Air pur à tout moment

Les chercheurs de Fraunhofer IWS utilisent un système d'adsorption multiple pour étudier le comportement d'adsorption de gaz concurrents afin de trouver des substances filtrantes appropriées.

Sécurité du lieu de travail Travail des métaux : un air pur à tout moment

Rédactrice : Nicole Kareta

Le traitement des métaux au laser et au plasma libère des polluants dans l’air ambiant. Le Fraunhofer IWS, en collaboration avec des partenaires, a développé un système de filtrage qui élimine efficacement ces substances de l’air. Le filtre peut être adapté aux différents matériaux et substances. À l’avenir, la technologie sera utilisée dans d’autres applications, telles que la fabrication additive.

Sociétés liées

Les chercheurs de Fraunhofer IWS utilisent un système d'adsorption multiple pour étudier le comportement d'adsorption de gaz concurrents afin de trouver des substances filtrantes appropriées.
Les chercheurs de Fraunhofer IWS utilisent un système d’adsorption multiple pour étudier le comportement d’adsorption de gaz concurrents afin de trouver des substances filtrantes appropriées.

(Source : © Jürgen Jeibmann/Fraunhofer IWS)

Des microparticules et des gaz nocifs ainsi que des substances sont libérés lors du traitement des métaux au laser ou au plasma. Les entreprises métallurgiques éliminent généralement ces substances du lieu de travail à l’aide de systèmes d’extraction et de ventilation. Lorsque cela n’est pas possible, les employés portent des masques de protection. Alors que la production devient de plus en plus automatisée (à l’aide de robots de production par exemple), moins d’attention est désormais accordée à la protection contre les émissions, car les personnes ne sont pas présentes en permanence dans l’installation. « C’est un problème, car les employés doivent parfois entrer dans les installations pour effectuer des réparations et de l’entretien, et pour contrôler la qualité des produits », explique Jens Friedrich, directeur de groupe pour la filtration des gaz et des particules à l’Institut Fraunhofer pour les matériaux et les matériaux. Beam Technology IWS à Dresde. « Dans de tels cas, les employés ne savent pas à quel point l’air est pollué. »

Un système de filtre pour tout

Dans le cadre d’un projet financé par des fonds publics, Fraunhofer IWS à Dresde, en Allemagne, a développé un système de filtrage en collaboration avec des entreprises de Saxe qui nettoie l’air dans les salles de production et lie efficacement une variété de polluants en même temps. La norme aujourd’hui sont les systèmes de filtres à charbon actif, qui retiennent par exemple les composés organiques volatils (COV). Cependant, des substances telles que le formaldéhyde, les oxydes d’azote et les composés soufrés problématiques sont également souvent libérés dans les entreprises et les ateliers de métallurgie. Le soudage au laser libère également des microparticules de métal ou de matériau de soudage. Aucun système n’a jusqu’à présent été disponible qui élimine toutes les substances de l’air aussi bien. Dans le cadre du projet MultiFUN, les partenaires ont développé pour la première fois un système de filtrage aussi flexible. Il se compose de plusieurs modules interchangeables. Chaque niveau de filtre contient un média filtrant spécialement conçu pour éliminer des substances particulières de l’air ambiant. En plus du charbon actif, le système de filtration utilise également des zéolithes et des polymères poreux, par exemple, mais aussi des charpentes dites organométalliques.

Afin d'assurer la continuité de la production même pendant la maintenance ou d'éventuelles réparations, la capacité d'extraction a été divisée en deux lignes fonctionnant indépendamment.

Tester de nombreuses substances différentes

Pour trouver la bonne substance filtrante, les chercheurs du Fraunhofer IWS ont d’abord testé une gamme de substances en laboratoire pour voir dans quelle mesure elles adsorbent les divers polluants atmosphériques. Les meilleurs candidats ont ensuite été intégrés dans le prototype du système de filtration, qui a été fabriqué par la société ULT à Löbau. Une caractéristique distinctive de ce système par rapport aux systèmes de filtration conventionnels est sa surveillance par capteur, qui détecte automatiquement lorsque le média filtrant est saturé de substances et doit être remplacé. L’état est affiché par des LED colorées séparément pour chaque niveau de filtre et classe de polluant. Cela signifie que seul le niveau de filtre saturé doit être remplacé.

Vous feriez mieux d’utiliser des systèmes de filtrage

En raison de l’automatisation croissante, il y a une augmentation du nombre de salles d’usine dans lesquelles l’air n’est pas suffisamment nettoyé, comme les installations de production 3D. « Cela est susceptible de provoquer des conflits, car rien ne fonctionne jamais complètement sans l’implication des personnes », explique Jens Friedrich. « Il est absolument conseillé d’utiliser des systèmes de filtrage pour protéger la santé des employés sur le long terme – même s’ils n’entrent zones occasionnellement. Dans la fabrication additive utilisant des robots laser 3D, des quantités importantes de microparticules sont libérées. Celles-ci se déposent et polluent la pièce ainsi que les pièces. Les particules peuvent contaminer des produits de grande valeur. Elles représentent également un risque d’accident, si des personnes glissent sur les pastilles accumulés au sol.

Avantages des processus d'ébavurage et de fraisage par robot

En collaboration avec un certain nombre d’entreprises, Fraunhofer IWS travaille actuellement au développement d’un système spécialement conçu pour filtrer les polluants et les substances libérés lors de la fabrication additive. « Notre institut possède une expertise dans le traitement au laser, dans les matériaux et dans le développement de systèmes complets », déclare Friedrich. « Cela fait de nous le partenaire idéal pour le développement de telles solutions de filtrage. » Il pense également qu’il existe un besoin croissant de systèmes de filtrage qui éliminent diverses substances de l’air lors de la production et du recyclage des batteries. C’est notamment le cas car des métaux tels que le nickel, le manganèse et le cobalt y sont utilisés, qui peuvent former des composés dangereux pour la santé même à très faibles doses.

Le projet MultiFUN a été financé par le Fonds européen de développement régional (FEDER). Ses partenaires comprennent ULT AG de Löbau, SEMPA SYSTEMS GmbH de Dresde, le fabricant de textiles Norafin Industries GmbH de Mildenau et Fraunhofer IWS.

(Réf : 47738849)