Brevet FR2875718A1 — publié le 20060331

La présente invention concerne les dispositifs de brumisation d'eau destinés principalement à tous établissements exigeant une hygiène parfaite sur le plan bactériologique tels que les établissements hospitaliers, les maisons de retraite et les installations industrielles nécessitant des dispositifs de brumisation, et concerne en particulier un dispositif de brumisation à décontamination maximale. La brumisation d'un liquide, et en particulier la brumisation utilisant de l'eau, est une technique de refroidissement de plus en plus utilisée dans les lieux publics pour lutter contre les coups de chaleur en particulier durant les périodes de canicule. Elle consiste à projeter à l'aide de buses de brumisation des microgouttelettes d'eau ayant une taille variant de 3 g à g au moyen d'une pompe à haute pression entre 45 et 110 bars. C'est un procédé relativement économique, souple d'emploi, efficace et bien accepté par les utilisateurs. Malheureusement, très peu de précautions sont prises dans les systèmes existants pour s'assurer que l'eau vaporisée ne contient pas de microorganismes pathogènes. Pourtant, la technique de brumisation, à cause de ses caractéristiques intrinsèques, a pour faculté de favoriser la prolifération des microorganismes. Ceci est particulièrement vrai pour les risques de contamination par la bactérie légionelle. Or, le nombre de cas de légionellose déclarés est en constante augmentation, et la majorité de ces cas concerne plus spécifiquement les personnes fragilisées telles que les personnes âgées porteuses de maladies chroniques, mais aussi, plus récemment, les plus jeunes. Cette contamination est due principalement à une catégorie de légionelles, Legionella pneumophila. Le processus de contamination concerne aussi d'autres bactéries ou virus entraînant des maladies telles que le SRAS ou la grippe aviaire. Ces maladies peuvent se transmettre par tous les processus d'aérolisation tels que la brumisation qui générent des gouttelettes dont l'inhalation par les voies respiratoires est génératrice d'atteintes pulmonaires gravissimes souvent létales. C'est pourquoi, le but de l'invention est de fournir un dispositif de brumisation dans lequel les gouttelettes de liquide fournies par les buses de brumisation ne contiennent pas de microorganismes pathogènes. L'objet de l'invention est donc un dispositif de brumisation comprenant une rampe de brumisation comportant une pluralité de buses de brumisation, une source de liquide fournissant le liquide destiné à alimenter la rampe de brumisation, une pompe adaptée pour fournir sous pression le liquide provenant de la source à la rampe de brumisation. Le dispositif de brumisation comprend en outre au moins un filtre à particules retenant les particules ayant une dimension supérieure à environ 1 recevant le liquide provenant de la source et un filtre a ultrafiltration recevant le liquide provenant du filtre à particules pour retenir les microorganismes ayant une dimension supérieure à 0,2p, et une rampe à rayonnement ultraviolet recevant le liquide provenant du filtre à ultrafiltration et adaptée pour détruire les microorganismes résiduels dont la dimension est inférieure à 0.2p. Les buts, objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit faite en référence aux dessins dans lesquels: La figure 1 est un bloc-diagramme représentant un premier mode de réalisation du dispositif de brumisation selon l'invention, et la figure 2 est un bloc-diagramme représentant un 5 deuxième mode de réalisation du dispositif de brumisation selon l'invention. Bien que le dispositif selon l'invention représenté sur les figures puisse utiliser n'importe quel liquide, les modes de réalisation préférentiels décrits ci-dessous utilisent de l'eau. Le premier mode de réalisation du dispositif de brumisation illustré sur la figure 1 est principalement utilisé dans les milieux hospitaliers et les maisons de retraite. Il comprend, comme tout dispositif de brumisation de ce type, une source d'eau 10 qui est généralement le réseau de distribution d'eau, une pompe 12 adaptée pour fournir l'eau en sortie à haute pression comprise entre 45 et 110 bars, et une rampe de brumisation 14 comportant des buses de brumisation (non montrées). Bien que ceci ne fasse pas l'objet de l'invention, il est rappelé que la brumisation consiste à amener dans l'air de fines gouttelettes d'eau qui sont très rapidement évaporées. Ceci provoque des changements dans les caractéristiques physiques de