Brevet FR3113251A1 — publié le 20220211

La présente invention concerne un dispositif de traitement, pour la désinfection et/ou la stérilisation d’un gaz cheminant dans un conduit, comprenant au moins une source rayonnante (2), pour la production de rayonnements UV, et une combinaison de miroirs (3), destinés à réfléchir lesdits rayonnements UV. Ladite combinaison de miroirs (3) comprend au moins deux miroirs latéraux (4, 5) configurés pour réfléchir au moins une partie desdits rayonnements UV sous la forme de faisceaux directionnels (F1, F2) dirigés entre lesdits au moins deux miroirs latéraux (4, 5) et traversant ledit passage (6) dans les deux sens. Et l’un au moins desdits deux miroirs latéraux (4, 5) consiste en un miroir réflecteur (4) couplé à ladite au moins une source rayonnante pour produire un faisceau directionnel (F1, F2) orienté vers l’autre miroir latéral (4, 5). Figure pour l’abrégé : 1 Dispositif pour la désinfection et/ou la stérilisation d’un gaz dans un conduit Domaine technique de l'invention La présente invention concerne le domaine technique de la stérilisation et/ou désinfection aux ultraviolets. Elle concerne en particulier les dispositifs pour la désinfection et/ou la stérilisation d’un gaz dans un conduit, en particulier de l’air cheminant dans un conduit. Etat de la technique La ventilation d’un espace intérieur contribue au confort et à la qualité de l’air en évacuant les polluants (odeurs, humidité, produits de combustion des appareils de chauffage, microorganismes, etc.). Elle participe également à préserver cet espace intérieur en évitant les désordres dus à une aération insuffisante (condensation et développement de moisissures). L’air circulant est toutefois susceptible de contenir des microorganismes pathogènes (virus, bactéries, etc.). Ces derniers sont alors susceptibles d’être transportés et disséminés dans l'air ambiant de l’espace intérieur via le système de ventilation. Cette présence de microorganismes dangereux pour la santé, transportés par l’air circulant, peut nécessiter de prendre les mesures nécessaires pour éradiquer ces agents pathogènes. Une des solutions consiste en la mise en œuvre d’un dispositif pour la désinfection et/ou la stérilisation de l’air circulant dans les conduits. La désinfection / stérilisation par rayonnement ultraviolet (désigné UV ci-après) est une réponse à ce problème. La désactivation des microorganismes est obtenue en les soumettant à une dose suffisante de rayonnement UV de type germicide. Cette dose correspond au cumul du rayonnement reçu par chaque microorganisme au cours de son séjour dans la zone d’irradiation. Cette dose est donc directement proportionnelle à l’intensité du rayonnement et au temps de séjour dans le champ du rayonnement. Or le rayonnement des lampes est diffus, dans toutes les directions, générant ainsi un rayonnement dont l’intensité diminue très rapidement avec la distance. De ce fait, les dispositifs habituellement utilisés nécessitent l’installation d’une grande quantité de lampes individuelles dans les conduits de manière à assurer une efficacité d’irradiation suffisante. Une telle configuration créée des pertes de charges, une grande complexité d’installation et de maintenance ; elle nécessite en outre d’étudier en détail chaque implantation. Il existe ainsi un intérêt à disposer de dispositifs pour la désinfection et/ou la stérilisation d’un gaz cheminant dans un conduit, en particulier de l’air cheminant dans un conduit, dont l’efficacité est améliorée. Présentation de l'invention Afin de remédier à l’inconvénient précité de l’état de la technique, la présente invention propose un dispositif de traitement pour la désinfection et/ou la stérilisation d’un gaz (air par exemple) cheminant dans un conduit. Le dispositif de traitement selon l’invention comprend : (i) au moins une source rayonnante (dite encore « source lumineuse »), pour la production de rayonnements UV, de préférence des rayonnements UV-C, (ii) une combinaison de miroirs, associés à ladite au moins une source rayonnante et destinés à réfléchir lesdits rayonnements UV. La combinaison de miroirs comprend au moins deux miroirs