Brevet FR2939046A1 — publié le 20100604

i La présente invention concerne un dispositif de brumisation muni de moyens de désinfection et un procédé de désinfection associé. La présente invention trouvera son application notamment pour des installations de brumisation ou de pulvérisation de liquide destinées à l'abaissement de température de l'air, à la régulation de l'hygrométrie, pour créer un brouillard décoratif ou encore pour la maîtrise des pollutions olfactives etc. La plupart des installations de brumisation ou de pulvérisation utilisent des buses pour diffuser dans un gaz, de l'air en général, des gouttelettes d'un io liquide, principalement de l'eau. Ces installations de brumisation diffusent de l'eau généralement par intermittence et des tuyaux restent remplis d'eau même en cas de non utilisation pendant de longues périodes. Ces tuyaux sont généralement en inox ou en nylon noir et souvent orientés en plein soleil ce qui conduit à une augmentation de la température de l'eau contenue à l'intérieur, 15 favorisant le développement de bactéries et autres pathogènes. Par conséquent, ces installations requièrent un entretien et une maintenance régulière pour assurer leur sécurité sanitaire. Les entretiens ne sont parfois pas réalisés à temps notamment car les dispositifs et procédés actuels nécessitent l'ajout de produits d'entretien et donc l'arrêt du dispositif 20 pendant une certaine durée. Ainsi, des risques sanitaires existent et ces appareils peuvent fonctionner en diffusant des bactéries et pathogènes. Il existe donc le besoin de proposer des installations de brumisation telles que décrites ci-dessus présentant un risque sanitaire limité. 25 La présente invention propose à cet effet un dispositif de brumisation comprenant classiquement des moyens de production de brumisation et des moyens de brumisation et qui comprend de manière caractéristique des moyens de désinfection par photocatalyse dans l'eau. Selon l'invention, ce dispositif est associé à un procédé de désinfection 30 dudit dispositif comprenant une étape de désinfection par photocatalyse dans l'eau. L'utilisation de la photocatalyse dans l'eau dans un dispositif de brumisation permet la désinfection de l'eau circulant ainsi que du dispositif. 2 La photocatalyse permet une désinfection du système de brumisation sans nécessiter d'ajout de produit désinfectant. Il n'y a donc pas de risque pour les utilisateurs du dispositif de brumisation. En effet, les produits de la photocatalyse sont neutres. Par ailleurs, l'utilisation de la photocatalyse présente un avantage économique important puisque aucun produit ne doit être ajouté pour assurer la désinfection. De plus, la photocatalyse intégrée dans un dispositif de brumisation est d'utilisation simple car, la photocatalyse étant non toxique, le dispositif de brumisation ne doit pas nécessairement être rincé, ni arrêté pour être io désinfecté. Préférentiellement, le dispositif selon l'invention comprend des moyens de purge du dispositif. Ainsi, l'eau peut être évacuée et elle ne stagne pas, ce qui limite les risques de développement de pathogènes. Suivant un mode de réalisation avantageux, le dispositif de brumisation 15 comprend des moyens de désinfection tel qu'un réacteur de photocatalyse qui peut être géré et contrôlé par des moyens de gestion et de contrôle de sorte à automatiser les étapes de désinfection. D'autres buts et avantages apparaîtront au cours de la description qui suit d'un mode préféré de réalisation de l'invention qui n'en est cependant pas 20 limitatif. Il convient tout d'abord de rappeler que la présente invention concerne un dispositif de brumisation comprenant un moyen de production de brumisation et un moyen de brumisation d'eau caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de désinfection dotés d'un réacteur de photocatalyse dans l'eau. 25 Selon des variantes préférées de l'invention mais non limitatives, le dispositif est tel que : - le réacteur de photocatalyse dans l'eau comprend au moins une lampe à ultraviolets C, - les moyens de désinfection sont configurés pour produire du peroxyde 30 d'hydrogène (H202) destiné à circuler dans le dispositif de brumisation, - le dispositif comprend des moyens de purge du dispositif, - les moyens de purge comprennent un compresseur d'air, - le dispositif comprend des moyens de rinçage, 3 - les