Centrales de gaz médicaux

Comment dimensionner une centrale de vide médical pour un hôpital

Pour dimensionner une centrale de vide médical, partez de la prise murale, multipliez par le nombre de prises de chaque service, appliquez le coefficient de foisonnement qui reflète le nombre d'utilisations simultanées, puis ajoutez une marge pour les fuites du réseau. Le résultat est le débit d'air libre que les pompes doivent traiter au niveau de vide de calcul. Les pompes sont ensuite choisies pour que le groupe en service assure ce débit avec la plus grande pompe hors service : c'est la règle de redondance appliquée par EN ISO 7396-1.

Ce que la centrale de vide doit délivrer à chaque prise murale

Le vide médical se spécifie comme un débit d'air libre à un niveau de vide donné, mesuré à la prise murale. EN ISO 7396-1 fixe les conditions nominales de calcul, et les régulateurs de vide au chevet du patient se règlent à l'intérieur de cette enveloppe. Les régulateurs de vide Tecnomed se règlent d'environ moins 250 mbar jusqu'à un maximum de moins 1000 mbar, avec une graduation pédiatrique disponible lorsqu'une aspiration plus faible est requise.

Le dimensionnement ne se résume donc pas à la cylindrée des pompes. La centrale doit pouvoir tenir le vide de calcul à la prise la plus éloignée et la plus haute, pendant que le réseau véhicule le plein débit de calcul. Diamètre de canalisation et niveau de vide vont de pair : une colonne montante sous-dimensionnée affamera le dernier étage, même si la centrale elle-même dispose d'une capacité largement suffisante.

Débit de calcul, coefficients de foisonnement et profils par service

Chaque service possède son propre profil d'utilisation. Les blocs opératoires et les unités de soins intensifs utilisent le vide intensément et simultanément : leur coefficient de foisonnement est donc élevé, parfois proche de un pour les salles en activité. Les services d'hospitalisation générale comptent de nombreuses prises mais peu d'utilisations simultanées : leur coefficient est faible. Salles de réveil, urgences, blocs obstétricaux et endoscopie se situent entre les deux.

Construisez le calcul service par service plutôt que d'appliquer un coefficient unique à tout l'hôpital. Recensez le nombre de prises par zone, attribuez un débit par prise en service et un coefficient de foisonnement, et conservez les hypothèses visibles dans le dossier de conception. Lorsque l'hôpital ajoutera des lits plus tard, le calcul pourra être mis à jour au lieu d'être refait, et la commission d'appel d'offres verra exactement ce qui a été supposé.

  • Blocs opératoires et soins intensifs : forte simultanéité, coefficient de foisonnement élevé
  • Salles de réveil, urgences et salles d'accouchement : simultanéité modérée
  • Hospitalisation générale et consultations externes : nombreuses prises, faible simultanéité
  • Ajoutez une marge de fuite pour la tuyauterie et les prises murales installées
  • Ajoutez une marge documentée pour l'extension future prévue

Exemple chiffré : calcul du débit d'air libre total

Prenons un hôpital comptant six salles d'opération, vingt lits de soins intensifs et deux cents lits d'hospitalisation dotés chacun d'une prise de vide. En appliquant un foisonnement élevé aux blocs et aux soins intensifs et un foisonnement faible aux services d'hospitalisation, on obtient trois sous-totaux de débit d'air libre par service. Leur somme donne la demande clinique. Une marge de fuite est ensuite ajoutée en pourcentage du total, et une marge d'extension future sous forme de bloc forfaitaire.

Le résultat constitue le débit d'air libre de calcul de la centrale. Les pompes sont choisies au regard de cette valeur au vide de calcul, et non à leur débit d'air libre nominal, car la cylindrée utile diminue à mesure que le vide s'accentue. Lisez toujours la courbe de la pompe au vide de fonctionnement. Tecnomed publie les données de performance de toute sa gamme de pompes à vide TEC025 à TEC305, afin que la sélection puisse être vérifiée au point de fonctionnement réel plutôt qu'au maximum catalogue.

Choix du type de pompe et de la configuration duplex ou triplex

Les pompes à palettes rotatives et les pompes à becs dominent le service de vide hospitalier. Les pompes à palettes lubrifiées à l'huile sont compactes et tolérantes, avec une gestion de l'huile et de la filtration d'échappement. Les pompes à becs sèches se passent totalement d'huile et réduisent l'entretien, mais coûtent plus cher à l'achat. Les deux sont acceptables à condition que l'échappement soit rejeté en sécurité à l'extérieur, à l'écart des prises d'air et des fenêtres.

Les groupes duplex à deux pompes conviennent aux petits hôpitaux, lorsqu'une seule pompe peut assurer la totalité du débit de calcul. Les groupes triplex sont le choix habituel des hôpitaux moyens et grands : trois pompes dimensionnées chacune à la moitié du débit de calcul permettent d'en faire fonctionner deux en pointe pendant que la troisième est en entretien. Tecnomed construit des centrales de vide médical triplex, en rack et sur réservoir : la même capacité peut donc être livrée dans l'encombrement que le local technique offre réellement.

