Particules

Depuis la parution de la norme NF EN ISO 14644-1 en 1999, le terme de salle blanche a été remplacé par le terme de salle propre même si l'expression salle blanche est encore usitée oralement, voire par écrit. Rappelons la définition d'une salle propre suivant la norme NF EN ISO 14 644-1 : Salle dans laquelle la concentration de particules en suspension dans l'air est maîtrisée et qui est construite et utilisée de façon à minimiser l'introduction, la production et la rétention de particules à l'intérieur de la pièce et, dans laquelle d'autres paramètres pertinents tels que la température, l'humidité et la pression sont maîtrisés comme il convient.

- C est la concentration en nombre par pied cube des particules de taille supérieure au diamètre d exprimé en µm, dans la salle blanche.

- C est la concentration en nombre par m3 des particules de taille supérieure au diamètre d exprimé en µm, dans la salle blanche.

Du côté des conditions de mesurage des poussières, en supposant que les compteurs sont correctement étalonnés et que leur rendement de comptage au dessous de 1 µm est connu (pour corriger les résultats expérimentaux), il reste à effectuer un prélèvement représentatif et à le transporter avec un minimum de pertes vers la cellule optique. Ces problèmes ayant été largement traités en physique des aérosols, on donne, dans ISO 14644-3, les règles à appliquer pour prélever et transporter - B-1-3-, et on renvoit au Federal Standard 209E pour les formules de correction à utiliser (voir également article de Bernard THAVEAU, revue Salles propres & maîtrise de la contamination - dossier : Mesurage des contaminants, les outils et les méthodes - article : Compteur optique de particules, Les précautions à prendre).

Une note apparaît qui dit que les comptages inférieurs à 10 particules/pied cube ne doivent pas être retenus, sauf si on prélève un grand nombre d'échantillons. C'est la première apparition de considérations liées à la statistique de comptage. En effet, comme les particules passent dans la cellule de mesure suivant des intervalles de temps distribués suivant une loi de Poisson, un comptage n est affecté d'une incertitude statistique Ön.

Mais il restait un problème pratique dans le cas des classes ISO 1 à 4. En effet, la nécessité de compter au moins 20 particules par échantillon mène à des temps de prélèvement parfois excessivement longs. Le Federal Standard 209E et sa traduction dans l'annexe F de l'ISO 14644-1 propose une solution originale: l'échantillonnage progressif. C'est une méthode statistique, plutôt raffinée, qui a été mise au point et utilisée, à partir de 1940, par l'armée américaine pour des contrôles de qualité des composants de matériel militaire. Elle a été adaptée au cas des comptages arrivant à des temps aléatoires par D.W. Cooper, et proposée dans un article d'octobre 1990 du journal of the institute of environmental science. En simplifiant, on dispose de tables qui donnent, pour un empoussiérage égal à la limite de classe, les temps minimal et maximal dans la plage desquels on doit observer le comptage cumulé n (n compris entre 1 et 20). Si le comptage réellement observé sort de ces limites, on peut donc conclure avant d'avoir prélevé 20 particules.

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Dans le contexte du projet Laser MégaJoule (LMJ), l´objectif de cette thèse était l´étude de la pollution particulaire déposée sur un composant optique d´une chaîne laser de puissance. L´intérêt de ce travail était de déterminer l´influence de la pollution dans le processus d´endommagement des composants optiques sous un rayonnement laser intense. Pour cela, nous avons mis en oeuvre deux types d´approches : l´une consacrée à l´étude in situ des particules recueillies dans le prototype du LMJ, la Ligne d´Intégration Laser (LIL) et l´autre reposant sur des particules modèles. Ces deux approches menées parallèlement ont permis de caractériser la pollution particulaire et d´analyser son influence sur l´état de surface des composants optiques soumis à un flux laser intense. Nous avons également étudié le phénomène d´enlèvement des particules de surfaces représentatives des composants optiques transmissif de la LIL sous le rayonnement laser. Bien que les fluences du faisceau de la LIL soient élevées, cet enlèvement de particules est souvent incomplet. Nous avons donc proposé un protocole pour éliminer de façon nette la particule sans fragiliser le substrat.

Le nettoyage ultrapropre des pièces de réacteur devient nécessaire pour l´optimisation des rendements sur plaquettes de silicium dans l´industrie de la microélectronique. Ce travail propose d´améliorer le nettoyage des pièces en axant la recherche sur les forces d´adhésion entre deux substrats d´alumine et leurs particules résiduelles en milieu aqueux. Après la caractérisation physico-chimique et la mesure de rugosité de nos systèmes, le calcul de la théorie DLVO est abordé. Une étude statistique de l´adhésion est développée en comparant les mesures de forces par microscopie à force atomique avec une particule d´alumine collée sur le levier et la théorie DLVO appliquée sur les surfaces rugueuses.

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Constructeurs ou distributeurs d'appareils de mesure pour le contrôle des paramètres de fonctionnement d'une salle propre. Par exemple, les appareils peuvent être des compteurs optiques de particules, des aérobiocollecteurs, des anémomètres, des tubes de Pitot, un générateur d'aérosols et un photomètre, etc.

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Sociétés de services capables de réaliser des opérations visant à éliminer les contaminants (particules, fibres, déchets, souillures...) sur les surfaces, de manière à les ramener à l'état de propreté requis ; ceci, après la construction d'une salle propre, après un événement accidentel, après des travaux de maintenance lourds ou encore, après un arrêt prolongé d'une zone d'activités.

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