Brevet FR2795163A1 — publié le 20001222

PROCEDE ET SYSTEME D'ASSAINISSEMENT D'AIR EN MILIEU OUVERT OU SEMI-CONFINE La présente invention se rapporte à un procédé d'assainissement d'air en milieu ouvert ou semi-confiné, ainsi qu'à un système de mise en aeuvre de ce procédé. La présente invention se situe dans le domaine des systèmes de dépollution de l'air. Elle est plus particulièrement adaptée au déploiement de réseaux d'amélioration locale de la qualité de l'air en milieu urbain. La prise de conscience récente des problèmes de santé liés à la pollution urbaine, et la sensibilisation de plus en plus importante des électeurs à ces problèmes amènent depuis peu les responsables politiques à intégrer dans leurs priorités (programme, budget) des moyens de répondre à ces préoccupations. Ces moyens incluent ou incluront nécessairement - des dispositifs de mesure de la pollution, - des dispositifs d'information du niveau de pollution ou de lutte contre la pollution. La lutte contre la pollution devrait, idéalement, traiter le problème à la source (élimination ou limitation des rejets). Quand c'est impossible, ou trop long à mettre en ceuvre, il faut mettre en place des solutions permettant de traiter (filtrage, épuration) la pollution là où elle se trouve. II existe déjà des systèmes d'épuration de l'air qui fonctionnent dans des milieux fermés (pièces, salles, bâtiments). Ces systèmes sont basés sur une mise en mouvement de la masse d'air et sur une filtration de cet air à l'aide de filtres adaptés au type de pollution à éliminer (particules où molécules). Du fait du confinement du milieu, ces systèmes, convenablement dimensionnés, donnent généralement toute satisfaction. En milieu ouvert, la seule possibilité connue existante d'améliorer la qualité de l'air pour celui qui le respire est le masque à gaz, qui, muni des filtres adéquats, donne effectivement de bons résultats. Pour l'application envisagée, cette solution présenterait les inconvénients majeurs, pour celui qui porterait un tel masque, du manque de confort et d'un aspect esthétique discutable. La présente invention a pour objet un procédé d'assainissement d'air permettant d'améliorer la qualité de l'air en milieu ouvert ou semi- confiné, procédé qui offre une qualité d'assainissement sensiblement égale à celle obtenue dans des milieux fermés, qui soit simple à mettre en ceuvre, sans présenter les inconvénients du masque à gaz. La présente invention a également pour objet un dispositif d'assainissement d'air en milieu ouvert ou semi-confiné, dispositif qui soit relativement peu onéreux et facile à installer. Le procédé de l'invention consiste à épurer localement l'air dans la zone où les utilisateurs le respirent (par exemple de 1 m à 2m, au-dessus du trottoir lorsqu'il s'agit de l'air urbain respiré par des piétons marchant sur des trottoirs), en permanence ou quand l'air devient trop pollué. Selon un aspect de l'invention, on réalise un confinement local de la zone à épurer et un refoulement d'air propre dans cette zone. Ainsi, selon l'invention, il s'agit d'épurer localement l'air urbain, de façon à fournir aux piétons usagers de la voirie, un air épuré à respirer. Le système de l'invention peut être installé à poste fixe dans les zones urbaines les plus fréquentées par les piétons, et où le niveau de pollution (dû essentiellement à la circulation) atteint certains jours des niveaux dangereux pour leur santé. Ce système ne sera mis en route que lorsque les niveaux de pollution dépasseront le seuil admissible. De façon avantageuse, le confinement est réalisé par des jets d'air appropriés, réalisés grâce à une géométrie particulière des buses d'aspiration et de refoulement du dispositif de filtration. Selon un mode de réalisation préféré, le système d'épuration objet de l'invention comporte un ensemble d'unités de filtration disposées le long de la zone à épurer, chaque unité étant responsable de l'épuration locale dans un volume donné. Les unités de filtration sont, de préférence, identiques. Elles sont reliées entre elles par un réseau, appelé dans la suite réseau local . Elles reçoivent via ce réseau local l'ordre de mise en route et d'arrêt qui provient d'une station de détection de la pollution. Ce réseau peut avantageusement également véhiculer d'autres informations, comme par exemple des données utiles pour la maintenance, comme l'état des filtres ou des alarmes concernant le fonctionnement des dispositifs d'aspiration. Ce réseau local peut être constitué physiquement sur support filaire ou hertzien. Les problèmes liés à l'alimentation en énergie sont avantageusement résolus comme indiqué dans la demande de brevet français déposée le 8/10/98 sous le numéro 98 12626. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un mode de mise en ceuvre, pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé, sur lequel -la figure 1 est une vue simplifiée d'une unité d'épuration fixée sur un réverbère et refoulant de l'air épuré dans une zone limitée, au-dessus d'un trottoir, conformément à l'invention, et -la figure 2 est une vue en coupe simplifiée de l'unité d'épuration de la figure 1. La présente invention est décrite ci-dessous en référence à l'épuration d'air en milieu urbain, le long des trottoirs des rues d'une agglomération, mais il est bien entendu qu'elle n'est pas limitée à cette seule application, et qu'elle peut être mise en ceuvre dans d'autres lieux en milieu ouvert ou semi-confiné, publics ou privés, présentant un risque de pollution de l'air respiré par les personnes fréquentant ces lieux. On a schématiquement représenté en figure 1 une unité de filtration 1 fixée à un réverbère 2 disposé au bord du trottoir. L'unité est fixée au réverbère 2 à une hauteur d'environ 1 à 2 m, et elle est disposée de façon à aspirer l'air pollué par exemple au-dessus de la chaussée 4 et à le rejeter après filtration appropriée vers une zone 5 située au-dessus du trottoir 3, cette zone 5 s'étendant, en hauteur, depuis approximativement le niveau du sol jusqu'à une hauteur d'environ 2 m. Bien entendu, l'air à filtrer peut être aspiré en d'autres endroits, par exemple au-dessus de la zone 5, à une hauteur supérieure à 2 ou 3 mètres. Ainsi, toutes les personnes, quelle que soit leur taille, ainsi que les enfants circulant en poussette, et les animaux, circulant sur le trottoir 3 peuvent respirer un air purifié. Bien entendu, le système de l'invention comporte un nombre suffisant d'unités de filtration telles que l'unité 1 disposées le long du trottoir 3, et en général le long de tous les trottoirs de l'agglomération où l'air respiré par les piétons risque d'être pollué. II est également bien entendu que les distances (5 à 10 m environ ) entre unités de filtration successives d'un trottoir et l'extension de leurs zones 5 respectives dans la direction de l'axe du trottoir 3 sont telles que les zones 5 successives forment un couloir pratiquement ininterrompu le long du trottoir 3, étant également bien entendu que ce couloir peut ne pas être interrompu à la traversée des chaussées entre deux extrémités de trottoirs en vis-à-vis, c'est-à-dire le long des passages pour piétons sur les chaussées, et qu'il peut s'étendre à d'autres lieux urbains, tels que des aires de jeux pour enfants, où la pollution urbaine peut s'étendre. Bien entendu, si les espacements des réverbères successifs sont trop grands, on peut disposer entre eux des supports intermédiaires, qui soient, de préférence, esthétiques. De même, pour des rues ne comportant pas de réverbères (par exemple si les luminaires d'éclairage public sont fixés, à une hauteur nettement supérieure à 2 mètres, aux murs 6 des immeubles bordant ces rues), les unités de filtration sont fixées à des supports spécifiques, ou à des arbres, par exemple. En variante, les réverbères et/ou les supports spécifiques des unités de filtration peuvent être fixés aux murs des immeubles bordant les trottoirs, ou bien ces supports peuvent être du mobilier urbain existant (Abri-bus, panneaux d'affichage...). L'unité 1 de filtration représentée en coupe en figure 2 est disposée dans un coffret 7 fixé au réverbère 2 (ou à tout autre support approprié, comme précisé ci-dessus). Le coffret 7 est percé d'une série de fentes d'aspiration d'air 8 sur la face en vis-à-vis de la chaussée 4. Un filtre 9 est appliqué contre les fentes 8. Ce filtre est d'un type approprié à la filtration de l'air environnant, c'est-à-dire qu'il est prévu pour retenir tous les genres de particules et molécules polluantes en suspension dans cet air environnant. Une trappe 10 est prévue dans le coffret 7, par exemple au-dessus du filtre 9, pour permettre de le retirer facilement lorsqu'il est saturé de particules et de le remplacer par un filtre neuf (ou nettoyé). Un ventilateur 11, par exemple d'une puissance consommée 100 à 200 W, est appliqué contre le filtre 9 ou disposé près de celui-ci, dans le coffret 7. Les dimensions respectives du ventilateur 11 et du coffret 7 sont telles qu'il reste un volume libre 12 dans ce coffret du côté refoulement du ventilateur. Les parois latérales de ce volume libre, ou chambre de refoulement, sont percées d'ouvertures 13, de façon à refouler sensiblement horizontalement l'air purifié vers la zone 5, de part et d'autre de l'unité 1. De façon avantageuse, on peut munir la buse 14 de refoulement du ventilateur 11 d'un filtre complémentaire 15 renforçant l'action d'épuration du filtre 9. Si nécessaire, le coffret 7 comporte, à la partie inférieure du volume 12, des petites ouvertures 16 d'évacuation d'eau de condensation. Le ventilateur 11 est relié par un câble 17 à une source d'alimentation électrique qui peut être soit une alimentation autonome (batterie) disposée dans le coffret 7 ou dans le pied du réverbère 2, soit le réseau électrique urbain alimentant la lampe d'éclairage du réverbère. De façon avantageuse, comme représenté sur le dessin, le câble 17 est relié à une telle alimentation électrique via une interface électronique 18. Cette interface permet, outre l'alimentation électrique du ventilateur, sa télécommande et sa surveillance via un réseau local auquel sont reliées toutes ou partie des unités de filtration (telles que l'unité 1) du système d'assainissement de l'agglomération considérée. Ce réseau local peut être soit filaire, et il utilise alors avantageusement comme support de transmission d'informations le réseau électrique urbain, soit au moins en partie hertzien et dans ce dernier cas, l'interface 18 comporte un émetteur récepteur de données, par exemple du type GSM, faisant partie de ce réseau avec d'autres émetteurs-récepteurs équipant les autres unités de filtration. Le réseau local peut comporter également un ou plusieurs postes de commande