Brevet FR2962348A1 — publié le 20120113

La présente invention se rapporte à un filtre microbicide pour le traitement de l'air, une cartouche de filtration comprenant un tel filtre. On connaît, à la lecture du document US-B-4 323 374, un filtre pour salles blanches et hôpitaux. Il se compose dans une configuration préférentielle, d'un filtre HEPA conformé en zigzag, en aval duquel est placée une couche de filtration fabriquée en fibres de polypropylène à propriété électrostatique. La couche amont HEPA retient les particules, les microbes de taille inférieure à 0.3 micromètres. La couche aval retient une grande quantité de particules de taille inférieure à 0.111 micromètres. Des écarteurs sont placés entre les plis d'un élément plissé pour séparer ses pans. Les avantages mis en avant sont une grande efficacité et un faible encrassement. Les particules vivantes piégées par le filtre HEPA demeurent cependant vivantes et peuvent contaminer l'air, en particulier pendant l'opération de remplacement du filtre, si bien que la personne qui effectue ce travail est exposée à un risque sanitaire. Par ailleurs, des écarteurs doivent être placés dans le creux des plis pour éviter le collapsus de l'élément plissé. Le but de l'invention est donc de proposer un filtre microbicide ainsi qu'une cartouche incorporant un tel filtre qui soit inoffensif pendant son remplacement, son traitement en temps que déchet, qui soit d'une construction stable dans le temps et à moindre coût. A cet effet, est proposé un filtre microbicide pour le traitement de l'air, du type comprenant dans le sens dévolu d'écoulement de la veine d'air susceptible de le traverser, une couche de filtration, un filtre HEPA ; selon l'invention la couche de filtration contient un agent bactéricide et/ou fongicide, et le filtre HEPA est plissé en étant appliqué contre une seconde couche de filtration plissée disposée en aval, de manière à éviter la mise en contact mutuelle de ses plis. La conjugaison de l'action de la couche imprégnée et du filtre HEPA permet d'inhiber ou de tuer par contact toutes les particules vivantes qui pénètrent dans le filtre microbicide. Le filtre HEPA est maintenu appliqué de manière stable dans sa géométrie plissée contre la seconde couche de filtration, si bien que les performances de filtration ne s'altèrent que progressivement. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, la première couche de filtration est plissée, le filtre HEPA étant maintenu dans sa géométrie plissée entre les deux couches de filtration. L'efficacité de l'action de la couche imprégnée est accrue du fait qu'elle jouxte le filtre HEPA, l'agent bactéricide et/ou fongicide pouvant aussi diffuser jusqu'au filtre HEPA dans l'interstice qui les sépare pour inhiber ou tuer les particules vivantes retenues sur le filtre HEPA. Par ailleurs, le filtre HEPA est interposé, au moins localement entre les deux couches de filtration, si bien qu'il ne se déforme pas à l'usage et procure au filtre une évolution de ses performances dans le temps qui est prévisible. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, la hauteur (h) de la première couche de filtration est comprise entre 20 % et 50 % de la hauteur (H) du filtre microbicide. La durée de vie du filtre microbicide est accrue en évitant le collapsus du filtre 15 HEPA. Par ailleurs, l'évolution de l'encrassement du filtre demeure relativement faible. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le filtre microbicide comprend une couche support placée en aval, la couche support bénéficiant d'un traitement anti COV (Composés Organiques Volatils). 20 Le filtre capte également la quasi-totalité des molécules chimiques volatiles. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, la première couche, la seconde couche, incorporent des fibres de polypropylène sur lesquelles ont été injectées des particules ion/argent. Les fibres de polypropylène sont disposées sous la forme d'un média en trois 25 dimensions et possèdent de la sorte un pouvoir filtrant remarquable. Les particules ion/argent ont un effet destructeur sur les particules vivantes. L'invention couvre également une cartouche de filtration incorporant un tel filtre microbicide. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, la cartouche de filtration 30 est de type cylindrique. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, la cartouche de filtration est de type prismatique. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 représente une vue en perspective d'une cartouche de filtration de type cylindrique selon l'invention, la Fig. 2 représente une vue en perspective d'une cartouche de filtration de type prismatique selon l'invention et, la Fig. 3 représente une vue en coupe d'un filtre microbicide pour une cartouche de filtration de type prismatique selon l'invention. La cartouche de filtration F présentée sur les Figs. 1 et 2 est destinée à être placée dans un circuit de traitement de l'air pour l'épurer des poussières en suspension qu'il contient, mais aussi, retenir les particules pathogènes de tailles plus faibles, comme les bactéries, les germes, les microbes, les virus. Elle est également efficace pour retenir et annihiler les molécules chimiques volatiles. Son application couvre le domaine de la filtration dans les cabines