Les chambres anaérobies constituent une solution technique pour les recherches nécessitant des conditions exemptes d’oxygène. Elles sont disponibles dans différentes conceptions, fabriquées à partir de divers matériaux et fonctionnent selon différents modes d’exploitation.
Les systèmes les moins coûteux sont souvent fabriqués en vinyle souple, tandis que les systèmes plus robustes sont conçus à partir de matériaux rigides tels que le polycarbonate ou l’acier inoxydable. De nombreuses chambres anaérobies fonctionnent en légère surpression afin d’empêcher l’infiltration de l’air ambiant et, par conséquent, de l’oxygène à l’intérieur de la chambre.
Lors de l’utilisation de ces systèmes, deux aspects majeurs de la sécurité doivent être pris en compte :
- La sécurité biologique, en particulier lors de la manipulation de micro-organismes pathogènes.
- La sécurité liée aux gaz, en raison de l’utilisation de gaz inflammables et asphyxiants dans l’atmosphère de la chambre.
Lorsque les chambres anaérobies sont destinées à des travaux impliquant des micro-organismes pathogènes, y compris des bactéries de niveau de biosécurité 2 (NSB 2), l’équipement doit répondre à des exigences spécifiques afin de garantir la protection du personnel de laboratoire et de l’environnement contre toute exposition potentielle.
Bien qu’un fonctionnement en surpression soit avantageux pour maintenir des conditions anaérobies, il n’est généralement pas idéal pour les applications impliquant des micro-organismes pathogènes. En effet, en cas de fuite, la surpression peut entraîner la libération d’aérosols contaminés de la chambre vers l’environnement du laboratoire.
Les points potentiels de fuite comprennent :
- Les trous, déchirures ou dégradations de l’enceinte en vinyle.
- Une étanchéité imparfaite au niveau des ports de gants.
- Les fuites au niveau des adaptateurs de passage utilisés pour les câbles électriques, les tubulures, les capteurs ou les connexions informatiques.
- Les défauts d’étanchéité des sas de transfert.
De plus, une atmosphère contaminée provenant de la chambre peut être libérée lors de l’utilisation du sas de transfert (airlock), à moins que l’air évacué du sas ne soit correctement filtré avant son rejet.
Lorsqu’une configuration en dépression n’est pas disponible ou n’est pas souhaitable, et en particulier lorsque des chambres à parois souples sont utilisées, les mesures de protection suivantes doivent être mises en œuvre :
1. Filtration HEPA continue de l’atmosphère de la chambre
La chambre doit être équipée d’un système de filtration HEPA à recirculation permettant d’éliminer en continu la contamination microbienne de l’atmosphère interne. Ce système de filtration doit fonctionner pendant toute la durée des manipulations et continuer à fonctionner pendant au moins 30 minutes après la fin des opérations, avant l’ouverture du sas de transfert.
Cette mesure permet de réduire la concentration d’aérosols potentiellement infectieux générés au cours des manipulations.
2. Filtration HEPA additionnelle de l’air évacué
La chambre doit être équipée d’un filtre HEPA supplémentaire placé entre la sortie d’air de la chambre et la pompe, afin d’éviter la contamination de la pompe et des conduites associées. Si cela n’est pas possible, un filtre HEPA doit être installé à la sortie de la pompe afin de garantir que tout air ou mélange gazeux évacué soit filtré avant son rejet dans l’environnement du laboratoire.
3. Méthodes de détection des fuites
Comme de nombreuses chambres anaérobies fonctionnent en surpression, une fuite peut permettre à des aérosols contaminés de s’échapper sans nécessairement provoquer une augmentation de la concentration en oxygène à l’intérieur de la chambre. Par conséquent, des tests d’étanchéité doivent être réalisés conformément aux instructions figurant dans le manuel d’utilisation du fabricant pour le modèle de chambre concerné.
Par exemple, dans les chambres souples en vinyle, une solution d’eau savonneuse peut être appliquée sur les raccords et les joints ; la formation de bulles indique la présence d’une fuite.
En complément, un détecteur portable de fuite de gaz peut être utilisé pour identifier les fuites au niveau des points critiques de confinement. Pour les détecteurs sensibles à l’hydrogène et aux vapeurs d’alcool, le placement d’une lingette imbibée d’alcool à l’intérieur de la chambre peut améliorer la détection des petites fuites.
4. Maintenance de la chambre anaérobie
La chambre anaérobie, y compris le système de filtration HEPA, les pompes et les détecteurs portables de fuite de gaz, doit être entretenue conformément aux recommandations figurant dans le manuel d’utilisation du fabricant.
Les filtres HEPA doivent être remplacés régulièrement, selon les préconisations du fabricant, afin de garantir l’efficacité de la filtration et le maintien du niveau de sécurité requis.
Afin d’éviter la formation d’une atmosphère inflammable ou explosive lors de l’utilisation de chambres anaérobies alimentées par un mélange gazeux contenant plus de 4 % d’hydrogène (H₂), les mesures préventives suivantes doivent être appliquées :
1. Procédure d’utilisation du sas de transfert
Avant d’ouvrir la porte extérieure du sas de transfert, il convient toujours de mettre le sas sous vide puis de le remplir avec le gaz de fond (N₂). Cette mesure de sécurité réduit considérablement la concentration d’H₂ dans le sas et empêche la formation d’une atmosphère inflammable lors de l’ouverture de la porte extérieure.
2. Contrôle des sources d’ignition à proximité de la pompe à vide
La zone située autour de la pompe à vide doit être maintenue dégagée et exempte de :
- Sources potentielles d’ignition, notamment :
- Équipements électriques ou prises susceptibles de produire des étincelles
- Surfaces chaudes
- Flammes nues
- Sources de décharges électrostatiques
- Produits ou matériaux inflammables
- Agents oxydants
3. Ventilation de l’échappement de la pompe
Lorsque la concentration d’hydrogène dans le gaz d’alimentation dépasse 5 %, l’échappement de la pompe à vide doit être raccordé au système de ventilation ou d’extraction du laboratoire afin d’éviter l’accumulation d’hydrogène dans la zone de travail.
4. Maintenance et surveillance des équipements
La maintenance préventive doit être réalisée conformément aux instructions du fabricant. En particulier :
- Le système de surveillance de l’anaérobiose doit être opérationnel et correctement étalonné.
- La pompe à vide et le système de sas de transfert doivent être maintenus en bon état de fonctionnement.
Tous les utilisateurs doivent être informés de la procédure d’utilisation de la chambre anaérobie et formés à son application systématique. Le respect de cette procédure est essentiel pour prévenir la formation temporaire de mélanges inflammables hydrogène-air et éviter la dissémination de pathogènes lors du fonctionnement normal de la chambre.