Brevet FR3097035A1 — publié le 20201211

Description Titre de l'invention : Procédé d'essai d'un dispositif permettant la captation ou l'élimination de substances allergènes, tel qu'un filtre à air de système de climatisation d'un véhicule automobile [00ol] L'invention se rapporte à un procédé d'essai permettant de déterminer les per- formances d'un dispositif de dépollution visant à éliminer les substances allergènes présentes dans l'air contenu dans une enceinte. Le procédé objet de l'invention trouve une application très avantageuse dans les essais de filtres à air de systèmes de climatisation de véhicules automobiles, afin de mesurer les performances de tels filtres. [0002] On sait que les constructeurs automobiles équipent aujourd'hui leurs véhicules de dispositifs de régulation de la qualité de l'air présent dans l'habitacle d'un véhicule. Le contrôle de la qualité de l'air intérieur repose notamment sur la filtration de l'air traité par le système de climatisation, afin de limiter la quantité de polluants présente dans cet air. Cette filtration, assurée par un ou plusieurs filtres intégrés dans le système de climatisation, concerne aussi bien l'air provenant de l'extérieur, que l'air déjà présent dans l'habitacle. La filtration concerne tous les types de polluants, parmi lesquels on peut citer les particules fines, les composés organiques volatiles (désignés dans la présente demande par l'acronyme COV), les allergènes et les microorganismes. [0003] La sensibilité des consommateurs aux questions touchant à la pollution, et plus parti- culièrement à la qualité de l'air respirée, étant de plus en plus importante, il est primordial pour les constructeurs automobiles d'être en mesure de garantir que le système de climatisation d'un véhicule répond à des spécifications élevées en termes de qualité de l'air. Maintenir une qualité de l'air élevée implique de concevoir des systèmes de climatisation intégrant des filtres répondant eux-mêmes à des spécifications élevées. Concevoir et produire de tels filtres implique de pouvoir tester ces filtres de manière précise et répétable pour déterminer leurs performances avec exactitude. [0004] Parmi les différentes substances que les filtres de véhicules automobiles doivent être en mesure de capter, les allergènes occupent une place particulièrement importante, en raison de leurs effets négatifs chez les personnes allergiques. Il est par conséquent important que les systèmes de filtration soient également très performants dans le traitement des allergènes. [0005] On ne connait pas de procédé d'essai de filtre à air permettant de tester efficacement et précisément la capacité d'un filtre à traiter les allergènes présents dans l'air de l'habitacle d'un véhicule automobile. [0006] La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients de l'état. de la 2 technique, et plus particulièrement ceux ci-dessus exposés, en proposant un procédé d'essai permettant de déterminer de manière complète, répétable et précise les performances d'un dispositif de dépollution visant à éliminer les substances allergènes, tel qu'un filtre à air de système de climatisation d'un véhicule automobile. [0007] À cet effet, l'invention concerne un procédé d'essai d'un dispositif de traitement de substances allergènes, tel qu'un filtre à air de système de climatisation de véhicule automobile, le comportant les étapes suivantes : [0008] - disposer un filtre à tester dans une enceinte ; [0009] - faire circuler l'air au sein de l'enceinte de sorte que le flux d'air traverse le filtre à tester ; [0010] - diffuser au sein de l'enceinte, en amont du filtre à tester par rapport au flux d'air, un mélange de substances allergènes, de types et de quantités initiales connus ; [0011] - maintenir la circulation d'air au sein de l'enceinte à un débit donné et pendant une durée donnée ; [0012] - déterminer, pour chaque type de substance allergènes, la quantité captée par le filtre à tester. [0013] Ainsi, le procédé selon l'invention permet de tester précisément l'efficacité d'un dispositif de captation ou d'élimination des allergènes, en prenant en compte le comportement global de ce dispositif. Le procédé objet de l'invention permet de réaliser une diffusion sèche des allergènes, permettant ainsi d'être au plus près des conditions réelles d'utilisation des filtres de système de climatisation de véhicules automobiles. [0014] Dans une réalisation, un filtre de récupération est