Brevet FR3125427A1 — publié le 20230127

TITRE DE L’INVENTION : DISPOSITIF DE DECONTAMINATION D’AIR Le dispositif (20) de décontamination d’air comporte, dans un boîtier (21) : - sur une première face du boîtier (23), une sortie d’air (22), - sur une deuxième face du boîtier (25), différente de la première face, une entrée d’air (24), les centres de la première face et de la deuxième face définissant une direction générale du flux d’air (26) dans le boîtier ; - au moins un tube (27) d’émission de lumière ultraviolette disposé transversalement par rapport à la direction générale du flux d’air et configuré pour provoquer des turbulences (28) dans le flux d’air et - en regard de chaque tube d’émission de lumière, au moins un support de photo-catalyseur (29) chargé de dioxyde de titane, positionné de telle manière que plus de 90% du flux d’air traversant le boîtier passe entre un tube d’émission de lumière et un support de photo-catalyseur. Figure pour l'abrégé : Figure 2 DISPOSITIF DE DECONTAMINATION D’AIR DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION La présente invention vise un dispositif de décontamination d’air. ÉTAT DE LA TECHNIQUE La décontamination de l’air dans un milieu confiné est nécessaire et vitale, notamment pour les milieux recevant du public ou des collaborateurs professionnels. Les dispositifs de décontamination connus utilisent essentiellement des filtres qui visent à retenir des particules. Ces dispositifs présentent l’inconvénient de nécessiter une maintenance importante et coûteuse, notamment du fait du nettoyage et/ou du remplacement des filtres. De plus, ces filtres peuvent favoriser le développement de microorganismes pathogènes et oblige le remplacement et le traitement de ceux-ci par un personnel qualifié et des procédures strictes. La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients. A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un dispositif de décontamination d’air, qui comporte, dans un boîtier : - sur une première face du boîtier, une sortie d’air, - sur une deuxième face du boîtier, différente de la première face, une entrée d’air, les centres de la première face et de la deuxième face définissant une direction générale du flux d’air dans le boîtier, - au moins un tube d’émission de lumière ultraviolette disposé transversalement par rapport à la direction générale du flux d’air et configuré pour provoquer des turbulences dans le flux d’air et - en regard de chaque tube d’émission de lumière, au moins un support de photo-catalyseur chargé de dioxyde de titane, positionné de telle manière que plus de 90% du flux d’air traversant le boîtier passe entre un tube d’émission de lumière et un support de photo-catalyseur. Grâce à ces dispositions, l’air entrant dans le boîtier est pris dans des turbulences provoquées par chaque tube d’émission de lumière et atteint un support de photo-catalyseur éclairé par un tel tube, qui libèrent des ions. Les chaines carbonées des virus, bactéries, champignons, miscelliums, acariens et celles de composés chimiques participant à des odeurs désagréables sont ainsi détruites. Dans des modes de réalisation, la première face du boîtier est munie d’au moins un ventilateur configuré pour aspirer l’air présent à l’intérieur du boîtier et le rejeter à l’extérieur du boîtier, et la deuxième face du boîtier est munie d’au moins un ventilateur passif, c’est-à-dire qui ne reçoit pas d’énergie électrique, servant de stabilisateur de flux d’air dans le boîtier. Grâce à ces dispositions le flux d’air traversant le boîtier est stabilisé tout en étant mis en rotation comme dans un cyclone, ce qui favorise un fonctionnement uniforme et efficace dans le temps du dispositif. Dans des modes de réalisation, au moins un support de photo-catalyseur comporte un tissu comportant au moins 30 % de TiO 2 . Grâce à ces dispositions, l’efficacité du dispositif est améliorée. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de l’invention comporte au moins un impacteur d’air configuré pour séparer, d’une part, un flux d’air comportant des particules de plus fortes masses et le diriger vers au moins un support de photo-catalyseur et, d’autre part, un flux d’air comportant une densité moindre de particules de plus fortes masses et le diriger vers la première face du boîtier. Grâce à ces dispositions, les particules comportant des chaines carbonées, plus lourdes, sont mieux soumises à la décontamination résultant de la photocatalyse. