Introduction

Les salles propres figurent parmi les environnements industriels les plus énergivores. Fonctionnant souvent 24/24, 7/7, 365j/an, elles reposent historiquement sur des concepts de surdimensionnement aéraulique destinés à garantir la maîtrise de la contamination. Cette approche, longtemps considérée comme sécuritaire, montre aujourd’hui ses limites face aux enjeux énergétiques, économiques et environnementaux actuels.

Contrairement à une idée encore largement répandue, la performance d’une salle propre ne repose pas uniquement sur des débits d’air élevés. Elle repose avant tout sur une maîtrise globale du risque de contamination, dont la ventilation n’est qu’un levier parmi d’autres. Cet article propose un éclairage technique et normatif sur les marges de manœuvre existantes pour réduire significativement les consommations énergétiques des salles propres, sans compromettre leur niveau de performance.

Le poids énergétique de la ventilation

Dans une salle propre, la ventilation représente généralement 40 à 60 % de la consommation énergétique totale, voir nos premiers articles dans revue « salles propres SP64 » de 2009.

Ce chiffre s’explique par :

• des taux de renouvellement d’air élevés,
• le fonctionnement continu des installations,
• les besoins associés en chauffage, refroidissement et humidification.

À titre de comparaison, la consommation spécifique d’une salle propre peut être 5 à 10 fois supérieure à celle d’un bâtiment tertiaire classique. La ventilation constitue donc le premier levier d’optimisation énergétique, loin devant les équipements process ou l’éclairage.

Origines du surdimensionnement historique

Le dimensionnement des salles propres s’est longtemps appuyé sur des recommandations empiriques, souvent traduites par des taux de brassage d’air élevés, indépendamment du niveau réel de risque. Cette logique repose sur plusieurs facteurs :

• une assimilation simpliste entre débit d’air et propreté,
• une interprétation conservatrice des exigences réglementaires,
• une crainte de non-conformité lors des audits,
• un manque d’instrumentation permettant un pilotage fin des installations.

Ce surdimensionnement, s’il apporte une marge de sécurité apparente, conduit en pratique à des consommations énergétiques excessives, rarement remises en question en phase d’exploitation.

Ce que disent réellement les normes ISO 14644

Les normes ISO 14644 sont souvent invoquées pour justifier des débits élevés. Pourtant, une lecture attentive montre qu’elles n’imposent aucun taux de renouvellement d’air minimal.

• ISO 14644-1 définit des classes de propreté basées sur la concentration particulaire, sans prescrire de solution technique.
• ISO 14644-2 insiste sur la surveillance et la démonstration de la performance.
• ISO 14644-4 encourage des conceptions flexibles, adaptées à l’usage réel.

La norme laisse donc une large place à l’analyse de risque, à condition que les choix techniques soient documentés et maîtrisés. Cette liberté normative est encore trop peu exploitée.

Différencier les régimes : au repos et en activité

La distinction entre états au repos et en activité, clairement définie par l’ISO 14644, constitue un gisement majeur d’économies d’énergie. Dans de nombreux sites encore, les salles propres restent inutilement en régime nominal, y compris en dehors des phases de production.

L’abaissement contrôlé :

• des débits d’air,
• des pressions différentielles,
• voire du fonctionnement de certaines CTA,

permet couramment des réductions de consommation de l’ordre de 20 à 40 %, sans impact sur la conformité, dès lors que la remise en régime est maîtrisée et validée, voir nos différents articles écrits depuis 2009 à ce sujet.

Vers un pilotage dynamique des salles propres

Les technologies actuelles permettent de passer d’un fonctionnement statique à un pilotage dynamique, fondé sur :

• l’occupation réelle,
• L’introduction d’air neuf en grande quantité, free-cooling lorsque cela est possible, hiver et mi-saison (voir article Ertec à ce sujet précis),
• les phases process,
• Positions des diffuseurs de soufflage au plus prêt des zones à protéger, des diffuseurs de reprise/extraction au plus prêt des zones contaminantes,
• Cellules de comptages de particules en place pour une maitrise et la régulation du niveau de contamination,
• Temps de récupération, une donnée fondamentale qui influe sur la quantité d’air à mettre en mouvement, et/ou la position des diffuseurs de soufflage et reprise,
• Système CCS (Innovation brevetée Ertec avec de nombreux retours d’experience),
• des indicateurs de performance (pression, particules, états machines).

La variation de vitesse des ventilateurs, associée à une instrumentation fiable, la GTC peut aussi parfois aider à condition d’être bien exploitée (ce qui est rarement le cas), offre des gains énergétiques significatifs. Toutefois, ces solutions exigent une approche rigoureuse : une salle propre pilotée dynamiquement ne tolère ni approximation, ni instrumentation défaillante.

Optimiser l’existant : un potentiel sous-estimé

Contrairement aux idées reçues, l’optimisation énergétique ne nécessite pas systématiquement des travaux lourds. Dans de nombreuses installations existantes, des gains substantiels peuvent être obtenus par :

• un rééquilibrage aéraulique, un bypass partiel de la batterie froide souvent surdimensionnée (déshumidification),
• un ajustement des consignes, écarter les écarts de tolérance lorsque cela est possible,
• une requalification des plages de fonctionnement, la très grande majorité des salles propres n’est utilisée que 10h/jour sur 5j/semaine, alors pourquoi garder des paramètres de fonctionnement fixes h24, 7/7 ?
• une meilleure exploitation des données disponibles.

Ces actions présentent souvent des temps de retour sur investissement très courts (ROI) compatibles avec des contraintes industrielles fortes.

Conclusion

L’optimisation énergétique des salles propres ne consiste pas à réduire aveuglément les débits d’air, mais à repenser leur pilotage à la lumière du risque réel de contamination. Les normes actuelles offrent une flexibilité suffisante pour sortir du surdimensionnement historique, à condition d’adopter une démarche méthodique, documentée et pluridisciplinaire.

Dans un contexte de transition énergétique et de maîtrise des coûts, l’énergie est de plus en plus un critère de performance à part entière des salles propres. Les concepteurs que nous sommes en dialoguant avec exploitants doivent intégrer cette dimension dans leur stratégie de conception et d’exploitation disposeront d’un avantage durable, à la fois économique et environnemental.