Brevet FR2919858A1 — publié le 20090213

Dispositif de traitement des réseaux d'eau et de piscines par ionisation cuivre argent. Le dispositif comporte une unité centrale électronique ainsi qu'une chambre d'ionisation. La chambre d'ionisation, dans laquelle se produit l'électrolyse, renferme les électrodes en alliage homogène de cuivre et d'argent purs mais aussi les capteurs permettant de mesurer en continu le cuivre libéré dans l'eau et donc d'ajuster en temps réel la puissance de l'appareil (l'électrolyse et le temps d'inversion de polarité). L'unité centrale électronique peut être externe (Figure 1) ou totalement intégrée à la chambre d'ionisation (Figure 4), et joue le rôle de dispositif de lecture et écriture des paramètres de contrôle, à distance ou in situ. D'autres capteurs sont disposés en amont et en aval de la chambre d'ionisation tout au long du réseau d'eau. Des capteurs de température sont associés au dispositif, toutes les données étant envoyées par onde radio ou filaire vers un ordinateur stockant ces données sur un disque dur. La présente invention concerne un dispositif de traitement des eaux contre les algues et les bactéries par ionisation cuivre argent permettant de contrôler le développement de microorganismes. En effet les principaux dispositifs d'ionisation par la méthode cuivre argent existants se limitent à générer en continu des ions cuivre argent dans les circuits d'eau sans vérification des concentrations hautes et basses de cuivre dans l'eau : une faible concentration d'ion cuivre ne permet pas d'éradiquer les microorganismes ; une surconcentration en cuivre a des effets néfaste sur la potabilité de l'eau. Par ailleurs les dispositifs de prélèvement et d'analyse de concentration de cuivre existants imposent un prélèvement manuel de l'eau et une analyse par comparaison colorimétrique à ',œ il humain après mélange du prélèvement avec un révélateur. Il existe également des méthodes spectrophotométriques bâties avec des appareils d'analyse colorimétriques plus ou moins complexes et qui nécessitent aussi la présence d'un opérateur humain. Il en résulte que la diffusion des appareils d'ionisation cuivre argent pour limiter la prolifération des algues et bactéries est freinée par ce manque d'analyse in situ et en temps réel de la concentration de cuivre dans l'eau, qui permet corrélativement d'assurer une absence de bactérie à partir d'une certaine concentration de cuivre. Idéalement la méthode la plus efficace consisterait à mesurer directement la concentration des bactéries dans l'eau. Bien que très efficace, cette méthode est difficilement réalisable en l'état de la technique dans des coûts qui permettront d'assurer sa diffusion large et rapide. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients, et de répondre à ces besoins et leurs finalités, puisque celui-ci se propose de procéder à l'automatisation de la mesure en temps réel de la concentration de teneur en cuivre dans l'eau par capteur colorimétrique avec révélateur chimique de cuivre. Par ailleurs ce dispositif est autorégulé en ce qui concerne la diffusion des ions cuivre et argent et permet également un suivi des températures en continu ainsi que d'autres paramètres physico-chimiques tels le pH et la dureté de l'eau. C'est donc un dispositif de gestion global de la prolifération bactérienne dans les réseaux d'eau. Le dispositif global, selon l'invention, comporte un ordinateur central dénommé unité de contrôle auquel est connecté un interface de liaison avec les modules d'ionisation et de lecture des paramètres physico-chimiques à mesurer dans le réseau d'eau, modules alimentés par source d'énergie autonome batterie ou pile solaire. L'interface de liaison pourra être de type filaire ou sans fil. L'unité de contrôle dispose d'un logiciel de pilotage du réseau de capteurs et d'ionisateurs installés dans des endroits du réseau judicieusement choisis à l'installation et au démarrage du système. Par le biais de son interface de liaison, l'unité de contrôle pourra commander et corriger les paramètres de rétroaction qui constituent la boucle de commande et de rétroaction du système. Le système de rétroaction et de compensation de la concentration