Brevet FR2871152A1 — publié le 20051209

L'invention concerne un dispositif de traitement de liquides pollués par photocatalyse. ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION On connaît des dispositifs de traitement par pho- tocatalyse de liquide pollué, comportant au moins une paroi recouverte d'une feuille de papier photocatalytique le long de laquelle le liquide est astreint à s'écouler; de tels dispositifs comportant des moyens d'éclairage pour éclairer le papier selon une longueur d'onde adaptée à déclencher des réactions chimiques par photocatalyse à la surface du papier. Les réactions chimiques ainsi déclenchées contribuent à éliminer les polluants organiques du liquide. En revanche, ce type de réaction ne permet pas d'éliminer les polluants non organiques (poussières, particules métalliques...) qui présentent l'inconvénient d'inhiber les réactions photocatalytiques. OBJET DE L'INVENTION L'invention a pour objet un dispositif de traitement des liquides par photocatalyse permettant une élimination simultanée des polluants non organiques. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose un dispositif du type précité qui, selon l'invention, com- porte une cuvette disposée en amont de la paroi par référence à un sens d'écoulement du liquide. Ainsi, le passage du liquide dans la cuvette provoque la décantation de celui-ci de sorte que les polluants les plus lourds, c'est-à-dire les polluants non organiques, tombent au fond de la cuvette. On piège ainsi les polluants non organiques avant le passage du liquide sur le papier photocatalytique, de sorte que les polluants non organiques piégés ne perturbent pas les réactions photocatalytiques. Le piégeage des polluants non organiques en amont de la paroi contribue donc à dépolluer le liquide tout en augmentant l'efficacité de l'action photocatalytique. Selon un aspect important de l'invention, la cu- vette a un fond recouvert d'une couche de matériau réten- seur. Les polluants non organiques ainsi retenus ne ris- quent pas d'être entraînés par le débit du fluide. Selon un aspect pratique de l'invention, la. feuille de papier photocatalytique recouvrant la paroi s'étend pour recouvrir le fond de la cuvette et ainsi former la couche de matériau rétenseur. Le papier photocatalytique sert à la fois à retenir les polluants nonorganiques dans la cuvette et à éliminer les polluants organiques par photocatalyse. Selon un aspect particulier de l'invention, la cuvette et la paroi forment un ensemble unitaire rapporté de façon amovible sur le dispositif. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit en référence aux figures des des- sins annexés parmi lesquelles: - la figure 1 est une vue de côté partiellement écorchée d'un dispositif selon un mode particulier de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue de face partiellement écorchée du dispositif de la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective d'un en-semble unitaire paroi/cuvette équipant le dispositif de la figure 1. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence aux figures 1 et 2, le dispositif de traitement comporte un châssis 1 comprenant un réservoir principal 2 surmonté par une cheminée 3 parallélépipédique débouchant dans le réservoir 2. La cheminée 3 a une extrémité supérieure formant un vase 4. Le châssis 1 porte une pompe 5 qui est reliée d'une part à un conduit d'aspiration 6 débouchant dans le réservoir 2 à proximité du fond de celui-ci, et d'autre part à un conduit de refoulement 7 qui est connecté à une tubulure de distribution 8 pourvue de buses 9 (une seule est référencée à la figure 2) qui s'étend dans le vase 4 de façon à laisser libre l'espace central de celui-ci. Le dispositif comporte deux ensembles support 12 rapportés de façon amovible sur le châssis 1. Comme cela est visible à la figure 3, chacun des ensembles support 12 est constitué d'une tôle pliée pour former une cuvette 10 et une paroi 11. L'ensemble support 12 est recouvert d'une feuille de papier photocatalytique 13 qui couvre à la fois la paroi 11 et la cuvette 10. Le papier est main-tenu sur l'ensemble support 12 par tout moyen approprié, comme par exemple des pinces. Les ensembles supports 12 sont rapportés dans le châssis 1 de sorte que les parois 11 s'étendent en regard l'une de l'autre dans la cheminée 3 tandis que les cuvettes 10 reposent sur le fond du vase 4. Au centre de la cheminée 3 sont disposés des tubes de verre 20 qui s'étendent horizontalement d'une face latérale à l'autre de la cheminée 3. Chaque tube de verre 20 reçoit un tube électroluminescent 21 qui éclaire les deux parois 11 des ensembles support 12 au travers des tubes de verre 20. Les tubes de verre 20 laissent donc passer la lumière des tubes électroluminescents 21 tout en isolant ces derniers du liquide. Le circuit électrique d'alimentation des tubes électroluminescents 21 n'est pas représenté ici. Le dispositif fonctionne comme suit. Le liquide est pompé du réservoir 2 par la pompe 5 et se déverse via les buses 9 dans les cuvettes 10. Le liquide stagne dans les cuvettes 10, ce qui provoque sa décantation. Les polluants les plus lourds, et notamment les polluants non organiques (particules métalliques, poussières...), tombent au fond des cuvettes 10 et sont retenus par la portion de la feuille de papier photocatalytique 13 recouvrant les cuvettes 10. Puis, lorsque le niveau dans les cuvettes 10 est suffisant, celui-ci passe le rebord délimitant la cuvette et s'écoule le long des parois 11. La lumière produite par les tubes électroluminescents 21 comporte une lon- . gueur d'onde adaptée à provoquer des réactions chimiques à la surface du papier photocatalytique conduisant à la décomposition des polluants organiques (urée, engrais...) contenus dans le liquide. Des expérimentations ont permis de vérifier que les phénomènes à l'ouvre dans les réactions chimiques photocatalysées (notamment l'adsorption et la désorption des polluants organiques à la surface du papier) sont extrêmement rapides, ne justifiant pas un séjour prolongé du liquide sur le papier. Le dispositif de l'invention comporte ainsi des parois 11 verticales qui induisent une vitesse de passage du liquide sur les parois 11 impor- tante permettant une diminution de la durée du traitement du liquide, tout en offrant suffisamment de temps pour que les réactions chimiques photocatalytiques surviennent à la surface du papier 13. Après son passage le long des parois 11, l'eau retombe dans le réservoir 2 en contenant un peu moins de polluants organiques et non organiques. La circulation en circuit fermé ainsi organisée continue jusqu'à ce que le niveau de dépollution requis soit atteint. 