Brevet FR3115699A1 — publié le 20220506

Dispositif et procédé pour faire diffuser une substance odorante dans l’air Un aspect de l’invention concerne un dispositif (1) pour faire diffuser une substance odorante dans l’air, le dispositif comprenant : un récipient (2), destiné à contenir de l’eau chaude (5) de température au moins supérieure à 80 degrés Celsius et ouvert en partie supérieure, une coupelle (3) amovible qui, en position d’usage, repose au moins en partie sur un bord supérieur (21) du récipient et obture au moins partiellement l’ouverture (22) du récipient, et dans la coupelle, un ou plusieurs morceaux de cire ou de paraffine (4) dans lequel, ou dans lesquels est incorporée la substance odorante à diffuser. L’invention concerne aussi un procédé associé pour faire diffuser une telle substance dans l’air. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 1 Dispositif et procédé pour diffuser une substance odorante dans l’air DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION Le domaine technique de l’invention est celui du traitement de l’air, plus précisément celui des dispositifs et procédés de diffusion d’une substance odorante dans l’air. La présente invention concerne plus précisément la diffusion dans l’air d’une substance odorante incluse initialement dans un substrat en cire ou en paraffine. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Il est bien connu que la cire, ou ses analogues synthétiques modernes de type paraffine, sont des matériaux bien adaptés pour y incorporer et y stocker des substances odorantes. De nombreux types de bougies parfumées, permettant de diffuser dans l’air des substances odorantes initialement contenues dans la cire ou la paraffine de la bougie, ont été mises au point pour tirer parti de ce pouvoir de stockage de la cire, ou de la paraffine. Mais, en général, un dégagement de suies et de Composés Organiques Volatiles indésirables (désignés plus simplement comme des « COV », dans la suite) résulte de la combustion du matériau formant la bougie, en particulier pour des paraffines de synthèse. Les COV, en particulier de type aldéhydes, alcènes ou esters, peuvent être nocifs, ou faciliter le développement de certaines maladies, comme l’asthme. Il est donc souhaitable de réduire leur émission, d’autant que les bougies parfumées sont le plus souvent utilisées dans des espaces clos. Pour réduire les émissions de suie et/ou de COV, une piste consiste à employer un filtre, destiné à filtrer les émissions de la bougie considérée. Pour cela, le document US 2002/0083835 propose une sorte de chapeau à emboiter sur une bougie en pot, ce chapeau étant pourvu en partie supérieur d’un filtre, à base de sulfide de Polyphenylène. Ce filtre est efficace pour filtrer et retenir certaines suies dégagées par la combustion d’une bougie, mais a priori pas pour filtrer des COV. On pourrait penser à remplacer ce filtre car un filtre ayant une capacité d’adsorption de molécules volatiles plus élevée, par exemple un filtre à base de charbon actif. Mais dans ce cas les substances odorantes seraient probablement filtrées, autant que les COV. En outre, une telle solution pose des difficultés techniques en ce qui concerne la tenue du filtre en température et l’apport d’air frais pour la combustion. Dans ce contexte, on propose un dispositif pour diffuser une substance odorante dans l’air, le dispositif comprenant : un récipient, destiné à contenir de l’eau chaude de température au moins supérieure à 80 degrés Celsius, ouvert en partie supérieure, une coupelle amovible qui, en position d’usage, repose au moins en partie sur un bord supérieur du récipient et obture au moins partiellement l’ouverture du récipient, et dans la coupelle, un ou plusieurs morceaux de cire ou de paraffine dans lequel, ou dans lesquels est incorporée la substance odorante à diffuser. Par substance odorante, on entend une substance ayant un pouvoir olfactif, pouvant être détecté par un nez humain moyen, ou modifiant une perception olfactive pour ce nez moyen (il peut donc s’agir d’une substance déodorante, permettant de réduire la perception olfactive d’une autre substance, afin par exemple de réduire les désagréments d’une odeur indésirable, par exemple une odeur de tabac). Cette