Brevet FR3055585A1 — publié le 20180309

PROCEDE DE GESTI ON DE LA QUALI TE DE L'AI R DANS UN HABI TACLE DE VEHI CULE L'invention se rapporte à un procédé de gestion de la qualité de l'air 5 dans un habitacle de véhicule. Les passagers d'un véhicule sont soumis à la pollution de l'air dans l'habitacle de leur véhicule. Cette pollution comprend plusieurs composantes : une pollution particulaire, une pollution gazeuse (Composés organiques volatils, CO, NO, NO2, Ozone, ...) mais aussi une pollution de micro- 10 organismes de type pollens. La pollution de l'air provient de l'extérieur du véhicule (pollution atmosphérique) mais peut aussi provenir de l'habitacle (essentiellement pollution gazeuse). Ces polluants sont susceptibles de gêner les passagers, voire de provoquer des problèmes pulmonaires, d'allergies ou d'asthmes. Ils sont également nocifs pour la santé. 15 Actuellement, les passagers d'un véhicule sont protégés, selon le niveau de gamme du véhicule, par un filtre à air particulaire assurant une protection contre les particules, par un filtre combiné assurant une protection contre les polluants particulaires et gazeux, ou par un filtre associé à un capteur de toxicité d'entrée d'air (cellule oxydo-réductrice) qui détecte la 20 pollution et place l'habitacle en recyclage de l'air de l'habitacle en fermant des clapets d'entrée d'air extérieur. Or, le capteur d'entrée d'air et le clapet d'entrée d'air extérieur ont des contraintes de gestion (détection en relatif, nuisance sonore liée au retour acoustique par la bouche de recyclage d'air, ..) et la gestion de 25 fermeture/ouverture n'offre pas une protection optimale par rapport à une pollution extérieure, notamment à cause du manque de rapidité de l'opération de fermeture du clapet. De plus, les solutions existantes mentionnées ci-dessus, présentent des limites, telles que par exemple : 30 - Un filtre particulaire seul ne retient pas les gaz polluants, - Un filtre à air particulaire ou combiné a des capacités limites. Ils doivent être changés régulièrement à des intervalles définis par le 3055585 2 constructeur automobile. Dans certains pays pour lesquels la pollution de l'air est très élevée, comme la Chine ou l'Inde, ou bien dans certains pays émergents où la présence de poussières est importante, il est possible que les capacités du filtre ne soient pas suffisantes. - Il s'avère que le capteur de pollution fonctionne en relatif et, si lorsque la voiture démarre, l'air autour du véhicule est déjà pollué, le capteur peut ne pas détecter la pollution au cours du trajet de la voiture. De plus, lorsque le capteur détecte la pollution de l'air et ferme les volets d'entrée d'air pour isoler l'habitacle, la pollution de l'air a déjà eu le temps de pénétrer dans l'habitacle. Un procédé de gestion de la qualité de l'air dans un habitacle de véhicule selon l'invention, est apte à assurer dans l'habitacle un air sain exempt de tous types de polluants nocifs pour la santé et ce, en toutes circonstances, que le véhicule soit arrêté ou en phase de roulage. L'invention a pour objet un procédé de gestion de la qualité de l'air dans un habitacle de véhicule prenant en compte le besoin en air neuf nécessaire à l'oxygénation de l'habitacle et la réduction du risque d'embuage de vitres délimitant ledit habitacle. La principale caractéristique d'un procédé selon l'invention est qu'il 20 comprend les étapes suivantes, - Une étape de détermination de la pollution à l'extérieur du véhicule, Une étape de contrôle de l'air extérieur entrant dans l'habitacle à partir de la pollution déterminée à l'étape précédente, ladite 25 étape de contrôle s'effectuant au niveau d'une entrée d'air d'un système de climatisation du véhicule, - Une étape de traitement de la pollution extérieure due à l'air extérieur apte à pénétrer dans l'habitacle, 3055585 3 Une étape de traitement de la pollution interne provenant en grande partie de matériaux présents dans l'habitacle au moyen d'un système de traitement placé dans ledit habitacle. Le principe d'un tel procédé est de prendre en compte à la fois la 5 pollution externe et la pollution interne du véhicule, la