Brevet FR3012588A1 — publié le 20150501

La présente invention concerne un perfectionnement des piles thermiques accumulatrices de froid que l'on dispose dans des emballages isothermes à température dirigée qui sont utilisés pour le transport des produits sensibles à la chaleur tels que des vaccins vivants ou des denrées alimentaires fraîches. Dans leur exécution actuelle, les accumulateurs thermiques de froid sont réalisés dans leur forme la plus commune sous la forme de blocs appelés : « pains de glace » rigides constitués de deux composants : l'enveloppe et le liquide à congeler : - l'enveloppe étant couramment réalisée en polyéthylène moulé, avec un petit trou en partie supérieure pour le remplissage, thermoscellé ; et - le liquide étant couramment un mélange eutectique à base d'eau additionnée d'un sel qui peut être alimentaire tel que le sel de sodium ou non-alimentaire tel que le sel de calcium. Toutefois lorsqu'on applique la démarche d'éco-conception à ces accumulateurs de froid à usage unique, dont la durée de vie moyenne est de 72H00 et dépasse rarement 96H00, on constate que leur empreinte environnementale pourrait être notablement améliorée sur les aspects suivants : les enveloppes rigides des accumulateurs de froid à usage unique consomment beaucoup de matière plastique et pourraient être allégées ; - le vidage de ces accumulateurs de froid après usage est malaisé : o le petit trou de remplissage comporte un bouchon thermosoudé, qui n'est pas conçu pour être ouvert après thermoscellement ; o le percement de la paroi rigide au cutter est difficile et dangereux ; - enfin, le rejet d'eau fortement salée dans les réseaux publics d'épuration des eaux usées est prohibé par les règlements sanitaires départementaux, ce qui oblige à abaisser leur teneur en sel par une forte dilution avec de l'eau neuve, cette consommation dégradant encore le bilan environnemental d'élimination de ce déchet. On en déduit donc que les « pains de glace » rigides devraient être réservés pour des transports en caisses-navette isothermes recyclables et durables, et que les colis isothermes à usage unique qui sont destinés aux expéditions unitaires isolées devraient recevoir des accumulateurs de froid allégés et facilement dégradables. 3 0 12 5 8 8 -2- Pour pallier les inconvénients inhérents aux accumulateurs de froid rigides actuels, ce constat de l'état de l'art nous a conduit à rechercher une amélioration globale et significative du bilan environnemental des accumulateurs de froid pour les colis isothermes à température dirigée à 5 usage unique, en apportant des améliorations sur trois points : 1) réduction des masses des matériaux mis en oeuvre dans les colis : o Un colis isotherme de 25 litres de capacité utile pèse en moyenne, avec ses 10 pains de glace d'un litre unitaire, 12Kg à vide, o La masse de 10 Kg de liquide est indispensable pour assurer la 10 réserve de froid ; o donc l'allègement des masses ne peut porter que sur les 2 Kg restant qui sont composés de la boite isotherme et des enveloppes en matière plastique des 10 « pains de glace » ; o la masse de la boite isotherme peut être réduite en supprimant le 15 carton de suremballage, et en ne conservant que l'enveloppe isolante en mousse de polystyrène expansée : ^ pourvu qu'elle soit étanche à l'air, ce point étant résolu par la deuxième revendication de notre Brevet FR 2 882 993 ; ^ et pourvu que tous ses composants soient livrés à plat, ce 20 point étant résolu par la troisième revendication de notre Brevet FR 1 882 993 ; 2) réduction des volumes et amélioration du tri en vue de l'élimination des matériaux composants constitutifs des colis froid en fin de vie ; o nos berlingots en film souple : 25 ^ présentent une masse de matériau plastique réduite ; ^ sont faciles à percer en vue de leur vidange totale, ce qui facilite le tri ; ^ le berlingot est monomatière, ^ et le liquide est intégralement vidangeable en coupant un 30 coin de la poche souple avec des ciseaux ; -3- 3) amélioration du recyclage des composants après usage : o recyclage des berlingots : ^ du fait de la finesse du film qui constitue leurs parois souples, ils présentent une forte réduction de leur volume à vide, ce qui réduit les quantités de matière à recycler ; o valorisation du liquide eutectique de remplissage : ^ le recours à un sucre alimentaire (au lieu d'un sel) autorise le rejet dans les réseaux des eaux usées et présente une bonne biodégradabilité (valorisation par méthanisation), contrairement aux sels qui intoxiquent les lits bactériens des stations d'épuration ; Toutefois, si la masse des enveloppes rigides des « pains de glace » peut être réduite avec l'emploi d'un film plastique : le « pain de glace » qui prend alors la forme d'une poche souple perd sa rigidité : or le passage en 1.5 congélation d'une poche déformée va fixer sa forme et entraver son bon positionnement lors de son placement dans les alvéoles du colis froid ; L'invention est caractérisée par l'introduction d'une plaque de compression qui a pour fonction d'exercer une force de compression