substance peut comprendre un seul composé, ou au contraire un mélange de différents composés. Le récipient, ou vase, est un récipient apte à contenir un liquide, sans restriction ou limitation particulière. Le dispositif décrit ci-dessus permet de diffuser dans l’air la substance odorante en question, sans combustion de la cire ou de la paraffine qui la contient. En pratique, cette diffusion s’avère particulièrement efficace, ce qui peut paraître surprenant compte tenu du chauffage modéré de la cire ou de la paraffine. Une explication possible de l’efficacité du dispositif est que la vapeur d’eau contenue dans le récipient, sous la coupelle, libère en fait une énergie thermique importante lorsqu’elle se condense sur le fond de la coupelle (la chaleur latente de vaporisation de l’eau est particulièrement élevée). L’énergie thermique contenue dans le volume d’eau est ainsi transférée efficacement sur la surface inférieure de la coupelle, et cela de manière particulièrement homogène sur cette surface. Par ailleurs, même si la cire ou paraffine n’est chauffée qu’à une température modérée, par exemple à 60 degrés, cette température permet un mouvement de convection d’air qui facilite l’entrainement, et la dispersion dans l’air de la substance odorante. A ce sujet, on pourra noter que l’entrainement de substances odorantes, par le mouvement d’air obtenu avec une bougie, est en fait loin d’être idéal en termes d’efficacité. En effet, avec une bougie, le mouvement d’air, et donc la dissémination de la substance odorante, sont très directifs : ils correspondent à une montée rapide, à l’aplomb de la flamme, suivie d’une retombée presque verticale, là encore à l’aplomb de la bougie. Ici, au contraire, la température de la cire ou paraffine reste modérée, ce qui permet des mouvements de convection plus lents, en fait plus propices à la dissémination de la substance odorante. Un avantage de ce dispositif est d’ailleurs que, par nature, le chauffage de la cire ou paraffine restera modéré. On évite ainsi une éventuelle dégradation de la substance odorante, ce qui est intéressant car de nombreuses molécules odorantes sont relativement fragiles, susceptibles d’être dégradées lorsqu’elles sont chauffées excessivement. On notera que l’on aurait pu imaginer une source de chaleur réalisée sous la forme d’un dispositif électrique, de type résistance chauffante. Mais justement, dans ce cas, on risquerait une surchauffe indésirable du substrat en cire ou paraffine (ainsi qu’un chauffage inhomogène), sauf à employer un système de régulation en température complexifiant nettement le dispositif. La structure du dispositif conforme à l’invention est d’ailleurs avantageusement simple, et son fonctionnement ne nécessite pas de source d’électricité (ce qui le rend notamment compatible avec des environnements humides, comme celui d’une salle de bain). Outre les caractéristiques présentées plus haut, le dispositif conforme à l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : la coupelle ferme hermétiquement le récipient, lorsqu’elle est en position d’usage sur le récipient ; on évite ainsi que de la vapeur d’eau, dégagée par le volume d’eau chaude contenue dans le récipient, ne s’échappe du dispositif, l’essentiel de cette vapeur servant ainsi à chauffer le fond de la coupelle ; on notera que dans le dispositif selon l’invention, la diffusion de la substance odorante dans l’air n’est pas nécessairement réalisée par entrainement à la vapeur ; le récipient comprend un fond et une ou des parois latérales qui délimitent un volume intérieur du récipient, destiné à recevoir l’eau chaude, et dans lequel les parois latérales sont isolantes thermiquement, avec de préférence une conductance thermique par unité de surface inférieure à 10 W par mètre carré et par degré, voire inférieure à 3 W par mètre carré et par degré ; l’essentiel de la chaleur dégagée par le volume d’eau chaude contenu dans le récipient sert ainsi à chauffer le fond de la coupelle, plutôt que d’être évacué par la ou les parois latérales du récipient; la paroi latérale du récipient est une paroi double comprenant une paroi intérieure et une paroi extérieure, minces, et, entre la paroi intérieure et la paroi extérieure, de l’air, ou un gaz neutre (comme