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de l’invention comporte au moins un capteur d’une grandeur physique représentative du fonctionnement du dispositif et un moyen de transmission à distance d’une information représentative d’un dysfonctionnement du dispositif lorsqu’une grandeur physique captée franchit une valeur limite prédéterminée. Grâce à ces dispositions, une maintenance curative, voire une maintenance prédictive, peut être effectuée. Dans des modes de réalisation, au moins un capteur est configuré pour mesurer la consommation électrique et/ou l’intensité lumineuse d’au moins un tube d’émission de lumière. Grâce à ces dispositions, si un tube d’émission de lumière est défectueux, un opérateur de maintenance peut procéder à son remplacement. Dans des modes de réalisation, au moins un capteur est configuré pour mesurer une vitesse de flux d’air dans le boîtier. Grâce à ces dispositions, si un ventilateur est défectueux, un opérateur de maintenance peut procéder à son remplacement. Dans des modes de réalisation, le support de photo-catalyseur comporte un maillage de fibres de carbone. La photocatalyse est ainsi plus efficace. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de l’invention comporte une dalle d’éclairage sur une face du boîtier différente de la première face et de la deuxième face. Grâce à ces dispositions, le dispositif peut être installé dans ou contre un faux-plafond et éclairer la pièce. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de l’invention comporte au moins un déflecteur d’air configuré pour dévier de l’air et absorber des rayons lumineux issus d’un tube d’émission de lumière. Grâce à ces dispositions, les rayons ultraviolets, notamment s’il s’agit de rayons UV-C, ne peuvent pas atteindre des éléments externes au boîtier. Selon un deuxième aspect, la présente invention vise une gaine de ventilation comportant un dispositif objet de l’invention. Cette gaine de ventilation peut être celle d’un bâtiment ou celle d’un véhicule, notamment un bus ou un car. Le dispositif est ainsi intégré dans une gaine déjà existante. Selon un troisième aspect, la présente invention vise un véhicule, qui comporte un dispositif de décontamination selon l’invention ou une gaine de ventilation selon l’invention. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier du dispositif de décontamination d’air objet de l’invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels : représente, en coupe de côté, un premier mode de réalisation particulier du dispositif objet de l’invention, représente, en coupe de côté, le dispositif illustré en et les turbulences qui s’y développent, représente, en perspective, le dispositif illustré en figures 1 et 2, représente, en perspective, le dispositif illustré en figures 1 et 2, représente, en coupe de dessus, un deuxième mode de réalisation particulier du dispositif objet de l’invention, représente, en perspective, le dispositif illustré en , muni d’un habillage, représente, en perspective, un troisième mode de réalisation du dispositif objet de l’invention. DESCRIPTION D’EXEMPLES DE RÉALISATION DE L’INVENTION La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique d’un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse. On note dès à présent que les figures ne sont pas à l’échelle. Dans toute la description, on appelle « interne », ce qui est proche du centre d’un boîtier et « externe », ce qui éloigné de ce centre ou en dehors du boîtier. On appelle « supérieur » ou « haut », ce qui est en haut dans les figures 1 à 4 et 7 et « inférieur » ou « bas, ce qui est en bas dans ces figures. On observe, en figures 1 à 4, un dispositif de décontamination d’air 20 qui comporte un boîtier 21. Le boîtier 21 est hermétique en dehors d’une sortie d’air 22, sur une première face 23 du boîtier 21 et d’une entrée d’air 24 sur une deuxième face 25 du boîtier 21, différente de la première face 23. Les centres de la première face 23 et de la deuxième face 25 définissent une direction générale du flux d’air, symbolisé par des flèches 26, dans le boîtier 21. Au moins un tube 27 d’émission de lumière ultraviolette est disposé transversalement par rapport à la direction générale du flux d’air. Cette disposition transversale, c’est-à-dire que les axes principaux des tubes 27 ne sont pas parallèles à la direction générale du flux d’air. Préférentiellement, les axes principaux des tubes 27 sont perpendiculaires à la direction générale du flux d’air. Cette configuration transversale provoque des turbulences 28 dans le flux d’air, comme illustré en . Dans les modes de réalisation représentés dans les figures, le dispositif comporte plusieurs tubes 27 disposés sur deux plans parallèles comportant la direction générale du flux d’air. Cependant, dans d’autres modes de réalisation (non représentés), le dispositif objet de l’invention ne