pollution externe étant constituée de gaz et de particules polluants et/ou toxiques et la pollution interne étant provoquée par des gaz émanant majoritairement de certains matériaux présents dans l'habitacle du véhicule ou par l'activité de ses occupants. Un tel procédé met en oeuvre une étape de contrôle de la quantité 10 d'air extérieur apte à entrer dans l'habitacle du véhicule, puis une étape de traitement de la pollution interne et de la pollution externe provoquée par l'introduction de l'air extérieur dans l'habitacle. De cette manière, les passagers du véhicule ne sont incommodés, ni par la pollution externe ni par la pollution interne. Un procédé de gestion selon l'invention assure un 15 assainissement complet de l'habitacle d'un véhicule en matière de pollution, pour permettre aux passagers dudit véhicule de voyager dans des conditions optimisées sans être importunés par la pollution. L'étape de contrôle du débit d'air extérieur susceptible d'entrer dans l'habitacle du véhicule, permet de dimensionner au plus juste la quantité d'air extérieur à faire entrer dans l'habitacle, de façon à assurer le désembuage des vitres et à permettre aux passagers de respirer, tout en limitant la pollution en provenance de l'extérieur du véhicule. Avantageusement, les étapes d'un procédé de gestion selon l'invention sont automatisées et sont gérées au moyen d'une unité centrale de calcul. Avantageusement, l'étape de détermination de la pollution consiste à déterminer un taux d'au moins un gaz polluant et de particules fines PM 2,5. La pollution interne ou la pollution externe est déterminée par un taux d'un gaz toxique et/ou polluant identifié et/ou une concentration de particules fines PM 2,5. De façon préférentielle, ledit au moins un gaz polluant est à choisir parmi du CO, du NO2, du SO2, 03, 1,3-butadiène, benzène, et du PAH. 3055585 4 De façon avantageuse, l'étape de contrôle du débit d'air extérieur est réalisée au moyen d'un volet mobile apte à se déplacer d'une première position d'ouverture maximale à une deuxième position de complète fermeture, en passant par une pluralité de positions intermédiaires situées 5 entre ladite première position et ladite deuxième position. Le déplacement du volet est piloté automatiquement en fonction notamment de la pollution externe déterminée, du nombre d'occupants ou du taux de CO2 dans l'habitacle et des risques de dépôt de buée sur les vitres du véhicule. Ce volet est avantageusement placé dans le système de climatisation du véhicule. 10 Préférentiellement, l'étape de détermination de la pollution à l'extérieur du véhicule s'effectue à partir d'une méthode à choisir parmi une élaboration d'une cartographie de la pollution autour du véhicule réalisée en temps réel ou de façon préventive, de mesures au moyen de capteurs fixes placés sur le véhicule ou sur les infrastructures des villes et des autres 15 véhicules, ou de capteurs mobiles portés par des individus. De façon avantageuse, la cartographie de la pollution à l'extérieur du véhicule est réalisée au moyen d'une méthode à choisir parmi une modélisation dont les données d'entrées sont des inventaires d'émission, et/ou des mesures avec des capteurs fixes ou mobiles. 20 Avantageusement, l'étape de traitement de l'air extérieur apte à entrer dans l'habitacle est réalisée au moyen d'un filtre à air à très haute efficacité, et au moyen d'un filtre combiné dans un boitier de climatisation du véhicule. Ces filtres ont pour objet de retenir des particules et gaz polluants présents dans l'air extérieur ambiant. Les caractéristiques et les performances de ces 25 filtres sont choisies en fonction des caractéristiques météorologiques du pays dans lequel se trouve le véhicule (temps sec ou humide, température ambiante plutôt chaude ou froide), ainsi que du degré général de pollution de ce pays. De façon préférentielle, un procédé de gestion selon l'invention 30 comprend une étape de recyclage partiel consistant à remplacer une fraction 3055585 5 de l'air présent dans l'habitacle par de l'air neuf propre en provenance de l'extérieur du véhicule et qui aura été traité. En effet, il peut s'avérer