Smart Hôpital : Concilier excellence médicale et efficacité énergétique

Confort et hygiène en priorité dans les hôpitaux
« La norme NF S90-351, texte de référence en hygiène hospitalière (risque contamination aéroportée), définit les exigences et les moyens à mettre en œuvre selon le niveau de risque infectieux de chaque zone », introduit Pierre Poinsot, directeur de la prescription au sein de France Air, leader de la ventilation dans les locaux à risque. La norme classe ainsi les espaces en 4 catégories :

• Zone 4 : très haut risque
• Zone 3 : haut risque
• Zone 2 : risque moyen
• Zone 1 : risque nul

La norme ISO 14698 définit, quant à elle, les principes fondamentaux pour contrôler la biocontamination et détaille les méthodes de suivi des zones à haut risque. Dans les zones moins sensibles, son application reste surtout indicative.

La QAI, enjeu global du secteur de la santé
« Dans le secteur médical, la qualité de l’air est cruciale, notamment pour limiter la propagation des virus, bactéries et microbes. Mais il n’y a pas que les polluants biologiques qui présentent un intérêt sanitaire, d’autres polluants comme les particules ou les polluants sont aussi présents dans les hôpitaux et peuvent aggraver l’état des patients fragiles (personnes immunodéprimées, femmes enceintes, jeunes enfants) », explique Claire-Sophie Coeudevez, directrice de Medieco Conseil & Formation.

Medieco agit donc notamment pour protéger les publics vulnérables en combinant sensibilisation et expertise technique :

• Formations et outils pédagogiques (par exemple : escape game sur les perturbateurs endocriniens, ateliers sur les textiles).
• Audits complets des produits utilisés dans les bâtiments (matériaux de construction, produits d’entretien, équipements médicaux, etc.), en analysant notamment leurs fiches de données de sécurité (FDS) pour identifier des substances dangereuses (par exemple : bisphénol dans un vernis de résine de sol).

Claire-Sophie Coeudevez ajoute que Medieco réalise aussi des campagnes de mesure (de 24 heures à plusieurs mois) pour :

• Analyser les pics de pollution et leur impact,
• évaluer l’efficacité des systèmes de ventilation et filtration. Ces mesures comparent les niveaux de polluants à l’extérieur et à l’intérieur des bâtiments, afin d’optimiser la qualité de l’air.

Les mesures en intérieur portent souvent sur les COV (composés organiques volatils), classés en très volatils, classiques et semi-volatils – ces derniers étant les plus difficiles à analyser. Globalement, les études montrent que les émissions liées aux produits de construction ont diminué depuis quelques années.

Pour le Medipôle Lyon Villeurbanne, Medieco a réalisé un audit complet des expositions environnementales dans les services de néonatologie. « Les 1 000 premiers jours de vie sont en effet critiques : les perturbateurs endocriniens – même à faible dose – peuvent bloquer l’action des hormones naturelles et avoir des effets durables. Les maternités sont donc une priorité, tant pour protéger les nouveau-nés que pour sensibiliser les parents après la naissance », ajoute l’experte de Medieco.

Les polluants mesurés incluent notamment :

• des composés organiques volatils (benzène, toluène, xylènes, éthylbenzène, styrène, limonène, etc.) ;
• le bisphénol A ;
• le formaldéhyde et l’acétaldéhyde ;
• 12 phtalates couramment retrouvés dans les environnements intérieurs.

Ces mesures et analyses permettent d’identifier les sources possibles de pollution et de mesurer l’impact des changements dans les services hospitaliers. Par exemple, les contenants plastiques souples ont été remplacés au maximum par du verre pour réduire les phtalates.

La démarche de l’hôpital repose sur une collaboration entre tous les services : soins (cadres, équipes soignantes, pédiatres), pharmacie, biomédical, logistique, nettoyage, maintenance, recherche et direction.

« Les interventions de Medieco visent d’abord à déterminer les sources de pollution, les mesurer et tenter de les limiter ; viennent ensuite les actions de remédiations avec notamment un travail sur le renouvellement d’air pour garantir de bons volumes et une filtration adaptée. Les systèmes d’épuration ne sont qu’à étudier en second lieu, si aucune des actions précédentes n’a fonctionné », conclut Claire-Sophie Coeudevez.

Ventilation double flux et récupération d’énergie
Dans les bâtiments médico-sociaux et de soins de proximité – cabinets médicaux, maisons de santé, centres de consultations et soins, Ehpad –, la qualité de l’air intérieur constitue aussi un enjeu sanitaire et énergétique majeur. Ces locaux accueillent des personnes vulnérables (patients fragiles, personnes âgées) ainsi que du personnel exposé en continu. Ils nécessitent donc un renouvellement d’air permanent et maîtrisé, une filtration efficace des polluants et particules, et une stabilité du confort thermique, sans surconsommation énergétique.