1l est préférable que l'eau s'écoule en fine lame le long des parois 11, pour que l'épaisseur d'eau n'atténue pas trop l'intensité de la lumière reçue par le papier 13. Ce critère détermine le débit maximal de la pompe, et donc la durée du cycle de traitement. A titre d'exemple, pour des parois d'environ un mètre de hauteur et d'un mètre de largeur, le traitement de 400 litres d'eau nécessite un fonctionnement en continu du dispositif de plusieurs heures à plusieurs jours, selon le degré de dépollution requis. La pompe 5 est alors arrêtée, et les ensembles support 12 sont retirés du châssis 1. Le papier photocatalytique 13 est enlevé des ensembles support 12 en prenant garde de ne pas éparpiller les polluants piégés par le papier. Le papier est roulé en boule et peut ainsi être stocké en attendant d'être incinéré avec les pal- luants piégés par le papier. L'invention n'est pas limitée aux mode particulier de réalisation de l'invention qui vient d'être décrit, mais bien au contraire englobe toute variante entrant dans le cadre de l'invention tel que défini par les revendications. En particulier, bien que l'on ait indiqué que chacune des parois forme avec la cuvette correspondante un ensemble support unitaire, la paroi et la cuvette pourront être prévus séparés l'un de l'autre. Bien que l'on ait indiqué que la paroi et la cuvette sont recouverts par une même feuille de papier photocatalytique, on pourra recouvrir la paroi et la cuvette de deux morceaux distincts de papier. En variante, la cuvette pourra être recouverte par une couche constituée d'un autre type de matériau rétenseur, comme du papier absorbant ou une couche de mousse. La cuvette peut encore ne pas être recouverte du tout, bien que cela s'avère moins pratique à l'usage. Bien que l'on ait indiqué ici que les moyens d'éclairage du papier photocatalytique comportent des tubes électroluminescents disposés horizontalement, les moyens d'éclairage pourront comporter des tubes électroluminescents disposés verticalement, ou encore d'autres types de sources lumineuses, comme des lampes UV. Les moyens d'éclairage pourront également être constitués d'une simple ouverture permettant au papier d'être éclairé par le soleil. Bien que l'on ait indiqué que les moyens de barrière protégeant les tubes électroluminescents du liquide sont des tubes en verre, les moyens de barrière pourront être constitués de tout rempart transparent à des longueurs d'onde favorisant des réaction chimiques photoca-. talytiques à la surface du papier, par exemple un écran en plexiglas s'étendant entre les tubes électrolumines- cents et la paroi. Bien que l'on ait indiqué que le dispositif comportait deux parois recouvertes de papier photocatalytique qui s'étendent en regard l'une de l'autre, le dispositif de l'invention pourra ne comporter qu'une seule paroi. Bien que l'on ait indiqué que les parois sont verticales, on pourra donner aux parois toute inclinaison compatible avec un écoulement du fluide le long des parois. Bien que l'on ait illustré des parois planes, les parois pourront prendre toute autre forme du moment qu'elles puissent être recouvertes de papier photocatalytique. REVENDICATIONS 1. Dispositif de traitement par photocatalyse de liquide pollué, comportant au moins une paroi (11) recou- verte d'un morceau de papier photocatalytique (13) le long de laquelle le liquide est astreint à s'écouler, le dispositif comportant des moyens d'éclairage (21) pour éclairer la paroi selon une longueur d'onde adaptée à déclencher des réactions chimiques à la surface du papier, caractérisé en ce que le dispositif comporte une cuvette (10) disposée en amont de la paroi (11) par référence à un sens d'écoulement du liquide. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cuvette (10) a un fond recouvert d'une couche de matériau rétenseur (13). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la couche de matériau rétenseur est formée d'une portion du morceau de papier photocatalytique (13) recouvrant la paroi (11), ladite portion s'étendant pour recouvrir le fond de la cuvette (10). 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cuvette (10) et la paroi (11) forment un ensemble support (12) unitaire rapporté de façon amovible sur le dispositif. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'éclairage comportent une pluralité de tubes électroluminescents (21) disposés parallèlement les uns aux autres en regard à la paroi (11). 6. Dispositif selon la revendication 5, caracté- risé en ce que les tubes électroluminescents (21) sont isolés du liquide par des moyens de barrière (20) transparents à des longueurs d'ondes aptes à déclencher des réactions photocatalytiques à la surface du papier (13). 7. Dispositif selon la revendication 6, caracté- risé en ce que les moyens de barrière sont des tubes 2871152 8 transparents (20) dans lesquels les tubes électroluminescents (21) sont rapportés. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux parois (11) associées cha- cune à une cuvette (10), les parois (11) s'étendant en regard l'une de l'autre, les moyens d'éclairage (21) étant agencés entre les parois pour éclairer les deux parois. 9. Dispositif selon la revendication 1 ou la re- vendication 8, caractérisé en ce que la ou les parois (11) s'étendent selon une direction sensiblement verti- cale.