Brevet FR3052685A1 — publié le 20171222

L'invention concerne l'amélioration de la qualité de l'air dans une agglomération, c'est-à-dire en milieu urbain, en particulier au moins une installation permettant de purifier l'air pollué au sein d'un espace extérieur que ce soit à une échelle locale, d'un district urbain ou d'une ville. La qualité de l'air dans les agglomérations, c'est-à-dire les villes, est un réel problème de santé publique. Afin de chasser ou éliminer les polluants atmosphériques, plusieurs solutions ont déjà été proposées. Ainsi, il a été proposé de créer des corridors urbains pour canaliser les vents. Cette solution trouve rapidement ses limites car elle nécessite que la ville ou certains quartiers soient « bien pensés » dès leur construction les urbanistes et architectes. Elle ne peut donc pas être déployée facilement dans des quartiers existants, sauf à les démolir et à les reconstruire. Il a aussi été proposé de provoquer des pluies artificielles pour entraîner des polluants présents dans l'atmosphère, par exemple en diffusant des cristaux d'iodure d'argent dans les nuages. Cette solution est plutôt aléatoire en efficacité et est compliquée à mettre en oeuvre. Une alternative consiste à opérer un lavage de l'air (scrubbing en anglais) en pulvérisant des jets d'eau dans l'air pour entraîner des polluants aérosols présents dans l'atmosphère. Cette solution est couteuse en eau, par simple à mettre en oeuvre, conduit à produire des eaux polluées devant être retraitées et crée des brouillards locaux. Elle n'est donc pas idéale. Le problème est dès lors d'améliorer la qualité de l'air dans une agglomération urbaine, c'est-à-dire en milieu urbain, en purifiant au moins partiellement l'air pollué extérieur se trouvant aux alentours d'un bâtiment, d'un groupe de bâtiments, d'un ou plusieurs quartiers d'une ville, c'est-à-dire de tout ou partie d'une ville. La solution de l'invention concerne une installation de purification d'air extérieur comprenant : - des moyens d'aspiration d'air permettant d'aspirer de l'air atmosphérique pollué, - des moyens de purification d'air alimentés en air pollué par les moyens d'aspiration d'air et permettant d'éliminer au moins une partie des polluants contenus dans l'air pollué fourni par les moyens d'aspiration d'air et de produire de l'air purifié, - des moyens de distribution d'air alimenté en air purifié produit par les moyens de purification d'air et permettant de rejeter l'air purifié dans l'atmosphère ambiante 3052685 2 - des moyens de pilotage commandant au moins les moyens d'aspiration d'air et - des moyens de fourniture de courant électrique alimentant au moins les moyens d'aspiration d'air et les moyens de pilotage. Selon le cas, une installation de purification d'air extérieur selon l'invention peut 5 comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques techniques suivantes : - les moyens d'aspiration d'air comprennent au moins une turbine aspirante ayant une capacité supérieure à 10 000 m3/h. - les moyens de purification d'air comprennent des moyens de filtration, en particulier pour éliminer les particules fines, voire des poussières ou autres aérosols. 10 - les moyens de purification d'air comprennent des moyens d'élimination des NON et/ou des SON, notamment NO2 et SO2. - les moyens de purification d'air comprennent des moyens d'élimination des COV. - les moyens de purification d'air comprennent des moyens d'élimination de l'ozone (03). 15 - les moyens de filtrations comprennent au moins un filtre, de préférence un filtre de type HEPA. - les moyens d'élimination des COV, NON, SON et/ou 03 comprennent un (ou des) adsorbant, un (ou des) catalyseur ou les deux, par exemple du charbon actif - les moyens de distribution d'air comprennent un ou plusieurs conduits de gaz, 20 vannes ou tout autre dispositif de fourniture de gaz. - les moyens de pilotage comprennent au moins un automate programme, ordinateur et/ou armoire de contrôle. - elle comporte en outre un ou des capteurs de qualité d'air coopérant avec les moyens de pilotage pour commander un démarrage automatique des moyens d'aspiration d'air 25 lorsque la qualité de l'air est inférieure à un seuil donné, par exemple une teneur en l'un ou plusieurs des composés susmentionnés qui peut dépendre du site où l'installation est mise en oeuvre, c'est-à-dire des niveaux de pollution dans la ville ou le quartier où se situe le bâtiment ou le groupe de bâtiments. - elle comporte en outre des moyens d'insonorisation agencés autour des moyens 30 d'aspiration d'air, des moyens de purification d'air et/ou des moyens de distribution d'air pour atténuer les émissions sonores et/ou les vibrations produites par lesdits moyens. - elle comporte en outre des moyens d'alimentation électrique pour fournir du courant électrique à tout ou partie des composants de l'installation, par exemple le courant du secteur ou issu d'une installation photovoltaïque, ou les deux. 3052685 3 L'invention concerne en outre un bâtiment comprenant une installation de purification d'air extérieur selon l'invention, agencée de manière à permettre de purifier l'air situé autour ou aux alentours d'au moins une partie dudit bâtiment, de préférence tout ou partie de l'installation est agencée sur le toit du bâtiment. 