Brevet FR3110090A1 — publié le 20211119

Masque de protection respiratoire La présente invention concerne un masque (1) de protection respiratoire polyvalent et à structure composite, comprenant essentiellement un corps principal (2), un joint d’interface (4) flexible, et au moins une sangle (5, 5’), le corps principal (2) comportant au moins une, préférentiellement au moins deux, ouverture(s) configurée(s) pour la réception d’un élément de filtration (7). Ce masque (1) est caractérisé en ce que la ou chaque ouverture comporte un site de montage, par l’intermédiaire d’un assemblage amovible par simple emboîtement, d’un élément de filtration (7) séparé et interchangeable, ce dernier pouvant le cas échéant être choisi parmi plusieurs types différents d’éléments de filtration. Figure à publier avec l’abrégé : Fig.1A Masque de protection respiratoire La présente invention concerne le domaine des équipements de protection individuelle des personnes, plus particulièrement en relation avec les risques d’intoxication, de contamination et/ou d’infection par voie respiratoire, et a pour objet un masque (ou préférentiellement demi-masque) de protection respiratoire à usages multiples et à structure composite et modulaire. De nombreux dispositifs individuels de protection faciale sont déjà connus, assurant un ou plusieurs types de protection pour le porteur (protection spécifique ou protections combinées). Dans le contexte des protections respiratoires à propriétés filtrantes du type masques ou demi-masques, on distingue généralement trois variétés de produits : les masques jetables à usage unique, les masques monoblocs à utilisations répétées et les masques composites ou modulaires. Alors que les deux premières variétés sont obsolètes après une utilisation ou un nombre limité d’utilisations, la troisième peut être portée un grand nombre de fois lorsque les parties consommables ou usées peuvent être remplacées régulièrement et que les parties restantes peuvent être nettoyées (préférentiellement désinfectées) et entretenues. Généralement, un tel masque respiratoire composite réutilisable comprend essentiellement un corps principal sous forme de coque plus ou moins rigide, configurée pour délimiter un volume creux au moins autour du nez et de la bouche d’un porteur, un joint d’interface flexible, rapporté ou formé sur le bord périphérique de la coque, délimitant un passage pour le nez et la bouche et configuré pour venir en contact étanche sur le visage du porteur et au moins une sangle pour un maintien en contact intime dudit masque sur le visage du porteur, le corps principal comportant en outre au moins une, préférentiellement au moins deux, ouverture(s) configurée(s) pour la réception d’un élément de filtration. Ces éléments de filtration sont adaptés au type de filtration (poussières, gaz, microbes, bactéries, virus,…) à réaliser au niveau de l’air aspiré par le porteur et constituent les éléments consommables interchangeables du masque. Dans les réalisations de masques connues, les interfaces d’assemblage des éléments de filtration ont des structures complexes, sont fastidieuses à utiliser, sont compliquées à fabriquer et relativement fragiles, car souvent réalisées en matière thermoplastique. De plus, souvent un seul type d’éléments de filtration peut être monté (masque à usage spécifique) et le joint en application faciale, surmoulé sur le corps, n’assure pas une étanchéité suffisante, surtout dans le temps, et entraîne souvent le remplacement du masque dans sa totalité. La présente invention a pour but de pallier au moins les principaux inconvénients ci-dessus. A cet effet, elle a pour objet un masque ou semi-masque de protection respiratoire polyvalent, à structure composite, comprenant essentiellement un corps principal sous forme de coque rigide ou semi-rigide, configurée pour délimiter un volume creux au moins autour du nez et de la bouche d’un porteur, un joint d’interface flexible, rapporté ou formé sur le bord périphérique de la coque, délimitant un passage pour le nez et la bouche et configuré pour venir en contact étanche sur le visage du porteur et au moins une sangle pour un maintien en contact intime dudit masque sur le visage du porteur, le corps principal comportant au moins une, préférentiellement au moins deux, ouverture(s) configurée(s) pour la réception d’un élément de filtration, masque caractérisé en ce que la ou chaque ouverture comporte un site de montage, par l’intermédiaire d’un assemblage amovible par simple emboîtement, d’un élément de filtration séparé et interchangeable, ce dernier pouvant le cas échéant être choisi parmi plusieurs types différents d’éléments de filtration. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : est une vue en perspective d’un masque selon un premier mode de réalisation de l’invention ; représente le masque de la sous forme de kit (ensemble prêt à monter) ; et représentent le corps principal faisant partie du masque des figures 1A et 1B, vu selon deux directions différentes ; illustre le montage d’un élément de filtration amovible sous forme de cartouche filtrante sur le corps principal des figures 2 ; montre un corps principal en vue de face et pourvu des deux cartouches filtrantes et du joint d’étanchéité destiné à venir en appui sur le visage du porteur ; est une vue de détail, à une échelle différente et en coupe, illustrant l’accrochage du joint sur le corps principal du masque ; et sont des vues en perspective d’un masque selon deux variantes d’un deuxième mode de réalisation de l’invention porté par un utilisateur (sangles non représentées), mettant en œuvre des éléments de filtration amovibles sous forme de cassettes, les autres composants étant identiques à ceux du masque des figures 1 ; est une vue en coupe d’une cassette représentée sur les figures 6 ; et sont des vues en coupe et de détail illustrant le montage par emboitement cône sur cône d’une cassette selon la sur un corps principal selon les figures 2 ; est une vue éclatée d’un boîtier d’une cartouche cylindrique telle que représentée , et, est une représentation similaire à celles des figures 6 illustrant un masque selon un troisième mode de réalisation de l’invention porté par un utilisateur (sangles non représentées), comportant des éléments de filtration sous forme de filtres de respirateur interchangeables, les autres composants étant identiques à ceux du masque des figures 1. les figures 1, 6 et 10 en particulier illustrent différentes variantes d’un masque ou semi-masque (1) de protection respiratoire, qui est polyvalent et à structure composite. Ce masque (1) comprend essentiellement i) un corps principal (2) sous forme de coque rigide ou semi-rigide, configurée pour délimiter un volume creux (3’) au moins autour du nez et de la bouche d’un porteur (3), ii) un joint d’interface (4) flexible, rapporté ou formé sur le bord périphérique (2’) de la coque (2), délimitant un passage pour le nez et la bouche et configuré pour venir en contact étanche sur le visage du porteur (3) et iii) au moins une sangle (5, 5’) pour un maintien en contact intime dudit masque (1) sur le visage du porteur, le corps principal (2) comportant au moins une, préférentiellement au moins deux, ouverture(s) (6, 6’) configurée(s) pour la réception d’un élément de filtration (7). Conformément à l’invention, ce masque (1) est caractérisé en ce que la ou chaque ouverture (6, 6’) comporte un site (8) de montage, par l’intermédiaire d’un assemblage amovible par simple emboîtement, d’un élément de filtration (7) séparé et interchangeable, ce dernier pouvant le cas échéant être choisi parmi plusieurs types différents d’éléments de filtration. Ainsi, l’invention fournit un masque du type précité qui est réutilisable, économique à l’usage, simple d’utilisation et d’entretien (simples emboîtement et déboîtement des éléments de filtration), déclinable en plusieurs versions en fonction des applications (différents types d’éléments de filtration) et de construction peu complexe au niveau des interfaces d’assemblage. L’article formé conjointement par la coque, le joint et les sangles forme une base de montage polyvalente pour des éléments de filtration interchangeables ou renouvelables (en partie ou en totalité), ces éléments pouvant être de natures différentes. De plus, cette base est avantageusement déclinée en au moins trois tailles différentes. En accord avec une construction préférée, facilitant la fabrication, assurant une bonne durabilité et garantissant