de cuivre dans l'eau constitue l'organe d'autorégulation du dispositif. Ainsi on distinguera indifféremment des modules autonomes qui permettront d'une part de réaliser la fonction ionisation par commande ou télécommande d'une paire d'électrodes intimement liées au module de commande, et d'autre part des modules de mesure des paramètres d'influence de la boucle rétroactive du système global. Les modules de mesure des paramètres physicochimiques et de turbulence de l'eau circulant dans le réseau permettront l'analyse en temps réel de tous les paramètres pour lesquels ces derniers seront destinés. Les modules de mesure des paramètres d'influence intégreront toutes les interfaces électroniques de conditionnement et de mesures des paramètres de base de contrôle de l'eau : température, pH, turbidité, état d'usure des électrodes. Chaque module de commande dispose d'une interface autonome de commande de polarisation des électrodes d'ionisation (Figures 1 et 4). L'alimentation du module de commande pourra être extérieure mais aussi autoalimentée de préférence par une batterie ou pile solaire (Figures 4 et 5) afin de garantir une parfaite autonomie du module vis-à-vis de l'alimentation électrique, et faciliter ainsi l'installation des modules dans tous les endroits du réseau d'eau sans se préoccuper de la présence d'une alimentation électrique 220 V. Les électrodes sont alimentées par le module de commande par une tension continue à inversion de polarité et rapport cyclique variable. Une inversion de polarité est appliquée aux électrodes et leur fait jouer le rôle, de manière alternative, d'anode ou de cathode, dans le but de limiter leur encrassement et de leur assurer une usure équivalente. Selon un modèle de réalisation, le module de commande disposera d'un dispositif automatique de nettoyage des électrodes et de contrôle automatique de leur état d'usure : un générateur à pulsations électriques alternatives avec une fréquence et une modulation qui permettront d'assurer la fonction de détartrage des électrodes par procédé galvanique. Selon un autre mode de réalisation le module de commande disposera d'une commande de haut parleur étanche ultrasonore dont la pulsation et le volume sonore sera assez efficace pour assurer la même fonctionnalité de détartrage des électrodes d'ionisation. Le haut parleur ultra sonore sera lié mécaniquement à l'enceinte d'ionisation, sa position sera judicieusement calculée pour assurer la destruction des éléments chimiques indésirables pour le bon fonctionnement du dispositif. Le dispositif comporte également un T en PVC-C dénommé chambre d'ionisation résistant aux hautes températures et pressions, positionné en série ou en parallèle sur le réseau d'eau, dans lequel viennent s'insérer les électrodes, fixées sur un support. L'étanchéité est assurée par un collier ainsi qu'un joint se positionnant sur la sortie haute du T (Figures 2 et 3). La fixation des électrodes s'effectue à l'aide de tiges filetées aux deux extrémités, le corps de la tige sera exempt de tout filetage afin de prémunir les remontées d'eau à l'extérieur de la chambre par effet capillaire, tout autre moyen d'étanchéité de la chambre est partie intégrante du dispositif. Les électrodes disposent d'un moyen de mesure de leur usure, sans être exhaustif, ce moyen pourra consister en la mesure de la tension résiduelle produite par injection dans les électrodes d'un courant constant et calibré, il en résulte dans ce mode opératoire que les électrodes disposent d'une entrée sortie filaire permettant de mesurer leur état d'usure, la mesure s'opérant dans un état de repos et de stabilité des électrodes. Selon un modèle de réalisation non exclusif, la chambre d'ionisation contient également les capteurs permettant de mesurer les concentrations de cuivre. Les signaux mesurés sont accessibles directement à l'opérateur sur l'écran à cristaux liquides du module de commande associé à la chambre d'ionisation ou par télé contrôle sur le poste de contrôle par simple requête au module, ou par action sur des boutons poussoir intégrés dans le module de commande, il en résulte que tout autre type d'interface homme machine vis-à-vis du module de commande est