moyens de rinçage comprennent une électrovanne de vidange, - le dispositif comprend des moyens de filtration, - le dispositif comprend des moyens de contrôle et de gestion, La présente invention concerne en outre un procédé de désinfection d'un dispositif de brumisation caractérisé par le fait qu'il comprend une étape de désinfection par des moyens de photocatalyse dans l'eau. Selon des variantes préférées mais non limitatives de l'invention, le procédé est tel que : - il comprend une étape de rinçage du dispositif, io - il comprend une étape de purge du dispositif par des moyens de purge. - l'étape de désinfection comprend une phase de production de peroxyde d'hydrogène (H2O2) destiné à circuler dans le dispositif de brumisation, - l'étape de désinfection comprend la désinfection par des ultraviolets - C. Les dessins ci-joints sont donnés à titre d'exemple et ne sont pas 15 limitatifs de l'invention. Ils représentent seulement un mode de réalisation de l'invention et permettront de la comprendre aisément. La figure 1 est un schéma de principe du dispositif. La figure 2 est un schéma du réacteur de photocatalyse. Le dispositif selon l'invention comprend l'ensemble des moyens 20 nécessaires à la pulvérisation ou brumisation d'un liquide, préférentiellement de l'eau, dans un gaz tel que de l'air. Ainsi le dispositif comprend préférentiellement des moyens de production de brumisation 1, tels qu'une pompe à haute pression et des moyens de brumisation 2 (à titre d'exemple des rampes munies de buses de brumisation). 25 On entend par brumisation les différentes techniques existantes telles que la nébulisation, la brumisation haute pression, l'atomisation, la pulvérisation etc. Ces différentes techniques se différencient uniquement par le diamètre des gouttelettes générées qui varie de quelques millimètres à quelques micromètres. 30 De manière caractéristique, le dispositif de brumisation cité ci-dessus comprend des moyens de désinfection intégrés dans le circuit du dispositif. Les moyens de désinfection comprennent un réacteur de photocatalyse dans l'eau 3. 4 La photocatalyse est un processus électrochimique qui se produit à la surface d'un catalyseur par l'intervention d'un rayonnement ultraviolet notamment par l'action des photons. Les particules polluantes sont adsorbées à la surface du catalyseur pour être oxydées. Ce sont les photons émis par la lampe à ultraviolets qui excitent le catalyseur et créent des sites d'oxydoréduction à la surface de celui-ci. Ce processus provoque la cassure des liaisons chimiques des polluants biologiques qui sont dégradés en eau et dioxyde de carbone. Le réacteur de photocatalyse dans l'eau 3 est un tube en inox 9 io habituellement cylindrique contenant une ou plusieurs lampes à ultraviolets 10, une gaine de quartz 11 ainsi qu'un revêtement, le catalyseur 12. Ce dispositif est appelé "réacteur à irradiation radiale". Il s'agit d'un réacteur annulaire à lampe plongeante interne. La lampe à ultraviolets 10 est disposée préférentiellement dans un tube de 15 quartz 11 l'isolant ainsi de l'eau traversant le réacteur. Cette lampe peut être aisément remplacée lors d'opérations de maintenance. Le tube de quartz 11 assure l'isolation de la lampe à ultraviolets 10 du flux d'eau extérieur. Ses surfaces intérieure et extérieure sont lisses et parfaitement transparentes pour laisser passer les rayons ultraviolets jusqu'à la paroi 20 intérieure de la chambre inox. La chambre inox est un cylindre long (ou encore un tube) comportant une admission d'eau 13 à une extrémité et une évacuation 14 sur l'autre extrémité. Elle assure la circulation de l'eau d'un côté à l'autre du cylindre sur une lame mince. Une couche régulière de catalyseur 12 est disposée sur la surface 25 intérieure du tube inox 9. Cette surface est directement irradiée par les ultraviolets émis par la lampe, et elle assure le processus de photocatalyse. Le catalyseur 12 le plus utilisé en photocatalyse est le semi-conducteur de dioxyde de titane (TiO2). C'est le matériau le plus actif pour la dégradation de polluants et il présente de plus de nombreux avantages en étant non toxique, très stable 30 et peu coûteux. Selon un mode de réalisation préféré, on peut utiliser un papier non tissé enduit de catalyseur notamment de dioxyde de titane (TiO2). L'adhésion du dioxyde de titane au papier est assurée