du diazote ou de l’argon), ou un vide modéré (correspondant par exemple à une pression de l’ordre de 0,1 atmosphère), ou un matériau thermiquement isolant (c’est-à-dire ayant une conductivité thermique inférieure à 0,1 W par mètre et par degré) tel qu’un bourrage de laine, ou du polystyrène expansé ; ce système de paroi double permet une fabrication relativement commode, par exemple dans un seul matériau, et permet d’obtenir un récipient d’apparence extérieure homogène, et dont la paroi extérieure est robuste ; le récipient est réalisé en céramique, ou en verre ; le volume intérieur du récipient est supérieur à un décilitre ; la coupelle comprend des moyens de préhension, qui font saillie verticalement et/ou latéralement par rapport au récipient lorsque la coupelle est en position d’usage sur le récipient ; cela permet à un opérateur d’attraper aisément la coupelle pour la retirer du récipient ; la coupelle présente, en partie supérieure, une collerette qui fait le tour de la coupelle ; lorsque la coupelle est en position d’usage sur la récipient, une surface externe de la collerette de la coupelle s’étendant dans le prolongement d’une surface externe du récipient, mais avec un (léger) décrochement entre la surface externe du récipient et la surface externe de la collerette ; ce décrochement permet à un utilisateur, en plaçant ses doigts en dessous, de soulever aisément la coupelle pour la retirer du récipient ; les moyens de préhension mentionnés plus haut correspondent alors à ce décrochement, ou, autrement dit, au bord inférieur de la collerette ; cet agencement permet une préhension aisée de la collerette tout en conservant un caractère globalement lisse et homogène pour le dispositif ; le ou les morceaux de cire ou de paraffine sont réalisés sous la forme de palets d’épaisseur inférieure à 8 millimètres, voire inférieure à 6 millimètres ; le ou les morceaux de cire ou de paraffine sont réalisés sous la forme de copeaux. Un autre aspect de l’invention concerne un procédé pour diffuser une substance odorante dans l’air, mis en œuvre au moyen d’un dispositif tel que décrit ci-dessus, le procédé comprenant les étapes suivantes : remplir partiellement le récipient d’eau chaude, à une température au moins supérieure à 80 degrés Celsius, puis placer la coupelle en position d’usage sur le récipient, et, avant ou après avoir placé la coupelle sur le e, disposer le ou les morceau de cire ou de paraffine dans la coupelle. Une fois le récipient rempli et la coupelle en position d’usage, l’eau peut éventuellement venir affleurer le fond de la coupelle, ou être située plus bas, un espace restant alors libre entre la surface de l’eau et le fond de la coupelle. L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention. La représente un dispositif selon un premier mode de réalisation de l’invention, vue en coupe et de côté, la coupelle du dispositif étant en position d’usage sur le récipient. La montre le récipient et la coupelle du dispositif de la , en perspective. La montre le récipient du dispositif de la , en perspective, sans la coupelle. La montre le récipient du dispositif de la , en perspective, avec la coupelle en position d’usage sur le récipient. La représente schématiquement un dispositif selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, en perspective. La représente schématiquement la coupelle du dispositif de la , en perspective. DESCRIPTION DETAILLEE Un premier et un deuxième mode de réalisation d’un dispositif 1 ; 1’ pour faire diffuser une substance odorante dans l’air, mettant en œuvre les enseignements de l’invention sont représentées sur les figures 1 et 5 respectivement. Dans ces deux modes de réalisation, le dispositif 1 ; 1’ comprend : un récipient 2 ; 2’, destiné à contenir de l’eau chaude 5 de température au moins supérieure à 80 degrés Celsius, ouvert en partie supérieure, une coupelle 3 ; 3’ amovible qui, en position d’usage, repose au moins en partie sur un bord supérieur 21 du récipient et obture au moins partiellement l’ouverture 22 du récipient, et dans la coupelle 3 ; 3’, un ou plusieurs morceaux de cire ou de paraffine 4 ; 4’ dans lequel, ou dans lesquels est incorporée la substance odorante à diffuser. Cette ouverture 22 est l’ouverture unique, ou