latéraux qui sont implantés de part et d’autre d’un passage au travers duquel le gaz à traiter est destiné à circuler. Lesdits au moins deux miroirs latéraux sont configurés pour réfléchir au moins une partie desdits rayonnements UV sous la forme de faisceaux directionnels de rayonnements UV qui sont dirigés entre lesdits au moins deux miroirs latéraux et qui traversent ledit passage dans les deux sens. Et l’un au moins desdits deux miroirs latéraux consiste en un miroir réflecteur qui est couplé à ladite au moins une source rayonnante pour produire un faisceau directionnel de rayonnements UV, avantageusement un faisceau directionnel parallèle, qui est orienté vers un autre miroir latéral. Dans la présente invention, le passage est ainsi traversé, entre autre, par une combinaison de faisceaux directionnels de rayonnements UV, avantageusement parallèles, offrant une efficacité optimale pour la désactivation des microorganismes cheminant au travers du passage. Cette combinaison de miroirs offre un rendement optimal pour ladite au moins une source rayonnante. Sans être limité par une quelconque théorie, ladite combinaison de miroirs offre un rendement optimal pour ladite au moins une source rayonnante, d’autant plus élevé en présence d’un rayonnement parallèle (avantageusement orienté perpendiculairement aux miroirs). En présence d’un tel rayonnement parallèle, le rayonnement diminue peu avec la distance parcourue, et ainsi il est avantageusement réfléchi alternativement d’un miroir vers l’autre, un grand nombre de fois, multipliant l’efficacité du rayonnement à chaque passage. De préférence, le miroir réflecteur présente un profilé concave, avantageusement à section parabolique ou semi-elliptique. Le miroir réflecteur comporte avantageusement : - une ouverture longitudinale orientée vers l’autre miroir latéral, et/ou - un foyer optique confondu avec le centre de ladite au moins une source rayonnante. De manière générale, lesdits au moins deux miroirs latéraux sont configurés pour réfléchir au moins une partie desdits rayonnements UV sous la forme de deux faisceaux directionnels de rayonnements UV qui sont dirigés entre lesdits au moins deux miroirs latéraux et qui traversent chacun ledit passage dans un sens, inverses l’un par rapport à l’autre. Selon un premier mode de réalisation préféré, le dispositif de traitement comprend : - deux sources rayonnantes, implantées avantageusement sur un même plan optique, de part et d’autre dudit passage, et - deux miroirs latéraux consistant en des miroirs réflecteurs, avantageusement identiques l’un par rapport à l’autre, qui sont chacun couplés à l’une desdites sources rayonnantes pour produire chacun un faisceau directionnel de rayonnements UV, avantageusement parallèle, qui est orienté vers l’autre miroir latéral, en sens inverse l’un par rapport à l’autre. Selon un second mode de réalisation préféré, ledit dispositif de traitement comprend : - une source rayonnante, - un premier miroir latéral consistant en un miroir réflecteur qui est couplé à ladite source rayonnante pour produire un faisceau directionnel de rayonnements UV, avantageusement parallèle, qui est orienté vers un second miroir latéral, et - ledit second miroir latéral consistant en un miroir plan, implanté en regard dudit premier miroir latéral, pour générer un faisceau directionnel de rayonnements UV qui est réfléchi vers ledit premier miroir latéral, lequel miroir plan définit un plan général qui est perpendiculaire à un plan optique dudit premier miroir latéral. La largeur du miroir plan est avantageusement supérieure, ou égale, à la largeur de l’ouverture longitudinale du miroir réflecteur. Encore selon un autre mode de réalisation, ledit dispositif de traitement comprend : - une source rayonnante, - un premier miroir latéral consistant en un miroir réflecteur qui est couplé à ladite source rayonnante pour produire un faisceau directionnel de rayonnements UV, avantageusement parallèle, qui est orienté vers un second miroir latéral, - au moins un premier miroir latéral additionnel, implanté au moins d’un côté dudit premier miroir latéral, avantageusement d’un côté dudit premier miroir