par un liant silicique mélangé à la suspension de dioxyde de titane et déposé sur le papier. Le liant est constitué de fibres de silice colloïdale qui gainent les fibres du papier et permettent ainsi l'accroche des particules du dioxyde de titane sur le média fibreux. Le papier enduit de catalyseur 12 est ensuite maintenu fixement dans le tube inox du 5 réacteur. Le support du catalyseur 12 peut comporter des chicanes ou être en forme d'hélice pour augmenter la surface de contact entre l'eau et le catalyseur 12 mais aussi pour créer des turbulences lors de la circulation de l'eau et procurer ainsi une surface et un temps de contact entre le fluide et le catalyseur io 12 augmentés. D'autres catalyseurs peuvent être utilisés tel que du charbon actif ou de l'oxyde de zinc, du sulfure de zinc , du sulfure de cadmium, de l'oxyde de zinc combiné à du dioxyde de titane etc. Le réacteur de photocatalyse dans l'eau 3 selon un mode de réalisation de 15 l'invention comprend des lampes à ultraviolets C 10. Les ultraviolets C ont un effet germicide direct sur les pathogènes. La puissance de la lampe détermine d'une part l'effet germicide immédiat sur les bactéries pouvant traverser le réacteur et d'autre part la quantité d'irradiation produite sur la surface du catalyseur. L'énergie nécessaire pour 20 avoir un effet germicide à 99,9% sur des bactéries du type pseudomonas aeruginosa est de 10500 microwatts/s/cm2 et sur des bactéries du type legionella pneumophila la puissance est de 3800 microwatts/s/cm2. La puissance de la lampe est donc déterminée pour obtenir en fin de vie de la lampe une puissance suffisamment germicide pour détruire les bactéries et 25 pathogènes éventuellement présentes dans l'eau. Cette puissance est aussi fonction de l'épaisseur de la lame d'eau présente dans le réacteur, de la longueur du réacteur, de la vitesse de l'eau et de la transmittance de l'eau. La longueur d'onde de la lampe est préférentiellement comprise entre 100 et 280 nanomètres plus précisément à 254 nanomètres. 30 Ainsi dans le réacteur de photocatalyse dans l'eau 3, l'eau est débarrassée des polluants organiques et des pathogènes par un simple appareil. 6 La photocatalyse permet la production de radicaux OH° à fort pouvoir oxydant et particulièrement instables. De plus, le déposant s'est aperçu que le réacteur de photocatalyse dans l'eau 3 était le siège de la production de peroxyde d'hydrogène (H2O2). Le peroxyde d'hydrogène (H2O2), ou eau oxygénée, possède de puissantes propriétés d'oxydoréduction. Il est donc très avantageux car il permet d'augmenter les effets de la photocatalyse en dégradant de nombreux polluants et/ou pathogènes, sans ajout de produit toxique. Le peroxyde d'hydrogène étant un liquide, à durée de vie relativement io longue (quelques secondes à quelques minutes), il est diffusé en aval du réacteur de photocatalyse dans l'eau 3 dans le circuit du dispositif de brumisation. Il désinfecte ainsi le reste du dispositif. Le peroxyde d'hydrogène présente l'avantage de réagir très rapidement avec les éventuels polluants pour se désintégrer en produits non toxiques, l'hydrogène et l'eau. La désinfection 15 est donc rapide et sans risque pour les utilisateurs situés sous les moyens de brumisation. Selon un mode de réalisation très avantageux, le dispositif de brumisation est configuré pour associer les trois réactions citées ci-dessus : - la photocatalyse, 20 - l'effet germicide des ultraviolets C ; - la production de peroxyde d'hydrogène. La synergie de ces trois réactions permet un traitement efficace du dispositif de brumisation. Comme représenté en figure 1, le réacteur de photocatalyse dans l'eau 3 25 est placé préférentiellement en amont des moyen de production de brumisation 1 et des moyens de brumisation 2. Ainsi, l'eau circulant dans le dispositif de brumisation est désinfectée à son entrée ce qui limite les risques de développement des pathogènes dans le dispositif situé en aval. 30 Avantageusement, le réacteur de photocatalyse dans l'eau 3 est placé en aval des moyens de filtration 6. Les moyens de filtration 6 permettent de filtrer une première partie des polluants et/ou pathogènes en fonction de la taille du filtre. 