Brevet FR3004708A1 — publié le 20141024

-1- Module de barrière thermique pour germes notamment pathogènes La présente invention concerne un module de barrière thermique pour prévenir une fuite de germes notamment pathogènes dans le cadre du traitement et du stockage de fluides contaminés et assurer ainsi leur confinement. En particulier, l'invention concerne les systèmes comportant des vannes pour contrôler l'écoulement de flux de fluides contaminés lors de transferts de fluides. L'invention s'applique notamment dans le cadre des unités de traitement d'effluents contaminés. Les effluents contaminés sont par exemple des produits secondaires de l'industrie pharmaceutique, ou bien des eaux de lavage ou de traitement de laboratoires en particulier de classes pathogène 3 ou 4 (P3, P4). Il est crucial d'empêcher une fuite, aussi minime soit-elle de fluide contenant des contaminants. Les contaminants sont ici des bactéries, virus, prions, toxines, organismes génétiquement modifiés, parasites et autres pathogènes biologiques dont même une quantité infime peut potentiellement causer un risque majeur pour la santé. Les vannes de conduites ou d'écoulements sont en général des vannes à membranes de type pharmaceutiques. Ces vannes à membranes sont contrôlées par la déformation d'une membrane souple au moyen par exemple d'un piston, qui ferme ou non selon son état de déformation la conduite. Lors de la fermeture desdites vannes, il est possible qu'une 25 quantité réduite de fluide adhère à la membrane et suinte par la suite. Afin d'empêcher une fuite, il est connu de doubler les vannes, de sorte que la portion de conduite entre elles soit utilisée et/ou BRT1145 -2- aménagée comme espace de traitement pour inhiber les contaminants. Pour décontaminer le liquide fuyard il est connu d'injecter dans l'espace de traitement entre les deux vannes de la vapeur sous 5 pression, à une température de 121 à 180°C, qui détruit ou dénature les contaminants. Cependant, l'acheminement de la vapeur nécessite des conduites isolées thermiquement, et le condensat produit doit lui-même être traité comme un effluent contaminé. De plus, la 10 production et l'acheminement de la vapeur doivent aussi être assurés même en cas d'interruption de l'approvisionnement en énergie de l'installation. Afin de pallier au moins partiellement les défauts précédemment mentionnés, l'invention a pour objet un module de 15 barrière thermique pour fluides potentiellement contaminés, comprenant : - une vanne amont disposée sur une conduite d'entrée par laquelle arrivent les fluides, - une vanne aval disposée sur une conduite de sortie par 20 laquelle partent les fluides, - un espace de traitement, situé entre la vanne amont et la vanne aval, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un élément de chauffage électrique configuré pour chauffer l'espace de 25 traitement à une température suffisante pour la décontamination. BRT1145 -3- L'utilisation d'un élément de chauffage électrique, et donc d'électricité comme vecteur de chaleur au lieu de vapeur, est plus aisée et potentiellement moins coûteuse tout en étant plus sûre pour éviter une fuite de contaminants. Le module de barrière thermique peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes. L'élément de chauffage électrique comporte au moins une résistance électrique. L'élément de chauffage électrique comporte au moins un 10 élément ferromagnétique chauffé par induction. L'élément de chauffage électrique comporte au moins un générateur de micro-ondes. Il comporte une sonde thermique, permettant d'évaluer la température à l'intérieur de l'espace de traitement, et une unité de 15 contrôle reliée à la sonde de température configurée pour modifier une alimentation en courant de l'élément de chauffage électrique en fonction de la température captée par la sonde thermique. L'unité de contrôle peut être configurée pour modifier un état de fermeture d'au moins une des vannes amont et aval en fonction 20 de la température captée par la sonde thermique. L'élément de chauffage électrique est placé dans l'espace de traitement. L'élément de chauffage électrique entoure l'espace de traitement. 25 L'espace de traitement comporte un espace central dans lequel est inséré l'élément de chauffage électrique. BRT1145 -4- Il comporte un fluide conducteur thermique entre la résistance électrique et une paroi de l'espace de traitement contre laquelle est appuyée l'élément de chauffage électrique. Au moins une des vannes amont et/ou aval est une vanne à 5 membrane. Il comporte une alimentation sans interruption. Il comporte une portion de volume variable compensant la dilatation des fluides. La conduite d'entrée entre dans l'espace de traitement au 10 niveau d'une des extrémités de l'élément de chauffage électrique, et se prolonge à l'intérieur de l'espace de traitement jusqu'à l'autre extrémité de l'élément de chauffage électrique, et la conduite de sortie part de l'espace de traitement au niveau de l'extrémité de l'élément de chauffage électrique par laquelle arrive la conduite 15 d'entrée. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description des figures suivante, parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un mode de réalisation particulier de dispositif de traitement de fluides, 20 - la figure 2 est une vue en coupe schématique d'un mode de réalisation particulier de dispositif de fermeture selon l'invention, - la figure 3 est une vue en coupe d'un mode de réalisation alternatif de dispositif de fermeture selon l'invention, La figure 1 montre de façon schématique une installation de 25 stockage ou de traitement 100 de fluides, ici des effluents, potentiellement contaminés comprenant un module de barrière BRT1145 -5- thermique 101 selon un mode de réalisation particulier de l'invention. Les effluents contaminés sont ici des liquides, contenant potentiellement des contaminants pathogènes tels que des germes, des bactéries, des virus, des prions, des parasites, des organismes génétiquement modifiés ou bien des toxines. Les effluents peuvent par exemple être des produits secondaires de réactions ou de traitements chimiques, ou bien des liquides rejetés par des laboratoires (eaux de rinçage et nettoyage de laboratoires, y compris de classe pathogène 4 - P4), ayant potentiellement subi un ou plusieurs traitements à la suite desquels quelques contaminants pourraient subsister. La moindre quantité d'effluents relâchée de manière incontrôlée dans l'environnement est ainsi source potentielle de danger pour la santé. Le dispositif de stockage 100 comporte un réservoir 1, dans lequel sont accumulés les effluents 3 potentiellement contaminés. Le réservoir 1 comporte une première conduite 5, par laquelle les effluents 3 peuvent être évacués. La première conduite 5 comporte une vanne amont 7, contrôlant selon un état de fermeture le flux d'effluents 3 dans la première conduite 5. La première conduite 5 débouche dans un espace de traitement 9, formant ainsi une conduite d'entrée de l'espace de traitement 9. L'espace de traitement 9 est ici cylindrique, et entouré par un élément de chauffage électrique 11, ici une résistance électrique chauffante et tubulaire, du module de barrière thermique 101. En alternative, l'élément de chauffage 11 peut comporter une pluralité de résistances, par exemple régulièrement réparties autour de l'espace de traitement 9, un élément ferromagnétique chauffé par BRT1145 -6- induction, et/ou un générateur de micro-ondes. Le module de barrière thermique 101 est utilisé pour assurer le confinement en ce qu'il permet d'assurer la décontamination par élévation de température. En particulier, ledit module 101 est utilisé pour stériliser le liquide pouvant suinter de la membrane amont 7 après sa fermeture, ou lors de son écoulement à vannes 7, 15 ouvertes. L'espace de traitement 9 comporte une ouverture débouchant sur une deuxième conduite 13, conduite de sortie de l'espace de traitement 9. La conduite de sortie 13 comporte une vanne aval 15, contrôlant selon un état de fermeture le flux d'effluents 3 dans la colonne de sortie 13. La vanne amont 7 et/ou la vanne aval 15 peuvent en particulier être une vanne à membrane, une vanne à boule, ou une vanne 15 papillon. Plus particulièrement, ces vannes peuvent être de type pharmaceutique. Les effluents 3 partent donc du réservoir 1 par la conduite d'entrée 5 et sont guidés par ladite entrée jusque dans l'espace de traitement 9. En circulant dans l'espace de traitement 9, les 20 effluents 3 sont chauffés par la résistance électrique 11 jusqu'à des températures assurant la dénaturation ou la destruction des contaminants éventuels. Les effluents 3 ainsi décontaminés sont ensuite évacués par la conduite de sortie 13 de l'espace de traitement 9, par exemple pour subir d'autres étapes de retraitement 25 dans le cadre d'un recyclage. La résistance électrique 11 ne requiert qu'un approvisionnement en électricité, ce qui permet d'éviter l'implémentation des lignes d'apport de vapeur chaude que BRT1145 -7- requièrent les dispositifs de fermeture de l'état de l'art. En outre, l'électricité ne produit pas de condensat qui doit alors lui-même être retraité. Le module de barrière thermique 101 selon l'invention permet ainsi d'obtenir une barrière anti-contamination sans les défauts des dispositifs connus utilisant de la vapeur comme vecteur de chaleur. Dans l'exemple de la figure 1, la conduite d'arrivée 5 arrive dans la portion supérieure de l'espace de traitement 9, et la conduite de sortie 13 part de la portion inférieure dudit espace de traitement 9. Les effluents 