tout au moins l’ouverture principale du récipient 2 ; 2’, par laquelle la vapeur d’eau dégagée par l’eau chaude est susceptible de sortir. Cette ouverture 22 est délimitée par le bord supérieur 21 sur lequel repose la coupelle 3 ; 3’. Dans les deux modes de réalisation représentés, la coupelle 3 ; 3’ ferme hermétiquement cette ouverture, c’est à dire de manière essentiellement étanche à la vapeur d’eau, lorsqu’elle est en position d’usage sur le récipient 2 ; 2’. La coupelle 3 ; 3’ comprend un fond 31 ; 31’ et une ou des parois latérales 32 ; 32’ qui, avec le fond, délimitent une cuvette destinée à recevoir le ou les morceaux de cire ou de paraffine 4 ; 4’. Dans le premier mode de réalisation (figures 1 à 4), la coupelle 3 est réalisée en céramique, et a une épaisseur e3 comprise typiquement entre 1 et 5 mm, ici de 3 mm. Tandis que dans le deuxième mode de réalisation (figures 5 et 6), la coupelle 3’ est réalisée en métal, par exemple en acier ou en aluminium embouti. Quoiqu’il en soit, le fond 31 ; 31’ de la coupelle a une résistance thermique relativement faible. Ainsi, même dans le premier mode de réalisation, la conductance thermique par unité de surface du fond 31 est supérieure à 100 (et même à 200) Watts par mètre carrés et par degré. Cela permet un chauffage efficace de la cire ou paraffine contenue dans la coupelle, par la vapeur d’eau qui vient en contact avec la face inférieure du fond 31 ; 31’ de la coupelle. Dans les deux modes de réalisation représentés schématiquement sur les figures, la substance odorante est contenue dans un morceau de cire ou de paraffine qui forme un palet, ayant une épaisseur ep inférieure à 8 mm, et même inférieure à 6 mm. Cette épaisseur réduite permet au palet 4 ; 4’ de fondre rapidement, une fois l’eau chaude versée dans le récipient et la coupelle en position sur celui-ci. En l’occurrence, le palet 4 ; 4’ s’étend ici sur la majeure partie, voire sur la totalité de la surface du fond 31 ;31’ de la coupelle. En variante, plusieurs palets de plus petite surface, ou des copeaux de cire ou de paraffine pourraient être employés. Des billes ou des fragments de cire ou de paraffine, de petite taille (typiquement, de l’ordre du mm, par exemple d’épaisseur ou de diamètre inférieur à 2 ou 3 mm) pourraient aussi être employées. Le palet peut être coulé directement dans la coupelle, la coupelle munie du palet formant alors un tout, et constituant une sorte de consommable, remplacé dans son ensemble lors d’une nouvelle utilisation du dispositif (quitte bien sûr à ce que ce consommable soit reconditionné ou recyclé après utilisation). La structure du récipient 2 et de la coupelle 3 du premier mode de réalisation sont maintenant décrits plus en détail. Le récipient 2 comprend un fond 23 et des parois latérales 24. Ici, les parois latérales 24 sont des parois doubles : elles comprennent chacune une paroi intérieure 240 et une paroi extérieure 241, minces, et, entre la paroi intérieure 240 et la paroi extérieure 241, une lame d’air 242 qui a une épaisseur moyenne de plusieurs mm (par exemple supérieure à 5mm, ou même à 10mm). Ici, les parois intérieures 240 et extérieures 241 se raccordent l’une à l’autre en partie supérieure et forment ainsi un voile en céramique d’un seul tenant (en quelque sorte replié sur lui-même), dont l’épaisseur e2 est comprise entre 1 et 5 mm, par exemple égale à 3mm. Cette coque double qui forme l’enveloppe du récipient est ouverte en partie inférieure. Autrement dit, le volume d’air situé entre les parois intérieures 240 et extérieures 241, et qui sert d’isolant thermique, est ouvert sur l’extérieur, en l’occurrence au niveau de la surface d’appui du récipient (surface inférieure du récipient, en contact avec le support, par exemple la table, sur lequel repose le récipient). En variante, cette coque double pourrait toutefois être entièrement fermée, ou obturée par un bouchon. Le fond 23 du récipient 2 et la surface intérieure Sint de ses parois latérales 24 (c’est-à-dire, ici, la surface intérieure des parois intérieures 240 du récipient) délimitent un volume intérieur V, destiné à recevoir l’eau chaude. Ce volume V s’étend du fond 23 du récipient jusqu’à une ouverture supérieure 22 du récipient. Cette ouverture est délimitée par le