Un filtre HEPA est un filtre à air de type plissé utilisé dans des environnements propres et contrôlés pour réduire le nombre de particules dans l’air. HEPA est un acronyme pour High Efficiency Particulate Air (filtre à air de très haute efficacité). Les filtres HEPA sont utilisés dans les applications où un air propre et contrôlé est nécessaire pour protéger les personnes, les produits et les process des plus petites particules fines, pouvant être en suspension dans l’air.
Les filtres EPA, HEPA et ULPA sont tous des filtres à air haute performance conçus pour capturer les particules en suspension dans l'air. Couramment appelés “filtres absolus”, ils sont classés selon la norme européenne EN 1822 en 3 groupes en fonction de leur efficacité à filtrer les particules de la taille de la MPPS (Most Penetrating Particle Size) qui correspondent aux particules parmi les plus difficiles à capter (particules).
EN 1822 (Europe) et ISO 29463 (International) sont des normes importantes qui définissent les standards de performance pour les filtres à air HEPA. Elles s'appliquent à différents types de filtres et visent à garantir leur efficacité dans la capture des particules en suspension dans l'air.
Norme EN 1822 : Filtres à air à très haute efficacité (THE)
La classe d’un filtre de très haute efficacité (HEPA, ULPA) se définit à partir de la mesure de l’efficacité locale et de l'efficacité globale du filtre vis à vis d’un aérosol test (DEHS, huile de paraffine ..) dont le diamètre correspondant à celui de la particule la plus pénétrante (MPPS : Most Penetrating Particles Size) à travers le filtre. La dimension de la MPPS se situe entre 0,1 et 0,2 m pour la plupart des panneaux-filtres de très haute efficacité du marché, au débit nominal d'utilisation du filtre. Les efficacités sont ainsi exprimées en fonction de la MPPS et non associées de manière explicite à une dimension de particule précise.
La norme internationale ISO 29463 est largement alignée sur la norme européenne EN 1822, mais elle offre une portée plus globale et des détails supplémentaires dans certaines de ses sections.
Lorsque le filtre à air est testé correctement, il devrait se situer dans une classe d’efficacité comprise entre E10 et U17. Le tableau ci-dessous illustre l’efficacité de filtration obtenue par un filtre HEPA en fonction de sa classification. Les classifications E sont appelées filtres EPA tandis que les classes U sont nommées filtres ULPA.
Les filtres HEPA ont une efficacité de rétention des particules fines de la taille de la mpps comprise entre 99.95% et 99.995% (H13 et H14)
1. MPPS (Most Penetaring Particule Size) : Dimension de la particule pour laquelle le minimum d'efficacité spectrale se produit
2. Efficacité globale : efficacité moyennée sur l'ensemble de la surface frontale de passage d'un élément filtrant, dans des conditions données de fonctionnement de filtre (correspond au rendement R du filtre)
3. Efficacité locale : efficacité en un point spécifique de l'élément filtrant, dans des conditions données de fonctionnement du filtre
Efficacité particulaire : un filtre HEPA se caractérise par le nombre de particules et de microbes qu’il peut éliminer de l’air. Un filtre HEPA testé et certifié est essentiel pour garantir une efficacité de filtration. Le filtre HEPA doit atteindre l’efficacité requise lorsqu’il est testé individuellement selon la norme EN1822.
Résistance physique : une mauvaise manipulation est souvent la cause d’une défaillance du filtre lors des tests sur site. Sa robustesse est importante pour protéger un filtre HEPA contre les dommages causés lors du transport et l’installation.
Les filtres panneaux HEPA sont utilisés en soufflage ou en diffusion d’air. Ces filtres peuvent être installés en plafonds dans les environnements contrôlés (Salle propre de classe ISO 8 ou supérieure), ainsi que dans les applications spéciales telles que les cabines à flux unidirectionnel descendant.
Les filtres HEPA à haut débit d’air, souvent appelés filtres HEPA Compacts ou de type cellule (multidièdre), sont utilisés dans les applications dans lesquelles il faut des flux d’air importants. On les trouve souvent dans des applications dites de soufflage, dans les unités de traitement d’air ou en extraction dans des caissons sécuritifs BIBO.
Dans certaines applications, l’efficacité élevée de filtration (HEPA) est liée à une installation spécifique et peut nécessiter une conception spéciale du produit. Dans ce cas, les filtres HEPA sont souvent de forme cylindrique et il convient de s’assurer que ces filtres sont bien HEPA conformément aux exigences de la norme EN 1822.
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Le cadre de filtre : il peut être utilisé en utilisant une grande variété de matériaux, notamment l’aluminium, l’acier galvanisé, le plastique, l’acier inoxydable ou le bois. La construction du cadre est déterminée par les exigences de l’application.
Le joint d’étanchéité du filtre : il rend le montage du filtre HEPA étanche, il a pour fonction de réduire et d’éliminer les by-pass en créant une connexion étanche. Les joints d’étanchéité les plus utilisés sont des joints à tenue mécanique comme les joints de type PU, néoprène et silicone ou bien des joints gel.
Les entretoises du filtre : elles sont utilisées pour ouvrir les plis afin de permettre une plus grande capacité de colmatage de la poussière et une moindre résistance du filtre.
Le lut du filtre : il est utilisé pour lier le média au cadre et éliminer les by-pass. Les luts en polyuréthane, silicone et céramique sont couramment utilisés pour les filtres HEPA.
Pendant un certain temps, dans les années 1960, le filtre HEPA n'avait aucune viabilité commerciale. Puis sont apparus les transistors et le secteur des semi-conducteurs.
Notre monde moderne serait très différent en termes de technologies sans les filtres HEPA. Il aurait été impossible de développer les pièces électroniques sensibles de nos appareils modernes sans les salles propres indispensables à leur fabrication.
Mais la technologie des salles propres ne s'arrête pas à la microéléctronique. D'autres secteurs ont par la suite bénéficié des filtres HEPA destinés aux salles propres, y compris la fabrication de produits pharmaceutiques.
Les filtres HEPA sont également utilisés dans le confinement nucléaire, la production de certains produits agroalimentaires et même pour protéger les travailleurs lorsqu'ils peuvent être exposés à des matières dangereuses telles que l'amiante.
Les filtres sont généralement installés dans le plafond d'une salle communément appelée salle propre. Certaines salles ont un niveau de propreté qui n’autorise que très peu de particules par mètre cube d'air. Un échantillon ordinaire d’air atmosphérique contient des dizaines de milliers de particules. Les produits pharmaceutiques utilisent couramment des filtres HEPA avec une efficacité entre 99,97 % à 0,3 micron et 99,99 %. Leurs exigences ne sont pas aussi strictes que celles du secteur des semi-conducteurs mais ils appliquent néanmoins la technologie des salles propres pour protéger l'intégrité de leurs produits.
Ainsi, en salle propre, ces filtres ont pour fonction :
Une autre application clé des filtres HEPA concerne les hôpitaux et les établissements médicaux.
Généralement utilisés dans les systèmes de plafond ou de CVC desservant les blocs opératoires, ils protègent le patient contre les infections ainsi que les salariés et les visiteurs contre les organismes aéroportés. Depuis peu, ils sont installés dans les chambres des patients de soins intensifs pour les protéger.
En conséquence, une réduction du taux de mortalité a été confirmée grâce à ces améliorations dans les installations.
Il est important de noter que ces filtres à très haute efficacité sont toujours mis en œuvre en aval d’un ou de plusieurs étages de filtration préalables qui vont retarder leur colmatage et optimiser leur durée de vie.
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