3 parcourent donc l'espace de traitement 9 de haut en bas, et sont chauffés via les parois latérales extérieures dudit espace de traitement 9. En figure 2 est montré un mode de réalisation plus complet de module de barrière thermique 101 selon l'invention. En figure 2, l'espace de traitement 9 est tubulaire, avec un espace central cylindrique dans lequel est placé la résistance électrique 11. Dans l'espace central peut aussi être mis un fluide conducteur thermique (non représenté), tel que de la graisse thermique, dans lequel baigne la résistance électrique 11 pour améliorer la transmission de chaleur vers l'espace de traitement 9. Le fluide conducteur thermique est donc en particulier placé entre la résistance électrique 11 et la paroi de l'espace de traitement 9 sur laquelle est appuyée ladite résistance 11, ici la paroi de l'espace central. Un autre mode de réalisation non représenté prévoit que la résistance électrique 11 est placée directement dans l'espace de traitement 9. De la sorte, l'alimentation de la résistance 11 se fait via au moins un trou dans la paroi de l'espace de traitement 9 par lequel passe un fil d'alimentation. BRT1145 -8- Dans le mode de réalisation de la figure 2, l'espace de traitement 9 comporte une sonde de température 17, configurée pour évaluer la température des effluents 3 dans l'espace de travail 9. La sonde de température 17 est ici placée contre la paroi extérieure de l'espace de travail 9, et reliée à une unité de contrôle 19, contrôlant une alimentation électrique 21 de la résistance électrique 11. En étant placée à l'extérieur, la sonde de température 17 n'est pas en contact avec les effluents 3 contaminés, et ne nécessite donc pas de précautions particulières lors de son remplacement. En outre, la sonde de température 17 ne requiert pas l'implémentation d'un ou plusieurs joints autour d'une ouverture dans la paroi, qui sont alors autant de sources potentielles de fuites. En étant placée sur la paroi extérieure, la sonde de température 17 mesure une température légèrement inférieure à la température réelle du fluide dans l'espace de traitement 9. Ainsi, si une température suffisante pour la décontamination est mesurée sur la paroi extérieure, celle-ci est a fortiori atteinte dans l'espace de travail 9. En particulier, l'unité de contrôle 19 peut être configurée pour modifier l'alimentation en courant de la résistance électrique 11 en fonction de la température captée, pour augmenter ou diminuer la puissance du chauffage. On peut ainsi maintenir la température dans l'espace de travail 9 dans une gamme de valeurs suffisante pour garantir la stérilisation des effluents 3. L'unité de contrôle 19 peut en outre enregistrer les températures mesurées au cours du temps pour des raisons de suivi. En outre ou en alternative, l'unité de contrôle 19 peut contrôler au moins une des vannes 7, 15. Par exemple, si la température BRT1145 -9- détectée chute, l'unité de contrôle 19 peut réduire le débit en réduisant l'ouverture de l'une des vannes 7, 15, en particulier la vanne aval 15. Dans ce fonctionnement séquentiel, l'unité de contrôle 19 déclenche dans un premier temps le remplissage de l'espace de traitement 9 en ouvrant la vanne amont 7 et en fermant la vanne aval 15. Dans un deuxième temps l'unité de contrôle 19 déclenche le chauffage des effluents 3 par la résistance électrique 11, par exemple jusqu'à une valeur de consigne. L'alimentation électrique 21 peut avantageusement comporter des alimentations sans interruption (ASI) avec par exemple un ou plusieurs accumulateurs prenant le relais d'une alimentation principale en cas de défaillance du réseau, pour continuer le chauffage de la résistance électrique 11 au moins le temps de sécuriser l'installation 100. Des installations ainsi configurées peuvent atteindre un niveau de sécurité intégrée (Safety Integrity Level - SIL) 3. Le mode de réalisation de la figure 2 comporte en outre un disque de rupture 23, relatif point faible dans la paroi de l'espace de traitement 9, destiné à se rompre de manière contrôlée lorsque la pression dans l'espace de traitement 9 devient trop importante. En particulier, le disque de rupture 23 est placé dans ou à la base d'une conduite d'échappement 25, de sorte qu'en cas de rupture les effluents puissent être recueillis dans un trop plein (non représenté) de façon contrôlée. Le module 101 comporte aussi une portion de volume variable, ici sous forme d'une membrane de dilatation 27 qui compense la dilatation des effluents 3 sous l'effet de leur échauffement. BRT1145 -10- Les figures 3 et 4 montrent de façon respectivement schématique puis plus détaillée et en coupe un autre mode de réalisation de dispositif de fermeture 101 selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, l'espace de traitement 