latéral ou de part et d’autre dudit premier miroir latéral, et - ledit second miroir latéral, implanté en regard dudit premier miroir latéral, avantageusement un miroir réflecteur central plan (cas où ledit au moins un premier miroir latéral additionnel est implanté d’un côté dudit premier miroir latéral) ou un miroir réflecteur diédrique central (cas où ledit au moins un premier miroir latéral additionnel est implanté de part et d’autre dudit premier miroir latéral), pour produire un faisceau directionnel de rayonnements UV, avantageusement parallèle, qui est orienté vers au moins un premier miroir latéral additionnel, - au moins un second miroir latéral additionnel, implanté au moins d’un côté dudit second miroir latéral, avantageusement d’un côté dudit second miroir latéral ou de part et d’autre dudit second miroir latéral. Ledit second miroir latéral, ledit au moins un premier miroir latéral additionnel et ledit au moins un second miroir latéral additionnel sont configurés pour réfléchir au moins une partie desdits rayonnements UV sous la forme de faisceaux directionnels de rayonnements UV qui sont dirigés entre ledit au moins un premier miroir latéral additionnel et ledit au moins un second miroir latéral additionnel et qui traversent ledit passage dans les deux sens, selon une trajectoire en zigzag. Ledit au moins un premier miroir latéral additionnel et ledit au moins un second miroir latéral additionnel sont avantageusement des miroirs latéraux plans, de préférence sous la forme de miroirs simples parallèles ou sous la forme de miroirs diédriques. De préférence, ledit dispositif de traitement comprend une combinaison de miroirs choisie parmi : (i) une première combinaison de miroirs comprenant : - ledit second miroir latéral, implanté en regard dudit premier miroir latéral, formant un miroir réflecteur diédrique central, - des premiers miroirs latéraux additionnels diédriques, implantés de part et d’autre dudit premier miroir latéral, et - des seconds miroirs latéraux additionnels diédriques, implantés de part et d’autre dudit second miroir latéral, ou (ii) une seconde combinaison de miroirs comprenant : - ledit second miroir latéral, implanté en regard dudit premier miroir latéral, formant un miroir réflecteur diédrique central, - des premiers miroirs latéraux additionnels plans, implantés de part et d’autre dudit premier miroir latéral, et - des seconds miroirs latéraux additionnels plans, implantés de part et d’autre dudit second miroir latéral, ou (iii) une troisième combinaison de miroirs comprenant : - ledit second miroir latéral, implanté en regard dudit premier miroir latéral, formant un miroir réflecteur plan central, - des premiers miroirs latéraux additionnels, plans ou diédriques, implantés d’un côté dudit premier miroir latéral, et - des seconds miroirs latéraux additionnels, plans ou diédriques, implantés d’un côté dudit second miroir latéral. D’autres caractéristiques non limitatives et avantageuses de la première combinaison conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes : - les premiers miroirs réflecteurs diédriques et les seconds miroirs réflecteurs diédriques comprennent avantageusement plusieurs miroirs diédriques juxtaposés ; - chaque miroir diédrique est agencé de sorte que son plan bissecteur s’étend parallèlement au plan optique du premier miroir latéral et au plan bissecteur des autres miroirs diédriques ; chaque réflecteur plan s’étend en plus parallèlement à l’axe longitudinal passant par le centre de la source rayonnante ; - les premiers miroirs réflecteurs diédriques et les seconds miroirs réflecteurs diédriques sont identiques les uns par rapport aux autres ; - les premiers miroirs réflecteurs diédriques et les seconds miroirs réflecteurs diédriques sont inversés de part et d’autre du passage ; - deux miroirs diédriques attenants du second miroir latéral forment un couple de réflecteurs plans primaires, convexe, qui est implanté et centré en regard du miroir réflecteur primaire ; - les premiers miroirs réflecteurs diédriques et/ou les seconds miroirs réflecteurs diédriques portent un réflecteur plan d’extrémité qui est prévu pour réfléchir