une bonne étanchéité au montage, la ou chaque ouverture (6, 6’) présente une forme circulaire, le ou chaque site de montage (8) présente une surface d’assemblage tronconique (8’) et l’élément de filtration (7) rapporté comporte un site de montage complémentaire (9) qui présente une surface d’assemblage tronconique (9’) conjuguée (par rapport à 8’), ces deux surfaces tronconiques (8’ et 9’) étant configurées pour réaliser, par coopération mutuelle à l’état emboîté, un assemblage ajusté et étanche entre les deux sites (8 et 9) précités. Plus précisément, le ou chaque site de montage (8) peut avantageusement consister en un embout ou manchon tubulaire, s’étendant de manière saillante vers l’extérieur depuis l’ouverture (6, 6’) correspondante et le site de montage complémentaire (9) consister en une paroi cylindrique formant également un embout ou manchon tubulaire d’un élément de filtration (7) ou faisant partie de l’enveloppe de l’élément de filtration (7) considéré. Comme le montrent notamment les figures 1B, 2, 3, 7 et 8, la surface d’assemblage tronconique (8’) est une surface intérieure et la surface d’assemblage tronconique complémentaire (9) est une surface extérieure, le site de montage (8) étant destiné à être emboité dans le site de montage complémentaire (9) (enfoncement à force jusqu’au blocage par serrage ajusté). Le démontage d’un élément de filtration (7) emboîté peut se réaliser facilement par l’utilisateur en poussant sur cet élément depuis l’intérieur de la coque (2) avec les deux pouces. La coque 2, et l’enveloppe des éléments de filtration 7 préférentiellement, peut consister en un matériau plastique du type PETG, polypropylène ou polycarbonate et être fabriqué par impression 3D, par moulage, ou par injection, en fonction notamment des quantités à produire et des moyens de production disponibles localement. Bien entendu, le joint 4 peut être surmoulé périphériquement sur le corps principal 2. Toutefois, selon une caractéristique avantageuse de l’invention, ressortant des figures 1B, 2, 4 et 5, le joint d’interface (4) est un joint séparé, fixé par accrochage sous tension élastique sur le corps principal (2) au niveau de son bord périphérique (2’), pour constituer une garniture d’étanchéité de ce dernier. Préférentiellement, ledit joint (4) consiste en une bande souple annulaire repliée sur elle-même vers l’intérieur pour former une double paroi, la portion de bande repliée (4’’) étant configurée pour venir en contact avec le visage du porteur (3). L’épaisseur de la bande au niveau de la zone cintrée est telle qu’un effet ressort est obtenu, autorisant une application sous pression élastique de la bande repliée 4’’. En accord avec une réalisation pratique bénéfique, le corps principal (2) comporte le long de son bord périphérique (2’) une rainure (2’’) et le joint d’étanchéité (4) comporte un bourrelet ou une nervure circonférentiel(le) (4’) configuré(e) pour venir s’ancrer dans la rainure (2’’) en vue de l’accrochage dudit joint sur ledit corps, par déformation élastique sous tension dudit bourrelet (4’). Le joint (4) peut par exemple être réalisé en silicone ou en SEBS. Afin d’avoir un degré de réutilisation encore plus élevé et un coût d’utilisation encore plus faible, il peut être prévu que le ou chaque élément de filtration (7) consiste en une cartouche ou cassette intégrant au moins une couche (7’) de matériau filtrant interchangeable, ladite cartouche ou cassette (7) comprenant un boîtier (7’’) démontable renfermant ledit matériau filtrant et le maintenant en place par serrage ou pincement (voir figures 1B, 3 et 6 à 9). Avantageusement, le boîtier démontable (7’’) de chaque élément de filtration (7) est constitué d’au moins deux parties constitutives (10, 10’) assemblées mécaniquement, ce de manière amovible, l’une (10) desdites parties (10, 10’) présentant un embout tubulaire d’entrée ou une paroi d’enveloppe fournissant une surface d’assemblage tronconique (9’). De manière préférée, la couche de matériau filtrant (7’) est maintenue, de manière serrée et avec un pincement périphérique, préférentiellement sous contrainte élastique, entre deux surfaces ajourées opposées (15, 15’) dont chacune appartient à l’une de deux parties constitutives (10 et 10’). Ces