disposé dans l'enceinte, en aval du filtre à tester, et le procédé comporte l'étape de déterminer la quantité de substances allergènes captées par le filtre de récupération. [0015] Dans une réalisation, la durée de circulation d'air est d'au moins 30 minutes, et par exemple égale à 60 minutes. [0016] Dans une réalisation, le débit d'air est supérieur ou égal à 250 kg/h, et par exemple égal à 500 kg/h. [0017] Dans une réalisation, le procédé comporte une première phase dans laquelle le débit d'air est constant, et une deuxième phase dans laquelle on répète un cycle comportant au moins deux sous-phases avec des débits d'air différents. [0018] Dans une réalisation, le débit d'air de la première phase est d'environ 500 kg/h. [0019] Dans une réalisation, le débit d'air de la deuxième phase varie entre 250 et 500 kg/h. [0020] Dans une réalisation, le mélange de substances allergènes comporte une ou plusieurs substances choisies dans le groupe comportant : [0021] - Birch (Betula pendula); [0022] - Ragwwed (Ambrosia artemisiifolia); [0023] - Timothy (Phleum pratense); 3 [0024] - Dandcr cat (Polis domesticus); [0025] - Mite (D. pteronyssinus) ; [0026] - Mite (D. farinae) ; [0027] - Alternaria alternata; [0028] - Arizona dust. [0029] La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : [0030] [fig.1] La figure 1 représente un dispositif d'essai conforme à l'invention. [0031] [fig.2] La figure 2 est une vue en perspective d'une partie du dispositif d'essai de la figure 1. [0032] [fig.3] La figure 3 représente une vue de détail du dispositif de diffusion visible sur la figure 2. [0033] [fig.4] La figure 4 représente un système d'essai comportant un dispositif d'essai conforme à l'invention équipé d'une canalisation de retour. [0034] [fig.5] La figure 5 représente un exemple de protocole d'essai conforme à l' invention. [0035] La figure 1 représente un exemple de réalisation d'un dispositif d'essai 1 apte à mettre en oeuvre un procédé conforme à l'invention. Le dispositif d'essai 1 comporte une enceinte 10 étanche à l'air, l'enceinte 10 comportant une entrée d'air 12 et une sortie d'air 14. L'enceinte 10 est connectée, au niveau de la sortie d'air 14, à un dispositif d'aspiration 16 permettant d'aspirer l'air contenu dans l'enceinte 10 afin de générer une circulation d'air au sein de l'enceinte 10. [0036] L'enceinte 10 présente dans l'exemple une forme générale de parallélépipède rectangle de forme allongée selon l'axe passant par l'entrée d'air 12 et la sortie d'air 14. [0037] L'enceinte 10 comporte, d'amont en aval (c'est-à-dire de l'entrée (l'air vers la sortie d'air) : [0038] une plaque perforée 18 permettant de favoriser un écoulement de l'air laminaire au sein de l'enceinte 10; un dispositif de diffusion 20 sèche des allergènes ; un premier support filtre 22 permettant de fixer un filtre à tester 24, ou tout dispositif de dépollution (autre qu'un filtre) à tester ; un deuxième support de filtre 26, permettant de fixer un filtre de récupération 28 qui est un filtre à très haute performance, par exemple de type HEPA. [0039] Ainsi, le dispositif d'essai 1 est configuré pour générer, grâce au dispositif d'aspiration 16, une circulation d'air horizontale, de l'entrée d'air 12 vers la sortie d'air 14, l'air traversant successivement la plaque perforée 18, le filtre à tester 24 et le filtre de récupération 28. [0040] Pour tester les performances d'un filtre vis-à-vis de la filtration de substances al- lergènes, on dispose dans le dispositif de diffusion 20, un mélange de différentes substances allergènes, les types et quantités respectives de chaque type de substances étant connus. On fait ensuite circuler l'air à travers l'enceinte 10 dispositif un certain temps, et, à l'issue du test, on détermine la quantité d'allergènes captés par le filtre à tester 24. En connaissant la quantité d'allergènes initialement présents dans le dispositif de diffusion 20 et la quantité d'allergènes captés par le filtre à tester 24, on peut déterminer la performance du filtre à tester 24, et caractériser la performance de ce filtre en fonction du type de substance allergène. Avantageusement, l'utilisation d'un filtre de récupération 28 permet de vérifier la cohérence des résultats obtenus en déterminant la quantité d'allergènes captés par ce filtre, et en comparant cette quantité à la quantité d'allergènes initiale et à la quantité d'allergènes captés par le filtre à tester 24. [0041] Le dispositif de diffusion 