Nous avons interrogé le fabricant Zehnder – l’un des leaders de la ventilation et de la qualité de l’air intérieur – qui conseille, pour répondre à ces besoins, des systèmes de ventilation double flux avec récupération de chaleur. Plus performants que la ventilation simple flux, ces systèmes apportent de l’air neuf filtré, évacuent l’air vicié et limitent les pertes d’énergie, tout en se conformant aux normes en vigueur.

Pour Zehnder, les centrales de traitement d’air (CTA) double flux à échangeur à plaques assurant une séparation stricte entre l’air neuf et l’air extrait, sans mélange ni transfert de polluants, sont souvent la réponse à privilégier. Les échangeurs à plaques permettent une récupération de chaleur à très haut rendement, pouvant atteindre jusqu’à 90 %, ce qui limite fortement les besoins en chauffage et en refroidissement.

Ces principes contribuent à maintenir une qualité de l’air intérieur stable, un confort thermique homogène et une réduction significative des consommations énergétiques.

Côté filtration mécanique, les systèmes double flux, comme ceux de la gamme Zehnder, intègrent une filtration mécanique performante, positionnée sur l’air neuf et, selon la configuration, sur l’air extrait. La filtration fonctionne en continu, indépendamment de l’occupation des locaux, et il est possible de mettre en œuvre une double filtration sur l’air neuf, par exemple M5 + F7 ou F7 + F9, afin de réduire efficacement les particules fines, poussières, pollens et polluants atmosphériques. Cette filtration contribue à la protection des occupants et à la durabilité des équipements, tout en venant en complément du renouvellement d’air. Mais elle ne se substitue pas à des dispositifs de désinfection active de l’air.

À noter que les centrales de traitement de l’air Zehnder sont pilotables et régulables, et peuvent être intégrées aux systèmes de gestion technique du bâtiment (GTB/GTC) existants. Cette connectivité permet une exploitation optimisée, une maintenance préventive et une continuité de service accrue, particulièrement importantes en milieu de soins.

Des solutions de renouvellement et de filtration adaptées à chaque niveau de risque
Pour les blocs opératoires, des solutions sur mesure – en neuf comme en rénovation – sont proposées. « Conçues et fabriquées en France, modulaires et adaptables à toutes les configurations, elles reposent sur un flux d’air unidirectionnel : de l’air filtré et stérilisé est soufflé depuis un plafond filtrant vers le bas de la salle, à un débit contrôlé, pour garantir une hygiène optimale », introduit Pierre Poinsot, de France Air.

L’aide à la conception est importante pour aider à choisir les bonnes solutions, notamment sur les projets de rénovation. « Par exemple, au CHU de Caen, la commande initiale prévoyait des plafonds filtrants unidirectionnels Biovax, mais très vite, dès la conception du projet, le constat a été fait que les réservations pour les gaines ne permettaient pas de fournir le débit suffisant. La solution de plafond filtrant baptisée Cassiopée avec intégration du recyclage d’air – jusqu’à 90 % de l’air soufflé – a permis à la fois de diminuer l’emprise du local technique avec un dimensionnement moindre des centrales, avec 5 centrales de 7 000 m3/h en lieu et place des 6 centrales de 9 000 m3/h initialement prévues, et de respecter les contraintes de réservation. »

Le plafond Cassiopée assure le débit d’air total nécessaire en salle d’opération en combinant un faible débit d’air neuf et de l’air recyclé filtré. « Cette solution permet d’atteindre les exigences de propreté particulaire et bactériologique fixées par la norme NF S 90-351 pour les zones à haut risque 3 et 4 », complète l’expert de France Air. La minimisation de l’impact énergétique est réalisée par l’usage de moteurs EC à faible consommation énergétique, couplé à un réseau de recyclage à très faibles pertes de charge et un fort taux de recyclage possible avec une modulation des débits jour/nuit en période d’inoccupation du bloc.

« Pour les zones à risque infectieux 2 ou 3 définis dans la norme NF S90-351, il est possible de mettre en place le module CompaClean® diffusant monobloc non unidirectionnel cette fois, et conçu, donc, pour les chambres à risques infectieux, les couloirs, les stérilisations, les SSPI (salles de réveil). Il équipe aujourd’hui plus de 2 500 salles type 2 et 3 en France », ajoute Pierre Poinsot.