judicieux de recycler une partie de l'air présent dans le véhicule, si par exemple l'habitacle dudit véhicule est resté trop longtemps fermé et que l'air qui y 5 stagne commence à se polluer. Préférentiellement, la fraction d'air interne recyclée est comprise entre 60% et 90%. De façon avantageuse, le système de traitement de la pollution interne est hautement efficace vis-à-vis des gaz émis par des matériaux présents dans l'habitacle, et comprend au moins un composant à choisir parmi un filtre 10 comportant des matériaux adsorbants, un système actif plasma, un système actif plasma/catalyse et un système de matériaux adsorbants/plasma. Avantageusement, un procédé de gestion selon l'invention, comprend une étape d'intégration de capteurs de mesure de la pollution au niveau d'une entrée d'air dans le véhicule et dans l'habitacle, permettant d'informer les 15 passagers sur le niveau de pollution de l'air extérieur et intérieur. De façon préférentielle, un procédé de gestion selon l'invention, comprend une étape d'automatisation de toutes les actions disponibles aptes à être déclenchées pour réduire voire annuler la pollution dans l'habitacle du véhicule, ladite étape d'automatisation étant pilotée à partir des mesures 20 réalisées par les capteurs de mesure de la pollution. Préférentiellement, un procédé de gestion selon l'invention comprend une étape de mise en oeuvre d'un programme destiné à assainir l'habitacle du véhicule, ledit programme étant apte à être déclenché à distance du véhicule. De cette manière, une personne désireuse d'utiliser son véhicule, peut 25 déclencher ce programme quelques instants avant de monter dans ledit véhicule, dans le but de trouver une atmosphère assainie au moment d'entrer à l'intérieur de celui-ci. De façon avantageuse, un procédé de gestion selon l'invention comprend une étape de mise en oeuvre de moyens réducteurs d'odeurs et de 30 composés organiques volatiles, lesdits moyens étant à choisir parmi des 3055585 6 textiles et des filtres. Ces moyens supplémentaires contribuent à assainir complètement l'atmosphère dans l'habitacle du véhicule, afin d'assurer un confort maximal des passagers. Un procédé de gestion de la qualité de l'air selon l'invention présente 5 l'avantage de garantir un air sain dans le véhicule, quel que soit le niveau de pollution externe ou interne du véhicule, et quelle que soit la température ambiante. En effet, un tel procédé demeure efficace vis-à-vis de n'importe quel type de particules polluantes, notamment en termes de taille, et de n'importe quel gaz toxique. Il a de plus l'avantage de mettre en oeuvre des 10 moyens qui ne se dégradent pas dans le temps et qui fonctionnent en toute circonstance. On donne ci-après une description détaillée d'un mode de réalisation préféré d'un procédé de gestion de la qualité de l'air selon l'invention, en se référant aux figures suivantes : 15 La figure 1 est une vue schématique de côté d'un véhicule doté de moyens anti-pollution pour la mise en oeuvre d'un procédé de gestion de l'air selon l'invention, La figure 2 est une vue schématique en perspective de deux banquettes d'un véhicule, pour la mise en oeuvre d'un procédé 20 de gestion de l'air selon l'invention. Un procédé de gestion de la qualité de l'air dans un habitacle 1 d'un véhicule automobile 2 selon l'invention, a pour objet d'assainir l'air présent dans cet habitacle 1, de façon continue et performante. L'air présent dans l'habitacle à un instant donné provient de l'air extérieur, qui est plus ou moins 25 pollué, ainsi que de gaz internes émanant de matériaux présents dans l'habitacle. Un procédé selon l'invention vise à fortement réduire voire à éliminer toute trace de pollution dans l'habitacle du véhicule. A cet effet, un procédé de gestion de la qualité de l'air dans l'habitacle d'un véhicule selon l'invention comprend les étapes suivantes : 3055585 7 (a) Une étape de détermination de la pollution à l'extérieur du véhicule, (b) Une étape de contrôle de d'air extérieur entrant dans l'habitacle à partir de la pollution déterminée à l'étape 5 précédente, ladite étape de contrôle s'effectuant au niveau d'une