Brevet FR2787176A1 — publié le 20000616

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte au domaine général de l'enlèvement et de la purification des fumées et des gaz en milieu ouvert et elle concerne plus particulièrement un dispositif d'aspiration et de filtration de l'air pollué par les gaz d'échappement générés par des véhicules terrestres automobiles dans un environnement urbain. Art antérieur On ne connaît pas à ce jour de systèmes efficaces permettant de diminuer la concentration en gaz d'échappement dans les lieux o ceux-ci sont particulièrement présents, notamment aux carrefours de voies de communication des grands centres urbains. Objet et définition de l'invention L'objet de la présente invention est donc de proposer un dispositif qui permette cette diminution de la concentration en gaz d'échappement par une commande automatique d'un ventilateur d'aspiration de type industriel en fonction du flot de véhicules en circulation. Selon l'invention, il est proposé un dispositif d'aspiration et de filtration de l'air pollué par les gaz d'échappement de véhicules terrestres automobiles dans un environnement urbain comportant un ventilateur pour aspirer l'air pollué par les gaz d'échappement et au moins un filtre pour en retirer les éléments polluants, ce ventilateur étant alimenté sélectivement à partir d'un réseau d'alimentation en énergie électrique en fonction de l'état d'un détecteur signalant la présence ou non de véhicules immobilisés dans un endroit déterminé. Ainsi, il n'est pas nécessaire de recourir à des dispositifs complexes d'analyse des gaz d'échappement des véhicules pour limiter la concentration de ces gaz, la détection de la présence de ces véhicules en un endroit déterminé, comme au niveau de feux de signalisation, suffisant à permettre un traitement efficace de ces rejets polluants. T-E De façon avantageuse, ce dispositif peut aussi comporter un détecteur d'hygrométrie destiné à commander une coupure de l'alimentation en énergie du circuit de commande effectuée depuis le réseau électrique, lorsque le degré d'humidité mesuré par ce détecteur est supérieur à un seuil prédéfini. Avantageusement, l'alimentation du ventilateur est assurée au travers d'un circuit de commande comportant d'une part un premier circuit de commutation temporisé commandé par le détecteur de présence et destiné à autoriser l'alimentation en énergie du ventilateur pendant un premier délai de temporisation T1 et d'autre part un second circuit de commutation temporisé commandé également par le détecteur de présence et destiné à interdire toute alimentation en énergie de ce détecteur de présence pendant un second délai de temporisation T2. De préférence, le premier circuit de commutation temporisé est formé d'un relais dont l'excitation est assurée à partir d'un premier circuit temporisateur définissant le premier délai de temporisation Tl et le second circuit de commutation temporisé est formé d'un relais dont l'excitation est assurée à partir d'un second circuit temporisateur définissant le second délai de temporisation T2. Selon une caractéristique avantageuse, le second délai de temporisation T2 est inférieur au premier délai de temporisation T1. Selon un exemple de réalisation particulier, le circuit de commande du dispositif peut être déporté dans une centrale de commande d'un feu de signalisation. De préférence, le premier délai de temporisation Tl est défini en fonction des durées d'apparition des signaux lumineux de signalisation " orange " et " rouge " pendant lesquelles les véhicules sont susceptibles d'être immobilisés au feu de signalisation. Avantageusement, le dispositif selon l'invention se présente sous la forme d'un mat tubulaire à l'intérieur duquel sont successivement superposés un filtre gravimétrique, un filtre opacimétrique, un ventilateur et une batterie de filtres à charbons actifs, un ou plusieurs orifices étant prévus Il -U itF dans une partie déterminée de ce mât pour aspirer l'air pollué par les gaz d'échappement et au moins une ouverture étant prévue dans une autre partie déterminée de ce mât, au dessous de ladite partie déterminée, pour évacuer l'air ainsi épuré des gaz d'échappement. De préférence, les orifices hauts sont disposés à une hauteur d'au moins 1,50 mètre. Cette circulation de haut en bas de l'air pollué dans le dispositif permet d'éviter de rejeter au niveau des personnes intéressées un air plus pollué que celui prélevé, notamment en cas de défaillance du système de filtration. Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description suivante effectuée à titre indicatif et non limitatif en regard des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue générale en situation du dispositif d'aspiration et de filtration selon l'invention, et - la figure 2 illustre la structure du dispositif de la figure 1. Description d'un mode préférentiel de réalisation La figure 1 représente de façon schématique deux voies de communication 10, 12 d'un grand centre urbain qui se rejoignent à un carrefour 14. Un feu de signalisation 16 commandé à partir d'une centrale 18 est disposé par exemple sur l'une de ces deux voies de communication (par exemple une voie de communication secondaire 12) au niveau de ce carrefour pour permettre le dégagement de l'autre voie de communication (une voie de communication principale 10) ou encore le passage de piétons sur un passage protégé (lorsque le feu comporte un bouton de priorité piéton). Lorsque ce feu est " au rouge ", des véhicules 20, 22 sont à l'arrêt, moteurs allumés, sur la voie principale de communication 10 entraînant alors une formation très importante de gaz d'échappement dont la concentration est alors maximale au niveau du sol. Selon l'invention, il est prévu de disposer, au niveau de ce carrefour, un dispositif 30 d'aspiration et de filtration de l'air pollué par les gaz d'échappement comportant un ventilateur pour aspirer cet air pollué et au moins un filtre pour en retirer les éléments polluants et dont le fonctionnement est conditionné par la présence de véhicules en attente au feu de signalisation 16. Le circuit de commande de ce dispositif peut lui être intégré ou bien être déporté dans la centrale 18 de commande du feu de signalisation qui est reliée directement à un réseau d'alimentation en énergie électrique 32 (par exemple le réseau triphasé). La structure de ce dispositif est détaillée sur la figure 2. Celui-ci comporte essentiellement le ventilateur 34 alimenté sélectivement à partir du réseau d'alimentation en énergie électrique 32 au travers du circuit de commande 36, lequel est activé en fonction de l'état d'un détecteur de présence de véhicules 38 et éventuellement de celui d'un détecteur d'hygrométrie 40. Le ventilateur est monté par exemple dans un mât tubulaire (par exemple elliptique ou en forme d'aile d'avion) comportant dans une partie déterminée de ce mât un ou plusieurs orifices 28 par lesquels va être aspiré l'air pollué par les gaz d'échappement et dans une autre partie de ce mât, au dessous de la partie déterminée précédente, au moins une ouverture 26 pour évacuer cet air pollué après épuration par différents filtres (figure 1). Avantageusement, les orifices hauts (qui peuvent être placés jusqu'à une hauteur d'environ 5 mètres par exemple) sont disposés sensiblement au dessus du niveau auquel une personne de taille moyenne respire, soit au moins à une hauteur de 1,50 mètre. Ainsi, en cas de défaillance du système de filtration, l'air pollué rejeté par l'ouverture basse est sensiblement moins nocif que celui déjà présent au niveau de cette ouverture. A l'intérieur de ce mât sont superposés successivement, entre les orifices hauts d'entrée des gaz pollués et les ouvertures basses de sortie des gaz épurés, un premier filtre 42 faisant fonction de filtre gravimétrique pour retenir les grosses particules, de dimensions supérieures à 10 pim (avec une I L. [l efficacité de l'ordre de 85%), un second filtre 44 faisant fonction de filtre opacimétrique pour retenir les particules fines, de dimensions supérieures à 1 pm (avec une efficacité de l'ordre de 85%), le ventilateur 34 dont la puissance d'aspiration doit être suffisante pour permettre une diminution sensible de la concentration en gaz (par exemple un ventilateur basse pression vendu par la société RECTIL'AIR permettant un débit d'aspiration pouvant aller jusqu'à 4800 m3/h), et une batterie de filtres 46 à base de charbons actifs pour effectuer une action chimique (et bactériologique) sur ces gaz et assurer accessoirement une isolation phonique des bruits de fonctionnement du ventilateur. En outre, le mât peut être recouvert intérieurement d'un matériau isolant, par exemple de la laine de verre, pour parfaire cette isolation phonique. Le circuit de commande comporte un premier circuit de commutation temporisé 48 commandé par le détecteur de présence 38 et destiné à autoriser l'alimentation en énergie du ventilateur 34 pendant un premier délai de temporisation T1. Ce premier circuit de commutation temporisé est formé avantageusement d'un relais 50 faisant fonction de relais de tension du ventilateur avec ses contacts disposés sur une liaison électrique reliant le ventilateur au réseau électrique et dont l'excitation est assurée à partir d'un premier circuit temporisateur 52 définissant le premier délai de temporisation T1. Le circuit de commande comporte aussi un second circuit de commutation temporisé 54 commandé également par le détecteur de présence 38 et destiné à interdire toute alimentation en énergie de ce détecteur de présence pendant un second délai de temporisation T2. Ce second circuit de commutation