Brevet FR3057498A1 — publié le 20180420

PROCEDE DE MESURE DE L'EFFICACITE D'UN FILTRE A AIR POUR SYSTEME DE DEPOLLUTION DE L'AIR D'UN HABITACLE [1] L'invention concerne, de façon générale, le domaine de l'assainissement de l'air et plus particulièrement le domaine des systèmes de dépollution de l'air installés notamment dans de nombreux véhicules automobiles. [2] L'invention porte plus précisément sur un procédé de mesure de l'efficacité au regard des organismes microbiologiques d'un filtre à air d'un système de dépollution d'air, notamment destiné à être installé dans un véhicule automobile. [003] De manière connue, un véhicule automobile comprend un système de gestion de l'air ambiant au sein de l'habitacle du véhicule permettant d'assurer le confort des passagers. Un tel système de gestion de l'air, désigné HVAC, pour Heating, Ventilation and Air-Conditioning en langue anglaise, signifiant Chauffage, Ventilation et Climatisation CVC permet également d'assurer l'assainissement et la dépollution de l'air dans l'habitacle. En effet, le niveau de pollution de l'air atteint par endroit un niveau tel, qu'il est désagréable voir dangereux pour un passager du véhicule de respirer un tel air. [4] Un tel système de dépollution de l'air ambiant d'un habitacle de véhicule automobile comprend un filtre à air, disposé dans le véhicule afin de filtrer l'air utilisé pour ventiler l'habitacle. Le filtre à air permet la baisse de la concentration en particules aéroportés dans l'air transmis à l'intérieur de l'habitacle. Ledit filtre à air, retenant par son action un grand nombre de particules, sources de désagrément pour les passagers, doit suivre une série de tests afin de vérifier son efficacité. Ces filtres à air ont également pour fonction de faire obstacle aux micro-organismes. [5] Conformément à l'état de la technique relatif à l'évaluation de l'efficacité des systèmes de dépollution de l'air en général, des normes spécifiques, telles que les normes AFNOR XP-B44-011 et XB-P 44-013, décrivent des méthodes d'épuration de l'air, notamment pour le traitement de composés organiques volatils, désignés COV, ainsi que pour l'épuration des oxydes d'azotes. De telles méthodes sont mises en oeuvre en particulier dans le cadre de systèmes de dépollution de l'air fonctionnant par une technique d'oxydation, désignée photocatalyse. D'autres études telles que le document 21011 P B44-200, s'appliquent à tous les épurateurs d'air autonomes quelles que soient les techniques utilisées. 3057498 2 [6] Ces méthodes décrivent des systèmes de purification et des méthodes spécifiques pour les composés organiques volatils, mais ne prennent cependant pas en compte le traitement des micro-organismes présents dans les filtres d'un habitacle d'un véhicule automobile, ce qui une lacune importante. Ces normes n'apportent ainsi pas de 5 solution permettant la mesure de l'efficacité d'un filtre à air monté dans un véhicule automobile sur les micro-organismes. [7] L'invention vise donc à pallier cette carence en proposant un procédé de test spécifique permettant la mesure de l'efficacité d'un système de dépollution de l'air comprenant un filtre à air, vis-à-vis des micro-organismes. Le procédé de test visé par 10 l'invention permet en outre une caractérisation de l'efficacité d'un filtre à air dans des conditions représentatives d'un système de climatisation d'un véhicule automobile. [8] Plus précisément, pour atteindre cet objectif, la présente invention concerne un procédé de mesure de la concentration en micro-organismes d'un filtre à air d'un système de dépollution de l'air d'un habitacle d'un véhicule, ledit procédé de mesure comportant 15 une phase de test du filtre à air comprenant : une étape de mise en place dudit filtre à air à tester et d'un filtre très haute efficacité dans une enceinte hermétique, ledit filtre très haute efficacité étant placé en aval dudit filtre à air, une étape de génération d'un flux d'air, ledit flux d'air traversant successivement 20 ledit filtre à air et ledit filtre très haute efficacité, une étape de diffusion, pendant