20 est mieux visible sur les figures 2 et 3. Ce dispositif comporte un récipient 200 étanche relié à un tube de sortie 202 et à une entrée d'air 204 sous pression. Lorsque de l'air sous pression est injecté dans le récipient 200 par l'entrée d'air 204, les allergènes présents dans le récipient 200 sont chassés dans le tube sortie et ainsi diffusés dans l'enceinte 10. [0042] En raison de la dangerosité de certains allergènes pouvant faire partie du mélange initial de test, on utilisera avantageusement un système d'essai comportant un dispositif d'essai tel que celui de la figure 1, le dispositif d'essai étant disposé au sein d'un poste de sécurité microbiologique. Alternativement, comme visible sur la figure 4, on pourra prévoir un système d'essai 2 comportant un dispositif d'essai 1 tel que celui de la figure 1, l'entrée d'air 12 et la sortie d'air 14 de l'enceinte 10 étant connectées à une canalisation de retour 30. La canalisation de retour 30 permet de faire circuler l'air en boucle fermée au sein du dispositif d'essai 1. [0043] Avantageusement, le dispositif d'essai 1 est constitué par l'assemblage de caissons pouvant être rapidement assemblés et désassemblés, permettant ainsi d'extraire et de remplacer facilement le filtre à tester et le filtre de récupération. [0044] La figure 5 représente un exemple de protocole d'essai mis en oeuvre conformément à l'invention. La figure 5 est un graphe du débit d'air (en kg/h) dans le dispositif d'essai, en fonction du temps (en minutes). Dans l'exemple de la figure 5, le protocole d'essai comporte une première phase I et une deuxième phase II, la deuxième phase H étant, comme on le verra plus bas, optionnelle. [0045] La première phase I de test comporte, conformément à l'invention, les étapes suivantes : [0046] on dispose dans le dispositif de diffusion 20, un mélange de plusieurs substances allergènes, le type et la quantité initiale de chaque substance étant connus ; on fait circuler l'air dans l'enceinte pendant une durée donnée et à un débit donné ; on mesure la quantité dc substances allergènes captées par le filtre à tester,CC pour chaque type de substance initialement présent. [0047] En outre, comme mentionné plus haut, il est avantageux de mesurer également la quantité de substances allergènes captées par le filtre de récupération, afin d'améliorer la qualité des résultats de mesure. [0048] On pourra hien entendu prévoir différents types et quantités de substances. À titre d'exemple, on pourra prévoir les types et quantités suivants : [0049] Birch (Bctula pendula): 250 mg, Ragwwed (Ambrosia artemisiifolia): 300 mg, Ti mothy (Phleum pratensc): 400 mg, Dander cat (Fel is domesticus): 100 mg, Mite (D. pteronyssinus): 1000 mg, Mite (D. farinac): 300 mg, Alternaria alternata: 2700 mg, Arizona dust: 5 g. [0050] On prévoira une quantité totale d'environ lOg (+/- 2 g), quantité qui permettra de saturer le filtre à tester. [0051] La première phase I de test a pour but de permettre la diffusion de l'ensemble des substances allergènes présentes initialement dans le dispositif de diffusion 20. On prévoit à cet effet de faire circuler une certaine quantité d'air au travers de l'enceinte 10 et donc du filtre à tester. Dans l'exemple de la figure 5, où le débit d'air lors de la première phase de test est d'environ 500 kg/h, on prévoira une durée d'essai d'au moins plusieurs dizaines de minutes, par exemple environ 60 minutes. Alternativement, le débit d'air pourra également être variable durant la première phase de test. [0052] Comme mentionné plus haut, la deuxième phase II est une phase de test optionnelle, qui pourra être mise en oeuvre après la première phase I, dans le but de tester les performances d'un filtre à tester en termes de relargage. En effet, sous l'action de la ventilation, un filtre peut être amené à relarguer des substances précédemment captées, ce qui a un impact négatif sur ses performances globales. Afin d'effectuer un tel test, la deuxième phase consiste à répéter plusieurs fois un cycle de variation du débit d'air. Chaque cycle Cl, C2, C3, comporte des sous-phases de débits d'air différents. Dans l'exemple, chaque cycle de la deuxième phase de test comporte trois sous-phases : la première à un débit élevé (dans l'exemple environ 500 kg/h), la deuxième à un débit intermédiaire (dans l'exemple environ 300 kg/h) et la troisième à un débit bas (dans l'exemple environ 250 kg/h). Dans l'exemple, chacune des sous-phases