temporisé est formé avantageusement d'un relais 56 faisant fonction de relais de tension du détecteur avec ses contacts disposés sur une liaison électrique reliant ce détecteur au réseau électrique et dont l'excitation est assurée à partir d'un second circuit temporisateur 58 définissant le second délai de temporisation T2. i I:[l Le circuit de commande peut comporter aussi un dernier relais 60 faisant fonction de relais de tension général excité par le détecteur d'hygrométrie 40 alimenté en permanence à partir du réseau électrique 34 et dont les contacts sont reliés d'une part directement au réseau d'alimentation en énergie électrique 32 et d'autre part aux contacts des deux autres relais , 54. Le détecteur d'hygrométrie 40 permet une mesure du taux d'humidité de l'air. Il a pour fonction de commander la coupure de l'alimentation des différents circuits de commande du dispositif à partir du réseau électrique lorsque cette humidité présente un taux supérieur à un seuil de tolérance prédéfini au delà duquel toute filtration active devient impossible (du fait de la détérioration des charbons actifs), par exemple % d'humidité. Le détecteur de présence 38, qui peut être de différents types connus, par exemple un détecteur à ultrasons, comme le détecteur référencé MA40E6-7 de la société japonaise MURATA, ou un détecteur infrarouge ou bien encore un détecteur radar, a pour objet de déterminer la présence ou non de véhicules immobilisés pendant un temps déterminé au feu de signalisation. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant. On considérera tout d'abord qu'il n'existe aucun véhicule immobilisé au feu de signalisation et on supposera que le taux d'humidité est inférieur au taux prédéfini. Le détecteur d'hygrométrie 40 est donc en fonctionnement et excite le relais de tension général 60 fermant ses contacts initialement ouverts en position de repos. Le relais de tension du détecteur 56 présentant par contre des contacts fermés en position de repos, le détecteur de présence 38, qui est relié en série au réseau électrique au travers de ces contacts et de ceux du relais 60 fermés sous l'action du détecteur 40, se trouve donc automatiquement sous tension et prêt à détecter toute présence de véhicule dans sa zone de détection. Le relais de tension du ventilateur 50 qui présente des contacts ouverts en position de repos n'est quant à lui pas excité, le détecteur de présence n'ayant encore détecté aucun véhicule immobilisé. Dès l'arrêt d'un véhicule au feu de signalisation, le détecteur de présence 38, réagissant à cette immobilisation, active les deux circuits temporisateurs 52, 58 qui vont exciter simultanément les relais 50, 56. L'excitation du relais de tension du détecteur 56 va provoquer l'ouverture de ses contacts pendant un second délai prédéterminé T2 de temporisation et en conséquence la désactivation du détecteur de présence 38 alors que l'excitation du relais de tension de ventilateur 50 va provoquer la fermeture de ses contacts initialement ouverts en position de repos pendant un premier délai prédéterminé Tl de temporisation et donc l'alimentation en énergie du ventilateur 34 à partir du réseau électrique 32. On notera que le délai de temporisation T2 défini par le second circuit temporisateur 58 est choisi inférieur au délai de temporisation Tl défini par le premier circuit temporisateur 52. A l'issue du délai T2, le relais de tension du détecteur 56 est désexcité et ses contacts à nouveau fermés vont permettre l'alimentation du détecteur de présence 38 qui ainsi redevient actif et se trouve donc en mesure de détecter un véhicule immobilisé. Si aucun véhicule n'est détecté avant que le délai de temporisation Tl ne s'écoule, les contacts du relais de tension du ventilateur 50 s'ouvrent, reprenant leur position de repos, et l'alimentation du ventilateur 34 est alors coupée. Au contraire, si un véhicule est toujours immobilisé au feu de signalisation avant que ne s'écoule ce délai Tl, le ventilateur est maintenu en fonctionnement pendant un nouveau délai Tl et le relais de tension du détecteur 56 est à nouveau excité pour un nouveau délai T2. Le processus se poursuit ainsi tant que des véhicules restent immobilisés au feu de signalisation. Lorsque le taux d'hygrométrie dépasse le seuil défini préalablement par le détecteur 60, le relais de tension général 60 est désexcité entraînant par là même une désexcitation des autres relais et donc une coupure de l'alimentation du ventilateur. On notera que la durée - ----- - lE VE [i de fonctionnement du ventilateur (par le réglage du délai de temporisation T1) peut bien entendu être synchronisée sur les durées d'apparition des signaux lumineux de signalisation " rouge " et " orange " pendant lesquelles les véhicules sont susceptibles d'être immobilisés au feu 16. L'homme du