un temps de diffusion prédéfini, de la solution microbiologique comprenant des micro-organismes dans ledit flux d'air, en amont du filtre à air, pour charger ledit flux d'air en micro-organismes, après un temps de test prédéfini, une étape de mesure de la concentration en 25 micro-organismes dans le filtre très haute efficacité, et une étape de calcul d'un taux d'efficacité du filtre à air en fonction de la concentration en micro-organismes mesurée dans le filtre très haute efficacité au terme de la phase de test du filtre à air. [9] Le procédé de mesure selon l'invention permet ainsi de mesurer l'efficacité d'un 30 filtre à air à tester au regard des micro-organismes. A cette fin, après avoir diffusé un flux d'air chargé de micro-organismes dans un dispositif de moyen d'essai, ledit flux d'air chargé de micro-organismes traversant le filtre à air à tester, puis le filtre très haute efficacité, désigné filtre THE (pour Très Haute Efficacité), la concentration en micro- 3057498 3 organismes dans le filtre THE est mesurée. La mesure de l'efficacité du filtre à air est déduite de ladite concentration en micro-organismes mesurée dans le filtre THE après un temps de test prédéterminé, permettant de quantifier l'efficacité du filtre à air destiné à un système de dépollution de l'air d'un habitacle de véhicule. 5 [0010] Avantageusement, le procédé comprend par ailleurs, après le temps de test prédéfini, une étape de mesure de la concentration en micro-organismes dans le filtre à air, ledit taux d'efficacité du filtre à air correspondant au rapport entre la concentration en micro-organismes dans le filtre à air et la concentration en micro-organismes dans le filtre très haute efficacité mesurées lors de la phase de test du filtre à air. 10 [0011] Selon un mode de réalisation, le procédé comprend, préalablement à la phase de test du filtre à air, une phase d'étalonnage comprenant : une étape de mise en place d'un filtre très haute efficacité seul dans une enceinte hermétique, une étape de génération d'un flux d'air, ledit flux d'air traversant ledit filtre très 15 haute efficacité, une étape de diffusion, pendant un temps de diffusion prédéfini, d'une solution microbiologique comprenant des micro-organismes dans ledit flux d'air, en amont du filtre très haute efficacité, pour charger ledit flux d'air en micro-organismes, après un temps de test prédéfini, une étape de mesure de la concentration en 20 micro-organismes dans le filtre très haute efficacité, ledit taux d'efficacité du filtre à air correspondant au rapport entre la concentration en micro-organismes dans le filtre très haute efficacité mesurée lors de la phase de test du filtre à air et la concentration en micro-organismes dans le filtre très haute efficacité mesurée lors de la phase d'étalonnage. 25 [0012] Selon un mode de réalisation, le procédé comprend, préalablement à l'étape de mise en place d'un filtre très haute efficacité seul dans l'enceinte hermétique lors de la phase d'étalonnage, une étape de décontamination de l'enceinte hermétique. [0013] Selon un mode de réalisation, le procédé comprend, préalablement à l'étape de mise en place d'un filtre à air à tester et d'un filtre très haute efficacité dans l'enceinte 30 hermétique lors de la phase de test, une étape de décontamination de l'enceinte hermétique. 3057498 4 [0014] Avantageusement, toute étape de mesure de la concentration en microorganismes dans un filtre comprend une sous-étape préalable d'extraction des microorganismes par application d'une solution de dilution, suivie d'une sous-étape préalable de mise en culture desdits micro-organismes. 