deux surfaces ajourées (par exemple à maillage alvéolaire) sont chacune délimitées périphériquement par une bordure pleine et continue, la couche de matériau filtrant 7’ étant pincée sous pression entre ces deux bordures. Conformément à une première variante de réalisation, illustrée sur les figures 1, 3 et 9, les deux parties constitutives (10, 10’) forment un boîtier (7’’) cylindrique et comprennent des moyens mutuellement complémentaires (16, 16’) d’accouplement par rotation sur une fraction de tour (par exemple sur ¼ de tour), par exemple du type moyens d’accouplement à baïonnettes. La couche de matériau filtrante (7’) peut alors préférentiellement être prise en sandwich sous pression élastique entre les deux surfaces ajourées (15, 15’), par exemple sous l’action de lames ressort (18). Cette réalisation de cartouche filtrante (7) cylindrique, à boîtier démontable en deux parties et pouvant être mise en place par simple emboîtement, est décrite plus en détail dans la demande de brevet français n° 20 04802 déposée ce jour par la demanderesse. Conformément à une deuxième variante de réalisation, illustrée sur les figures 6 et 7, les deux parties constitutives (10, 10’) formant le boîtier (7’’), par exemple de forme rectangulaire, sont assemblées par emboîtement, cet assemblage étant verrouillé par au moins un élément (17) de maintien amovible, par exemple du type bride, clip ou analogue. Conformément à une troisième variante de réalisation, illustrée sur la , le ou chaque élément de filtration (7) consiste en un filtre de respirateur artificiel (avec un embout formant site 9 de montage par emboîtement, à surface tronconique 9’). Bien qu’il puisse aussi en comporter une ou trois, il est prévu que le corps principal (2) comporte deux ouvertures (6, 6’), arrangées de manière symétrique par rapport au nez du porteur (3), des éléments filtrants (7) différents étant éventuellement montés sur ou dans ces deux ouvertures. Afin d’augmenter la résistance aux forces de traction et de mieux les répartir, des nervures (14) de renforcement et de raidissement de la paroi de la coque (2) peuvent être formées (sur cette dernière) au niveau des sites (5’’) d’accrochage amovible de la ou des sangle (s) (5, 5’), par exemple sous forme de rivets moulés d’un seul tenant. Le corps principal (2) peut en outre comprendre au moins une soupape d’expiration (à circulation unidirectionnelle), facilitant la respiration. Comme le montre la , et pour assurer une protection contre les projections en direction du visage du porteur, le corps principal (2) peut comprendre un ou plusieurs site(s) de solidarisation (11) pour un écran de protection transparent (12), un moyen d’identification du porteur propriétaire du masque (1) étant le cas échéant également présent, par exemple sous la forme d’une plaquette ou d’un porte-nom. Ces sites (11) peuvent aussi être présents sur les éléments de filtration (7) ou confondus avec les sites (5’’) de fixation d’une sangle. De manière additionnelle, le corps principal (2) comprend éventuellement aussi au moins un moyen d’éclairage (13), le cas échéant alimenté par une source montée dans le masque (1). Enfin, un circuit de communication sans fil, par exemple du type Bluetooth ou WIFI, peut être logé dans un compartiment adapté de la coque (2) ou d’un des éléments filtration (7), des moyens d’alimentation électrique, un microphone et au moins un écouteur étant montés dans le même compartiment, le même élément de filtration (7) ou dans d’autres logements dédiés de la coque (2). De manière préférée, le masque ou semi-masque (1) selon l’invention répond aux critères FFP2 de la norme NF EN149, et peut comporter des médias filtrants de diverses natures, notamment des filtres du type HEPA (H12, H13, H14) ou des filtres chirurgicaux. A l’exception du média filtrant à usage unique, les autres composants du masque (1) sont réutilisables et conservent leur propriété même après plusieurs opérations de nettoyage/désinfection. Avantageusement, le masque répond aux exigence suivantes : Fuite totale vers l’extérieur du masque Le masque ou semi-masque (1) décrit ci-dessus peut présenter une construction fractionnée telle qu’il puisse être fourni sous la forme d’un ensemble prêt à monter, comme