entrée d'air d'un système de climatisation du véhicule, (c) Une étape de traitement de la pollution extérieure due à l'air extérieur apte à pénétrer dans l'habitacle, (d) Une étape de traitement de la pollution interne provenant 10 majoritairement de matériaux présents dans l'habitacle au moyen d'un système de traitement placé dans ledit habitacle. L'étape (a) de détermination de la pollution à l'extérieur du véhicule est fondamentale car elle va conditionner la quantité d'air extérieur à faire 15 pénétrer dans l'habitacle du véhicule. Cette détermination peut s'effectuer à travers la connaissance de la cartographie de la pollution de l'air autour du véhicule en temps réel ou de manière préventive. Ainsi, la cartographie de la pollution de l'air peut être construire à partir d'outils de modélisation, dont les données d'entrée sont des inventaires d'émission ou encore des 20 données issues de capteurs fixes 3 ou de capteurs mobiles portés par des individus, des véhicules motorisés ou non, des vélos, ... ou encore des capteurs fixes installés sur des infrastructures d'une ville ou d'un réseau routier. La détermination de la pollution peut également s'effectuer à partir 25 de capteurs 3 montés sur le véhicule et aptes à mesurer de façon absolue et non pas relative comme c'est le cas actuellement, des taux de particules polluantes ou des taux de gaz toxiques. L'étape (b) de contrôle de l'air extérieur entrant dans le véhicule est réalisée au niveau d'une entrée d'air du système de climatisation 4, au 3055585 8 moyen d'un volet 5 de recyclage mobile et apte à se déplacer d'une première position d'ouverture maximale à une deuxième position de complète fermeture, en passant par une pluralité de positions intermédiaires situées entre ladite première position et ladite deuxième position. De cette manière, 5 un tel volet 5 peut régler de façon fine et précise le débit d'air extérieur entrant dans le véhicule, en fonction notamment du niveau de la pollution atmosphérique déterminé lors de l'étape précédente et des besoins en air neuf à l'intérieur de l'habitacle du véhicule. Ces besoins peuvent par exemple être liés aux conditions de confort des passagers dans le véhicule et à un éventuel 10 désembuage des vitres du véhicule. L'air extérieur destiné à pénétrer dans l'habitacle du véhicule et qui peut être chargé en particules polluantes et en gaz toxiques, est traité dans le véhicule avant de parvenir à l'intérieur de l'habitacle. A cette fin, l'étape de traitement (c) de cet air extérieur est effectuée au moyen de l'implantation 15 d'un filtre 6 à très haute efficacité, en amont du boîtier de climatisation, par exemple, de type HEPA (de l'anglais High Efficiency Particulate Air), c'est-à-dire capable de filtrer, en un passage, au moins 99,97 % des particules de diamètre supérieur ou égal à 0,3 iim. Un tel filtre 6 est particulièrement adapté à des pays à forte teneur en fine particules polluantes PM2.5 (c'est-à- 20 dire dont le diamètre est inférieur à 2.5 pm). Afin de diminuer les pertes de charge, ce filtre a une surface utile importante, une faible épaisseur et une surface apparente élevée. Cette étape de traitement (c) peut également être réalisée au moyen d'un filtre combiné 7 dans le boîtier de climatisation de manière habituelle. Etant donné que le véhicule est équipé par ailleurs 25 d'autres systèmes de traitement de l'air habitacle, le filtre combiné peut être d'efficacité moyenne vis-à-vis des polluants particulaires et gazeux. Les gaz polluants venant de l'extérieur peuvent par exemple être constitués de CO, NO2, SO2, Ozone, 1,3-butadiène, benzène, PAH, ... Il est nécessaire, afin de diminuer l'air extérieur entrant dans habitacle 30 et donc la pollution, et afin de préserver au maximum les capacités du filtre 7 placé dans le boîtier de climatisation 4, d'optimiser le recyclage partiel de l'air 3055585 9 habitacle. Ce débit d'air extérieur doit pouvoir être limité au juste nécessaire afin d'assurer une bonne oxygénation de l'habitacle 1 et d'éviter les risques de dépôt de buée sur les vitres, ces éléments dépendant principalement du nombre de passagers et de la température