comporte qu’un seul tube 27. En regard de chaque tube 27 d’émission de lumière, c’est-à-dire dans le flux lumineux émis par ce tube 27, se trouve au moins un support 29 de photo-catalyseur chargé de dioxyde de titane en microparticules. Ces supports 29 sont positionnés de telle manière que plus de 90% du flux d’air traversant le boîtier 21 passe entre un tube 27 d’émission de lumière et un support 29 de photo-catalyseur. Dans les modes de réalisation représentés dans les figures, le dispositif comporte plusieurs supports 29 prenant les tubes 27 en sandwich : les tubes 27 se trouvent entre deux support 29. Cependant, dans d’autres modes de réalisation (non représentés), le dispositif objet de l’invention ne comporte qu’un seul support 29. Ainsi, l’air entrant dans le boîtier 21 est pris dans des turbulences 28 provoquées par chaque tube 27 d’émission de lumière et atteint un support 29 de photo-catalyseur éclairé par un tel tube 27. Les chaines carbonées des virus, bactéries, champignons, miscelliums et celles de composés chimiques participant à des odeurs désagréables sont ainsi détruites. Préférentiellement, et comme illustré en figures 1 à 3, la première face 23 du boîtier 21 est munie d’au moins un ventilateur 30 actif configuré pour aspirer l’air présent à l’intérieur du boîtier 21 et le rejeter à l’extérieur du boîtier 21. Préférentiellement aussi, la deuxième face 25 du boîtier est munie d’au moins un ventilateur 31 passif, c’est-à-dire qui ne reçoit pas d’énergie électrique. Chaque ventilateur 31 sert de stabilisateur de flux d’air dans le boîtier 21. La stabilisation du flux d’air à l’intérieur du boîtier 21 favorise un fonctionnement uniforme, dans le temps, du dispositif 20. Dans le premier et troisième ( ) modes de réalisation, le dispositif 20 ne comporte qu’un seul ventilateur actif 30 et un seul ventilateur passif 31. Dans le deuxième mode de réalisation illustré en figures 4 et 5, le dispositif 40 comporte deux ventilateurs actifs 30 et deux ventilateurs passifs 31. Dans d’autres modes de réalisation (non représentés), le dispositif objet de l’invention comporte plus de deux ventilateurs actifs 30 et/ou plus de deux ventilateurs passifs 31, étant à noter que le nombre de ventilateurs actifs est indépendant du nombre de ventilateur passifs, même si l’égalité de ces nombres permet une symétrie supplémentaire du boîtier du dispositif. Préférentiellement, au moins un support 29 de photo-catalyseur comporte un tissu comportant au moins 30 % de TiO 2 . Dans des modes de réalisation, le support de photo-catalyseur comporte un maillage de fibres de carbone, ou à base époxy chargé en dioxyde de titane. L’efficacité du dispositif 20 est ainsi améliorée. Dans le mode de réalisation illustré en figures 5 et 6, le dispositif 40 comporte les mêmes éléments que le dispositif 20, les références numériques désignant les même composants étant incrémentées de 20. Dans cette coupe vue de dessus, les tubes 47 ne sont pas visibles et un seul d’entre eux est représenté en traits discontinu. Le dispositif 40 comporte aussi une carte électronique 52 de contrôle d’au moins une partie de ses composants, notamment ventilateurs actifs 50 et tubes 27. La carte électronique 52 n’alimente pas nécessairement les tubes 27 et les ventilateurs actifs 50. Les tubes sont alimentés directement par des ballasts 62, eux-mêmes alimentés par une source extérieure filtrée 53. Les ventilateurs sont directement alimentés par la source d’alimentation extérieure filtrée 53. Un interrupteur avec protection thermique se trouve à l’entrée de l’appareil 40. En variante, les ventilateurs actifs 50 sont alimentés par la carte électronique 52 pour que cette carte 52 réalise une commande de variation et de régulation du débit d’air. Dans ce cas, la carte 52 module la tension d’entrée des ventilateurs actifs 50, pour faire varier la puissance, donc le débit d’air dans l’appareil 40. La carte électronique 52 comporte une alimentation électrique 53 qui alimente les ventilateurs 30 (une seule liaison électrique est représentée en , dans un but de clarté) et les tubes 47 (une seule liaison électrique est représentée en , dans un but de clarté). Préférentiellement et comme illustré en , le dispositif 40 comporte au moins un capteur 55 et 56 d’une grandeur physique représentative du fonctionnement du dispositif 40, et un moyen 54 de transmission à distance d’une information représentative d’un dysfonctionnement du dispositif 40 lorsqu’une grandeur physique captée franchit une valeur limite prédéterminée. Préférentiellement, le moyen 54 transmet aussi à distance, régulièrement, par exemple chaque jour, une information représentative des