5 L'invention concerne aussi un groupe de bâtiments, c'est-à-dire plusieurs bâtiments, comprenant une ou plusieurs installations de purification d'air extérieur selon l'invention, agencées de manière à permettre de purifier l'air situé autour ou aux alentours d'au moins une partie desdits bâtiments. Dans ce cas, les différentes installations de purification sont préférentiellement pilotées de manière coordonnée ou synchronisée entre elles. 10 Enfin, selon un autre aspect, l'invention porte aussi sur une utilisation d'une une installation de purification d'air extérieur selon l'invention, pour purifier de l'air atmosphérique autour ou aux alentours d'un ou plusieurs bâtiments. L'invention porte aussi sur un procédé de purification d'air extérieur comprenant les étapes de: 15 a) aspiration d'air atmosphérique pollué contenant un ou des polluants, b) purification de l'air pollué issu de l'étape a) pour en éliminer au moins une partie des polluants qui s'y trouvent et pour produire de l'air purifié débarrassé d'au moins une partie desdits polluants, et c) distribution d'air purifié pour rejeter l'air purifié dans l'atmosphère ambiante situé 20 autour d'au moins un bâtiment. Selon le cas, l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques techniques suivantes : - l'aspiration de l'air est d'au moins 10 000 m3/h. - la purification d'air est opérée par filtration pour éliminer des particules fines, voire 25 des poussières ou autres aérosols. - la purification d'air est opérée par adsorption et/ou catalyse. - on élimine des polluants de type NO' et/ou SON, notamment NO2 et SO2. - on élimine des polluants de type COV. - on élimine des polluants de type ozone (03). 30 L'invention va maintenant être mieux comprise grâce à la description détaillée suivante, faite à titre illustratif mais non limitatif, en référence à la figure annexée qui schématise une installation de purification selon l'invention agencée sur le toit d'un immeuble au sein d'une ville. 3052685 4 Cette installation comprend des moyens de purification d'air extérieur pollué par des composés atmosphériques aérosols de type NOx et SOx et éventuellement COV, poussières, particules fines et/ou ozone. Des moyens d'aspiration d'air 1, telle une turbine d'au moins 10 000 m3/h, aspirent 5 de l'air atmosphérique pollué (en 4) autour du bâtiment 10 et alimentent des moyens de purification d'air 2, 3 situés en aval. Ceux-ci comprenant un étage de filtration 2 de l'air pollué par un ou des filtres, par exemple des filtres HEPA H13 ou H14 pour éliminer les particules fines, et un ou plusieurs étages ou lits d'élimination 3 des NOx et S0,, et des COV (composés organiques volatiles), par exemple un lit de charbon actif ou tout autre matériau 10 adapté. L'air débarrassé d'au moins une partie des polluants, sortant des moyens de purification d'air, et ensuite rejeté (en 5) dans l'atmosphère ambiante autour du bâtiment 10 où l'air purifié se dilue dans l'air ambiant en améliorant ainsi la qualité de ce dernier. Des moyens de distribution d'air qui sont alimentés en air purifié produit par les 15 moyens de purification d'air 2, 3 permettent de rejeter l'air purifié dans l'atmosphère ambiante, de préférence ils comprennent des conduits d'acheminement de gaz ou analogue. Des moyens de pilotage 6 commandent notamment le démarrage ou l'arrêt des moyens d'aspiration d'air 1 en fonction d'informations fournies par des capteurs 7 de qualité d'air, tel des capteurs de teneur en NOx et SOx agencés sur et/ou autour du bâtiment 10, par 20 exemple sur les stations de bus 8 ou en haut des éclairages urbains, tels les lampadaires 9 situés au bord des routes 11. Ainsi, si la qualité de l'air autour du bâtiment 10 contient une teneur en NOx et S0,, voire en COV et/ou un autre composé polluant atmosphérique, tel l'ozone, supérieure à un seuil maximum donné (ou plusieurs seuils...), les moyens de pilotage 6 commandent le 25 démarrage des moyens d'aspiration d'air 1 et donc le début du processus de dépollution de l'air au moyen de l'installation de l'invention. L'arrêt de l'installation peut être commandé ensuite soit après une durée donnée, soit lorsque la teneur en NOx, S0,, 03, COV et/ou un autre composé est redevenue inférieure audit seuil maximum donné. 