illustré sur la . A titre d’exemple, les composants séparés à assembler comprennent un corps principal (2) sous forme de coque rigide ou semi-rigide, configurée pour délimiter un volume creux (3’) au moins autour du nez et de la bouche d’un porteur (3) ; un joint d’interface (4) flexible, destiné sur le bord périphérique (2’) de la coque (2) ; au moins une sangle (5, 5’) destinée à être accrochée sur le corps principal (2) ; au moins un élément de filtration (7), sous forme de cartouche ou de cassette avec un boîtier démontable (7’’) en au moins deux parties ; et un jeu de portions de couches (7’) de matériau filtrant, adaptées pour un montage dans le boîtier (7’’) d’un élément de filtration et éventuellement de types différents. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. Masque de protection respiratoire polyvalent (1), à structure composite, comprenant essentiellement un corps principal (2) sous forme de coque rigide ou semi-rigide, configurée pour délimiter un volume creux (3’) au moins autour du nez et de la bouche d’un porteur (3), un joint d’interface (4) flexible, rapporté ou formé sur le bord périphérique (2’) de la coque (2), délimitant un passage pour le nez et la bouche et configuré pour venir en contact étanche sur le visage du porteur (3) et au moins une sangle (5, 5’) pour un maintien en contact intime dudit masque (1) sur le visage du porteur, le corps principal (2) comportant au moins une, préférentiellement au moins deux, ouverture(s) (6, 6’) configurée(s) pour la réception d’un élément de filtration (7), masque (1) caractérisé en ce que la ou chaque ouverture (6, 6’) comporte un site (8) de montage, par l’intermédiaire d’un assemblage amovible par simple emboîtement, d’un élément de filtration (7) séparé et interchangeable, ce dernier pouvant le cas échéant être choisi parmi plusieurs types différents d’éléments de filtration. Masque selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ou chaque ouverture (6, 6’) présente une forme circulaire, en ce que le ou chaque site de montage (8) présente une surface d’assemblage tronconique (8’) et en ce que l’élément de filtration (7) rapporté comporte un site de montage complémentaire (9) qui présente une surface d’assemblage tronconique (9’) conjuguée, ces deux surfaces tronconiques (8’ et 9’) étant configurées pour réaliser, par coopération mutuelle à l’état emboîté, un assemblage ajusté et étanche entre les deux sites (8 et 9) précités. Masque selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ou chaque site de montage (8) consiste en un embout ou manchon tubulaire, s’étendant de manière saillante vers l’extérieur depuis l’ouverture (6, 6’) correspondante et en ce que le site de montage complémentaire (9) consiste en une paroi cylindrique formant également un embout ou manchon tubulaire ou faisant partie de l’enveloppe de l’élément de filtration (7) considéré. Masque selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la surface d’assemblage tronconique (8’) est une surface intérieure et en ce que la surface d’assemblage tronconique complémentaire (9) est une surface extérieure, le site de montage (8) étant destiné à être emboité dans le site de montage complémentaire (9). Masque selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le joint d’interface (4) est un joint séparé, fixé par accrochage sous tension élastique sur le corps principal (2) au niveau de son bord périphérique (2’), pour constituer une garniture d’étanchéité de ce dernier, ledit joint (4) consistant avantageusement en une bande souple annulaire repliée sur elle-même vers l’intérieur pour former une double paroi, la portion de bande repliée (4’’) étant configurée pour venir en contact avec le visage du porteur (3). Masque selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le corps principal (2) comporte le long de son bord périphérique (2’) une rainure (2’’) et en ce que le joint d’étanchéité (4) comporte un bourrelet ou une nervure circonférentiel(le) (4’) configuré(e) pour venir s’ancrer dans la rainure (2’’) en vue de l’accrochage dudit joint sur ledit corps, par déformation élastique sous tension dudit bourrelet (4’). Masque selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le ou chaque élément de