valeurs captées par les capteurs 55 et 56 et de la durée de fonctionnement du dispositif 40. On note que les capteurs de flux et d’intensité lumineuse des sources lumineuses 47 sont positionnés directement sur la structure du bâti du dispositif 40, sur les supports du support 29 de photo-catalyseur central. La carte 52 est protégée du rayonnement UV des sources lumineuses 27, la liaison avec les capteurs 55 et 56 se faisant par fils positionnés sur les flancs internes de l’appareil 40. Une maintenance curative, en cas de dysfonctionnement, et une maintenance prédictive, basée sur l’évolution des valeurs captées et sur la durée de fonctionnement effectif du dispositif 40, peuvent être effectuées. Le moyen 54 de transmission à distance peut utiliser tout type de communication filaire ou, préférentiellement, sans fil, par exemple un réseau WiFi (marque déposée), Bluetooth (marque déposée), de transmission de données SigFox (marque déposée) ou LoRa (marque déposée) ou de téléphonie mobile. Dans la , un capteur 55 est configuré pour mesurer la consommation électrique et/ou l’intensité lumineuse d’au moins un tube 47 d’émission de lumière. Si un tube 47 d’émission de lumière est défectueux, sa consommation électrique et son intensité lumineuse varient et un opérateur de maintenance peut procéder à son remplacement. On note que ce capteur 55 peut être commun à plusieurs tubes 47, voire à tous les tubes 47. On note aussi que ce capteur 55 peut être remplacé ou complété par un capteur de luminosité à l’intérieur du boîtier 41, par exemple sous la forme d’un phototransistor. Dans la , un capteur 56 est configuré pour mesurer une vitesse de flux d’air dans le boîtier. Par exemple, le capteur 56 capte la consommation électrique d’un ventilateur actif 50. On note que ce capteur 56 peut être commun à plusieurs ventilateurs actifs 50, voire à tous les ventilateurs actifs 50. On note aussi que ce capteur 56 peut être remplacé ou complété par un anémomètre à l’intérieur du boîtier 41, par exemple sous la forme d’un moyen de mesure de la tension ou de l’ampérage aux borne d’au moins un ventilateur passif 51, agissant en éolienne. Ainsi, si un ventilateur actif 50 est défectueux, un opérateur de maintenance peut procéder à son remplacement. Comme illustré en , le boîtier 41 peut porter une coque 57 qui cache ce boîtier 41, sur une face 58 du boîtier, différente de la première face 43 et de la deuxième face 45. Dans ce mode de réalisation, le boîtier porte, en complément de la coque 57, une dalle d’éclairage 59, par exemple à diodes électroluminescentes, sur la face 58 du boîtier 41. Cette dalle d’éclairage 59 peut être alimentée par l’alimentation électrique 53 du dispositif 40 et être télécommandée, en intensité et en couleur, par une télécommande (non représentée). Bien entendu, dans des modes de réalisation, le boîtier 41 ne porte que l’un de ces éléments de décoration 57 et d’éclairage 59. Ainsi, le dispositif 40 peut être installé dans ou contre un mur ou un faux-plafond et éclairer la pièce. En , la coque 57 est représentée avant positionnement sur le boîtier 41, des flèches indiquant le mouvement de pose de la coque 57 sur le boîtier 41. En , sont représentées des plaques de carbone positionnées sur les plaques du média catalyseur (entre le média catalyseur et les néons), à la différence du mode de réalisation illustré en figures 1 et 4, qui ne possède pas de plaque de carbone. Ces plaques de carbone améliorent le processus de photocatalyse. Dans des modes de réalisation (non représentés), le dispositif objet de l’invention comporte au moins un déflecteur d’air, ou chicane, configuré pour dévier de l’air et absorber des rayons lumineux issus d’un tube d’émission de lumière. Ainsi, les rayons ultraviolets, notamment s’il s’agit de rayons UV-C, ne peuvent pas atteindre des éléments externes au boîtier. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de l’invention comporte au moins un impacteur d’air qui sépare : - d’une part, un flux d’air comportant des particules de plus fortes masses et le dirige vers au moins un support de photo-catalyseur et - d’autre part, un flux d’air comportant une densité moindre de particules de plus fortes masses et le dirige vers la première face du boîtier. Grâce à ces dispositions, les particules comportant des chaines carbonées, plus lourdes, sont mieux soumises à la décontamination résultant de la photocatalyse. Dans des modes de réalisation, l’impacteur ou séparateur se situe à l’avant de l’appareil, juste derrière les ventilateurs d’entrée d’air. Cet impacteur dirige les charges les plus lourdes dans une partie centrale de l’appareil qui est équipé d’au moins