5 [0015] Avantageusement, le procédé comprend en outre une étape de destruction du filtre à air et du filtre très haute efficacité. [0016] Avantageusement, à l'étape de génération d'un flux d'air, ledit flux d'air présente un débit compris entre 100 m3/h et 500 m3/h [0017] Selon un mode de réalisation, les micro-organismes compris dans la solution 10 microbiologique appartiennent à une ou plusieurs des souches suivantes : Penicillium brevicompactum ; Aspergillus niger ; Staphylococcus aureus ; Escherichia coli. [0018] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement, et en référence aux dessins qui montrent : 15 - la figure 1, un schéma d'un dispositif de moyen d'essai utilisé par le procédé de mesure selon l'invention, - la figure 2, un schéma-bloc des étapes du procédé de mesure de l'efficacité d'un filtre à air, selon l'invention. [0019] Dans ce qui va suivre, l'invention est décrite en particulier, sans que cela ne 20 puisse être interprété de façon restrictive, en vue de la caractérisation et de la mesure d'efficacité d'un filtre à air destiné à être intégré dans un système de climatisation et/ou de dépollution de l'air d'un habitacle de véhicule automobile. [0020] La figure 1 représente un dispositif de moyen d'essai permettant d'évaluer et/ou de caractériser un filtre à air. La figure 1 présente plus particulièrement un tel dispositif de 25 moyen d'essai, permettant la mesure de la concentration en micro-organismes d'un filtre à air, utilisé pour le procédé de mesure selon l'invention. [0021] En référence à la figure 1, le procédé selon l'invention est de préférence mis en oeuvre au moyen d'un dispositif de moyen d'essai 1, destiné à une mesure d'efficacité d'un filtre à air d'un système de dépollution de l'air d'un véhicule. Le dispositif 1 comprend un 30 châssis 10, un module d'entrée, comprenant une entrée d'air, le module d'entrée, 3057498 5 comportant au moins une grille perforée, configurée pour favoriser un écoulement laminaire du flux d'air entrant dans ledit dispositif 1, une enceinte principale 30, comprenant un premier module central et un second module central, un module arrière 20, comprenant un système d'aspiration configuré pour générer le flux d'air, un support de 5 filtre à tester, adapté pour recevoir un filtre à air 100, un système de diffusion de micro- organismes 70 disposé en aval de l'entrée d'air et en amont du support de filtre à tester, de sorte que le flux d'air chargé de micro-organismes traverse le filtre à air 100 et un support de filtre très haute efficacité, adapté pour recevoir un filtre très haute efficacité 40, disposé en aval du support de filtre à tester. 10 [0022] Selon l'invention, un tel moyen d'essai, ou tout moyen d'essai équivalent, est mis en oeuvre. Le moyen d'essai utilisé permet de disposer un filtre très haute efficacité, désigné filtre THE (pour Très Haute Efficacité), en aval d'un filtre à air à tester, dans une enceinte hermétique, et de générer un flux d'air représentatif d'un flux d'air généré par un système de ventilation ou de climatisation de véhicule, ledit flux d'air traversant 15 successivement le filtre à air à tester et le filtre THE après avoir été chargé de micro- organismes. [0023] Il est à noter que l'expression « filtre THE » pour désigner des filtres de très haute efficacité est bien connue de l'homme du métier. Un acronyme équivalent, en anglais, est également couramment utilisé ; il s'agit de l'expression « filtre HEPA », pour « High 20 Efficiency Particulate Air [filter] », signifiant filtre à air de haute efficacité. [0024] De nouveau en référence à la figure 1, à cette fin, le système de diffusion de micro-organismes 70 diffuse une solution microbiologique comportant des microorganismes dans le flux d'air généré par le module arrière 20. Ledit système de diffusion de micro-organismes 70 est configuré pour diffuser une quantité prédéterminée de micro- 25 organismes pendant un temps de diffusion prédéfini, de façon à charger le flux d'air en micro-organismes en aval du filtre à air 100 à tester. [0025] Le système de diffusion de micro-organismes 70, le filtre à air 100 à tester et le filtre THE 40 sont disposés dans cet ordre par rapport au sens de diffusion du flux d'air, au sein de l'enceinte principale 30 hermétique. 30 [0026] Partant de la mise en oeuvre d'un tel moyen d'essai, la présente invention propose un procédé pour évaluer et quantifier l'efficacité d'un filtre à air 100, en particulier d'un filtre à air 100 destiné à un système de dépollution de l'air d'un habitacle de véhicule. 