le faisceau directionnel issu d’un réflecteur plan d’extrémité. De manière générale, ladite combinaison de miroirs comprend encore au moins un miroir source, profilé concave à section en arc de cercle, enveloppant partiellement ladite source rayonnante. Le miroir source comporte : - une ouverture longitudinale, orientée vers le miroir réflecteur, et - un foyer optique, avantageusement confondu avec le centre de ladite source rayonnante et avec le foyer optique dudit miroir réflecteur. Le miroir source s’étend avantageusement sur un secteur angulaire d’au moins 170°, voire de 175°, voire encore de 180°. Le miroir source s’étend avantageusement sur un secteur angulaire optique de la source rayonnante, avantageusement complémentaire à celui reçu dudit miroir réflecteur. Ladite au moins une source rayonnante et ledit au moins un miroir source sont avantageusement implantés, au moins partiellement, dans l’encombrement du miroir réflecteur défini par un plan passant par son ouverture longitudinale. D’autres caractéristiques non limitatives et avantageuses du produit/procédé conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes : - ladite combinaison de miroirs comprend encore au moins deux miroirs transversaux, parallèles l’un par rapport à l’autre et encadrant les miroirs latéraux ; ces deux miroirs transversaux, en présence de lampes et de miroirs réflecteurs à génératrices rectilignes, offrent l’avantage de renvoyer le faisceau parallèle plan vers le centre du passage, évitant ainsi les déperditions dans le plan du rayonnement : - ladite au moins une source rayonnante consiste en au moins une lampe UV-C tubulaire ; de préférence, la surface de ladite au moins une source rayonnante est cylindrique et ledit au moins un miroir source est attenant de la surface de ladite au moins une source rayonnante ; - ledit dispositif de traitement comprend avantageusement des moyens capteurs adaptés à capter l’intensité du rayonnement au sein du passage ; - ledit dispositif de traitement comporte des moyens de commande, adaptés à la commande de la puissance de ladite au moins une source rayonnante et, de préférence, lesquels moyens de commande comportent au moins un module choisi parmi un module de pilotage adapté à ajuster la puissance de ladite au moins une source rayonnante tenant compte d’une consigne d’intensité de rayonnement (dit encore « intensité rayonnante ») et de l’intensité de rayonnement collectée par les moyens capteurs et/ou un module de pilotage adapté à ajuster la puissance de ladite au moins une source rayonnante tenant compte de la vitesse du flux des gaz au travers dudit passage. La présente invention concerne encore le système d’aération, par exemple pour un local, un bâtiment ou un engin, comprenant au moins un conduit muni d’un dispositif de traitement selon l’invention. Le dispositif de traitement forme un tronçon dudit conduit ou est rapporté sur un tronçon dudit conduit. Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. Dispositif de traitement, pour la désinfection et/ou la stérilisation d’un gaz cheminant dans un conduit, lequel dispositif de traitement (1) comprend : (i) au moins une source rayonnante (2), pour la production de rayonnements UV, de préférence des rayonnements UV-C, (ii) une combinaison de miroirs (3), associés à ladite au moins une source rayonnante (2) et destinés à réfléchir lesdits rayonnements UV, caractérisé en ce que ladite combinaison de miroirs (3) comprend au moins deux miroirs latéraux (4, 5, 45, 46, 55, 58) qui sont implantés de part et d’autre d’un passage (6) au travers duquel les gaz à traiter sont destinés à circuler, en ce que en ce que lesdits au moins deux miroirs latéraux (4, 5, 45, 46, 55, 58) sont configurés pour réfléchir au moins une partie desdits rayonnements UV sous la forme de faisceaux directionnels (F1, F2, F3) de rayonnements UV qui sont dirigés entre lesdits au moins deux miroirs latéraux (4, 5, 45, 46, 55, 58) et qui traversent ledit passage (6) dans les deux sens, et en ce que l’un au moins desdits au moins deux miroirs latéraux (4, 5, 45, 46, 55, 58) consiste en un miroir réflecteur (4) qui est couplé à ladite au