Une maîtrise des systèmes de distribution de gaz au service d’une grande cause

Comment des ingénieurs terrain Swagelok ont mis à profit leurs connaissances des systèmes de distribution de gaz pour aider à produire des respirateurs

Alex Chu, Directeur technique chez Swagelok Bristol

Les systèmes de distribution de gaz industriels peuvent être complexes. Acheminer avec efficacité des gaz potentiellement dangereux jusqu’à leurs points d’utilisation, à la bonne pression et sans fuites, requiert des connaissances et des compétences techniques bien particulières.

Bien qu’on ne l’imagine pas sous cet angle, une application bien précise de ces systèmes de distribution de gaz s’est retrouvée sur le devant de la scène durant l’année écoulée. Les respirateurs médicaux, qui, depuis le début de la pandémie, jouent un rôle central dans la prise en charge des patients atteints de formes graves de la COVID-19, permettent de fournir de l’oxygène à l’appareil respiratoire humain. En 2020, alors que la pandémie prenait de l’ampleur, les professionnels de santé ont mis en garde contre une pénurie de respirateurs, qui risquait de priver certains patients des soins nécessaires à leur prise en charge.

Le VentilatorChallenge UK fait partie des initiatives lancées pour enrayer la pénurie annoncée. Des groupements d’entreprises industrielles, technologiques et d’ingénierie britanniques se sont réunis pour accélérer la production de respirateurs, au cas où le système hospitalier viendrait à avoir besoin de machines supplémentaires. Swagelok Bristol était l’une de ces entreprises : une équipe d’ingénieurs terrain a commencé à travailler sur des moyens pour relever le défi, dont l’aboutissement devait être la conception et l’assemblage de plus de 200 respirateurs.

Voici comment l’équipe de Swagelok Bristol a exploité sa connaissance des systèmes de distribution de gaz industriels pour contribuer à une grande cause – une connaissance qui peut également déboucher sur une large gamme d’applications personnalisées en fonction de besoins spécifiques.

Trouver l’essence d’une application

Pour relever le défi, l’équipe d’ingénieurs terrain a d’abord étudié les fonctions essentielles d’un respirateur. À la base, un respirateur est un système automatisé de distribution de gaz qui achemine de l’oxygène et de l’air – en maintenant des valeurs précises de débit, de pression et de concentration – d’une source pressurisée jusqu’à un point d’utilisation, en l’occurrence, jusqu’à un patient. Les systèmes de mélange et de distribution de gaz sont utilisés dans de nombreuses applications aux enjeux importants que les ingénieurs Swagelok connaissent bien, notamment la distribution de gaz de très grande pureté ou l’acheminement de gaz toxiques.

À la base, un respirateur est un système automatisé de distribution de gaz qui achemine de l’oxygène et de l’air – en maintenant des valeurs précises de débit, de pression et de concentration – d’une source pressurisée jusqu’à un point d’utilisation, en l’occurrence, jusqu’à un patient.

Ensuite, l’équipe de Swagelok Bristol s’est penchée sur la meilleure façon de contrôler le débit d’air et d’oxygène dans l’application. La solution retenue consistait à utiliser des débitmètres massiques associés à un déverseur à dôme spécifique. Les modèles standard de déverseurs, qui fonctionnement généralement avec un ressort de raideur élevée, n’étaient pas adaptés à la régulation très fine de la pression que nécessite un respirateur. Développé en accéléré par nos ingénieurs d’études basés sur l’Île de Man, un déverseur conçu sur mesure permettait de réguler la pression de manière dynamique et d’obtenir ainsi les niveaux de pression constants exigés pour ce type de matériel. En lui associant d’autres composants Swagelok, l’équipe a réussi à mettre au point un système capable de remplir toutes les fonctions d’un respirateur médical.

Des objectifs de performance dans une application véritablement critique

Après la conception est venu le temps de la vérification et de la validation. Or, dans tous les secteurs d’activité existants, il n’y a peut-être aucun niveau de validation plus exigent que celui des dispositifs médicaux de classe III. Les respirateurs, comme d’autres dispositifs médicaux similaires, sont utilisés dans des situations où toute panne peut entraîner la mort des patients ou leur causer de graves lésions. Par conséquent, les tests exigés pour de tels dispositifs sont très rigoureux.

De nombreuses applications bien connues des ingénieurs Swagelok sont tout aussi critiques. L’oxygène – le même gaz qui est utilisé dans les respirateurs – est un gaz utilitaire courant dans de nombreuses installations industrielles. L’oxygène est par ailleurs un comburant puissant capable d’enflammer d’autres matériaux ou produits chimiques couramment utilisés dans ces mêmes installations industrielles. Toute fuite survenant dans un système de distribution d’oxygène industriel peut donc devenir un danger pour la sécurité du personnel de l’usine. Dans tous les secteurs d’activité dans lesquels Swagelok propose des services en rapport avec la distribution de gaz, d’autres gaz peuvent aussi engendrer des risques pour la sécurité – mais aussi des pertes financières – s’ils viennent à s’échapper du système dans le milieu environnant.

Découvrez ce que Swagelok peut apporter à des applications critiques de distribution de gaz.

Pour garantir sa fiabilité, l’homologation d’un dispositif médical de classe III exige du fabricant qu’il présente des mesures de contrôle qualité et des procédures de validation rigoureuses, qu’il fasse la preuve de la traçabilité complète des produits, qu’il produise des certificats matière et qu’il apporte la preuve de la très grande propreté des composants – autant d’éléments que l’équipe a été en mesure de fournir. Swagelok propose des services en rapport avec la distribution de gaz et des panneaux de régulation configurables pour divers secteurs d’activité qui ont des attentes similaires en matière de certification et de validation. Les matériaux que nous utilisons au quotidien sont soumis à des contrôles qualité, exigences de traçabilité et critères de certification comparables.

Une connaissance des systèmes de distribution de gaz mobilisable quelle que soit l’application

La capacité des ingénieurs Swagelok à mobiliser leurs connaissances pour mettre au point une application nouvelle ou particulière a fortement contribué à la réussite du projet de production de respirateurs. Le résultat : un acheminement des gaz très fiable et très précis dans une application critique qui ne tolère aucune défaillance. Dans tous les secteurs d’activité dans lesquels nous proposons des services en rapport avec la distribution de gaz, notre objectif est d’offrir ce même niveau de performance, quels que soient les besoins de notre client.

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