3057498 6 [0027] En référence à la figure 2, selon un mode de réalisation, le procédé de détermination de l'efficacité d'un filtre à air 100 vis-à-vis de micro-organismes, comprend les étapes décrites ci-après. [0028] Il est tout d'abord à noter que l'enceinte principale 30 hermétique est nettoyée et 5 désinfectée avant chaque test, en particulier à l'aide d'un agent désinfectant, tel qu'une solution alcoolique, par exemple de l'alcool à 70° (étape E0). [0029] Selon un mode de réalisation, une phase de test du filtre à air 100 est alors mise en oeuvre ; la phase de test comporte les étapes El à E4. [0030] Dans un moyen d'essai tel que celui décrit en regard de la figure 1, un filtre à 10 air 100 à tester et un filtre très haute efficacité 40, désigné filtre THE, sont disposés dans l'enceinte principale 30 hermétique (étape El ), le filtre THE 40 se trouvant en aval du filtre à air 100 à tester lorsque le flux d'air traverse l'enceinte principale 30. [0031] Le module arrière 20 est mis en oeuvre pour générer un tel flux d'air se propageant dans l'enceinte principale 30 hermétique, de façon à traverser successivement 15 le filtre à air 100 et le filtre THE 40 (étape E2). Selon un mode de réalisation préféré, le débit dudit flux d'air est configuré pour être représentatif d'un débit d'air généré par un système de ventilation ou de climatisation d'un habitacle de véhicule. Le débit d'air correspondant à un régime établi est ainsi typiquement de l'ordre de 100 m3/h à 500 m3/h. [0032] Le système de diffusion de micro-organismes 70 est disposé dans la même 20 enceinte principale 30 hermétique, en amont du filtre à air 100 à tester. Le système de diffusion de micro-organismes 70 diffuse, par exemple par pulvérisation, pendant un temps de diffusion prédéterminé, une solution microbiologique comprenant des micro-organismes pour charger le flux d'air en micro-organismes avant qu'il ne traverse le filtre à air 100 (étape E3). Une quantité connue de micro-organismes est de ce fait introduite dans le flux 25 d'air. Les micro-organismes contenus dans la solution microbiologique sont par exemple constitués d'une ou plusieurs des souches suivantes, correspondant aux microorganismes caractéristiques dont la concentration est ensuite mesurée dans le(s) filtre(s) (filtre(s) THE et/ou filtre à air à tester) dans le cadre du procédé selon l'invention : Penicillium brevicompactum ; 30 Aspergillus niger ; Staphylococcus aureus ; Escherichia coli. 3057498 7 [0033] Typiquement, pour chaque souche bactérienne, il peut être préparé deux solutions, c'est-à-dire une solution pour les bactéries et une solution pour les moisissures, chaque solution présentant une concentration en micro-organismes comprise entre 107 et 108 CFU par ml, CFU étant l'acronyme de « Colony-Forming Units », signifiant « unité 5 formant colonie », ou « souche unipotente », unité utilisée en microbiologie pour qualifier le nombre de cellules viables dans un échantillon. [0034] Le flux d'air chargé de micro-organismes traverse le filtre à air 100 qui retient au moins une partie desdits micro-organismes, puis le filtre THE 40, pendant un temps de test prédéterminé. 10 [0035] Au terme du temps de test prédéterminé, le dispositif de moyen de test est arrêté, le filtre THE 40 est prélevé et la concentration en micro-organismes qu'il comporte est mesurée (étape E4). A partir de cette concentration mesurée en micro-organismes dans le filtre THE 40, l'efficacité du filtre à air 100 peut être calculée (étape E5). [0036] Selon un mode de réalisation préféré, préalablement ou postérieurement à la 15 phase de test du filtre à air, une phase d'étalonnage est mise en oeuvre. Cette phase d'étalonnage consiste à mesurer la concentration en micro-organismes dans un filtre THE 40 disposé seul dans l'enceinte principale 30 hermétique. La phase d'étalonnage comprend par conséquent les étapes suivantes : une étape de mise en place d'un filtre THE 40, seul, dans l'enceinte principale 30 20 hermétique ; une étape de génération d'un flux d'air par le module