évacuer :

• l’eau évacuée lors de la vidange ;
• l’eau issue des cycles de nettoyage ;
• la condensation ;
• l’eau résiduelle issue du processus adiabatique ;
• l’eau évacuée par l’installation d’osmose inverse.

Pour les générateurs de vapeur, l’eau évacuée peut atteindre une température élevée. Les conduites, les raccords et le point d’évacuation doivent supporter la température et le débit prévus par le fabricant.

Le tracé doit permettre une vidange complète et éviter les zones où l’eau pourrait s’accumuler.

L’accès pour la maintenance doit être prévu dès la conception

Un équipement correctement dimensionné peut s’avérer difficile et coûteux à exploiter lorsque l’accès pour l’entretien est limité.

Avant de déterminer l’emplacement, il convient de vérifier :

• comment le technicien accède à l’équipement ;
• l’espace disponible autour de l’équipement pour ouvrir et démonter les composants ;
• comment retirer les vérins, les filtres, les pompes ou les réservoirs ;
• où le nettoyage est effectué ;
• comment l’eau est évacuée pendant l’intervention ;
• quels consommables cette technologie utilise-t-elle ?
• à quelle fréquence les interventions sont-elles nécessaires ;
• combien de temps dure l’arrêt ;
• comment maintenir le fonctionnement de la zone pendant la maintenance.

Pour les unités de soins intensifs et autres zones fonctionnant en continu, le projet peut inclure des équipements ou des capacités de secours. De cette manière, une partie du système peut être mise hors service tandis que l’autre continue d’assurer l’humidification.

L’accès doit être conçu en fonction des dimensions réelles de l’équipement et des opérations de maintenance décrites par le fabricant. Un simple espace d’inspection peut s’avérer insuffisant pour retirer des composants volumineux.

Capteurs, commande et surveillance

Les capteurs mesurent l’humidité et transmettent l’information au système de contrôle. L’équipement adapte la production de vapeur ou le débit d’eau en fonction de la valeur mesurée.

Les capteurs peuvent être installés :

• dans la pièce ;
• dans la conduite d’alimentation ;
• dans la tuyauterie d’évacuation ;
• à plusieurs endroits, lorsque le projet nécessite des contrôles supplémentaires.

Leur position influe sur la précision de la mesure et la vitesse de réaction du système. Un capteur installé trop près du point d’entrée peut mesurer de l’air qui est encore en cours de mélange. Un capteur situé dans une zone à faible circulation peut ne refléter que les conditions locales.

Le concepteur CVC, le spécialiste en automatisation et le fournisseur de l’équipement doivent déterminer ensemble :

• la valeur d’humidité à surveiller ;
• les plages acceptables ;
• la position et le type des capteurs ;
• la vitesse de réaction du système ;
• les seuils d’alarme ;
• les signaux de fonctionnement et de panne ;
• les valeurs affichées dans le système de gestion technique du bâtiment ;
• les données à conserver dans l’historique ;
• le comportement de l’humidificateur lors de l’arrêt de la centrale de traitement d’air.

La surveillance peut inclure l’humidité mesurée, la commande transmise à l’équipement, la capacité utilisée, l’état de fonctionnement, les alarmes, les besoins d’entretien et les cycles de vidange.

La conservation de l’historique permet de vérifier les paramètres, d’identifier les variations et d’analyser une alarme survenue en cours d’exploitation.

Humidification à la vapeur ou humidification adiabatique?

Il existe deux méthodes principales pour introduire de l’humidité dans l’air.

L’humidification à la vapeur chauffe l’eau jusqu’à ce qu’elle se transforme en vapeur, puis diffuse cette vapeur dans le flux d’air.

L’humidification adiabatique pulvérise l’eau en fines gouttelettes ou la fait s’évaporer à partir d’une surface humide. Ce processus extrait la chaleur de l’air et produit également un effet de refroidissement.

Pour les zones critiques, la norme NP 015-2022 prévoit l’humidification par vapeur dans la conception du système centralisé et interdit l’humidification par pulvérisation d’eau dans les systèmes de climatisation et de conditionnement d’air. La solution concrète est définie dans le cadre de la conception, en fonction de la fonction de la zone et de toutes les dispositions applicables.

Pour les autres espaces de l’hôpital, la conception doit respecter la norme I5 et la catégorie d’ambiance correspondante.