d'aéronefs, dans les véhicules, dans les salles médicales, le domaine de la ventilation mécanique contrôlée dans les habitations, et de manière générale, tous les secteurs d'activité nécessitant un air exempt de pollution microbienne ou chimique. Elle comprend un châssis cylindrique sur la Fig. 1, parallélépipédique sur la Fig. 2, pour qu'elle puisse être raccordée suivant les principaux standards actuels. Dans la première configuration de raccordement, le flux d'air, matérialisé par la flèche A, la traverse en périphérie pour ressortir par un côté de la cartouche. Dans la seconde configuration, le flux d'air la traverse dans le sens de son épaisseur. La cartouche F incorpore un filtre microbicide d'une structure particulière, qui est présenté sur la Fig. 3. Sa construction le rend plus efficace dans la mesure où aucune particule dangereuse n'est larguée en aval. Aucune particule vivante, telles que les bactéries, les germes, les microbes et autres virus, ne subsistent sur ses éléments de filtration, même quand ils sont recouverts de poussières et/ou qu'ils sont colmatés. Le remplacement de la cartouche est plus sécurisé que celui des cartouches connues de l'art antérieur car il n'expose pas le personnel de maintenance à un risque de contagion par des bactéries et autres virus qu'il contient susceptible de provoquer, par exemple, des maladies de la peau. Le traitement de la cartouche usagée est également plus facile à mettre en oeuvre. Le filtre microbicide 100 se compose d'amont en aval de son sens de filtration, symbolisé par la flèche A, d'une première couche de filtration 110, d'un filtre HEPA 130 (acronyme de High Efficiency Particulate Air, en langue anglaise), d'une seconde couche de filtration 150, et d'une couche support 170 également traitée pour retenir, annihiler, les molécules chimiques à l'état gazeux. Les trois éléments 110, 130 et 150, situés les plus en amont sont plissés, si bien que le filtre HEPA 130 est intercalé entre les deux couches 110 et 150 qui forment de la sorte des écarteurs pour maintenir parfaitement en place le filtre intermédiaire HEPA, typiquement plus souple, pendant la durée de service de la cartouche. La première couche de filtration 110 est constituée d'un élément filtrant tissé dans les trois dimensions, fabriqué en polypropylène. Il est destiné à retenir les plus grosses poussières, dont la taille est supérieure à 1 µm. Des particules de type ion/argent ont été injectées dans les fibres, qui présentent alors une action désinfectante sur les particules vivantes pathogènes retenues ou susceptibles de traverser cette première couche. Les bactéries adsorbées sont détruites ou inhibées par l'action combinée de l'argent et des atomes d'oxygène adsorbés sur le métal. L'argent sert d'une part à empêcher le développement des microorganismes et d'autre part à catalyser leur oxydation destructive. Il incorpore également un agent bactéricide et/ou fongicide tel que le triclosan ® apte à tuer, dans un environnement proche, les particules pathogènes. Le filtre HEPA 130 est fabriqué en une trame incorporant des fibres de verre. Ses caractéristiques de filtration sont définies, notamment, par la norme EN 1822. Il est conçu pour retenir les particules de taille supérieure à 0.11um avec une efficacité supérieure à 99 %. La première couche de filtration 110 et le filtre HEPA 130 forment un système capable de tuer la quasi-totalité des particules pathogènes dans la mesure où ces particules pathogènes qui parviennent à franchir vivantes la première couche de filtration 110 sont retenues par le filtre HEPA et sont annihilées dans une période de temps comprise entre quelques minutes et quelques heures sous l'effet de la diffusion de l'agent bactéricide et fongicide dans le volume fermé existant entre ces deux couches. On remarquera que la première couche de filtration 110 est, dans une variante de fabrication non représentée, non plissée. L'encrassement de cette première couche intervient certes plus rapidement, mais demeure cependant efficace pour tuer les particules vivantes qui y sont interceptées. La seconde couche de filtration 150, outre qu'elle maintient parfaitement dans sa configuration plissée le filtre HEPA, en évitant que ses plis ne s'affaissent sur eux mêmes, apporte deux fonctionnalités intéressantes. La structure de cette seconde couche de filtration 150 est identique à celle de la 5 première couche. Elle détruit les particules pathogènes de très petites tailles qui auraient pu franchir vivantes la barrière du filtre HEPA, grâce à la présence des particules de type ion/argent et de l'agent bactéricide et fongicide qu'elle contient. Les particules pathogènes susceptibles d'être contenues dans cette seconde couche de filtration 150 10 sont donc vouées à mourir. Les particules pathogènes retenues dans la première couche de filtration 110 sont également tuées et sont donc inoffensives. Aussi, le filtre microbicide peut être manipulé sans danger, c'est-à-dire sans risque pour la personne qui intervient d'être contaminée. Son recyclage est également moins contraignant à réaliser. 