moins une source rayonnante pour produire un faisceau directionnel (F1, F2) de rayonnements UV, avantageusement un faisceau directionnel parallèle, qui est orienté vers un autre miroir latéral (4, 5). Dispositif de traitement, selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit miroir réflecteur (4) présente un profilé concave, avantageusement à section parabolique ou semi-elliptique, lequel miroir réflecteur (4) comporte avantageusement : - une ouverture longitudinale (41) orientée vers l’autre miroir latéral (4, 5), et/ou - un foyer optique (42) confondu avec le centre (2’) de ladite au moins une source rayonnante (2). Dispositif de traitement, selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits au moins deux miroirs latéraux (4, 5, 45, 46, 55, 58) sont configurés pour réfléchir au moins une partie desdits rayonnements UV sous la forme de deux faisceaux directionnels (F1, F2) de rayonnements UV qui sont dirigés entre lesdits au moins deux miroirs latéraux (4, 5, 45, 46, 55, 58) et qui traversent chacun ledit passage (6) dans un sens, inverses l’un par rapport à l’autre. Dispositif de traitement, selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit dispositif de traitement (1) comprend : - deux sources rayonnantes (2), implantées avantageusement sur un même plan optique (P), de part et d’autre dudit passage (6), et - deux miroirs latéraux (4) consistant en des miroirs réflecteurs, avantageusement identiques l’un par rapport à l’autre, qui sont chacun couplés à l’une desdites sources rayonnantes (2) pour produire chacun un faisceau directionnel (F1, F2) de rayonnements UV, avantageusement parallèle, qui est orienté vers l’autre miroir latéral, en sens inverses l’un par rapport à l’autre. Dispositif de traitement, selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit dispositif de traitement (1) comprend : - une source rayonnante (2), - un premier miroir latéral (4) consistant en un miroir réflecteur (4) qui est couplé à ladite source rayonnante (2) pour produire un faisceau directionnel (F1) de rayonnements UV, avantageusement parallèle, qui est orienté vers un second miroir latéral (5), et - ledit second miroir latéral (5) consistant en un miroir plan (5), implanté en regard dudit premier miroir latéral (4), pour générer un faisceau directionnel (F2) de rayonnements UV qui est réfléchi vers ledit premier miroir latéral (4), lequel miroir plan (5) définit un plan général qui est perpendiculaire à un plan optique (4’) dudit premier miroir latéral (4). Dispositif de traitement, selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit dispositif de traitement (1) comprend : - une source rayonnante (2), - un premier miroir latéral (4) consistant en un miroir réflecteur (4) qui est couplé à ladite source rayonnante (2) pour produire un faisceau directionnel (F1) de rayonnements UV, avantageusement parallèle, qui est orienté vers un second miroir latéral (5), - au moins un premier miroir latéral additionnel (45, 46), avantageusement plan, implanté au moins d’un côté dudit premier miroir latéral (4), avantageusement de part et d’autre dudit premier miroir latéral (4), et - ledit second miroir latéral (5), implanté en regard dudit premier miroir latéral (4), avantageusement un miroir réflecteur diédrique central, pour produire un faisceau directionnel (F2) de rayonnements UV, avantageusement parallèle, qui est orienté vers au moins un premier miroir latéral additionnel (45, 46), - au moins un second miroir latéral additionnel (55, 58), avantageusement plan, implanté au moins d’un côté dudit second miroir latéral (5), avantageusement de part et d’autre dudit second miroir latéral (5), lequel second miroir latéral (5), lequel au moins un premier miroir latéral additionnel (45, 46) et lequel au moins un second miroir latéral additionnel (55, 58) sont configurés pour réfléchir au moins une partie desdits rayonnements UV sous la forme de faisceaux directionnels (F3) de rayonnements UV qui sont dirigés entre ledit au moins un premier miroir latéral additionnel (45, 46) et ledit au moins un second miroir latéral additionnel (55, 58) et qui traversent ledit passage (6) dans les