La société The Ryoki Kogyo Co., Ltd. participe à la création d'environnements de vie et de travail optimaux

Développement de mesures de contrôle des infections

La société The Ryoki Kogyo Co., Ltd. existe depuis 1930. D'abord simple fabricant d'équipements de réfrigération, son activité principale est aujourd'hui l'installation de systèmes de climatisation et d'approvisionnement en eau/d'évacuation des eaux usées dans l'est du Japon. Sa mission est de contribuer à créer de parfaits environnements de vie et de travail et à façonner une société plus durable. Elle s'emploie particulièrement à améliorer la santé publique, la sécurité et le confort en améliorant la qualité de l'air que l'on respire.

ProOptiment est le système breveté de gestion des risques d'infection de The Ryoki Kogyo  destiné aux espaces de vie. Il est conçu pour les établissements publics, les hôpitaux, les établissements d'enseignement et tout autre lieux de fort rassemblement. En mesurant la concentration de CO₂, la température et l'humidité ainsi que les données épidémiologiques régionales issues d'Internet, ProOptiment peut quantifier le risque et donc la probabilité d'une infection. ProOptiment surveille le milieu atmosphérique en temps réel tout en régulant automatiquement la climatisation et la ventilation, le débit d'air et l'humidité en fonction du risque d'infection. Des informations supplémentaires sur ProOptiment sont disponibles   ici  (remarque : la page est en japonais) 

ProOptimement a été conçu avec un esprit tourné vers le monde médical. Son objectif était de réduire la charge de travail des médecins en quantifiant le risque d'infection transmise par voie aérienne dans les hôpitaux. L'épidémie de COVID-19 a rapidement mis en évidence que seules les mesures de prévention des infections les plus fiables devaient être jugées acceptables .

De nos jours, Ryoki Kogyo veut réduire le risque d'infection non seulement dans les milieux médicaux mais aussi dans toute la société, en ciblant les espaces publics à fort rassemblement. Pour la société, la gestion statistique des risques se répandra à mesure que le monde apprend à vivre avec le coronavirus. Tout au long de ce changement, les indicateurs de risque d'infection que nous fournissons gagneront sans cesse en importance.

Quel est l'avantage de la mesure de la concentration de CO₂ dans la gestion des risques d'infection ?

Les systèmes de contrôle automatique peuvent servir à activer les ventilateurs lorsqu'un bâtiment se remplit. Ils permettent de réduire le risque d'infection dans les espaces bondés. Des systèmes de contrôle similaires se sont largement répandus dans tout le Japon, fondés sur la mesure de la concentration de CO₂ comme variable de contrôle. 

Cependant, des problèmes peuvent apparaître lorsque la mesure de la concentration en CO₂ sert de base unique pour piloter la ventilation. Si la transmission communautaire est relativement faible, l'énergie dédiée à la climatisation peut être gaspillée en raison d'un apport inutilement important d'air extérieur. 

Ce serait trop espérer des professionnels de la santé de peser le pour et le contre entre économies d'énergie et risque d'infection. ProOptimement élimine toute intervention manuelle. En reliant le fonctionnement des ventilateurs au risque d'infection plutôt que de s'appuyer uniquement sur la mesure de la concentration de CO₂, ProOptiment vous permet de contrôler le risque d'infection, de réduire votre charge de travail et d'améliorer votre efficacité énergétique.

« Nous voulions essentiellement éliminer la charge pesant sur les utilisateurs, visualiser le risque d'infection, appliquer des mesures préventives à partir de données claires et atteindre un pilotage de la ventilation lié à ces mesures » explique  Masahiro Renda, directeur de la division de développement de solutions, Ryoki Kogyo Co., Ltd.

ProOptiment utilise le transmetteur CO₂ série GMD20 de Vaisala, les transmetteurs d'humidité, de température et de CO₂ de la série GMW80 ( GMW83DRP,  HMS82), et la sonde CO₂  GMP252 .

« Les instruments de mesure utilisés dans ProOptiment sont répartis en modules afin de faciliter l'installation et le remplacement. Les utilisateurs peuvent donc s'attendre à plusieurs avantages, notamment la stabilité de l'approvisionnement et la flexibilité du service après-vente. Nous pouvons aussi traiter les changements d'usage à la volée. », souligne  Masahiro Renda. « Lors de la sélection des capteurs de CO₂, il faut tenir compte non seulement du prix mais aussi de la fonction et de la forme », poursuit-il. « Par exemple, il faut aussi assurer sécurité et confort dans les lieux de rassemblement, aussi les éléments visuels et les déclinaisons de couleurs disponibles sont devenus des critères de sélection importants. »

Importance de la mesure de la concentration en CO₂ dans le calcul du risque d'infection

« L'élément le plus important du calcul du risque d'infection est la concentration intérieure de CO₂. Cependant, il est aussi capital de déterminer avec précision le degré de hausse de la concentration de CO₂ par rapport à la concentration extérieure de CO₂. Les deux facteurs affectent directement le calcul et sont des éléments essentiels pour le système lui-même. Nous voulions donc trouver des capteurs de CO₂ capables de la plus grande précision possible », explique Masahiro Renda.

