Brevet FR3046663A1 — publié le 20170714

L'invention concerne un procédé pour collecter, c'est-à-dire récupérer, de tout ou partie des particules fines nocives pour la santé humaine, émises par les organes de freinage d'un train, en particulier une rame de métro ou de RER, en particulier ses freins, dans ou aux abords d'une station munie d'un quai au bord duquel le train doit effectuer un arrêt pour charger ou décharger des passagers, de manière à améliorer la qualité de l'air dans ladite station, en particulier une station souterraine. L'air ambiant au sein de certains réseaux ferrés, en particulier le métro et le RER (i.e. réseau express régional), notamment l'air respiré par les usagers qui attendent leur train sur les quais, présente souvent une quantité de particules fines supérieures aux normes préconisées par les Autorités de Santé. Beaucoup de ces particules fines nocives pour la santé sont émises lors du freinage des trains, typiquement les rames de métro ou de RER, lorsqu'elles arrivent en station, c'est-à-dire juste avant leur entrée dans la station amis aussi dans la station, lorsque le train ralentit le long du quai jusqu'à effectuer un arrêt total pour charger ou décharger des passagers depuis ou vers le quai d'embarquement-débarquement. Il a été montré que ces particules fines sont à l'origine de problèmes respiratoires et de maladies chroniques chez l'homme pouvant aller jusqu'à entraîner la mort des personnes les plus fragiles. Ce problème, bien que connu, est sous-estimé et non ou insuffisamment traité, en particulier au sein des stations de métro et de RER. Afin de tenter de lutter contre cette pollution particulaire, les personnes les plus sensibles peuvent porter un masque respiratoire mais les masques actuels présentent une efficacité en général faible, voire nulle, vis-à-vis des particules fines. De plus, le port d'un masque de protection n'est pas idéal car il attire l'attention et le regard des autres usagers, ce qui engendre souvent une gêne chez les personnes qui le portent conduisant à un abandon rapide de son usage. Une autre solution pourrait consister à séparer mécaniquement et de manière hermétique, les quais où patientent les voyageurs et l'espace réservé aux trains, c'est-à-dire aux rames de métro ou RER, par exemple à l'aide de portes et de baies vitrées installées sur les quais. Cette solution n'est pas idéale car elle demande un investissement lourd pour équiper toutes les stations de métro. De plus, les particules fines finiraient par s'accumuler dans l'espace réservé au train et 3046663 2 se propageraient tôt ou tard aux quais. Cette solution ne ferait que ralentir la propagation mais ne l'empêcherait pas à moyen et long terme. Réaliser une ventilation de l'ensemble du réseau métropolitain ou RER, c'est-à-dire des stations, des tunnels, des galeries, des couloirs ou autres, pour en chasser les particules fines, 5 n'est pas non plus réaliste du point de vue des installations et équipements nécessaires, de leur encombrement et du coût total d'une telle opération, lorsqu'on sait qu'un métro d'une grande ville, comme Paris par exemple, peut compter jusqu'à 200 km de voies dont une majorité située dans des tunnels souterrains, et autant de couloirs et autres. De plus, une telle ventilation généralisée engendrerait des courants d'air permanents très gênants pour les usagers. 10 Il a par ailleurs été proposé par le document FR-A-2997743 d'équiper les rames de métro ou analogue, d'un système d'aspiration d'air agencé sous les rames de métro pour aspirer les particules au plus près de leur site de formation, à savoir au niveau des freins. Cette solution n'est pas non plus idéale car elle oblige à opérer des modifications importantes au niveau des rames de métro pour y incorporer les composants du système d'aspiration, alors que la place disponible est 15 souvent réduite. De plus, un tel système nécessiterait un entretien fréquent et une maintenance régulière des dispositifs de capture des particules, donc une immobilisation régulière des rames de métro, ce qui n'est pas acceptable pour l'opérateur du métro. Le problème est dès lors de proposer un procédé permettant d'empêcher tout ou partie des particules fines émises lors du freinage d'un train dans un espace confiné, en particulier une rame 20 de métro ou de RER circulant sous terre, c'est-à-dire juste avant son entrée et/ou dans ladite station jusqu'à l'arrêt complet du train, de se propager dans l'air situé au niveau du quai et donc d'atteindre les voies respiratoires des usagers qui s'y trouvent. En d'autres termes, le but de la présente invention est de proposer un procédé permettant de réduire la concentration en particules fines émises par les freins des trains, typiquement des 25 rames de métro ou de RER, dans leurs zones de freinage situées aux abords et/ou dans les stations, dans l'air ambiant au niveau des quais servant à l'embarquement et au débarquement des usagers. La solution concerne