7 Le dispositif comprend avantageusement des moyens de contrôle et de gestion 7 des moyens de désinfection. Ces moyens de contrôle et de gestion 7 permettent de contrôler les cycles de désinfection, notamment leur durée, leur fréquence en fonction de plusieurs paramètres issus des moyens de production de brumisation 1, des moyens de brumisation 2, de la quantité d'eau circulant dans le dispositif, de sa qualité et de la taille du dispositif notamment de son circuit etc. Ces moyens de contrôle et de gestion 7 permettent une utilisation automatisée du dispositif de brumisation qui limite les risques d'oubli ou de io mauvaise utilisation des moyens de désinfection. Les risques sanitaires sont donc très limités. Le dispositif comprend des moyens de purge destinés à purger le dispositif de l'eau circulant. Ceci permet d'éviter tout risque d'eau stagnante, notamment dans les moyens de brumisation 2 qui ont souvent une température 15 élevée du fait de l'exposition au soleil. Les moyens de purge sont principalement un compresseur d'air 4. Ils peuvent être contrôlés par les moyens de contrôle et de gestion 7. Le compresseur d'air 4 injecte de l'air dans le dispositif remplaçant l'eau évacuée par les moyens de brumisation 2 par de l'air. 20 Le dispositif est avantageusement muni de moyens de rinçage. Les moyens de rinçage comprennent une électrovanne de vidange 5 et une électrovanne d'eau 15. Les moyens de rinçage permettent de rincer le dispositif principalement avant utilisation. L'eau restée notamment dans le moyens de production de 25 brumisation 1 ne pouvant être purgée, est évacuée par l'électrovanne de vidange 5 et remplacée par de l'eau désinfectée par le réacteur de photocatalyse 3. La combinaison des moyens de désinfection, des moyens de purge et des moyens de rinçage conduit à une installation de brumisation qui est saine et 30 sans risque sanitaire pour les utilisateurs. L'invention concerne aussi un procédé de désinfection du dispositif décrit ci-dessus. Le dispositif selon l'invention permet un procédé de désinfection 8 simple et rapide consistant principalement en une étape de désinfection par photocatalyse dans l'eau. On a pu s'apercevoir qu'avec une seule étape de photocatalyse dans l'eau combinant, selon les modes de réalisation, trois réactions, la désinfection du dispositif de brumisation était très satisfaisante. Le procédé est donc simple et rapide à mettre en oeuvre. Le fait qu'avec une étape unique, on puisse désinfecter efficacement un dispositif de brumisation, permet de réaliser plus souvent la désinfection et donc les risques sanitaires sont limités. A titre d'exemple uniquement, la durée de l'étape de désinfection est io comprise entre quelques minutes et un fonctionnement continu. Selon un mode de réalisation, cette étape de désinfection est associée à une étape de purge. Cette étape de purge a pour but de purger le dispositif de brumisation et plus particulièrement les moyens de brumisation 2, principaux sièges de développement des pathogènes. L'étape de purge est réalisée par 15 exemple par un compresseur d'air 4 injectant de l'air dans le dispositif, l'eau s'évacuant par les moyens de brumisation 2. L'étape de purge peut être combinée à l'étape de désinfection en vue d'un arrêt prolongé du dispositif de brumisation ainsi le dispositif est désinfecté, puis purgé pour limiter tout risque de développement de pathogènes. 20 La remise en marche du dispositif de brumisation pourra être réalisé rapidement et sans risque en réalisant une courte étape de rinçage. Comme expliqué précédemment, l'étape de désinfection permet de désinfecter l'eau circulant et aussi le dispositif tandis que l'étape de purge limite les risques de développement de pathogènes notamment lors d'un arrêt 25 prolongé. Le procédé selon l'invention comprend en outre lors de l'étape de désinfection une phase de production de peroxyde d'hydrogène qui est destiné à circuler dans l'eau circulant dans le dispositif de brumisation et/ou une phase de désinfection par ultraviolets C. Ces deux phases peuvent être combinées à l'étape de désinfection par 30 photocatalyse. Le procédé de désinfection peut être réalisé de manière ponctuelle ou en continu lors de l'utilisation du dispositif de brumisation étant non nocif pour les utilisateurs. 