Dimensionnement d’un Système de Ventilation Mécanique pour réduire l’activité radiologique atmosphérique d’une salle de consultation saturée en gaz radon (Rn222)

Le 31 octobre 2024

ConseilsRadon (Rn222)

Dimensionnement d’un système de ventilation mécanique pour réduire l’activité radiologique atmosphérique d’une salle de consultation saturée en gaz radon (Rn222) 

 

 

Dans les cliniques et établissements de santé, la gestion de l’exposition au gaz radon d’origine naturelle (Rn222) est primordiale pour garantir la sécurité des patients et du personnel. Ce gaz radioactif d’origine naturelle, inodore et incolore, peut atteindre des niveaux dangereux dans les espaces fermés et confinés.

L’installation d’un système de ventilation mécanique efficace permet de diluer la concentration de radon dans l’air et de réduire l’exposition radiologique.

Dans cet article, nous réalisons un exemple de dimensionnement pour un système de ventilation mécanique conçu pour abaisser le niveau d’activité atmosphérique de 1200 Bq/m³ à un seuil inférieur à 100 Bq/m³ dans une salle de consultation.

 

 

1. Paramètres de Conception du Système de Ventilation

 

Avant de dimensionner le système, définissons les paramètres de conception principaux, tels que la concentration initiale de radon, la concentration cible, le volume de la salle, et le taux de renouvellement d’air requis.

 

Hypothèses de Départ

– Concentration initiale de radon (Ci) : 1200 Bq/m³.
– Concentration cible (Cf) : 100 Bq/m³.
– Volume de la salle (V) : Supposons une salle de 40 m³ (typique pour une salle de consultation).

Le dimensionnement du système de ventilation repose sur le taux de renouvellement d’air nécessaire pour diluer la concentration de radon de manière continue et ramener l’air à un niveau acceptable.

 

 

2. Calcul du Taux de Renouvellement d’Air Nécessaire

 

Le taux de renouvellement d’air (R) représente le nombre de fois que l’air de la pièce est renouvelé par heure pour atteindre la concentration cible souhaitée. La concentration finale (C_f) de radon dans la salle, en fonction du taux de renouvellement d’air, peut être estimée avec la formule suivante :

Cf​   =  Ci  /  [ 1 + ( R × T ) ]​​

où :

  • est la concentration finale souhaitée (100 Bq/m³),
  • Ci est la concentration initiale (1200 Bq/m³),
  • R est le taux de renouvellement d’air par heure,
  • T est le temps en heures (ici, T = 1 heure pour simplification des calculs).

En isolant ( R ) pour atteindre la concentration cible, la formule devient :

R = ( Ci /​ Cf ) −1

Calcul

Substituons les valeurs dans l’équation :

R = (1200​/100) − 1 = 12 − 1 = 11

Ainsi, un taux de renouvellement d’air de 11 volumes par heure est requis pour abaisser la concentration de radon de 1200 Bq/m³ à 100 Bq/m³ en une heure.

 

 

3. Dimensionnement du débit d’air Nécessaire

 

Le débit d’air (Q) requis pour assurer ce taux de renouvellement d’air est calculé avec la formule suivante :

Q = R × V

où :

  • est le débit d’air nécessaire en m³/h,
  • R est le taux de renouvellement d’air par heure (11 dans notre cas),
  • V est le volume de la salle (40 m³).

 

Calcul du Débit

Q = 11 × 40 = 440 m³/h

Le système de ventilation devra donc être dimensionné pour assurer un débit de 440 m³/h pour maintenir une concentration en gaz radon d’origine naturelle sous le seuil de 100 Bq/m³.

 

 

 4. Choix du Système de Ventilation

 

Plusieurs systèmes de ventilation mécanique peuvent être envisagés pour atteindre ce débit, chacun avec ses avantages en fonction des caractéristiques de la salle et des besoins de la clinique :

 

 

  • Choix n°1 – **VMC Double Flux** : Assure un renouvellement d’air constant et filtré, ce qui est recommandé dans les environnements cliniques. (voir notre sélection )

 

  • Choix n°2  – **VMC Simple Flux** : Peut convenir si la salle dispose d’ouvertures permettant une entrée d’air, bien que moins efficace qu’une VMC double flux pour les concentrations de radon élevées.

 

  • Choix n°3  – **Dépressurisation Active** : Une option supplémentaire qui crée une dépression sous le bâtiment pour éviter l’infiltration de radon par le sol, mais elle s’avère souvent coûteuse et est plus adaptée pour des concentrations initiales très élevées.

 

 

 

 5. Prise en Compte de l’Humidité

 

Le radon est plus concentré dans des conditions de forte humidité, car il a tendance à s’accrocher aux particules d’eau. En maintenant un taux d’humidité entre 40 % et 60 %, l’efficacité du système de ventilation pour diluer le radon est renforcée.

Il est recommandé d’intégrer un déshumidificateur dans la salle, ou d’opter pour une VMC double flux avec contrôle d’humidité.

 

 

6. Coût Estimatif de l’Installation (hors pose)

 

Les coûts varient en fonction du type de système choisi en fonction de notre problématique  :

– VMC Simple Flux : Environ 1000 à 1500 € HT .

– VMC Double Flux : Coût moyen de 2000 à 5000 € en fonction des options de filtration et du contrôle de l’humidité.

– Dépressurisation Active : Coût élevé, généralement supérieur à 5000 €, mais pertinent pour des niveaux de radon très élevés.

 

 

 Conclusion

 

Pour garantir un environnement sûr dans une salle de consultation d’une clinique, un système de ventilation mécanique dimensionné pour un débit d’au moins 440 m³/h permettra de réduire efficacement la concentration de radon sous le seuil de 100 Bq/m³.

Le choix entre une VMC simple ou double flux dépend des caractéristiques de la pièce et des contraintes budgétaires, mais l’installation d’une VMC double flux est préférable pour les environnements médicaux en raison de ses capacités de filtration, de contrôle d’humidité et du contrôle de la température.

 

Christophe NAVARRO, auteur

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Sources Documentaires

1. Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN) – Dossier sur le radon et la prévention dans les bâtiments, 2021. Informations techniques sur la réduction des niveaux de radon par ventilation.

2. Organisation Mondiale de la Santé (OMS) – Radon and Health, 2009. Rapport sur les effets du radon sur la santé et les pratiques de réduction.

3. Guide Technique de l’ADEME (Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Énergie) – Amélioration de la qualité de l’air intérieur dans les bâtiments, ADEME, 2020.