30 Les capteurs 7 peuvent émettre des données de mesure de teneur en un ou plusieurs composants de l'air, tels les NOx, S0,, 03, COV ou tout autre composé, que ce soit en continu ou par intermittence, c'est-à-dire à intervalles de temps donnés. L'installation fonctionne grâce au courant électrique fourni par des moyens de fourniture de courant électrique, notamment le secteur électrique délivrant un courant entre 3052685 5 110 V et 230 V, ou par des panneaux solaires, i.e. photovoltaïques, ou tout autre équipement de production d'énergie renouvelable. En d'autres termes, l'idée à la base de la présente invention consiste à installer une chaine de purification d'air dans l'espace urbain, par exemple un toit d'immeuble 10, de 5 centre commercial, de bâtiment privé ou public, une station de bus ou une gare, un jardin d'enfant, un parc ou un square, une cour d'immeuble, une grande place.... Chaque élément ou module purificateur 1, 2, 3 comprend une combinaison d'une turbine 1 de grande capacité (> 10 000 m3/h), d'un (ou plusieurs) filtre 2 HEPA H13 ou H14 pour éliminer les particules fines, d'au moins un étage d'élimination 3 des NO' et SO', et 10 d'au moins un étage d'élimination des composés organiques volatils et/ou d'autres composés, tel l'ozone par exemple. L'isolation phonique est pensée afin de ne pas dépasser les seuils réglementaires en vigueur localement. De même, en ce qui concerne les vibrations susceptibles d'être engendrées par l'installation pendant son fonctionnement. 15 Un réseau de capteurs 7 de qualité d'air complète le système afin de disposer en temps réel de l'information nécessaire au pilotage de la chaîne de purificateurs ou système de purification 2. Chaque chaîne de purificateurs ou d'équipement peut être connectée à une ou plusieurs autres, ou être indépendante. La présente invention est particulièrement adaptée à une utilisation dans une ville très 20 polluée par les émissions des véhicules, d'usines ou autres. REVENDICATIONS1. Installation de purification d'air extérieur comprenant : - des moyens d'aspiration d'air (1) permettant d'aspirer de l'air atmosphérique pollué, - des moyens de purification d'air (2, 3) alimentés en air pollué par les moyens d'aspiration d'air (1) et permettant d'éliminer au moins une partie des polluants contenus dans l'air pollué fourni par les moyens d'aspiration d'air (1) et de produire de l'air purifié, - des moyens de distribution d'air alimenté en air purifié produit par les moyens de purification d'air et permettant de rejeter l'air purifié dans l'atmosphère ambiante, - des moyens de pilotage (6) commandant au moins les moyens d'aspiration d'air (1), - et des moyens de fourniture de courant électrique alimentant au moins les moyens d'aspiration d'air et les moyens de pilotage. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'aspiration d'air (1) comprennent au moins une turbine aspirante ayant une capacité supérieure à 10 000 m3/h. 3. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de purification d'air (2, 3) comprennent des moyens de filtrations, d'adoption et/ou de catalyse. 4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens de filtration comprennent au moins un filtre, de préférence de type HEPA. 5. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens de purification d'air (2, 3) comprennent au moins un adsorbant et/ou catalyseur pour éliminer au moins les NOx et/ou SOx. 6. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un ou des capteurs (7) de qualité d'air coopérant avec les moyens de pilotage (6) pour commander un démarrage automatique des moyens d'aspiration d'air (1) lorsque la qualité de l'air est inférieure à un seuil donné. 7. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens d'insonorisation agencés autour des moyens d'aspiration d'air (1), des 3052685 7 moyens de purification d'air (2, 3) et/ou des moyens de distribution d'air pour atténuer les émissions sonores produites par lesdits moyens. 8. Bâtiment (10) comprenant au moins une installation selon l'une des 5 revendications précédentes agencée de manière à permettre de purifier l'air situé autour ou aux alentours d'au moins une partie dudit bâtiment (10), de préférence tout ou partie de ladite au moins une installation est agencée sur le toit du bâtiment (10). 9. Groupe de bâtiments comprenant une ou plusieurs installations selon l'une des 10 revendications 1 à 7 agencées de manière à permettre de purifier l'air situé autour ou aux alentours d'au moins une partie desdits bâtiments. 10. Utilisation d'une installation selon l'une des revendications 1 à 7 pour purifier de l'air atmosphérique autour ou aux alentours d'un ou plusieurs bâtiments. 15 11. Procédé de purification d'air extérieur comprenant les étapes de: a) aspiration d'air atmosphérique pollué contenant un ou des polluants, b) purification de l'air pollué issu de l'étape a) pour en éliminer au moins une partie des polluants qui s'y trouvent et pour produire de l'air purifié débarrassé d'au moins une 20 partie desdits polluants, et c) distribution d'air purifié pour rejeter l'air purifié dans l'atmosphère ambiante situé autour d'au moins un bâtiment.