filtration (7) consiste en une cartouche ou cassette intégrant au moins une couche (7’) de matériau filtrant interchangeable, ladite cartouche ou cassette (7) comprenant un boîtier (7’’) démontable renfermant ledit matériau filtrant et le maintenant en place par serrage ou pincement. Masque selon la revendication 7, caractérisé en ce que le boîtier démontable (7’’) de chaque élément de filtration (7) est constitué d’au moins deux parties constitutives (10, 10’) assemblées mécaniquement, ce de manière amovible, l’une (10) desdites parties (10, 10’) présentant un embout tubulaire d’entrée ou une paroi d’enveloppe fournissant une surface d’assemblage tronconique (9’). Masque selon la revendication 8, caractérisé en ce que la couche de matériau filtrant (7’) est maintenue, de manière serrée et avec un pincement périphérique, préférentiellement sous contrainte élastique, entre deux surfaces ajourées opposées (15, 15’) dont chacune appartient à l’une de deux parties constitutives (10 et 10’). Masque selon l’une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que les deux parties constitutives (10, 10’) forment un boîtier (7’’) cylindrique et comprennent des moyens mutuellement complémentaires (16, 16’) d’accouplement par rotation sur une fraction de tour, par exemple du type moyens d’accouplement à baïonnettes. Masque selon l’une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que les deux parties constitutives (10, 10’) formant le boîtier (7’’) sont assemblées par emboîtement, cet assemblage étant verrouillé par au moins un élément (17) de maintien amovible, par exemple du type bride, clip ou analogue. Masque selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le ou chaque élément de filtration (7) consiste en un filtre de respirateur artificiel. Masque selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le corps principal (2) comporte deux ouvertures (6, 6’), arrangées de manière symétrique par rapport au nez du porteur (3), des éléments filtrants (7) différents étant éventuellement montés sur ou dans ces deux ouvertures. Masque selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que des nervures (14) de renforcement et de raidissement de la paroi de la coque (2) sont formées au niveau des sites (5’’) d’accrochage amovible de la ou des sangle (s) (5, 5’). Masque selon l’une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le corps principal (2) comprend au moins une soupape d’expiration. Masque selon l’une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que le corps principal (2) comprend un ou plusieurs site(s) de solidarisation (11) pour un écran de protection transparent (12), un moyen d’identification du porteur propriétaire de ce masque étant le cas échéant également présent, par exemple sous la forme d’une plaquette ou d’un porte-nom. Masque selon l’une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que le corps principal (2) comprend au moins un moyen d’éclairage (13), le cas échéant alimenté par une source montée dans le masque (1). Masque selon l’une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce qu’un circuit de communication sans fil, par exemple du type Bluetooth ou WIFI, est logé dans un compartiment adapté de la coque (2) ou d’un des éléments filtration (7), des moyens d’alimentation électrique, un microphone et au moins un écouteur étant montés dans le même compartiment, le même élément de filtration (7) ou dans d’autres logements dédiés de la coque (2). Ensemble prêt à monter pour constituer un masque (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 18, ledit ensemble comprenant un corps principal (2) sous forme de coque rigide ou semi-rigide, configurée pour délimiter un volume creux (3’) au moins autour du nez et de la bouche d’un porteur (3) ; un joint d’interface (4) flexible, destiné sur le bord périphérique (2’) de la coque (2) ; au moins une sangle (5, 5’) destinée à être accrochée sur le corps principal (2) ; au moins un élément de filtration (7), sous forme de cartouche ou de cassette avec un boîtier démontable (7’’) en au moins deux parties ; et un jeu de portions de couches (7’) de matériau filtrant, adaptées pour un montage dans le boîtier (7’’) d’un élément de filtration et éventuellement de types différents.