et de l'humidité de l'air. 5 Pour ce faire, on s'appuiera notamment sur des modifications d'architecture et sur la définition d'un taux de recyclage partiel, par exemple 80% air recyclé et 20% d'air neuf. L'utilisation du recyclage partiel nécessite l'utilisation d'un capteur de CO2 et/ou d'un capteur d'humidité dans l'habitacle pour préserver l'état des vitres du véhicule, c'est-à-dire sans dépôt de buée, 10 et le taux d'02 dans l'habitacle. La connaissance du niveau de pollution de l'air extérieur autour du véhicule, permet de guider les passagers pour la mise en recyclage de l'air habitacle 1. Selon une autre alternative, le volet 5 de recyclage de l'air, à partir de la connaissance du niveau de pollution de l'air extérieur, est géré 15 automatiquement afin de protéger les passagers de cette pollution extérieure. La fermeture des volets d'entrée d'air sera effectuée avant que la pollution n'ait pu entrer dans l'habitacle. Afin de limiter la pollution dans l'habitacle du véhicule, il est également nécessaire de conduire une étape de traitement (d) des gaz principalement 20 issus de certains matériaux présents dans l'habitacle. Cette étape est réalisée au moyen d'un système de traitement 8 spécialement conçu pour cette fonction, et qui est hautement efficace vis-à-vis de gaz tels que par exemple du formaldéhyde, de l'acétaldéhyde, de l'acroléine, du styrène, du tétra décane, des TVOC (de l'anglais Total Volatile Organic Compounds), Il peut 25 par exemple être constitué par un filtre contenant un ensemble de différents matériaux adsorbants, tels que par exemple du charbon actif, de la zéolithe, du gel de silice, MOF .., permettant de retenir tous les gaz polluants ciblés. Il peut aussi être constitué par un système actif de type plasma, plasma/catalyse, matériaux adsorbants/plasma, .... 30 Ce système peut être remplacé régulièrement pour maintenir ses performances ou bien avoir une durée de vie longue. Ce système est intégré 3055585 10 de manière à ne pas perturber le confort acoustique et thermique des passagers. En se référant aux figures 1 et 2, un procédé de gestion de la qualité de l'air selon l'invention comprend également une étape d'intégration de 5 capteurs 9, 10 de mesure de la pollution de l'air constituée essentiellement de particules et de gaz polluants et toxiques, en entrée d'air et dans l'habitacle 1. Ces capteurs 9, 10 vont permettre d'informer les passagers sur le niveau de pollution de l'air extérieur et intérieur, montrant ainsi que la voiture les protège. Ces capteurs 9, 10, vont aussi permettre d'automatiser l'ensemble 10 des systèmes mis en place pour protéger les passagers selon le niveau de la pollution de l'air extérieur et intérieur. Un procédé de gestion de la qualité de l'air selon l'invention peut comprendre une étape de mise en oeuvre et de déclenchement d'un programme actionnable à distance au moyen par exemple d'une 15 télécommande manuelle, permettant de dépolluer l'habitacle du véhicule avant que les passagers n'entrent dans celui-ci. De cette manière, au moment de pénétrer dans le véhicule, le conducteur et les passagers pourront bénéficier d'une atmosphère saine dans l'habitacle dudit véhicule, sans être contraints de déclencher puis d'attendre la fin d'une opération d'assainissement, qui peut 20 prendre quelques minutes. En se référant à la figure 2, un procédé de gestion de la qualité de l'air selon l'invention peut également comprendre une étape d'implantation de textiles 11, 12, 13, 14 réducteurs de COV (composés organiques volatiles) et d'odeurs, sur les banquettes 15 et/ou sièges 16 du véhicule. Cette 25 implantation peut être totale et/ou partielle sur lesdites banquettes 15 et sur lesdits sièges 16. Ce procédé peut également être étendu à la garniture de pavillon, au revêtement du sol de l'habitacle et du coffre, ainsi qu'à la tablette arrière. 