15 La couche support 170 est d'une configuration non plissée pour servir d'assise dans la cartouche aux couches de filtration amont. Elle est aussi conçue pour retenir les molécules chimiques à l'état gazeux. Elle se présente sous la forme d'une structure plane, dans une cartouche de type parallélépipède et d'une structure cylindrique, dans une cartouche de type 20 cylindrique. Elle est fabriquée dans le même matériau que les couches 110 et 150, c'est-à-dire à partir d'éléments filtrants tissés, fabriqués en polypropylène, incorporant un agent bactéricide/fongicide. Son épaisseur est cependant plus importante. Elle provient d'une superposition de plusieurs couches d'éléments filtrants tissés et qui sont également issus d'un traitement, par exemple à base d'un agent qui libère des 25 anions, destiné à annihiler les molécules gazeuses. Elle est constituée de cinq couches sur cette Fig. 3. Sa structure plus épaisse est efficace pour inhiber les gaz en allongeant la durée de leur transit. Elle agit dès lors comme un filtre anti odeur, appelé encore filtre chimique COV (Composés Organiques Volatils). Les différentes couches 110, 150 et 170 sont, dans un mode de fabrication 30 intéressant, des éléments qui peuvent être commercialisés par la société NOVEKO ou par d'autres sociétés. Les différentes couches 110, 150 et 170 sont fabriquées, à la base, dans la même matière, si bien que seulement deux matières entrent dans la construction du filtre microbicide 100. La fabrication du filtre microbicide 100 se présente de la manière suivante. On chauffe, par exemple à l'aide de chauffage radiant, la première couche de filtration 110, puis on la plisse sur une hauteur h comprise entre 20 % et 50 % de la hauteur H totale de la zone plissée du filtre microbicide. Cette géométrie procure une efficacité de filtration intéressante avec une évolution relativement lente de son colmatage du fait de son effet écarteur. Une hauteur h voisine de 30 % de la hauteur H représente un compromis intéressant. On chauffe et l'on plisse le filtre HEPA 130. On chauffe et l'on plisse la seconde couche de filtration 150. La hauteur de plissage de la seconde couche de 10 filtration 150 est inférieure à celle du filtre HEPA 130. On imbrique mutuellement les trois couches filtrantes de manière à former une structure plissée dans laquelle les plis du filtre HEPA 130 demeurent interposés, côté amont, entre les plis de la première couche de filtration 110 et ceux de la seconde couche de filtration 150. Côté aval, l'air admis dans le filtre HEPA 130 évite que ses 15 plis ne se touchent. On obtient dès lors une structure filtrante caractérisée par des performances aérauliques satisfaisantes et qui ne s'amenuisent que lentement et de manière prévisible au fil de l'encrassement de la cartouche de filtration. Cette structure plissée est accolée à une couche support 170 de dimension adéquate, puis l'ensemble est inséré dans le châssis d'une cartouche de filtration en 20 amont d'une grille G de retenue, dans une configuration plane pour une cartouche de filtration de type prismatique et dans une configuration cylindrique pour une cartouche de filtration de type cylindrique. La cartouche de filtration de l'invention évite le relarguage de particules vivantes. Son remplacement dans le cadre d'une opération de maintenance supprime 25 le risque éventuel de contamination par le personnel d'entretien. Le recyclage de la cartouche est moins contraignant à mettre en oeuvre. La géométrie de sa structure demeure stable dans le temps, gage de performances prédictibles, sans faire usage de séparateurs, d'écarteurs dédiés, typiquement formés de plaques ou de cordons de colle. Elle est facile et relativement peu coûteuse à fabriquer. REVENDICATIONS1) Filtre microbicide (100) pour le traitement de l'air, du type comprenant dans le sens (A) dévolu d'écoulement de la veine d'air susceptible de le traverser, une couche de filtration, un filtre HEPA, caractérisé en ce que la couche de filtration (110) contient un agent bactéricide et/ou fongicide, et en ce que le filtre HEPA (130) est plissé en étant appliqué contre une seconde couche de filtration (150) plissée disposée en aval, de manière à éviter la mise en contact mutuelle de ses plis. 2) Filtre microbicide (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première couche de filtration (110) est plissée, le filtre HEPA (130) étant maintenu dans sa géométrie plissée entre les deux couches de filtration (110, 150). 3) Filtre microbicide (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la hauteur (h) de la première couche de filtration (110) est comprise entre 20 % et 50 % de la hauteur (H) du filtre microbicide (100). 4) Filtre microbicide (100) selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend une couche support (170) placée en aval, la couche support 15 bénéficiant d'un traitement anti COV (Composés Organiques Volatils). 5) Filtre microbicide (100) selon la revendication 1 à 4, caractérisé en ce que les couches (110, 150) incorporent des fibres de polypropylène sur lesquelles ont été injectées des particules ion/argent. 6) Cartouche de filtration (F), caractérisée en ce qu'elle incorpore un filtre 20 microbicide (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 7) Cartouche de filtration (F), selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle est de type cylindrique. 8) Cartouche de filtration (F), selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle est de type prismatique.