Ventilation et qualité de l’air Insérer l’en-tête en français (CCAC National Workshop...) Germain Rivard, D.M.V., Ph. D. germain.rivard@mousecare.com gfr6@cornell.edu grivard@greenvivarium.org 1

Facteurs environnementaux comme sources de variables Conditions Nourriture Eau Lumière Qualité de l’air intérieur [local, cage] Air d’appoint Température Humidité Composition de l’air Oxygène Gaz perdus (waste gases) Odeurs Particules en suspension Vitesse d’écoulement de l’air Efficacité de la ventilation ou du brassage (mélange) de l’air Taux de renouvellement d’air Pressurisation de l’air Perturbations Observations Intrusions Examen de santé Abreuvement Alimentation Changement des cages Manipulation Attitudes Activité physique Stresseurs Bruit Vibration Densité de la population Activité physique Interaction sociale Litière Nidification Enrichissement 2

QAI (qualité de l’air intérieur) Air d’appoint [ventilation] Air frais à 10-15 ra/h (AC/h), méthode de calcul de la charge calorifique totale ou de refroidissement (total cooling load) Pressurisation de l’air (+, -) Traitement de l’air (filtre capable de retenir 70-90%, HEPA ou ULPA ) Température, humidité, composition de l’air [O2, CO2, NH3, odeurs] Facteur de brassage de l’air ou méthodes de diffusion Recirculation de l’air ou ventilation avec apport d’air neuf (dilution-removal ventilation) et élimination Ventilation par mécanisme de passage simple ou d’écoulement laminaire Type, nombre et localisation de l’approvisionnement d’air et dispositifs d’évacuation d’air vicié - pour réduire au minimum la différence de température et les espaces sans circulation d’air - pour contrôler le CO2, le NH3, les allergènes, agents de contamination de l’air 5 3

Comment déterminer un facteur de brassage? Dynamique numérique des fluides (CFD) : prédiction sans recourir à un prototypage coûteux Simulations par gaz de dépistage (traçage) : utilisation du taux de dégradation pour calculer le ra/h (AC/h) Simulations par bulle d’hélium : mise en évidence des modèles d’écoulement de l’air Ingénierie mécanique : dégagement de la fumée (calcul du temps nécessaire pour éliminer 99% de la fumée) Reynolds: 7ppm Isosurfaces of ammonia SageAction: Clean Room 4

Ra/h (AC/h) recommandé = Facteur de brassage Ra/h (AC/h) recommandé = Q [évacuation de l’air en pieds cubes par minute] X 60 V [volume en pieds cubes] Ventilation minimale pour répondre aux besoins de la charge calorifique prévue être produite par le plus grand nombre d’animaux qui seront hébergés, en plus de toute chaleur prévue être produite par des sources non-animales et du transfert de chaleur par les surfaces du local [calcul de la charge calorifique totale]. Ra/h requis = Ra/h recommandé X facteur de brassage Ra/h adéquat afin de prévenir à la fois la stagnation et le court-circuitage de l’air, c.-à-d. le passage de l’air allant directement de l’apport d’air à l’évacuation d’air. Les facteurs de brassage vont de 1, ce qui correspond à un brassage parfait, à 10, ce qui correspond à un faible brassage. 5

144 min. pour éliminer 99 % de la fumée Emplacement Charge calorifique générée par les équipements Entrée/sortie Conduits d’air/plenums – Horiz./Vert. Recirculation de l’air contaminé Recirculation de l’air ou Ventilation avec apport d’air neuf et élimination Apport 120C Evacuation 300C QAI ? 15 ra/h 144 min. pour éliminer 99 % de la fumée Faible facteur de brassage [8] 6

7 min. pour éliminer 99 % de la fumée Emplacement Charge calorifique générée par les équipements Entrée/sortie Conduits d’air/plenums – Horiz./Vert. Recirculation de l’air contaminé Ventilation par mécanisme de passage simple ou d’écoulement laminaire Apport 180C Evacuation 220C IAQ ? 15 ra/h 7 min. pour éliminer 99 % de la fumée Bon facteur de brassage [2] 7