une partie constituante de l'invention. Selon un autre modèle de réalisation le module de mesure de concentration de cuivre comporte une mesure de débit ainsi qu'un paramètre de distance et d'éloignement du module d'ionisation le plus proche auquel il est associé, cette fonctionnalité résultant du besoin de corréler la concentration de cuivre dans l'eau et le débit et volume d'eau à traiter dans une branche du réseau d'eau à traiter. Le dispositif, selon l'invention, est pourvu d'une autorégulation : la concentration de cuivre est détectée en continu dans l'eau. Cependant, afin de ne pas saturer les capteurs d'ions cuivre, les prélèvements ainsi que l'immersion des capteurs potentiomètriques se feront de manière séquentielle à des cycles et périodes judicieusement ajustés pour ne pas générer un vieillissement prématuré des capteurs de cuivre. Dans le cas d'une mesure optique de la concentration de cuivre, la mesure s'effectuera par prélèvement d'un échantillon d'eau et par lecture colorimétrique après mélange avec un révélateur chimique de cuivre. Selon les concentration relevées à différents endroits du réseau, le système agira par rétroaction du module de commande sur la tension appliquée aux électrodes, le temps de latence lors de l'inversion de polarité, la durée d'alimentation des électrodes, etc. permettent d'ajuster les teneurs en cuivre dans l'eau et donc de conserver des concentrations en cuivre et en argent suffisamment importantes pour avoir une efficacité optimale de l'appareil mais restant inférieures aux seuils règlementaires. De plus, il est connu qu'une bonne gestion des températures associée au dispositif de traitement cuivre argent permet de limiter d'autant plus les risques de prolifération d'algues ou de bactéries. En effet, nous savons qu'à certaines températures, les légionelles et plus généralement les bactéries qui provoquent des infections nosocomiales sont inactivées voir même détruites. Parfaitement connaître les températures des réseaux d'eaux est donc primordial dans une optique de limitation de la prolifération de bactéries dans les réseaux d'eau. De plus parfaitement connaître le débit de l'eau et déduire ainsi la cinématique des fluides dans le réseau d'eau permettra de mieux asservir et réguler le système d'ionisation cuivre argent. REVENDICATIONS 1) Procédé pour limiter la prolifération des algues et des bactéries, en particulier les légionelles, caractérisé en ce qu'il utilise la technologie cuivre argent (une unité centrale électronique alimentant une chambre d'ionisation) avec une diffusion des ions cuivre et argent maîtrisée grâce à un processus d'autorégulation, et un procédé global de surveillance des températures et d'autres paramètres physico-chimiques tels la température, le pH, la dureté de l'eau. 2) Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé de la revendication n 1) caractérisé en ce qu'un ou plusieurs capteurs détectant le cuivre dans l'eau en continu et en temps réel, sont intégrés à la chambre d'ionisation et positionnées tout le long du réseau d'eau, en amont ou en aval de l'appareil, et permettent de contrôler en permanence les concentrations de cuivre rejetées. 3) Dispositif selon la revendication 2) caractérisé en ce que plusieurs capteurs mesurant les concentrations de cuivre ainsi que d'autres paramètres physico-chimiques peuvent être disposés en divers points des réseaux d'eau et renvoient leur information par onde radio ou filaire vers un disque dur de stockage de ces données. 4) Dispositif selon la revendication 3) caractérisé en ce que son module de mesure de cuivre utilise un capteur colorimétrique avec révélateur chimique de cuivre. 5) Dispositif selon Les revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un ou plusieurs modules de mesure de paramètres physicochimiques alimentés par source d'énergie autonome batterie ou pile solaire. 6) Dispositif selon les revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif automatique de nettoyage de électrodes et de contrôle automatique de leur état d'usure. 7) Dispositif selon les revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif intégré de lecture et écriture des paramètres de contrôle à distance.5