La qualité de l’air dans un laboratoire est une exigence de sécurité
La qualité de l’air dans un laboratoire est une exigence de sécurité. C’est aussi un confort des conditions de travail pour les ingénieurs et techniciens laborantins.
Les vapeurs chimiques, les solvants et les composés organiques volatils (COV) émis lors des manipulations et expérimentations représentent un risque tant pour le personnel que pour l’environnement du travail.
C’est ici qu’intervient le rôle protecteur des filtres à charbon actif puisqu’ils ont l’aptitude à capter et à neutraliser ces polluants avant leur rejet dans l’air.
Dans ce guide d’ISOFILTER, nous allons détailler le fonctionnement de ces filtres, leurs différents types, les critères de leur choix, leur maintenance et les bonnes pratiques à adapter pour avoir une filtration fiable et persistante.
Pourquoi recourir à la filtration par charbon actif au laboratoire ?
- Risques évoqués par les vapeurs chimiques et les COV
Les réactifs ou les produits chimiques utilisés dans les laboratoires, comme les solvants, les acides faibles ou forts (exemple l’acide sulfurique qui est corrosif), le formaldéhyde et les amines, dégagent des vapeurs invisibles mais dangereuses. Donc, une exposition prolongée peut engendrer des irritations cutanées ou oculaires, des troubles respiratoires et même des intoxications chroniques. Ces laboratoires doivent alors concevoir un système de filtration de l’air adapté dans l’objectif d’assurer la sécurité du personnel et la conformité réglementaire (norme NF X 15-206).
- Rôle du charbon actif, principe d’adsorption et saturation
Le charbon actif fonctionne comme une éponge moléculaire. Sa structure microporeuse lui confère une surface d’adsorption très élevée dont 1g de charbon actif peut offrir jusqu’à 1 000 m² de surface interne. Les molécules de gaz ou de vapeurs se fixant sur ces pores, empêchant leur diffusion dans l’air du laboratoire.
L’efficacité du charbon actif n’est cependant pas illimitée. En effet, lorsque que les pores du charbon se remplissent, sa capacité d’adsorption diminue. Cela signifie que le matériau atteint son point de rupture, et du coup, il cesse d’adsorber les polluants et peut même en relarguer. La saturation du filtre doit donc faire l’objet d’un suivi régulier.
Qu’est-ce qu’un filtre à charbon actif et comment fonctionne-t-il ?
Un filtre à charbon actif peut se présenter sous forme de cassette, de cartouche ou bien de module rempli de granulés de charbon.
Il est généralement contenu dans un cadre métallique ou plastique pour assurer l’étanchéité et limiter les pertes de charge.
- Les types de charbon
Charbon de coco : Une capacité élevée d’adsorption des solvants organiques et des COV.
Charbon de bois : Il est utilisé pour les gaz les plus polaires (acides, bases).
Charbon imprégné : Ce matériau est enrichi en sels métalliques ou en oxydants pour neutraliser les gaz spécifiques comme les acides halogénés, l’ammoniac ou le formaldéhyde.
Astuce pro : Consultez toujours la fiche d’adsorption du fabricant pour vérifier la compatibilité du filtre avec les produits à manipuler.
Comment choisir le bon filtre à charbon actif ?
Le bon filtre dépend à la fois du type de polluants à traiter, des conditions d’utilisation et de la configuration de l’équipement ou de l’appareil. Les critères principaux sont :
– la nature des gaz à capter
– le débit d’air
– la concentration de polluants
– L’humidité
– La température ambiante
| Type de polluant | Type de charbon recommandé | Application typique |
|---|---|---|
| Solvants organiques (acétone, toluène, éthanol) | Charbon de coco | Hottes à solvants |
| Vapeurs acides (HCl, HNO₃) | Charbon imprégné basique | Sorbonnes chimiques |
| Amines, ammoniaque, bases | Charbon imprégné acide | Postes ventilés |
| Formaldéhyde, gaz oxydants | Charbon au permanganate | Laboratoires de biologie |
Maintenance et longévité des filtres
La performance d’un filtre à charbon actif est directement dépendante de son suivi et de son remplacement. Un filtre saturé perd toute son efficacité et peut relarguer des vapeurs nocives.
Les signes de saturation sont les suivants :
– Odeurs persistantes
– Alarme déclenchée
– Augmentation des COV mesurés
La durée de vie moyenne est de 6 à 12 mois selon l’intensité d’utilisation.
- Procédure de remplacement sécurisée
1. Couper l’alimentation électrique et arrêter la circulation d’air.
2. Porter des EPI (gants, masque à cartouche, lunettes).
3. Retirer le filtre usagé en dévissant les écrous (voir photo ci-dessous).
C’est soit une cellule carrée ou rectangulaire comme le montre cette photo. Puis le mettre dans un sac étanche qui lui-même sera mis dans un caisson métallique, à l’extérieur pour éviter tout risque d’inflammabilité.
4. Installer le filtre neuf dans le bon sens de flux après s’être assuré que le charbon actif est dédié au vapeur à capter !
- Gestion et élimination des filtres usagés
Les filtres saturés sont considérés comme des déchets dangereux, leur élimination doit se réaliser via une filière agréée.
Ne pas les stocker dans le local, ils relarguent des vapeurs résiduelles !
Coûts
Le coût d’un filtre dépend du format, du type de charbon actif et du nombre de pièce. Ce qui peut être le plus coûteux n’est pas le filtre lui-même mais sa fréquence de remplacement. Dans l’hypothèse où un changement doit être régulier, par exemple chaque quinzaine, le budget peut être important. Nous proposons alors aux industriels une solution technique spécifique. Soit l’un de nos techniciens doit se déplacer, soit, vous devez fournir toutes les caractéristiques techniques pour adapter nos plans à votre Sorbonne.
Le filtre à charbon actif vous apporte la sécurité chimique en laboratoire contenant les hottes, les Sorbonnes ou tout post ventilé. S’il est bien choisi et correctement entretenu, il garantit un air pur et un environnement de travail adéquat pour répondre aux exigences HSE.