Choix du réservoir, des filtres bactériens et du coffret de commande

Le réservoir tampon absorbe les pointes brèves et limite le nombre de démarrages par heure, ce qui protège la durée de vie des moteurs. Son volume doit être adapté à la stratégie de régulation des pompes : les pompes à vitesse fixe exigent un réservoir plus important que les groupes à vitesse variable. Les centrales sur réservoir montent les pompes directement sur un réservoir horizontal et économisent la surface au sol, ce qui devient souvent le critère décisif en rénovation.

Les groupes de filtres bactériens se placent en amont des pompes afin de les protéger, elles et l'échappement, de toute contamination ; ils sont installés en duplex pour qu'une cartouche puisse être changée sans arrêter la centrale. Le coffret de commande doit alterner le rôle de pompe en tête pour égaliser les heures de fonctionnement, enclencher des pompes supplémentaires lorsque le vide baisse, et remonter l'état de marche, les défauts et le vide insuffisant vers le système d'alarme. Les coffrets de commande automate Tecnomed assurent le séquencement et fournissent ces signaux.

Exigences de redondance et de secours

La règle applicable est simple : la centrale doit encore assurer la totalité du débit de calcul avec la plus grande pompe indisponible. C'est la raison pour laquelle un groupe triplex se dimensionne à la moitié du débit par pompe, et non au tiers. Appliquez le même raisonnement à l'alimentation électrique, qui doit provenir d'un circuit secouru afin que le vide survive à une coupure de réseau, et à la filtration, qui doit être doublée.

Le sectionnement compte autant que la capacité. Chaque pompe a besoin de sa propre vanne d'isolement afin de pouvoir être déposée sans vidanger l'installation, et le réservoir nécessite une purge et un dispositif de by-pass de maintenance. HTM 02-01 attend également un plan de maintenance documenté, avec relevé des heures de fonctionnement, des changements de filtres et des vidanges le cas échéant.

Erreurs de dimensionnement fréquentes

Les deux erreurs classiques tirent en sens inverse. Additionner toutes les prises sans foisonnement produit une centrale deux à trois fois trop grande, qui fonctionne en cycles courts, use ses pompes et gaspille de l'énergie pendant des décennies. Ignorer les fuites et l'extension future produit une centrale incapable de tenir le vide un matin chargé, moins de cinq ans après la réception. Les deux découlent de l'absence de calcul service par service.

La liste ci-dessous recense les défauts qui apparaissent le plus souvent lorsqu'une centrale installée est expertisée. Presque tous sont peu coûteux à éviter au stade de la conception et coûteux à corriger ensuite, car le local technique est généralement l'espace le plus encombré du bâtiment et la tuyauterie est enfouie dans les gaines et les plafonds au moment où le problème devient manifeste.

  • Lire la capacité de la pompe sur son débit d'air libre nominal au lieu de la courbe au vide de calcul
  • Dimensionner correctement la centrale mais sous-dimensionner les colonnes montantes et les antennes
  • Omettre la marge de fuite des prises murales et des longs tracés de canalisation
  • Installer un réservoir trop petit au regard du nombre de démarrages par heure
  • Placer le rejet d'échappement près d'une prise d'air neuf ou d'une fenêtre ouvrante

Questions fréquentes

Quel niveau de vide la centrale doit-elle tenir à la prise murale ?

Le vide de calcul exigé par EN ISO 7396-1 à la prise murale, maintenu au plein débit de calcul à la prise la plus éloignée. Les régulateurs de vide de chevet fixent ensuite le niveau clinique ; les régulateurs Tecnomed se règlent d'environ moins 250 mbar à moins 1000 mbar, avec une option pédiatrique pour une aspiration plus faible.

Duplex ou triplex : comment trancher ?

Tranchez selon ce qui se passe lorsqu'une pompe est hors service. Si une seule pompe peut assurer la totalité du débit de calcul, un groupe duplex suffit. Si elle ne le peut pas, utilisez un groupe triplex avec chaque pompe à environ la moitié du débit, de sorte que deux pompes couvrent la demande de pointe pendant que la troisième est en entretien ou en panne.

Où doit se faire le rejet d'échappement du vide ?

À l'extérieur du bâtiment, à une hauteur sûre, à l'écart des prises d'air, des fenêtres et des zones de circulation piétonne, avec une filtration bactérienne en amont des pompes. Le conduit de rejet doit être supporté indépendamment et dimensionné pour que la contre-pression ne dégrade pas les performances des pompes au point de fonctionnement.

Quelle réserve de capacité prévoir pour l'extension future ?

De quoi couvrir les projets connus plus une marge documentée, convenue avec l'hôpital plutôt que supposée. Porter un bloc d'extension explicite dans le calcul vaut mieux que de gonfler les coefficients de foisonnement, car cela maintient visible la demande clinique réelle lorsque la centrale sera réévaluée plus tard.

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