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Grâce au système de
modélisation mis au point par le professeur Marcello
Reggio, les ingénieurs pourront prévoir les effets des
modifications à apporter aux systèmes de ventilation
avant même la réalisation des
travaux |
Au cours des derniers mois, de nombreux
problèmes de santé ont été attribués, à tort ou à raison, aux
systèmes d’aération de bâtiments publics. Le cas de l’hôpital
Sainte-Justine a probablement été le plus médiatisé, mais
d’autres situations semblables ont aussi été rapportées au
quartier général du Service de police de la CUM, à la
polyvalente Hyacinthe-Delorme de Saint-Hyacinthe, ainsi qu’à
l’école DuRocher de Grand-Mère.
La dynamique de la circulation de l’air dans un
bâtiment est très complexe et «un système de ventilation
adéquat pour un immeuble de bureaux n’est pas forcément
satisfaisant pour un hôpital», souligne Marcello Reggio,
professeur au Département de génie mécanique de l’École
Polytechnique. Le professeur participait, en novembre dernier,
à une conférence sur la qualité de l’air dans les
établissements de santé, conférence organisée par le Centre de
formation continue de Polytechnique et la firme
d’ingénieurs-conseils Groupe Teknica. M. Reggio y a présenté
une approche prometteuse permettant de modéliser la
circulation de l’air dans des salles tel un bloc opératoire,
où les conduites peuvent être obstruées par du matériel, alors
que la présence de nombreuses personnes peut modifier la
température de la pièce.
«Le contrôle de la qualité de l’air dans les
milieux hospitaliers est plus sévère que dans d’autres
environnements, rappelle le professeur. Des conditions
exceptionnellement stériles sont exigées pour les chirurgies
et l’on estime que les salles d’opération sont responsables
environ du quart de toutes les infections en milieu
hospitalier. La performance d’un système de ventilation dépend
des interactions entre l’emplacement des équipements, la
ventilation elle-même et les sources de chaleur et de
contamination.»
Marcello Reggio a appliqué à cette problématique
complexe une expertise élaborée depuis 30 ans en aérospatiale,
soit la modélisation des écoulements d’air et de liquide sur
les ailes des avions. «Les systèmes de simulation
d’écoulements sont arrivés à maturité et la technologie est
maintenant transférable à d’autres champs», affirme-t-il. Les
systèmes actuels permettent de combiner les données relatives
à la distribution, la vitesse, la direction et la température
de l’air sur plusieurs millions de points différents dans une
même enceinte.
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Les lignes rouges
indiquent les trajectoires de l’air pénétrant dans la
salle d’opération par les bouches de ventilation situées
au plafond. On peut observer qu’un jet se rend au
plancher, puis remonte juste au-dessus du
patient. |
«Nous pouvons visualiser la circulation de l’air
vicié dans la pièce, la trajectoire de toute particule, ou
prédire la vitesse et la concentration d’un gaz. L’avantage,
c’est qu’avec un tel outil nous pouvons analyser les effets de
modifications à apporter aux systèmes de ventilation déjà en
place avant même d’effectuer ces changements et sans
bouleverser les activités de travail. On peut aussi optimiser
les systèmes de ventilation de bâtiments à construire en
évaluant à l’avance les différentes configurations afin de
définir un design optimal.»
Devant les participants à la conférence sur la
qualité de l’air, le professeur a présenté l’application d’un
tel outil dans le cas des conditions précises d’une salle
d’opération de l’hôpital Sainte-Justine. Sur l’une des
illustrations tirées de ces données (voir ci-contre), on peut
remarquer qu’un jet d’air descend jusqu’au plancher avant de
remonter juste au-dessus du patient allongé sur la table
d’opération. «Ceci nous montre l’importance des mesures de
stérilisation des lieux et des mesures de prévention qui
doivent être adoptées par toute personne présente dans un tel
endroit», souligne Marcello Reggio.
Selon le professeur, il s’agit là des premiers
travaux de modélisation de la circulation de l’air réalisés à
l’aide d’outils issus du génie aérospatial. Les recherches
doivent se poursuivre afin de raffiner les estimations, mais
le procédé s’avère prometteur. «La méthode peut aussi être
utilisée pour prévoir la propagation d’un incendie,
ajoute-t-il. D’ici quelques années, toutes les firmes de génie
devraient procéder par modélisation.»
Les milieux de l’éducation s’intéressent
également à ces travaux et un colloque est prévu en avril sur
la qualité de l’air dans les écoles.
D’autres applications sont par ailleurs à
l’étude, notamment en génie biomédical, où le recours à ces
outils permettra d’évaluer l’efficacité des pompes
cardiaques.
Daniel Baril