l'air ambiant qui se traduisent par une augmentation d'hygrométrie et un refroidissement adiabatique (c'est-à-dire sans échange de chaleur avec l'extérieur) par évaporation de l'eau entraînant un abaissement de température de l'atmosphère. Les buses sont constituées d'une chambre de pressurisation dans laquelle est situé un cylindre inoxydable à ailettes. L'eau projetée contre ce cylindre joue le rôle d'un lubrifiant en le faisant tourner et se désagrège en particules microscopiques inférieures à :10u qui sont entraînées à l'extérieur par la haute pression. Il se crée un courant d'air dans la mesure où le degré hygrométrique de l'air de toute la pièce tend à s'uniformiser. On obtient alors une ventilation naturelle de la pièce. A noter qu'il est également possible d'installer un ventilateur si l'on désire obtenir une ventilation plus rapide. Comme déjà mentionné, le dispositif de brumisation selon l'invention comprend essentiellement un filtre à particules 16 recevant l'eau provenant de la source 10, un filtre à ultrafiltration 18 et une rampe à rayonnement ultraviolet UV 20 dans cet ordre. A noter que le tuyau d'arrivée d'eau 11 en provenance de la source 10 aboutit à une première électrovanne à trois voies 22. En fonctionnement normal, l'électrovanne est dans sa première position faisant passer l'eau de la source 10 vers le filtre à particules 16. Dans sa deuxième position, l'eau provenant de la source 10 est déviée par le tuyau 24 vers une deuxième électrovanne à trois voies 26 intercalée entre le tuyau 28 de sortie de la pompe et le tuyau 30 servant à alimenter la rampe de brumisation 14. En fonctionnement normal, l'électrovanne 26 est dans sa première position, c'est-à-dire celle permettant de relier le tuyau 28 au tuyau 30 pour l'alimentation de le rampe 14. Les deux électrovannes sont mises dans leur deuxième position pour effectuer une décontamination totale du dispositif comme on le verra par la suite. Le filtre à particules 16 peut être un filtre à particules retenant les particules ayant une dimension supérieure à environ 1 ou un filtre à particules chargé 30 retenant les particules et les substances colloïdales ayant une dimension supérieure à environ 0,5 recevant le liquide provenant de la source, ce qui est suffisant pour annuler toute turbidité de l'eau. Le filtre à ultrafiltration 18 placé à la suite du filtre à particules 16 retient une grande partie des microorganismes, c'est-à-dire tous ceux dont la dimension est supérieure à 0.2 p, et retient en particulier les bactéries présentes dans l'eau. Mais le filtre à ultrafiltration n'est pas suffisant. C'est pourquoi il faut lui adjoindre en aval une chambre à rampe UVC (Ultra Violet Type C) 20 pour détruire tous les microorganismes dont la dimension est inférieure à 0.2p et principalement les virus qui sont trop petits pour être retenus par le filtre à ultrafiltration. A noter que la présence du filtre à particules et du filtre à ultrafiltration en amont de la rampe UVC est absolument nécessaire pour obtenir une décontamination maximale qui est le but de l'invention. En effet, la rampe UV ne peut fonctionner correctement que si l'eau n'est pas trouble. D'où la nécessité de placer en amont le filtre à particules qui élimine la turbidité de l'eau. Mais le filtre à ultrafiltration est tout aussi nécessaire puisqu'il permet de bloquer les microorganismes de grande taille qui, sans cela, pourraient faire écran pour les microorganismes de taille infinitésimale tels que les virus. Par conséquent la décontamination ne serait pas parfaite sans cette présence des deux filtres en amont. La rampe UVC se compose d'une ou plusieurs lampes à vapeur de mercure basse pression émettant à la longueur d'onde germicide de 253,7 à 258 nanomètres. Ces lampes sont placées dans des gaines en quartz. L'eau circule dans la chambre de traitement 20 autour des gaines en quartz. Ces gaines servent de séparation entre la ou les lampes et le liquide comme isolation électrique et thermique et permettent un fonctionnement à une température optimale. Un UV mètre 32 indique en permanence en pourcentage par rapport à l'intensité de la lampe émise en début de vie, l'intensité reçue au point le plus défavorable de la chambre. Il constitue un indicateur d'efficacité qui prend en compte tous les paramètres influençant les performances tels que le vieillissement des lampes, l'encrassement des gaines de quartz recouvrant les lampes et la dégradation de la qualité de l'eau. L'UV mètre permet de piloter un dispositif