métier saura, sans faire preuve d'activité inventive, mettre en oeuvre les circuits de logique électroniques nécessaires à cette réalisation. Avec la présente invention, il est donc possible pour un coût d'équipement peu élevé (il n'est en effet pas pratiqué à une analyse des gaz d'échappement mais seulement à la détection des véhicules qui sont supposés être des émetteurs de gaz pollués) de réduire considérablement la pollution due aux gaz d'échappement des véhicules terrestres automobiles là o elle est la plus importante et présente une concentration maximale, c'est-à-dire aux carrefours des voies de communication de grands centres urbains. I I'i [X REVENDICATIONS 1. Dispositif d'aspiration et de filtration de l'air pollué par les gaz d'échappement de véhicules terrestres automobiles dans un environnement urbain comportant un ventilateur (34) pour aspirer l'air pollué par les gaz d'échappement (24) et au moins un filtre (42, 44, 46) pour en retirer les éléments polluants, ce ventilateur étant alimenté sélectivement à partir d'un réseau d'alimentation en énergie électrique (32) en fonction de l'état d'un détecteur (38) signalant la présence ou non de véhicules immobilisés en un endroit déterminé. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un détecteur d'hygrométrie (40) destiné à commander une coupure de l'alimentation en énergie du ventilateur (34) effectuée depuis le réseau électrique (32), lorsque le degré d'humidité mesuré par ce détecteur est supérieur à un seuil prédéfini. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'alimentation du ventilateur (34) est assurée au travers d'un circuit de commande (36) comportant un premier circuit de commutation temporisé (48) commandé par le détecteur de présence (38) et destiné à autoriser l'alimentation en énergie du ventilateur (34) pendant un premier délai de temporisation T1. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier circuit de commutation temporisé est formé d'un relais (50) dont l'excitation est assurée à partir d'un premier circuit temporisateur (52) définissant le premier délai de temporisation Tl. 5. Dispositif selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que le circuit de commande (36) comporte un second circuit de commutation temporisé (54) commandé également par le détecteur de présence (38) et destiner à interdire toute alimentation en énergie de ce détecteur de présence pendant un second délai de temporisation T2. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le second circuit de commutation temporisé est formé d'un relais (56) dont l'excitation est assurée à partir d'un second circuit temporisateur (58) définissant le second délai de temporisation T2. 7. Dispositif selon la revendication 3 et la revendication 5, caractérisé en ce que le second délai de temporisation T2 est inférieur au premier délai de temporisation T1. 8. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit de commande (36) du dispositif est déporté dans une centrale de commande (18) d'un feu de signalisation (16). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le premier délai de temporisation Tl est défini en fonction des durées d'apparition des signaux lumineux de signalisation " orange >> et " rouge " pendant lesquelles les véhicules sont susceptibles d'être immobilisés au feu de signalisation (16). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'un mât tubulaire (30) à l'intérieur duquel sont successivement superposés un filtre gravimétrique (42), un filtre opacimétrique (44), le ventilateur (34) et une batterie de filtres (46) à charbons actifs, un ou plusieurs orifices (28) étant prévus dans une partie déterminée de ce mat pour aspirer l'air pollué par les gaz d'échappement (24) et au moins une ouverture (26) étant prévue dans une autre partie déterminée de ce mat, au dessous de ladite partie déterminée, pour évacuer l'air ainsi épuré des gaz d'échappement. 11. Dispositif d'aspiration et de filtration de l'air pollué par les gaz d'échappement de véhicules terrestres automobiles dans un environnement urbain, caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'un mât tubulaire (30) à l'intérieur duquel sont successivement superposés un filtre gravimétrique (42), un filtre opacimétrique (44), un ventilateur (34) et une batterie de filtres (46) à charbons actifs, un ou plusieurs orifices (28) étant prévus dans une partie déterminée de ce mât pour aspirer l'air pollué par les i T- rFR gaz d'échappement (24) au moins une ouverture (26) étant prévue dans une autre partie déterminée de ce mât, au dessous de ladite partie déterminée, pour évacuer l'air ainsi épuré des gaz d'échappement. 12. Dispositif selon la revendication 10 ou la revendication 11, caractérisé en ce que lesdits orifices hauts (28) sont disposés à une hauteur d'au moins 1,50 mètre.