constante pour 20 répartir l'air qui se trouve dans la poche souple interne, - est placée dans la poche externe du berlingot froid à double enveloppe ; - présente une forte rigidité, du fait du choix approprié la densité de la mousse constitutive de cette plaque, - ce qui a pour résultat d'égaliser la bulle d'air qui se trouve dans la poche 25 souple avant son gel, notamment lorsqu'elle est placée en position verticale (Fig2) ou oblique. Selon une première caractéristique, cette plaque de compression (3) dont la densité de la mousse a été choisie pour répartir et égaliser la bulle d'air qui se trouve dans la poche interne (1) contenant le liquide à congeler (L) et une 30 bulle d'air d'expansion (A), permet de maîtriser l'emplacement de la bulle d'air dans la poche interne, grâce à une force de compression permanente exercée sur celle-ci au moyen d'au-moins une plaque de compression ; -4- Selon une deuxième caractéristique, cette plaque de compression (3) est placée dans l'enveloppe externe (2) de la pile thermique, Selon une troisième caractéristique, la poche interne est remplie d'un mélange de liquide eutectique alimentaire (L) à base d'eau et d'un sucre, alimentaire ou non, présentant une bonne biodégradabilité ; Selon une quatrième caractéristique, la double poche soudée étanche permet de répondre aux obligations de sécurité du transport terrestre et aérien des produits dangereux ; Enfin, selon une cinquième caractéristique, la protection contre la condensation de l'humidité de l'air que l'on observe communément sur les surfaces extérieures des pains de glace est apportée par la combinaison d'une double poche, dont l'intervalle est rempli d'air, et qui de ce fait oppose une résistance thermique qui empêche l'apparition du point de rosée à la surface extérieure de la poche. Le système, selon l'invention est destiné particulièrement à être utilisé pour confectionner des piles thermiques à liquide congelé, à usage d'accumulateurs de froid, utilisés pour garnir des emballages isothermes à température dirigée à usage unique, pour le transport de produits sensibles à la température, tels que des vaccins vivants, devant être conservés hors gel et au froid, (typiquement : +2°C et +8°C) au cours de leur transport. Les dessins annexés illustrent l'invention : La Figure 1 représente la pile thermique de l'invention vue en coupe, et placée en position horizontale, qui est constituée en partant du centre vers la périphérie : - d'une poche intérieure (1) remplie du liquide à congeler (L) et d'une bulle d'air (A) pour l'expansion thermique du gel du liquide, - et d'une poche extérieure (2), sèche et remplie d'air ; - cette poche extérieure (2) renfermant au-moins une plaque de compression (3) ; - ces poches souples intérieure (1) et extérieure (2) étant emboîtées l'une dans l'autre et soudées de façon étanche ; -5- La Figure 2 représente la pile thermique de l'invention vue en coupe, et placée en position verticale: - les deux poches (1) & (2) présentant respectivement des dimensions ajustées à la largeur de la plaque de compression (3) et l'emboîtement de l'ensemble étant ajusté de façon à égaliser la surface de la lame d'air (A) par l'exercice d'une force de compression permanente sur celle-ci ; Selon le mode de réalisation illustré, les matériaux caractéristiques pour l'exécution des poches (1) et (2) sont des matériaux souples thermo soudables mono ou multicouches, permettant de confectionner par soudure des poches économiques et étanches, avec un minimum de matière première. Ces piles peuvent prendre toutes les formes : carrée, parallélépipédiques régulières ou non, ou sphériques, sans que cela n'entraîne une novation de l'invention. REVENDICATIONS1) Pile thermique souple à usage de bloc accumulateur de froid comprenant une poche interne souple (1) remplie d'un liquide à congeler (L) et d'une bulle d'air d'expansion (A), caractérisée en ce qu'elle est associée à au moins une plaque de compression (3) destinée au maintien en position du liquide (L) et de la bulle d'air (A) avant son gel grâce à une force permanente de compression provoquée par l'interposition de la au moins une plaque de compression (3). 2) Pile thermique souple selon la revendication 1, caractérisée en ce que la poche interne (1) et la plaque de compression (3) sont placées dans une poche externe (2) souple remplie d'air, soudée et étanche permettant de répondre aux obligations de sécurité du transport terrestre et aérien de produits dangereux. 3) Pile thermique souple selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la poche de liquide interne (1) est remplie d'un mélange de liquide eutectique alimentaire ou non, à base d'eau et d'un sucre, présentant une bonne biodégradabilité. 4) Pile thermique souple (3) selon l'une des revendication précédentes, caractérisée par le fait que la poche externe (2) est sèche et remplie d'air et que la plaque de compression (3) est isolante, cette combinaison opposant une résistance thermique qui empêche l'apparition du point de rosée à la surface de la poche externe (2).