deux sens, selon une trajectoire en zigzag. Dispositif de traitement, selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit dispositif de traitement (1) comprend une combinaison de miroirs (3) choisie parmi : (i) une première combinaison de miroirs (3) comprenant : - ledit second miroir latéral (5), implanté en regard dudit premier miroir latéral (4), formant un miroir réflecteur diédrique central (5), - des premiers miroirs latéraux additionnels (45) diédriques, implantés de part et d’autre dudit premier miroir latéral (4), et - des seconds miroirs latéraux additionnels (55) diédriques, implantés de part et d’autre dudit second miroir latéral (5), ou (ii) une seconde combinaison de miroirs (3) comprenant : - ledit second miroir latéral (5), implanté en regard dudit premier miroir latéral (4), formant un miroir réflecteur diédrique central, - des premiers miroirs latéraux additionnels (45) plans, implantés de part et d’autre dudit premier miroir latéral (4), et - des seconds miroirs latéraux additionnels (58) plans, implantés de part et d’autre dudit second miroir latéral (5), ou (iii) une troisième combinaison de miroirs comprenant : - ledit second miroir latéral (5), implanté en regard dudit premier miroir latéral (4), formant un miroir réflecteur plan central, - des premiers miroirs latéraux additionnels (45), plans ou diédriques, implantés d’un côté dudit premier miroir latéral (4), et - des seconds miroirs latéraux additionnels (55, 58), plans ou diédriques, implantés d’un côté dudit second miroir latéral (4). Dispositif de traitement, selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite combinaison de miroirs (3) comprend encore au moins un miroir source (8), profilé concave à section en arc de cercle, enveloppant partiellement ladite source rayonnante (2), lequel miroir source (8) comporte : - une ouverture longitudinale (81), orientée vers le miroir réflecteur (4), et - un foyer optique (82), avantageusement confondu avec le centre (2’) de ladite source rayonnante (2) et avec le foyer optique (42) dudit miroir réflecteur (4). Dispositif de traitement, selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite au moins une source rayonnante (2), et le cas échéant ledit au moins un miroir source (8), sont implantés, au moins partiellement, dans l’encombrement du miroir réflecteur (4) défini par un plan passant par son ouverture longitudinale (41). Dispositif de traitement, selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ladite combinaison de miroirs (3) comprend encore au moins deux miroirs transversaux (9), avantageusement parallèles l’un par rapport à l’autre, encadrant les miroirs latéraux (4, 5). Dispositif de traitement, selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ladite au moins une source rayonnante (2) consiste en au moins une lampe UV-C tubulaire. Dispositif de traitement, selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que ledit dispositif de traitement (1) comprend des moyens capteurs (11) adaptés à capter l’intensité de rayonnement au sein du passage (6). Dispositif de traitement, selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que ledit dispositif de traitement (1) comporte des moyens de commande (10), adaptés à la commande de la puissance de ladite au moins une source rayonnante (2), et, de préférence, lesquels moyens de commande (10) comportent au moins un module choisi parmi : - en combinaison avec la revendication 9, un module de pilotage (101) adapté à ajuster la puissance de ladite au moins une source rayonnante (2) tenant compte d’une consigne d’intensité de rayonnement et de l’intensité de rayonnement collectée par les moyens capteurs (11), - un module de pilotage (102) adapté à ajuster la puissance de ladite au moins une source rayonnante (2) tenant compte de la vitesse du flux des gaz au travers dudit passage (6). Système d’aération, par exemple pour un local, un bâtiment ou un engin, comprenant au moins un conduit muni d’un dispositif de traitement (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, lequel dispositif de traitement (1) forme un tronçon dudit conduit ou est rapporté sur un tronçon dudit conduit.