d'alarme (non montré) qui se déclenche lorsque l'intensité émise par les lampes est insuffisante pour assurer une décontamination parfaite de l'eau. Un dispositif de nettoyage automatique 34 peut être relié à la chambre à rampe UVC 20. Ce dispositif agit par raclage pour éliminer les dépôts qui ont pu se former sur les gaines de quartz et masquer ainsi le rayonnement. Ce dispositif évite donc le démontage des lampes et la vidange de la chambre. Il peut être déclenché selon deux modes de fonctionnement: soit par la baisse d'intensité du rayonnement UVC mesuré par l'UV mètre 32, soit par programmation d'un cycle régulier qui dépend de la durée de fonctionnement des lampes UVC. Une caractéristique importante du premier mode de réalisation illustré sur la figure 1 est la présence d'un réservoir 36, dont la capacité est supérieure à 1 litre, situé en aval du filtre à ultrafiltration 18. Il est placé ainsi pour que le maximum de microorganismes soit éliminé de l'eau qu'il contient par le filtre à ultrafiltration placé en amont, ceci dans le but d'éviter la croissance de germes dans le réservoir pouvant aboutir à la contamination. Ce réservoir permet, si nécessaire, une décontamination totale du dispositif de brumisation grâce à la technique du choc thermique. En effet, une élévation de la température du liquide à 70 C garantit l'élimination de tout microorganisme. Dès que le dispositif de brumisation ne fonctionne plus, par exemple en fin de journée, ou s'il n'a pas été utilisé pendant un certain temps, le processus de choc thermique est mis en route. Pour ce faire, le réservoir 36 comporte un élément à résistances chauffantes 38 qui fait monter la température dans le réservoir à 70 C. Les deux électrovannes 22 et 26 sont alors mises dans leur deuxième position en même temps que la pompe est mise en fonctionnement durant une période d'environ 10 mn pour fournir l'eau en sortie à une pression de 5 bars. Pendant cette durée, l'eau circule en circuit fermé à l'intérieur du dispositif de brumisation puisque l'électrovanne 26 en deuxième position envoie l'eau reçue de la pompe vers l'électrovanne 22 qui, mise également en deuxième position, envoie l'eau vers le filtre à particules 16. A noter que les joints utilisés dans le dispositif de brumisation sont adaptés pour subir une température de 70 C. Dans le but d'obtenir la meilleur décontamination possible, le réservoir comporte un dispositif à flotteur 40 permettant de maintenir le niveau maximum d'eau du réservoir toujours au dessous de l'arrivée d'eau dans ce dernier. Avant d'être remis en fonctionnement, le dispositif de brumisation est vidangé de façon à éliminer le moindre risque de contamination. Pour ce faire, il existe trois sorties de vidange situées en partie basse: la sortie de vidange 42 pour la rampe de brumisation, la sortie de vidange 44 pour la pompe et la sortie de vidange 46 pour le réservoir. Comme déjà mentionné, le dispositif de brumisation qui vient d'être décrit est particulièrement adapté pour les établissements hospitaliers et les maisons de retraite, principalement dans les chambres des patients à haut risque, impotents, grabataires ou dépendants, ne pouvant accéder à une pièce commune rafraîchie, mais également en salle commune (se substituant à la climatisation générant des infections nosocomiales à Legionella Pneumophila) permettant de rafraîchir ce lieu an abaissant la température ambiante de plusieurs degrés générant un confort thermique, dans les salles communes intégrant l'installation de brumisation et de ventilation apposé au plafond et en extérieur pour toutes les manifestations ludiques ou récréatives des résidents générant un confort et une sensation de rafraîchissement agréable aux participants. Le deuxième mode de réalisation illustré sur la figure 2 est principalement utilisé dans les installations industrielles nécessitant une brumisation permanente comme les usines à papier ou les déchetteries, mais également dans les installations avicoles ou les serres. Dans ce mode de réalisation où la longueur des tuyaux en aval peut atteindre de longueurs de plusieurs centaines de mètres, la décontamination du dispositif n'est pas effectuée par choc thermique mais par un autre moyen expliqué par la suite. La présence du réservoir n'est donc plus nécessaire ni celle des électrovannes permettant le nettoyage en circuit fermé. Comme précédemment, l'eau est fournie par une source 10 qui est généralement le réseau de distribution d'eau. Une pompe 12 est adaptée pour fournir l'eau