équipés de calculateurs de commande et de. surveillance, et un ou plusieurs détecteurs de pollution disposés à l'intérieur des coffrets 7 ou en d'autres endroits appropriés (par exemple dans une centrale de mesure ou à l'intérieur des pieds d'au moins une partie des réverbères comme représenté sur le dessin en 19) prés d'un orifice d'admission ou d'aspiration d 'air environnant. Ces détecteurs de pollution n'ont pas besoin d 'être des instruments très perfectionnés. Ils doivent pouvoir donner une indication globale sur le niveau de pollution, et peuvent donc être réalisés, de manière économique, à partir de détecteurs (par exemple des détecteurs à base de Sn 02 ) donnant une indication globale sur le niveau de pollution, que l'on puisse corréler avec la teneur en C0, C02, NOX ou autre gaz représentatif de la pollution et/ou de la teneur en particules en suspension dans l'air surveillé. Dans ce réseau local, le calculateur est chargé d'interpréter les signaux issus du (ou des) capteur (s) , de gérer les échanges de données et d'instructions empruntant ce réseau, de mémoriser toutes les données ou certaines d'entre elles, de gérer la télémaintenance, etc... Ce réseau local peut avantageusement être réalisé de la façon décrite dans la susdite demande de brevet français déposé le 08.10.1998, et les capteurs peuvent être disposés comme décrit dans la demande de brevet français n 9815699 déposée le 11.12.1998. Une possibilité d'implantation d'unités de filtration est représentée par les abri-bus. Les abri-bus sont souvent disposés face à une chaussée très passante, et les gens qui attendent sont de ce fait très exposés à la pollution. L'équipement d'un tel abri en dispositif d 'épuration peut consister à installer un ou deux dispositifs de filtration et un dispositif de détection de la pollution. Les dispositifs de filtration et de détection de la pollution sont les mêmes que ceux décrits précédemment. Par ailleurs, dans toutes les villes, particulièrement au centre ville, un certain nombre de rues concentrent la pollution, car elles sont mal ventilées. C'est le cas des rues avec une orientation perpendiculaire à la direction des vents dominants, ou situées dans une dépression de terrain (cuvette). Ces rues sont habituellement des rues étroites (vieille ville) et bordées d'immeubles de six à huit étages. En traitant la pollution dans ces lieux particuliers à l'aide du dispositif décrit ci-dessus, la pollution globale de la ville concernée diminuera de façon notable. Une autre application possible est l'épuration de l'air à l'entrée de bâtiments (magasins, bâtiments publics,...). Cette épuration se fait alors en refoulant de l'air filtré devant les portes d'entrée de ces bâtiments. On crée ainsi un épais rideau d'air purifié devant ces portes. Encore une autre application possible est l'épuration locale d'air dans des zones limitées , à l'intérieur de volumes confinés beaucoup plus grands que ces zones, par exemple autour d'un ou de plusieurs postes de travail, dans une grande usine qu'il serait difficile et/ou onéreux de traiter en totalité en tant que milieu fermé. REVENDICATIONS 1.- Procédé d'assainissement d'air permettant d'améliorer l'air en milieu ouvert ou semi-confiné, caractérisé en ce qu'il consiste à épurer localement l'air, dans la zone où les utilisateurs le respirent quand l'air devient trop pollué. 2.-Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on réalise un confinement local de la zone à épurer et un refoulement d'air propre dans cette zone. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, mis en oeuvre en zone urbaine pour des trottoirs, caractérisé en ce que la zone à épurer s'étend sur une hauteur d'environ 1 à 2 mètres au-dessus de chaque trottoir concerné, tout au long de ce trottoir . 4 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la zone à épurer s'étend également entre les extrémités en vis-à-vis de trottoirs, sur le passage piétons de la chaussée séparant ces extrémités. 5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épuration d'air est déclenchée lorsque le niveau de pollution dépasse un seuil admissible. 6 - Système d'assainissement d'air permettant d'améliorer l'air en milieu ouvert ou semi-confiné, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble d'unités de filtration (1) disposées le long de la zone à épurer, chaque unité étant responsable de l'épuration locale dans un volume donné (5). 7 - Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque unité de filtration est fixée sur un support qui est l'un des éléments suivants : réverbères (2), abri-bus, panneau publicitaire, arbre, support spécifique fixé au sol ou sur un mur. 8 - Système selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les unités de filtration sont reliées à au moins un détecteur de pollution (19). 9 - Système selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un réseau local de commande et de surveillance auquel sont reliées les unités de filtration et les détecteurs de pollution. 10 - Système selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que chaque unité de filtration comporte un coffret contenant un ventilateur d'aspiration- refou lement d'air (11) et au moins un filtre (9,15) , ce coffret comportant des ouvertures d'aspiration d'air (8) et des ouvertures de refoulement d'air (13) dirigées vers toute la zone à épurer (5). -