Enfin, France Air propose également des solutions techniques pour les autres espaces comme des halls ou espaces d’accueil, mais aussi des systèmes avec récupération d’énergie pour les cuisines professionnelles, et couvre ainsi la totalité des besoins d’un site hospitalier. Pierre Poinsot ajoute qu’il est possible par la GTB ou en accès direct de suivre les consommations des motoventilateurs et, d’ici à la fin de l’année, il sera possible de suivre la QAI en temps réel dans le bloc opératoire.

Soigner mieux en consommant moins
Décrets tertiaire et BACS obligent, l’efficacité énergétique est au cœur des sujets, notamment pour les établissements de santé existants. Mais le confort, l’hygiène et le soin des patients sont aussi des priorités qui nécessitent une attention accrue et continue, tant sur les conditions de températures de chauffage, climatisation et ECS, que de renouvellement et de qualité de l’air.

« Dans un Smart Hôpital, la maîtrise des coûts énergétiques est cruciale, car les besoins sont permanents (24 h/24). Pourtant, il est impossible de réduire les dépenses en baissant les températures : les chambres doivent rester chaudes pour le confort des patients, et les blocs opératoires et laboratoires doivent rester frais pour des raisons techniques et sanitaires. Ces contraintes rendent la gestion énergétique particulièrement complexe », souligne Benjamin Jouanny, Business Developper pour Wilo France et notamment pour le secteur hospitalier.

« Bien sûr, rénover une chaufferie complète tout en changeant d’énergie ou en les mixant, ou encore réaliser une isolation thermique par l’extérieur (ITE) est toujours possible, mais les budgets sont le plus souvent conséquents. Les leviers faciles à actionner, permettant cependant des gains significatifs par simple remplacement d’équipements, trouvent donc un écho très favorable », poursuit l’expert de Wilo.

Les pompes sont déterminantes pour le confort et l’efficacité énergétique
« En France, près d’un million de pompes devraient être remplacées pour contribuer à respecter le décret tertiaire. Or, beaucoup sont mal dimensionnées ou tournent en continu et à débit fixe, ce qui génère des dépenses énergétiques élevées et évitables », décrit Benjamin Jouanny, de Wilo. Rénover une chaufferie, bien que souvent perçu comme un acte coûteux et peu prioritaire, peut en réalité se révéler rentable et stratégique. Ainsi, l’investissement dans des pompes de distribution haut rendement se justifie pleinement : leur efficacité énergétique permet des économies substantielles, souvent proches de 70 % par rapport à une pompe ancienne, assurant un retour sur investissement rapide ainsi qu’une réduction de l’empreinte carbone de l’installation. La condition préalable est cependant de réaliser une évaluation précise des besoins techniques (consommation réelle, contraintes budgétaires), pour dimensionner la solution de manière optimale.

« Le passage du débit constant au débit variable permet de réduire le débit au niveau ad hoc et, donc, de diminuer les consommations associées aux circulateurs tout en garantissant un niveau de confort optimal. Les pertes en ligne sont diminuées et les économies sont conséquentes – notamment pendant la saison estivale, car l’été, l’hôpital utilise l’eau chaude pour produire essentiellement de l’eau chaude sanitaire et de la déshumidification pour les centrales de ses blocs opératoires », détaille l’expert de Wilo.

« Avec des pompes de la gamme Wilo-Stratos, il est possible de remplacer une pompe de 45 kW par quatre pompes de 7,5 kW fonctionnant en cascade. Résultat : une réduction significative de la consommation énergétique, car la pleine puissance n’est nécessaire le plus souvent que 8 à 10 % du temps. Grâce à leur intelligence, ces pompes communiquent avec la supervision ou un automate, mais aussi entre elles (par exemple, entre la pompe du circuit primaire et celles du secondaire) pour ajuster les débits de manière optimale et éviter les gaspillages », précise l’expert de Wilo.

« Avec la solution numérique de surveillance à distance Wilo-Monitor, il est possible de suivre les installations partout et à tout moment, ce qui permet d’améliorer ainsi durablement la sécurité et la rentabilité des pompes. Un concept qui se révèle très utile en environnement de surveillance de multiples installations, et qui est utilisable aussi bien pour les systèmes de pompes de CVC ou de surpression que pour les stations de relevage ou encore les systèmes incendie », poursuit l’expert de Wilo. En cas de problème ou d’alerte, une notification est envoyée immédiatement. Pour les blocs opératoires, c’est essentiel : tous les paramètres importants (temps de fonctionnement, consommation d’énergie, cycles de marche/arrêt, état des pompes) sont visibles en temps réel, ce qui permet de garantir la fiabilité du système à tout moment. Les données peuvent aussi être transmises à la GTB du site hospitalier par des protocoles standard comme Modbus ou BACnet.

Jean-François Moreau