9 est 5 cylindrique, et la résistance électrique 11 entoure une portion relativement centrale de l'espace de traitement 9. La conduite d'entrée 5 entre dans ledit espace de traitement 9 au niveau d'une des extrémités de la résistance 11, ici par le haut, et se prolonge à l'intérieur de l'espace de traitement 9 jusqu'à l'autre extrémité de la 10 résistance électrique 11, située en bas de l'espace de traitement 9. La conduite de sortie 13 part de l'espace de traitement 9 au niveau de l'extrémité de la résistance électrique 11 par laquelle arrive la conduite d'entrée 5, ici le haut de l'espace de traitement 9. Dans cette configuration à circulation à contre-courant, les 15 effluents 3 qui arrivent par la conduite d'entrée 5 sont au contact thermique des effluents 3 qui sont dans l'espace de traitement 9 et donc déjà réchauffés. Ainsi lors du trajet qu'ils parcourent dans la portion de conduite d'entrée 5 située dans l'espace de traitement 9, les effluents 3 dans ladite portion de conduite 5 subissent déjà une 20 première élévation de température avant d'être admis dans l'espace de traitement 9 et d'être donc en contact direct avec la résistance électrique 11. Les modules de barrière thermique 101 pour installation 100 de stockage ou de traitement d'effluents 3 potentiellement contaminés 25 ainsi obtenus sont plus sûrs que les dispositifs utilisant de la vapeur comme vecteur de chaleur, tout en étant moins chers du fait de l'absence de générateurs et de conduites de vapeur. BRT1145 REVENDICATIONS1. Module de barrière thermique pour fluides (3) potentiellement contaminés, comprenant : - une vanne amont (7) disposée sur une conduite d'entrée (5) par laquelle arrivent les fluides (3), - une vanne aval (15) disposée sur une conduite de sortie (13) par laquelle partent les fluides (3), - un espace de traitement (9), situé entre la vanne amont (7) et la vanne aval (15), caractérisé en ce qu'il comporte en outre un élément de chauffage électrique (11) configuré pour chauffer l'espace de traitement (9) à une température suffisante pour la décontamination. 2. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de chauffage électrique (11) comporte au moins une résistance électrique. 3. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de chauffage électrique (11) comporte au moins un élément ferromagnétique chauffé par induction. 4. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de chauffage électrique (11) comporte au moins un générateur de micro-ondes. 5. Module selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte une sonde thermique (17), permettant d'évaluer BRT1145-12- la température à l'intérieur de l'espace de traitement (9), et une unité de contrôle (19) reliée à la sonde de température (17) configurée pour modifier une alimentation en courant de l'élément de chauffage électrique (11) en fonction de la température captée par la sonde thermique (17). 6. Module selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'unité de contrôle est configurée pour modifier un état de fermeture d'au moins une des vannes amont (7) et aval (15) en fonction de la température captée par la sonde thermique (17). 7 Module selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément de chauffage électrique (11) est placé dans l'espace de traitement (9). 8. Module selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément de chauffage électrique (11) entoure l'espace de traitement (9). 9. Module selon la revendication 1 à 6, caractérisé en ce que l'espace de traitement (9) comporte un espace central dans lequel est inséré l'élément de chauffage électrique (11). 10. Module selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un fluide conducteur thermique entre la résistance électrique (11) et une paroi de l'espace de traitement (9) contre laquelle est appuyée l'élément de chauffage électrique (11). 11. Module selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une des vannes amont (7) et/ou aval (15) est une vanne à membrane. 12. Module selon l'une des revendications précédentes, caractérisé BRT1145-13- en ce qu'il comporte une alimentation sans interruption. 13. Module selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une portion de volume variable (27) compensant la dilatation des fluides (3). 14. Module selon la revendication 6, caractérisé en ce que la conduite d'entrée (5) entre dans l'espace de traitement (9) au niveau d'une des extrémités de l'élément de chauffage électrique (11), et se prolonge à l'intérieur de l'espace de traitement (9) jusqu'à l'autre extrémité de l'élément de chauffage électrique (11) et en ce que la conduite de sortie (13) part de l'espace de traitement (9) au niveau de l'extrémité de l'élément de chauffage électrique (11) par laquelle arrive la conduite d'entrée (5). BRT1145