20 min. pour éliminer 99 % de la fumée Vélocité de l’air Efficacité de la ventilation ou du brassage de l’air 1 Plus longue est l’exposition; plus le nombre de variables potentielles est élevé! QAI ? IVC (air forcé, recirculation et ventilation par équilibrage de l’air) 60 ra/h 20 min. pour éliminer 99 % de la fumée Faible facteur de brassage +/- 0.15 m/s EVC (système assisté HVAC, ventilation de tirage par écoulement d’air par passage simple) 20 ra/h 4 min. pour éliminer 99 % de la fumée Facteur de brassage quasi-parfait - 0.02 m/s 8

QAI ? Haute vélocité : 0.3 – 0.5 m/s [40-100 pi/min], 60- 120 ra/h Vélocité de l’air Efficacité de la ventilation ou du brassage de l’air 1 QAI ? Haute vélocité : 0.3 – 0.5 m/s [40-100 pi/min], 60- 120 ra/h +/- 0.3 m/s Soupape (air valve) ou buse (nozzle) de petit diamètre = Bruit de haute fréquence Turbulences, courants d’air et vides d’air non ventilé = Faible brassage d’air 20oC [68oF] déplacement de l’air 0.3m/s[60 pi/min] = Effet de refroidissement par évaporation de 7oC [12.6oF] +/- 0.5 m/s Faible vélocité : 0.02 – 0.15 m/s [4-30 pi/min], 20- 100 ra/h - 0.02 m/s Évent de grande taille = Aucun bruit Aucun courant d’air = Brassage de l’air de passable à presque parfait Faible vélocité = Aucun effet de refroidissement - 0.02 m/s +/- 0.1 m/s +/- 0.15 m/s 9

Vélocité de l’air Efficacité de la ventilation ou du brassage de l’air 1 QAI ? 10

QAI ? 11

IAQ ? Effect of Caging System on a MHV-model of Experimental Infection 2004, JC Gourdon, DVM, LE Guanzini, LATg, JD Baines, DVM, PhD, MM Bailey, DVM, DACLAM, Cornell University. CARE. Ithaca, NY 14853 Statique [ SMI ] Ventilé (air forcé) IVC Ventilé (air rejeté) EVC Le système de cages EVC n’a pas exacerbé la symptomatologie du virus MHV comparativement aux systèmes SMI et IVC Les signes cliniques, la gravité des symptômes et la survie sont affectés par le système de cages Il faut faire attention lorsque l’on extrapole des données de différents systèmes de cages 12

Aménagement du HVAC des installations – Phase 1 QAI ? Aménagement du HVAC des installations – Phase 1 31’ x 34’ [12’] = 1,054 pc 9.4 X 10.3 [3.6] = 98 m3 11’ x 17’ = 187 pc 3.3 X 5.1 = 17.3 m3 4 Ra/h Points d’évacuation [3,200 X 0.6 pi3/min/17 L/m] Conduits d’évacuation [= 2,000 pi3/min/56,634 L/m] 9 Ra/h Conduits de distribution d’air [3 = 2,300 pi3/min/65,129 L/m] 13

QAI ? MESURES 2009 2010 2011 2012 2013 1. Coûts et économies en électricité selon les conditions de 2008 (kWh, kW, $) du HVAC et des prises normalisées à la production annuelle de rongeurs 2. Économies réalisées en gaz naturel (MMBTU, $) 3. Maintien de l’emploi (#ETP) 4. Santé et température de confort des employés (T, HR, CO2, NH3, LAA) 5. Production animale, y compris : Systèmes de gestion de l’information des laboratoires (SGIL) Rendement de l’élevage pour l’index d’efficience de la production Densité des populations de rongeurs pour le calcul de l’optimisation de l’espace Programme de surveillance pour l’évaluation de la santé de la colonie (sentinelles) Suivi RODAC (détection et numération des organismes) pour l’évaluation de l’état microbiologique du local 6. Transfert de technologie : article technique paru dans les revues spécialisées et autres installations qui reproduisent cette technologie 14

QAI ? Rivard, GF (2004) CONTEMPORARY TOPICS 43(5):64-70. 15