Le calcul d'essai suivant souligne l'importance de la précision dans les données fournies par les capteurs de CO₂.
La probabilité d'infection lorsque la concentration intérieure de CO₂ passe de 1 190 ppm à 1 290 ppm augmente de 2 % en présence de 500 personnes infectées. La probabilité d'infection augmente de 10 % en présence de 3 000 personnes infectées. Dans le cas de la grippe, le risque d'infection de 0,19 % sera converti au niveau d'alerte de 100 % par défaut lorsque des alertes et des contrôles ont lieu. 

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(1) Purificateurs d'air (plusieurs unités installées)           (2) Équipement UVC (plusieurs unités installées) 

Le calcul du risque d'infection repose sur deux valeurs : la différence de CO2 entre l'air extérieur et l'air intérieur, et le nombre de personnes infectées. Une hausse du nombre de personnes infectées modifie aussi la mesure dans laquelle les valeurs d'erreur de mesure du CO2 sont affectées. Il est donc impossible de quantifier la mesure de l'effet général.

« Il existe de nombreux fabricants de capteurs de CO₂ différents, de même que les appareils vendus comme des capteurs de CO₂ et qui mesurent aussi d'autres gaz. Nous avons connu une expérience amère au début alors que utilisions le capteur de CO₂ d'une autre société. Non fiable, il était incapable d'effectuer correctement les calculs. Nous avons cherché partout un capteur de CO₂ capable de fournir une mesure précise par la méthode infrarouge non dispersive (NDIR), et finalement nous avons trouvé le de CO₂ de Vaisala à la précision extrêmement élevée. Je me souviens que j'ai été étonné d'apprendre qu'il intégrait même une fonction de correction automatique. De plus, grâce à sa garantie de 5 ans, nous pouvons donc profiter sereinement de mesures de grande précision pendant très longtemps. »  -Masahiro Renda

« De plus, la capacité de pouvoir remplacer uniquement le capteur lors du remplacement d'un module s'avère très pratique et épargne le besoin de maintenance à l'utilisateur »,conclut   Masahiro Renda. Des tests comparatifs nous ont permis de sélectionner un capteur de CO₂ compatible avec ProOptiment. La comparaison des données de mesure de la concentration de CO₂ montre clairement tout écart dans la précision de détection du risque d'infection afin de rendre les espaces publics plus sûrs.

Technologie brevetée pour des mesures de CO₂ de haute précision

Vaisala utilise une source lumineuse unique et une technologie infrarouge non dispersive (NDIR) à double longueur d'onde pour mesurer la concentration de CO₂. La technologie  CARBOCAP® brevetée est implantée dans tous les capteurs de CO2 de Vaisala. Le capteur de CO₂ de Vaisala est doté d'un filtre interféromètrique Fabry-Perot (FPI) innovant, micro-usiné et ajustable électriquement. Ce filtre permet de sélectionner la longueur d'onde à mesurer. Les longueurs d'onde absorbées par le CO₂ peuvent être sélectionnées pour mesurer la concentration de CO₂, et les longueurs d'onde non absorbées par le CO₂ peuvent être sélectionnées pour une mesure standard. Grâce à ce filtre, toute erreur de mesure de la concentration de CO₂ causée par la détérioration de la source lumineuse ou la contamination du trajet lumineux est corrigée. Cela permet d'éliminer les causes de déviation générale des valeurs de mesure qui se produit avec les capteurs NDIR d'autres fabricants.

« Si vous avez des capteurs de CO₂ à l'intérieur et à l'extérieur, vous êtes sûrs d'obtenir des calculs plus précis. Certains utilisateurs éprouvent des difficultés à installer des capteurs de CO₂ à l'extérieur, mais une erreur de mesure peut se produire si la mesure a lieu uniquement à l'intérieur. Nous recommandons donc d'effectuer des mesures à la fois à l'intérieur et à l'extérieur », déclare  Masahiro Renda, directeur de la division de développement de solutions, Ryoki Kogyo Co., Ltd.

Des essais sur le terrain de mesure de la concentration de CO₂ ont été menés dans plusieurs établissements médicaux pendant plus d'un an. Après l'application, il n'y a eu aucun problème périodique ou soudain, ni aucun cas de déviation de la valeur de mesure. Dans un établissement médical, l'utilisation d'un système de ventilation à échange thermique  réduit le risque d'infection de 30 %  sans impact négatif sur les performances de la climatisation ou du chauffage. De plus,   87 % d'économies d'énergie ont été réalisées grâce une ventilation accrue.