alors un procédé de collecte, c'est-à-dire de capture, de tout ou partie des particules fines émises par les organes de freinage d'un train, typiquement d'une rame de 30 métro ou de RER, dans ou aux abords d'une station munie d'un quai au bord duquel le train effectue un arrêt, en particulier pour charger ou décharger des passagers, dans lequel : 3046663 3 a) on opère une aspiration d'au moins une partie de l'air contenant des particules fines émises par le train, lors de son freinage, au moyen d'au moins un dispositif d'aspiration et d'au moins un conduit-collecteur d'air dont une extrémité d'entrée débouche au niveau du passage du train et dont une extrémité de sortie d'air est reliée audit au moins un dispositif d'aspiration, c'est- 5 à-dire de succion, agencé dans ou aux abords de la station, et b) on purifie l'air aspiré à l'étape a) au moyen d'un dispositif de purification d'air agencé dans ou aux abords de la station de manière à éliminer au moins une partie des particules fines qu'il contient. Par abords de la station, on comprend à proximité de la station, typiquement dans un 10 tunnel ou une galerie souterraine communiquant avec la station, c'est-à-dire quelques dizaines, voire centaines, de mètres situés en amont ou en aval de la station proprement dite. Selon le cas, le procédé de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques techniques suivantes : - le train est souterrain. 15 - le train circule sous terre ou dans un espace clos ou confiné. - le train est une rame de métro, de RER ou d'un train circulant sous terre. - il comprend l'étape supplémentaire suivante : c) on distribue l'air purifié à l'étape b), dans ou aux abords de la station ou à l'extérieur. - on réinjecte l'air purifié au niveau d'un quai de la station. 20 - à l'étape a), l'aspiration de l'air par le dispositif d'aspiration est réalisée de manière continue ou intermittente. - à l'étape a), l'aspiration de l'air par le dispositif d'aspiration est réalisée de manière intermittente et débute au moment de ou préalablement à l'entrée du train dans la station. - à l'étape a), l'aspiration de l'air par le dispositif d'aspiration commence après détection 25 par des moyens de détection de l'arrivée ou de l'entrée du train dans la station. - à l'étape a), les moyens de détection de l'arrivée ou de l'entrée du train en station comprennent un ou plusieurs capteurs. Ils peuvent être agencés au niveau de la voie sur laquelle circule le train, au niveau des parois latérales, du sol ou du plafond d'un tunnel débouchant dans la station dans laquelle le train doit s'arrêter, ou en tout autre lieu. 30 - à l'étape a), les moyens de détection comprennent un ou plusieurs capteurs. - le ou les capteurs sont des capteurs de mouvement, des photo-détecteurs ou analogues. 3046663 4 - à l'étape b), on met en oeuvre un dispositif de purification d'air comprenant au moins un filtre. - à l'étape b), on met en oeuvre un dispositif de purification d'air comprenant au moins un filtre à particules aériennes à haute efficacité ou HEPA (pour High Efficiency Particule Air). 5 - à l'étape b), on met en oeuvre un dispositif de purification d'air comprenant au moins un filtre HEPA permettant d'éliminer les particules fines ayant des tailles inférieures ou égales à 10 1.tm (particules PM10), voire inférieures ou égales à 2.5 1.tm (PM2.5). - à l'étape a), l'aspiration d'air se fait au moyen d'au moins une pompe à vide, d'un compresseur, d'une turbine aspirante, d'un ventilateur ou analogue. 10 - à l'étape a), l'aspiration d'air par le dispositif d'aspiration se fait au moyen de plusieurs conduits-collecteurs d'air ayant chacun une extrémité d'entrée débouchant au niveau du sol sur lequel circule le train, c'est-à-dire au niveau de la voie, en particulier agencée sur la paroi verticale du quai et/ou d'un mur de tunnel débouchant dans la station. - à l'étape a), l'aspiration d'air par le dispositif d'aspiration se fait au moyen de plusieurs 15 conduits-collecteurs d'air dont les extrémités d'entrées sont agencées en amont de l'entrée de la station, en particulier dans un tunnel débouchant dans une station de métro ou de RER, et/ou le long et en contrebas du quai, c'est-à-dire au niveau de la voie, telle une voie ferrée. - à l'étape a), l'aspiration d'air par le dispositif d'aspiration se fait au moyen de plusieurs conduits-collecteurs d'air dont les extrémités d'entrées sont répartis au moins le long de la zone 20 de freinage du train située en amont de son entrée dans la station, en particulier dans un tunnel c'est-à-dire une galerie souterraine, débouchant dans une station de métro ou de RER. L'invention va maintenant être mieux comprise grâce à la description détaillée suivante, faite à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux figures annexées parmi lesquelles : - la Figure 1 schématise une mise en oeuvre du procédé de l'invention dans une station de 25 métro souterraine, et - la Figure 2 est une vue schématique de