en sortie à haute pression comprise entre 45 et 110 bars à une rampe de brumisation 14 comportant des buses de brumisation dont le fonctionnement a été décrit dans le premier mode de réalisation. Le tuyau d'arrivée d'eau 11 provenant de la source 10 amène l'eau à une série de trois filtres, deux filtres à particules 50 et 52 et un filtre à ultrafiltration 18 suivi d'une rampe à rayonnement ultraviolet UV 20 comme précédemment. Le premier filtre 50 est un filtre chargé positivement arrêtant toutes les particules d'une taille supérieure à 4,5 p. Le deuxième filtre 52 arrête toutes les particules et les matières colloïdales d'une taille supérieure à 0,5 p. Comme il a été mentionné précédemment, la rampe UV ne peut fonctionner correctement que si l'eau n'est pas trouble. Il faut donc réduire la turbidité de l'eau ainsi que les matières en suspension (MES). D'où la nécessité de placer des filtres à particules en amont. Le filtre à ultrafiltration 18 est tout aussi nécessaire puisqu'il permet de bloquer les microorganismes de grande taille qui, sans cela, pourraient faire écran pour les microorganismes de taille infinitésimale tels que les virus qui sont éliminés par la rampe UV. A noter que dans les applications utilisant le deuxième mode de réalisation, le filtre à particules 50 qui protège les deux filtres suivants, est peu coûteux et est changé fréquemment, par exemple une fois par mois. Le deuxième filtre 52 n'est changé que tous les six mois, et le filtre à ultrafiltration 18, plus coûteux, ne peut être changé qu'une fois par an. Comme pour le premier mode de réalisation, la rampe UV 20 se compose de lampes à vapeur de mercure placées dans des gaines de quartz. Un UVmètre 32 indique en permanence, en pourcentage par rapport à l'intensité de la lampe émise en début de vie, l'intensité reçue au point le plus défavorable de la chambre. Comme précédemment, un dispositif de nettoyage automatique peut être relié à la chambre à rampe UV 20. Dans les applications industrielles où le deuxième mode de réalisation peut être implémenté, les rampes de brumisation peuvent avoir des longueurs totales de 400 m. Il est donc absolument nécessaire pour sécuriser l'ensemble du dispositif de pouvoir empêcher la formation d'un biofilm de microorganismes tels que les légionelles dans les tuyaux aboutissant à la rampe de brumisation par un traitement régulier au moyen d'une pompe doseuse 53 permettant d'injecter régulièrement des produits luttant contre la formation de ce biofilm. De tels produits sont des composés biocides détruisant les bactéries ou mieux, des composés virucides détruisant aussi bien les virus que les bactéries. De cette manière, la qualité circulant dans le dispositif sera égale à celle obtenue à la sortie de la rampe UV. Comme les produits fournis par la pompe doseuse 53 peuvent entraîner une obturation rapide de buses de brumisation, il est judicieux d'ajouter un filtre antiparticules 54 pour arrêter les particules d'une taille supérieure à 5 u à la sortie de la pompe doseuse 53. Régulièrement, le dispositif de brumisation est vidangé de façon à éliminer le moindre risque de contamination. Pour ce faire, il existe deux sorties de vidange situées en partie basse: la sortie de vidange 42 pour la rampe de brumisation et la sortie de vidange 44 pour la pompe. A noter que tous les tuyaux reliant les éléments du dispositif de brumisation tels que le tuyau 11 provenant de la source 10 ou le tuyau 28 connectant la pompe 12 à la rampe de brumisation 14 sont de préférence en cuivre qui est un métal bactéricide ou en alliage de cuivre. Le dispositif de brumisation selon l'invention peut aussi être utilisé dans les lieux publics tels que les aires d'autoroutes, les gares, les halls d'aéroports, ou des lieux privés tels que les patios, les terrasses de restaurants, magasins etc. Il peut également être utilisé dans les sites professionnels tels que les serres, étals de poissons, étals de légumes ou les tours Aéro-réfrigérantes (TAR) humides. REVENDICATIONS 1. Dispositif de brumisation comprenant une rampe de brumisation (14) comportant une pluralité de buses de brumisation, une source de liquide (10) fournissant le liquide destiné à alimenter ladite rampe de brumisation, une pompe (12) adaptée pour fournir sous haute pression, généralement entre 45 et 110 bars, le liquide provenant de ladite source à ladite rampe de brumisation; ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre: au moins un filtre à particules (16 ou 50, 52) retenant les particules ayant une dimension supérieure à environ 1 g recevant le liquide provenant de ladite source, et un filtre à ultrafiltration (18) recevant le liquide provenant dudit filtre à particules pour retenir les microorganismes ayant une dimension supérieure à 0,2i, et une chambre à rampe UVC (20) comportant une ou plusieurs lampes UVC placées dans des gaines de quartz recevant le liquide provenant dudit filtre à ultrafiltration et adaptée pour détruire les microorganismes dont la dimension est inférieure à 0,2t. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel un UV mètre (32) est associé à ladite chambre à rampe UV (20), ledit UV mètre indiquant en permanence la dose reçue au point le plus défavorable de la chambre en pourcentage par rapport à l'intensité de ou des lampes émise en début de vie. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel un dispositif de nettoyage automatique (34) est associé à ladite chambre à rampe UV (20), ledit dispositif de nettoyage automatique agissant par raclage pour éliminer les dépôts qui ont pu se former sur les gaines de quartz entourant les lampes. 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel ledit filtre à particules (16) est un filtre retenant les particules ayant une dimension supérieure à environ 1 ou un filtre à particules chargé retenant les particules et les substances colloïdales ayant une dimension supérieure à environ 0,5 . 5. Dispositif selon la revendication 4, comprenant en outre une première électrovanne à trois voies (22) placée entre ladite source (10) et ledit filtre à particules, (16) et une deuxième électrovanne à trois voies (26) placée entre ladite pompe (12) et ladite rampe de brumisation (14), lesdites électrovannes pouvant être mises dans deux positions, une première position permettant le fonctionnement normal dudit dispositif de brumisation et une deuxième position permettant la circulation du liquide fourni sous pression par la pompe en circuit fermé à l'intérieur dudit dispositif de façon à effectuer la décontamination dudit dispositif par choc thermique. 6. Dispositif selon la revendication 5, comprenant en outre un réservoir (36) dans lequel se trouve un élément à résistances chauffantes (38) destiné à chauffer l'eau du réservoir à une température de 70 C pendant une durée de 10 mn de manière à effectuer une décontamination par choc thermique du dispositif de brumisation lorsque lesdites électrovannes ont été mises dans leur deuxième position et que ladite pompe (12) a été mise en fonctionnement pour faire circuler l'eau sous une pression de 5 bars. 7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel ledit réservoir (36) comporte un dispositif à flotteur (40) permettant de maintenir le niveau maximum d'eau dans ledit réservoir toujours au dessous de l'arrivée d'eau dans ce dernier (disconnexion réseau). 8. Utilisation du dispositif selon l'une des revendications 4 à 7 dans les établissements hospitaliers et les maisons de retraite. 9. Dispositif selon la revendication 3, comprenant un premier filtre à particules (50) retenant les particules d'une taille supérieure à 1 p suivi d'un deuxième filtre à particules (52) retenant les particules ou les substances colloïdales d'une taille supérieure à 0,5 p. 10. Dispositif selon la revendication 9, comprenant en outre une pompe doseuse (53) placée à la suite de ladite chambre à rampe UVC (20), ladite pompe doseuse fournissant régulièrement des produits biocides ou virucides dans le but d'empêcher la formation d'un biofilm dans les tuyaux entre ladite pompe (12) et ladite rampe de brumisation (14). 11. Dispositif selon la revendication 10, comprenant en outre un filtre à particules (54) placé à la suite de ladite pompe doseuse retenant les particules d'une taille supérieure à 5 p. 12. Dispositif selon la revendication 6, 7, 10 ou 11, comprenant en outre des sorties de vidange situées en partie basse, et en particulier une sortie de vidange (42) pour ladite rampe de brumisation (14) et une sortie de vidange (44) pour ladite pompe (12). 13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, dans lequel tous les tuyaux (11, 24, 28, 30) reliant les éléments du dispositif de brumisation sont en cuivre. 14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, dans lequel ladite source de liquide (10) est une source d'eau. 15. Utilisation du dispositif selon la revendication 9, 10 ou 11, dans les installations industrielles ou avicoles nécessitant un dispositif de brumisation, et en particulier dans les usines à papier.