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Utilisation de la technologie de mesure de l'humidité en complément de l'intuition humaine

ProOptiment intègre une fonction de mesure du Vote moyen prévisible (PMV) à partir de la température et de l'humidité et une fonction de mesure de la concentration de CO₂. Le PMV est un indicateur essentiel dans le domaine de la climatisation, car il affiche essentiellement le confort thermique. Il est courant de dire que les humains sont moins sensibles à l'humidité qu'à la chaleur, de sorte que de nombreuses personnes sont incapables de relier leur inconfort et leurs problèmes de santé latents aux changements d'humidité, même s'il existe en fait une relation entre eux. Par conséquent, l'intuition humaine peut être complétée par une technique de mesure de l'humidité.

« Je pense qu'il existe également des cas où le contrôle automatique peut aider les personnes incapables de communiquer une gêne, comme les patients dans les établissements médicaux. De plus, étant donné que les méthodes de calcul sont différentes pour les personnes qui se déplacent et celles qui sont immobiles, les paramètres peuvent être modifiés même au sein d'une même installation en fonction de différents objectifs, tels que les salles d'attente où de nombreuses personnes sont assises et les installations de loisirs où les personnes se déplacent. plus », précise Yasuo Takano, , chef de la division de développement de solutions, Ryoki Kogyo Co., Ltd.

« Il est également possible de prendre des mesures préventives en configurant l'installation avec des normes plus strictes que les contrôles automatiques, comme pour les patients immunodéprimés à haut risque de maladies infectieuses. Les alertes visuelles peuvent également être laissées telles quelles tout en configurant uniquement les commandes à l'avance. Les systèmes de contrôle peuvent être modifiés pour chaque agent pathogène et personnalisés pour chaque installation. »
-    Yasuo Takano, chef de la division de développement de solutions, Ryoki Kogyo Co., Ltd.

Avec des options de configuration flexibles comme celles-ci, ProOptiment s'avère très convivial. Vaisala propose une large gamme de produits pour mesurer la concentration de CO₂, la température et l'humidité, y compris des capteurs installables pour la qualité de l'air intérieur (QAI) qui peuvent mesurer les trois éléments dans une seule unité et des capteurs de CO₂ modulaires de haute précision qui peuvent être installés n'importe où.

Un nouveau concept dans les systèmes de contrôle automatique

« Le CVC est l'objectif principal de notre activité, nous avions donc déjà notre propre concept d'IoT à base de capteurs. Ces dernières années, nous avons constaté une forte hausse des opportunités d'utilisation des données de détection. À l'avenir, je pense qu'il y aura beaucoup plus de situations où les données de détection seront utilisées dans tous les domaines de la société », déclare  Masahiro Renda. « Nous voyons un avenir dans lequel la surveillance à distance [utilisant des données de détection] deviendra une technologie essentielle pour la résolution de problèmes sociaux tels que la neutralité carbone, la préservation de l'énergie, les pénuries de main-d'œuvre et la maintenance prédictive »,  poursuit Yasuo Takano.

Pour parvenir à une gestion efficace et intelligente à l'aide de ce type de système, les capteurs de CO₂ doivent être sélectionnés sur la base d'une compréhension adéquate des types et des caractéristiques des capteurs de CO₂, tels que la manière dont les données sont collectées par les installations, les meilleurs lieux d'installation de chaque type de capteur de CO₂ et comment câbler l'installation. Vaisala propose une vaste gamme de capteurs de mesure de concentration de CO₂ de haute précision faciles à installer et pouvant être utilisés comme modules système.

Entre autres choses, un système de gestion intelligent de pointe devrait être capable de collecter des données sur l'état des installations et de fonctionnement et de mettre en œuvre un contrôle à distance. L'application polyvalente, y compris le fonctionnement à distance des installations sans personnel et l'émission d'ordres de contrôle des systèmes d'éclairage et de climatisation des usines, conduira à des initiatives d'économie d'énergie encore plus efficaces et à l'amélioration des environnements de travail. De plus, la résolution d'enjeux tels que la santé publique, la pénurie de main-d'œuvre, les mesures environnementales et la sécurité élargira grandement le potentiel de notre vie sociale.  Vaisala veut continuer d'être un partenaire fiable pour les sociétés de développement de systèmes, en développant de la valeur ajoutée pour l'avenir.  Le système de gestion des risques d'infection ProOptiment de Ryoki Kogyo atteint cet objectif en mesurant la concentration de CO₂  en fonction du risque d'infection pour rendre les espaces publics plus sûrs.

Vous souhaitez en savoir plus sur les solutions CVC de Vaisala ? Lisez ensuite comment Infosys surveille la qualité de l'air intérieur avec les capteurs CVC de Vaisala  ou parcourez nos pages dédiée à la Mesure CVC pour découvrir d'autres thèmes intéressants.