présente une 6 durée d'environ 5 minutes. La répétition de ces cycles, par les variations de débit d'air importantes qui sont impliquées, va permettre de tester les performances du filtre vis-à-vis du relargage. [0053] On notera que dans l'étape de détermination du type et de quantité d'allergènes captés par un filtre (que ce soit le filtre à tester 24 ou le filtre de récupération 28) peut nécessiter la destruction du filtre analysé. Dans ce cas, la mise en oeuvre de la deuxième phase II ne pourra être réalisée si l'on doit déterminer la quantité d'allergènes captés par le filtre à l'issue de la phase I. On prévoira dans ce cas de mettre en oeuvre plusieurs fois la première phase (par exemple au moins 3 fois) avec à chaque fois un filtre à tester identique (et, le cas échéant, un filtre de récupération identique), et dans des conditions identiques (mélange d'allergènes, durée d'essai, débit d'air, etc.). La répétition de cette première phase permettra de déterminer une performance moyenne du filtre à tester. On met ensuite en oeuvre la première phase de test avec un nouveau filtre à tester identique, puis la deuxième phase de test. La quantité d'allergènes captés par le filtre à l'issue de la deuxième phase de test est alors comparée à la quantité moyenne mesurée pour la première phase pour déterminer les performances du filtre vis-à-vis du rclargage. [0054] Que cc soit pour la première phase I ou pour la deuxième phase II on pourra par ailleurs prévoir des débits d'air inférieurs à ceux mentionnés ci-dessous, et par exemple compris entre 50 et 250 kg/h. [0055] Le procédé conforme à l'invention permet de réaliser des essais d'un filtre de système de climatisation en simulant des conditions proches des conditions réelles d'utilisation, mais en s'affranchissant des aléas des systèmes de série. L'invention permet ainsi de tester un filtre hors de son environnement normal, et, ainsi, de réaliser des essais présentant une excellente répétabilité et limitant les sources de variabilité extrinsèques au filtre testé. 7 REVENDICATIONS[Revendication 1] Procédé d'essai d'un dispositif de traitement de substances allergènes, tel qu'un filtre à air de système de climatisation de véhicule automobile, le procédé comportant les étapes suivantes : - disposer un filtre à tester (24) dans une enceinte (10) ; - faire circuler l'air au sein de l'enceinte de sorte que le flux d'air traverse le filtre à tester (24) ; - diffuser au sein de l'enceinte (10), en amont du filtre à tester par rapport au flux d'air, un mélange de substances allergènes, de types et de quantités initiales connus ; - maintenir la circulation d'air au sein de l'enceinte (10) à un débit donné et pendant une durée donnée ; - déterminer, pour chaque type de substance allergènes, la quantité captée par le filtre à tester (24). [Revendication 2] Procédé d'essai selon la revendication précédente, dans lequel un filtre de récupération (28) est disposé dans l'enceinte (10), en aval du filtre à tester, le procédé comportant l'étape de déterminer la quantité de substances allergènes captées par le filtre de récupération (28). [Revendication 3] Procédé d'essai selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la durée de circulation d'air est d'au moins 30 minutes, et par exemple égale à 60 minutes. [Revendication 4] Procédé d'essai selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le débit d'air est supérieur ou égal à 250 kg/h, et par exemple égal à 500 kg/h. [Revendication 5] Procédé d'essai selon l'une des revendications précédentes, comportant une première phase dans laquelle le débit d'air est constant, et une deuxième phase dans laquelle on répète un cycle comportant au moins deux sous-phases avec des débits d'air différents. [Revendication 6] Procédé d'essai selon la revendication précédente dans lequel le débit d'air de la première phase est d'environ 500 kg/h. [Revendication?] Procédé d'essai selon l'une des revendications 5 et 6, dans lequel le débit d'air de la deuxième phase varie entre 250 et 500 kg/h. [Revendication 8] Procédé d'essai selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le mélange de substances allergènes comporte une ou plusieurs substances choisies dans le groupe comportant : - Birch (Betula pendula); - Ragwwed (Ambrosia artemisiifolia); 8 - Titnothy (Phlcum pratcnsc); - Dandcr cat (Fclis domcsticus); - Mite (D. ptcronyssinus) ; - Mite (D. farinac) ; - Altcrnaria altcrnata; - Arizona dust.