dessus de la zone de freinage du métro et du quai d'une station de métro. La Figure 1 schématise une station de métro 1 souterraine dans laquelle est mis en oeuvre le procédé de récupération des particules fines 2 générées par le freinage du train, c'est-à-dire du 30 métro selon la présente invention. Bien entendu, le procédé est utilisable pour collecter les 3046663 5 particules fines émises par d'autres types de trains ou analogues, en particulier les trains ou rames du réseau express régional ou RER. Une rame de métro ou de RER 1 comprend en général une motrice à son extrémité avant, c'est-à-dire en tête de train, avec le conducteur, suivie de plusieurs wagons pour les usagers, c'est- 5 à-dire les voyageurs. Souvent, une motrice additionnelle est située à son extrémité arrière, c'est-à- dire en queue de train. Lors de son arrivée aux abords de la station de métro 3, c'est-à-dire en général juste avant son entrée dans la station de métro 3 où les usagers patientent sur un quai 4, c'est-à-dire quand la rame 1 se trouve encore dans un tunnel 7 débouchant dans la station 3 par exemple, le conducteur 10 de la rame de métro 1 commence à freiner pour ralentir le train 1. Comme illustré en Figure 2, le freinage débute dans une zone de freinage 30 de plusieurs mètres, voire dizaines de mètres, située en amont de l'entrée de la station 3 et se poursuit ensuite après l'entrée de la rame de métro 1 en station 3, c'est-à-dire lorsqu'il se déplace le long du quai 4, jusqu'à son arrêt complet de manière à permettre un chargement et un déchargement des 15 usagers depuis ou vers le quai 4. Lors du ou des freinages, que ce soit dans la zone de freinage 30, par exemple dans un tunnel 7 débouchant dans la station 3, et/ou en station 3, c'est-à-dire le long du quai 4, les organes de freinage, typiquement les freins, de la rame de métro 1 génèrent des particules fines néfastes pour la santé, par exemple des particules de type PM10 et/ou PM2.5. 20 Du fait de l'espace confiné souterrain, les particules fines ont tendance à s'accumuler dans l'air, notamment dans l'air situé au-dessus des quais 4 des stations 3 où patientent, embarquent, débarquent... les passagers. Afin de limiter la quantité de particules fines 2 néfastes présentes dans l'air, la présente invention propose un procédé de récupération de ces particules fines 2 générées par le freinage 25 des trains 1, notamment des rames de métro ou de RER. Avantageusement, ces particules fines 2 émises lors du freinage sont collectées par aspiration 10 au niveau du sol, c'est-à-dire à proximité ou au voisinage de la voie 6 sur laquelle circule la rame 1 et ce, avant l'entrée de la rame 1 en station 3 et/ou après son entrée en station 3, lorsqu'elle ralentit le long du quai 4. 30 L'aspiration 10 se fait à l'aide de moyens de succion, telle une pompe à vide ou analogue. Les moyens de succion sont alimentés en air à purifier, c'est-à-dire d'un mélange d'air et de 3046663 6 particules fines, par un ou des conduits-collecteurs 20 dont l'extrémité d'entrée d'air 21, c'est-à-dire leur bouche d'aspiration, est située à proximité ou au voisinage de la voie 6, par exemple dans les parois du tunnel 7 ou du quai 4. Les conduits-collecteurs 20 véhiculent ensuite l'air pollué jusqu'à des moyens de 5 purification 25, c'est-à-dire un dispositif de purification d'air 25 agencé dans ou aux abords de la station 3 de manière à éliminer au moins une partie des particules fines 2 présentes dans l'air pollué. La purification 11 d'air avec élimination de tout ou partie des particules fines se fait avantageusement au moyen d'un ou plusieurs filtres, de préférence échangeables et/ou recyclables, tels des filtres HEPA à haute efficacité d'élimination des particules présentes dans 10 l'air. En d'autres termes, les particules fines 2 aspirées 10 sont ensuite retenues par des moyens de filtration, par exemple dans un (ou des) filtre HEPA qui peut être échangeable et/ou recyclable. L'air ainsi nettoyé peut être ensuite réinjecté dans la station 3, c'est-à-dire au niveau du 15 quai 4, ou alors dans le tunnel 7, voire même rejeté à l'extérieur du réseau métropolitain. De préférence, l'aspiration de l'air pollué se déclenche au moment du freinage de la rame 1 pour capter les particules fines 2 émises dès le départ, c'est-à-dire dès que le train 1 commence à freiner dans la zone de freinage 30, typiquement dans un tunnel 7, c'est-à-dire une galerie souterraine, débouchant dans la station 3. 20 Afin d'améliorer l'élimination et l'aspiration de l'air pollué par les particules fines, on peut agencer des déflecteurs ou analogues sur les trains pour canaliser ou orienter les particules fines émises vers le système de capture, en particulier vers les entrées 21 du ou des conduits-collecteurs d'air 20. D'autres moyens de capture visant à renforcer l'élimination des particules fines 2 25 pourront également être mis en place comme par exemple une soufflerie d'air permettant de canaliser les particules vers les entrées 21 du ou des conduits-collecteurs d'air 20, un système d'arrosage ou de brumisation permettant d'entrer certaines des particules, par exemple les plus lourdes donc plus difficiles à aspirer, ou encore un système d'attraction magnétique des particules fines présentant une aimantation. 