30 REVENDICATIONS1. Procédé de gestion de la qualité de l'air dans un habitacle (1) de véhicule (2) prenant en compte le besoin en air neuf nécessaire à l'oxygénation de l'habitacle (1) et la réduction du risque d'embuage de vitres délimitant ledit habitacle, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes, (a) Une étape de détermination de la pollution à l'extérieur du véhicule (2), (b) Une étape de contrôle de l'air extérieur entrant dans l'habitacle (1) à partir de la pollution déterminée à l'étape précédente, ladite étape de contrôle s'effectuant au niveau d'une entrée d'air d'un système de climatisation du véhicule, (c) Une étape de traitement de la pollution extérieure due à l'air extérieur apte à pénétrer dans l'habitacle (1), (d) Une étape de traitement de la pollution interne provenant en grande partie de matériaux présents dans l'habitacle (1) au moyen d'un système de traitement (8) placé dans ledit habitacle (1). 2. Procédé de gestion selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de contrôle du débit d'air extérieur est réalisé au moyen d'un volet (5) mobile apte à se déplacer d'une première position d'ouverture maximale à une deuxième position de complète fermeture, en passant par une pluralité de positions intermédiaires situées entre ladite première position et ladite deuxième position. 3. Procédé de gestion selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape de détermination de la pollution à l'extérieur du véhicule (2) s'effectue à partir d'une méthode à choisir parmi une élaboration d'une cartographie de la pollution autour du véhicule (2) réalisée en temps réel ou de façon préventive, de mesures 3055585 12 au moyen de capteurs fixes (3) placés sur le véhicule ou sur les infrastructures des villes et des autres véhicules, ou de capteurs mobiles portés par des individus. 4. Procédé de gestion selon la revendication 3, caractérisé en ce que la 5 cartographie de la pollution à l'extérieur du véhicule est réalisée au moyen d'une méthode à choisir parmi une modélisation dont les données d'entrées sont des inventaires d'émission et des mesures avec des capteurs fixes (3) ou mobiles. 5. Procédé de gestion selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, 10 caractérisé en ce que l'étape de traitement de l'air extérieur apte à entrer dans l'habitacle est réalisée au moyen d'un filtre (6) à air à très haute efficacité, et au moyen d'un filtre combiné (7) dans un boitier (4) de climatisation du véhicule. 6. Procédé de gestion selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, 15 caractérisé en ce qu'il comprend une étape de recyclage partiel consistant à remplacer une fraction de l'air présent dans l'habitacle (1) par de l'air neuf propre en provenance de l'extérieur du véhicule (2) et qui aura été traité. 7. Procédé de gestion selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, 20 caractérisé en ce que le système de traitement (8) de la pollution interne est hautement efficace vis-à-vis des gaz émis par des matériaux présents dans l'habitacle, et comprend au moins un composant à choisir parmi un filtre comportant des matériaux adsorbants, un système actif plasma, un système actif plasma/catalyse et un système de matériaux 25 adsorbants/plasma. 8. Procédé de gestion selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'intégration de capteurs (9, 10) de mesure de la pollution au niveau d'une entrée d'air dans le véhicule et dans l'habitacle permettant d'informer les passagers sur le niveau de pollution de l'air extérieur et intérieur. 3055585 13 9. Procédé de gestion selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'automatisation de toutes les actions disponibles aptes à être déclenchées pour réduire voire annuler la pollution dans l'habitacle du véhicule, et en ce que ladite étape d'automatisation est 5 pilotée à partir des mesures réalisées par les capteurs (3, 9, 10) de mesure de la pollution. 10.Procédé de gestion selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de mise en oeuvre d'un programme destiné à assainir l'habitacle du véhicule, et en ce que ledit 10 programme est apte à être déclenché à distance du véhicule. 11.Procédé de gestion selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de mise en oeuvre de moyens (11, 12, 13, 14) réducteurs d'odeurs et de composés organiques volatiles, et en ce que lesdits moyens sont à choisir parmi 15 des textiles et des filtres.