arrière 20, ledit flux d'air se propageant dans l'enceinte principale 30 hermétique, de façon à traverser le filtre THE 40; une étape de diffusion par le système de diffusion de micro-organismes 70, par 25 exemple par pulvérisation, pendant le temps de diffusion prédéterminé, d'une solution microbiologique comprenant des micro-organismes pour charger le flux d'air en micro-organismes avant qu'il ne traverse le filtre THE 40 ; après que le flux d'air chargé de micro-organismes a traversé le filtre THE 40 pendant le temps de test prédéterminé au terme duquel le dispositif de moyen de 30 test est arrêté, une étape de dépose du filtre THE 40 et de mesure de la concentration en micro-organismes qu'il comporte. [0037] Selon ce mode de réalisation préféré, le taux d'efficacité du filtre à air 100 est alors calculé comme étant égal au rapport entre la concentration en micro-organismes 3057498 8 dans le filtre THE 40 placé en aval du filtre à air 100, mesurée au terme de la phase de test du filtre à air, et la concentration en micro-organismes dans le filtre THE 40, mesurée au terme de la phase d'étalonnage. [0038] Selon un autre mode de réalisation, en l'absence de mise en oeuvre d'une phase 5 d'étalonnage, la concentration en micro-organismes dans le filtre à air 100 à tester est mesurée au terme de la phase de test dudit filtre à air 100. Le taux d'efficacité du filtre à air 100 est alors calculé comme étant égal au rapport entre la concentration en microorganismes dans le filtre à air 100 et la concentration en micro-organismes dans le filtre THE 40 placé en aval dudit filtre à air 100, mesurées au terme de la phase de test du filtre 10 à air 100. [0039] Plus précisément, pour mesurer la concentration en micro-organismes dans un filtre, qu'il s'agisse d'un filtre à air 100 à tester ou d'un filtre THE 40, les étapes suivantes sont mises en oeuvre, conformément à un mode de réalisation de l'invention : la découpe et le broyage du filtre ; 15 l'extraction des micro-organismes contenus dans le filtre au moyen d'une solution de dilution ; la mise en culture des micro-organismes extraits, selon des méthodes de microbiologie classiques ; la mesure de la concentration en micro-organismes dans le filtre, ladite 20 concentration étant de préférence déterminée en CFU par filtre ; la destruction du filtre. [0040] Selon un mode de réalisation, pour la mise en culture des micro-organismes extraits du filtre, il est prévu : le placement des morceaux du filtre découpé puis broyé dans un sac stérile avec 25 un volume adapté, par exemple 100 ml, de liquide de récupération ; le mélange de l'ensemble pendant environ 10 minutes ; l'incubation des micro-organismes, par exemple à 30°C pendant 3 jours pour les bactéries, et à 25° C pendant 5 jours pour les moiàssures. le comptage des micro-organismes. 30 [0041] Une fois déterminé le nombre de micro-organismes dans les filtres, le taux d'efficacité du filtre à air 100 est calculé selon l'une des formules présentées précédemment, ledit taux d'efficacité correspondant ainsi, selon les principaux modes de réalisation, au rapport entre la concentration en micro-organismes dans le filtre à air et la 3057498 9 concentration en micro-organismes dans le filtre THE, mesurées au terme de la phase de test, ou au rapport entre la concentration en micro-organismes mesurée dans le filtre THE au terme de la phase de test, et la concentration en micro-organismes mesurée dans le filtre THE au terme de la phase d'étalonnage, durant laquelle le filtre THE se trouve seul 5 dans l'enceinte principale 30 hermétique. [0042] Le procédé selon l'invention permet ainsi de mesurer l'efficacité d'un filtre à air, lié au taux de micro-organismes filtrés, avant que l'air n'entre dans l'habitacle d'un véhicule. REVENDICATIONS: 1. Procédé de mesure de la concentration en micro-organismes d'un filtre à air d'un système de dépollution de l'air d'un habitacle d'un véhicule, ledit procédé de mesure comportant une phase de test du filtre à air comprenant : une étape (El ) de mise en place dudit filtre à air (100) à tester