9 Les différentes étapes et phases du procédé de désinfection sont préférentiellement gérées et contrôlées par les moyens de contrôle et de gestion 7. Les moyens de désinfection, ainsi que les autres moyens tels que les moyens de purge, de rinçage, de filtration 6 et de contrôle et de gestion 7 peuvent être intégrés à des dispositifs de brumisation comprenant des moyens de production de brumisation 1 et des moyens de brumisation 2 déjà installés. Selon cette possibilité non représentée, le réacteur de photocatalyse dans l'eau 3 est intégré au dispositif de brumisation sur une branche de dérivation du io circuit de sorte à n'être utilisé que lors des étapes de désinfection. A titre d'exemple, le procédé selon l'invention est du type : Etape 1 : Mise en route du réacteur de photocatalyse, avec l'électrovanne d'eau 15 fermée. Il n'y a pas de circulation d'eau. L'eau présente dans le réacteur de photocatalyse est désinfectée notamment par la production de 15 peroxyde d'hydrogène (H202). Etape 2 : Mise en route des moyens de rinçage : ouverture de l'électrovanne de vidange 5 et ouverture de l'électrovanne d'eau 15. L'eau désinfectée circule dans le dispositif évacuant l'eau restée dans les moyens de production de brumisation 1. C'est l'étape de rinçage. 20 Etape 3 : Arrêt des moyens de rinçage. Fermeture de l'électrovanne de vidange 5. Etape 4 : Mise en route des moyens de production de brumisation 1 et/ou des moyens de brumisation 2. De l'eau propre, désinfectée et n'ayant pas stagné peut être envoyée dans les rampes de brumisation des moyens de brumisation 25 2. Etape 5 : Arrêt de la brumisation pendant un temps t = Ti. Si Ti est court (quelques minutes) : attente pour le redémarrage éventuel de la brumisation. Retour à l'étape 4. Si Ti est long (quelques dizaines de minutes à quelques heures) : passage à 30 l'étape suivante (étape 6). Etape 6 : Mise en route des moyens de purge préférentiellement à l'air comprimé pour purger avantageusement les moyens de brumisation 2 (rampes de brumisation), sans circulation d'eau. 2939046 io Etape 7 : Arrêt du réacteur de photocatalyse. Le procédé et plus particulièrement l'enchaînement des étapes étant contrôlés par les moyens de contrôle et de gestion 7, l'étape de purge est avantageusement effectuée le plus souvent possible. Il REFERENCES 1. Moyen de production de brumisation 2. Moyen de brumisation 3. Réacteur de photocatalyse dans l'eau 4. Compresseur d'air 5. Electrovanne de vidange 6. Moyens de filtration 7. Moyens de contrôle et de gestion io 8. Clapet anti-retour 9. Tube inox 10. Lampe à ultraviolets 11. Gaine de quartz 12. Catalyseur 15 13. Admission d'eau 14. Evacuation d'eau 15. Electrovanne d'eau REVENDICATIONS1. Dispositif de brumisation comprenant un moyen de production de brumisation (1) et un moyen de brumisation (2) d'eau caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de désinfection doté d'un réacteur de photocatalyse dans l'eau (3). 2. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel le réacteur de photocatalyse dans l'eau (3) comprend au moins une lampe à ultraviolets C (10). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2 dans lequel les moyens de désinfection sont configurés pour produire du peroxyde d'hydrogène (H2O2) destiné à circuler dans le dispositif de brumisation. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 comprenant des moyens de purge du dispositif. 15 5. Dispositif selon la revendication 4 dans lequel les moyens de purge comprennent un compresseur d'air (4). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 comprenant des moyens de rinçage. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 comprenant 20 des moyens de filtration (6). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant des moyens de contrôle et de gestion (7). 9. Procédé de désinfection d'un dispositif de brumisation selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait qu'il 25 comprend une étape de désinfection par des moyens de photocatalyse dans l'eau. 10. Procédé selon la revendication 9 comprenant une étape de rinçage du dispositif. 11. Procédé selon la revendication 9 ou 10 comprenant une étape de purge 30 du dispositif par des moyens de purge. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendication 9 à 11 dans lequel l'étape de désinfection comprend une phase de production de peroxyde d'hydrogène (H2O2) destiné à circuler dans le dispositif de brumisation.13 13. Procédé selon une quelconque des revendications 9 à 12 dans lequel l'étape de désinfection comprend la désinfection par des ultraviolets C.