une source de lumière ultraviolette et d’un photocatalyseur dans son flux lumineux. Dans le cas d’une source UV-C, celle-ci est préférentiellement positionnée dans une gaine spécifique au milieu et sur la longueur du dispositif, par exemple à la place des média-catalyseurs centraux représentés en figures 1 à 4. Le dispositif de décontamination peut être installé sur un socle, un mur, un plafond avec ou sans élingues de positionnement hauteur. La présente invention vise aussi une gaine de ventilation comportant un dispositif objet de l’invention. Ce modèle embarqué, de forme tubulaire sur le même process de photocatalyse fonctionne en 12V, 24V ou 48V pour la décontamination interne de véhicules, avec possibilité de rajouter un raccord de couplement permettant de mettre les modèles les uns à la suite des autres. Cette gaine de ventilation peut être celle d’un bâtiment ou celle d’un véhicule, notamment un bus, un car, un wagon, ou une pièce d’un navire. Le dispositif est ainsi intégré dans une gaine déjà existante ou en supplément de la ventilation principale. Dispositif (20) de décontamination d’air, qui comporte, dans un boîtier (21) : - sur une première face du boîtier (23), une sortie d’air (22), - sur une deuxième face du boîtier (25), différente de la première face, une entrée d’air (24), les centres de la première face et de la deuxième face définissant une direction générale du flux d’air (26) dans le boîtier ; caractérisé en ce qu’il comporte, de plus, dans le boîtier : - au moins un tube (27) d’émission de lumière ultraviolette disposé transversalement par rapport à la direction générale du flux d’air et configuré pour provoquer des turbulences (28) dans le flux d’air et - en regard de chaque tube d’émission de lumière, au moins un support de photo-catalyseur (29) chargé de dioxyde de titane, positionné de telle manière que plus de 90% du flux d’air traversant le boîtier passe entre un tube d’émission de lumière et un support de photo-catalyseur. Dispositif (20) de décontamination selon la revendication 1, dans lequel la première face du boîtier (23) est munie d’au moins un ventilateur (30) configuré pour aspirer l’air présent à l’intérieur du boîtier (21) et le rejeter à l’extérieur du boîtier, et la deuxième face du boîtier (25) est munie d’au moins un ventilateur passif (24), c’est-à-dire qui ne reçoit pas d’énergie électrique, servant de stabilisateur de flux d’air dans le boîtier. Dispositif (20) de décontamination selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel au moins un support de photo-catalyseur (29) comporte un tissu comportant au moins 30 % de TiO2. Dispositif (20) de décontamination selon l’une des revendications 1 à 3, qui comporte au moins un impacteur d’air configuré pour séparer, d’une part, un flux d’air comportant des particules de plus fortes masses et le diriger vers au moins un support de photo-catalyseur et, d’autre part, un flux d’air comportant une densité moindre de particules de plus fortes masses et le diriger vers la première face du boîtier. Dispositif (20) de décontamination selon l’une des revendications 1 à 4, qui comporte au moins un capteur (55, 56) d’une grandeur physique représentative du fonctionnement du dispositif et un moyen de transmission à distance d’une information représentative d’un dysfonctionnement du dispositif lorsqu’une grandeur physique captée franchit une valeur limite prédéterminée. Dispositif (20) de décontamination selon la revendication 5, dans lequel au moins un capteur (55) est configuré pour mesurer la consommation électrique et/ou intensité lumineuse d’au moins un tube d’émission de lumière. Dispositif (20) de décontamination selon l’une des revendications 5 ou 6, dans lequel au moins un capteur (56) est configuré pour mesurer une vitesse de flux d’air dans le boîtier. Dispositif (20) de décontamination selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel le support de photo-catalyseur (29) comporte un maillage de fibres de carbone. Dispositif (20) de décontamination selon l’une des revendications 1 à 8, qui comporte une dalle d’éclairage (59) sur une face du boîtier différente de la première face et de la deuxième face. Dispositif (20) de décontamination selon l’une des revendications 1 à 9, qui comporte au moins un déflecteur d’air configuré pour dévier de l’air et absorber des rayons lumineux issus d’un tube (27) d’émission de lumière. Gaine de ventilation, qui comporte un dispositif de décontamination (20) selon l’une des revendications 1 à 10. Véhicule, qui comporte un dispositif de décontamination (20) selon l’une des revendications 1 à 10 ou une gaine de ventilation selon la revendication 11.