et d'un filtre très haute efficacité (40) dans une enceinte hermétique (30), ledit filtre très haute efficacité (40) étant placé en aval dudit filtre à air (100), une étape (E2) de génération d'un flux d'air, ledit flux d'air traversant successivement ledit filtre à air (100) et ledit filtre très haute efficacité (40), une étape (E3) de diffusion, pendant un temps de diffusion prédéfini, de la solution microbiologique comprenant des micro-organismes dans ledit flux d'air, en amont du filtre à air, pour charger ledit flux d'air en micro-organismes, après un temps de test prédéfini, une étape (E4) de mesure de la concentration en micro-organismes dans le filtre très haute efficacité, et une étape (E5) de calcul d'un taux d'efficacité du filtre à air en fonction de la concentration en micro-organismes mesurée dans le filtre très haute efficacité au terme de la phase de test du filtre à air. 2. Procédé selon la revendication 1, comprenant par ailleurs, après le temps de test prédéfini, une étape de mesure de la concentration en micro-organismes dans le filtre à air (100), ledit taux d'efficacité du filtre à air (100) correspondant au rapport entre la concentration en micro-organismes dans le filtre à air (100) et la concentration en micro-organismes dans le filtre très haute efficacité (40) mesurées lors de la phase de test du filtre à air. 3. Procédé selon la revendication 1, comprenant, préalablement à la phase de test du filtre à air, une phase d'étalonnage comprenant : une étape de mise en place d'un filtre très haute efficacité (40) seul dans une enceinte hermétique (30), une étape de génération d'un flux d'air, ledit flux d'air traversant ledit filtre très haute efficacité (40), 3057498 11 une étape de diffusion, pendant un temps de diffusion prédéfini, d'une solution microbiologique comprenant des micro-organismes dans ledit flux d'air, en amont du filtre très haute efficacité, pour charger ledit flux d'air en micro-organismes, après un temps de test prédéfini, une étape de mesure de la concentration en 5 micro-organismes dans le filtre très haute efficacité (40), ledit taux d'efficacité du filtre à air (100) correspondant au rapport entre la concentration en micro-organismes dans le filtre très haute efficacité (40) mesurée lors de la phase de test du filtre à air (100) et la concentration en micro-organismes dans le filtre très haute efficacité (40) mesurée lors de la phase d'étalonnage. 10 4. Procédé de mesure selon la revendication précédente, comprenant, préalablement à l'étape de mise en place d'un filtre très haute efficacité (40) seul dans l'enceinte hermétique (30) lors de la phase d'étalonnage, une étape de décontamination de l'enceinte hermétique (30). 15 5. Procédé de mesure selon l'une des revendications précédentes, comprenant, préalablement à l'étape de mise en place d'un filtre à air (100) à tester et d'un filtre très haute efficacité (40) dans l'enceinte hermétique (30) lors de la phase de test, une étape de décontamination de l'enceinte hermétique (30). 20 6. Procédé de mesure selon l'une des revendications précédentes, dans lequel toute étape de mesure de la concentration en micro-organismes dans un filtre à air (100) ou très haute efficacité (40) comprend une sous-étape préalable d'extraction des microorganismes par application d'une solution de dilution suivie d'une sous-étape préalable 25 de mise en culture des micro-organismes. 7. Procédé de mesure selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre une étape de destruction du filtre à air (100) et du filtre très haute efficacité (40). 30 8. Procédé de mesure selon l'une des revendications précédentes, dans lequel, à l'étape (E2) de génération d'un flux d'air, ledit flux d'air présente un débit compris entre 100 m3/h et 500 m3/h. 9. Procédé de mesure selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les micro- organismes compris dans la solution microbiologique appartiennent à une ou plusieurs 3057498 12 des souches suivantes : Penicillium brevicompactum ; Aspergillus niger ; Staphylococcus aureus ; Escherichia coli.