3046663 7 Dans tous les cas, l'aspiration des particules fines 2 peut être déclenchée automatiquement au passage d'un métro, par exemple grâce à un capteur agencé au niveau de la voie 6, ou alors fonctionner de manière continue, c'est-à-dire en permanence. L'aspiration des particules fines 2 peut être déclenchée automatiquement grâce à tout 5 dispositif de détection adapté, par exemple un (ou des) capteur de mouvement ou un photo- capteur conçus pour détecter l'arrivée et/ou le passage du train. Idéalement, l'aspiration 10 de l'air commence lors de l'entrée de la rame 1 de métro dans la zone de freinage 30 et se poursuit jusqu'à son arrêt complet le long du quai 4. Pour ce faire, les bouches d'aspirations ou entrées 21 des conduits-collecteurs sont disposées non seulement dans 10 le tunnel 7 le long de la zone de freinage, mais aussi dans la paroi délimitant le quai 4, c'est-à-dire en contrebas 5 du quai 4, comme illustré sur les Figures 1 et 2. Bien entendu, on veille à ce que le procédé et le dispositif de collecte de particules de l'invention répondent également aux normes relatives au bruit généré. La présente invention est particulièrement adaptée à la récupération des particules fines et 15 à la purification de l'air d'une station de métro, de RER ou de tout autre train circulant sous terre. REVENDICATIONS1. Procédé de collecte de tout ou partie des particules fines (2) émises par les organes de freinage d'un train (1) dans ou aux abords d'une station (3) munie d'un quai (4) au bord duquel le train (1) doit effectuer un arrêt, dans lequel : a) on opère une aspiration (10) d'au moins une partie de l'air contenant des particules fines (2) émises par le train (1), lors de son freinage, l'aspiration (10) étant opérée à l'aide d'au moins un dispositif d'aspiration et d'au moins un conduit-collecteur d'air (20) dont une extrémité d'entrée (21) débouche au niveau du passage du train (1) et dont une extrémité de sortie d'air est reliée audit au moins un dispositif d'aspiration agencé dans ou aux abords de la station, et b) on purifie (11) l'air aspiré à l'étape a) au moyen d'un dispositif de purification d'air (25) agencé dans ou aux abords de la station (3) de manière à éliminer au moins une partie des particules fines (2) qu'il contient. 2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape supplémentaire c), dans laquelle on distribue l'air purifié à l'étape b), dans (12) ou aux abords de la station (3) ou à l'extérieur. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on réinjecte (12) l'air purifié au niveau d'un quai (4) de la station (3). 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à l'étape a), l'aspiration de l'air (10) est réalisée de manière intermittente et débute au moment de ou préalablement à l'entrée du train (1) en station (3). 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à l'étape a), l'aspiration de l'air (10) commence après détection par des moyens de détection de l'arrivée ou de l'entrée du train (1) en station (3). 3046663 9 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à l'étape b), on met en oeuvre un dispositif de purification d'air (20 comprenant au moins un filtre, de préférence un filtre HEPA. 5 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à l'étape a), l'aspiration d'air (10) se fait au moyen d'au moins une pompe à vide, une turbine aspirante, un ventilateur ou un compresseur. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à l'étape 10 a), l'aspiration d'air (10) se fait au moyen de plusieurs conduits-collecteurs d'air (20) ayant chacun une extrémité d'entrée (21) débouchant au niveau du sol (6) sur lequel circule le train (1). 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à l'étape a), l'aspiration d'air (10) se fait au moyen de plusieurs conduits-collecteurs d'air (20) dont les 15 extrémités d'entrées (21) sont agencées en amont de l'entrée de la station (3), en particulier dans un tunnel (7) débouchant dans une station de métro ou de RER (3), et/ou le long et en contrebas (5) du quai (4). 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à l'étape 20 a), l'aspiration d'air (10) se fait au moyen de plusieurs conduits-collecteurs d'air (20) dont les extrémités d'entrées (21) sont répartis au moins le long de la zone de freinage (30) du train (1) située en amont de son entrée dans la station (1), en particulier dans un tunnel (7) débouchant dans une station de métro ou de RER (1). 25 11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la station est souterraine. 12. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la station est une station de métro, de RER ou d'un train circulant sous terre.30