bord supérieur 21 du récipient (voir les figures 2 et 3). Ici, le bord supérieur 21 désigne l’extrémité supérieure, libre, du récipient. Mais il pourrait être défini différemment (à une autre hauteur), et correspondre par exemple à l’arrête 25 située à la jonction entre une partie inférieure verticale et une partie supérieure inclinée des parois intérieures 240 (voir la ). Quoi qu’il en soit, le long de ce bord supérieure 21, la coupelle 3 est en contact avec le récipient 2 et obture ainsi en partie, en même totalement, ici, l’ouverture 22 délimitée par ce bord 21. Ici, la coupelle 3 est en contact avec le récipient 2 tout le long du bord supérieur 21 du récipient, c’est-à-dire sur tout le périmètre de l’ouverture 22. La coupelle 3 est conformée par ailleurs de manière à s’emboiter dans le récipient 2 : la partie de la coupelle 3 qui est insérée dans le récipient (à travers son ouverture 22) épouse les parois intérieures 240 du récipient, ce qui permet de maintenir en position la coupelle, en empêchant des déplacements latéraux indésirables. Comme on peut le voir sur la , les parois latérales 32 de la coupelle 3 se prolongent, en partie supérieure, par une collerette 34. Cette collerette 34 s’étend à partir de l’extrémité supérieure des parois latérales 32 de la coupelle 3, vers le bas, en formant une jupe, en quelque sorte en retour vers le bas. La collerette 34 s’étend sur tout le tour de la coupelle. Lorsque la coupelle 3 est en position d’usage sur la récipient 2, une surface externe Sext,c de cette collerette s’étend dans le prolongement d’une surface externe Sext,v du récipient 2 (surface externe des parois externes 241, ici), mais avec un léger décrochement entre la surface externe Sext,v du récipient et la surface externe Sext,c de la collerette. Ce décrochement est par exemple compris entre 0,5 mm et quelques mm. Il est constitué ici par le bord inférieur 35 de la collerette 34, et forme un moyen de préhension permettant de facilement retirer la coupelle du récipient. Comme déjà indiqué, les figures 5 et 6 montrent le deuxième mode de réalisation du dispositif 1’. Dans ce deuxième mode de réalisation, le récipient 2’ est comparable à un corps de théière, mais sans bec verseur. Il peut par exemple être réalisé en fonte, et être muni d’une poignée de transport 6’. Dans ce deuxième mode de réalisation, les parois du récipient sont moins isolantes thermiquement que dans le premier mode de réalisation. Mais le volume important d’eau chaude pouvant être contenu dans le récipient vient compenser les pertes thermiques au niveau des parois latérales. Les parois latérales 32’ de la coupelle 3’ se prolongent, en partie supérieure, par une bordure 33’ qui s’étend en porte-à-faux par rapport à la coupelle 3’, ici sur toute sa périphérie. Lorsque la coupelle 3’ est mise en place sur le récipient 2’, cette bordure 33’ vient s’appuyer sur le bord supérieur du récipient 2’, qui délimite l’ouverture du récipient. Le dispositif 1’ comprend également une cale 7’, qui forme une sorte d’anneau qui épouse le contour de l’ouverture du récipient 2’ (et qui peut donc suivre un contour elliptique, circulaire ou encore rectangulaire, selon la forme de cette ouverture). Cette cale 7’ vient peser sur la bordure 33’ de la coupelle pour la maintenir en place, contre le récipient. Un rebord ou une gorge peut être présente sur la cale 7’ ou sur le récipient, ce rebord ou cette gorge permettant d’éviter que la cale ne bouge latéralement, par rapport au récipient. On notera que différentes caractéristiques du deuxième mode de réalisation peuvent être appliquées au premier mode de réalisation, et réciproquement. Ainsi, dans le premier mode de réalisation, la coupelle pourrait par exemple être réalisée dans une mince feuille de métal emboutie, au lieu d’être réalisée en céramique. Dispositif (1 ; 1’) pour faire diffuser une substance odorante dans l’air, le dispositif comprenant : un récipient (2 ; 2’), destiné à contenir de l’eau chaude (5) de température au moins supérieure à 80 degrés Celsius, ouvert en partie supérieure, une coupelle (3 ; 3’) amovible qui, en position d’usage, repose au moins en partie sur un bord supérieur (21) du récipient et obture au moins partiellement l’ouverture (22) du récipient, et dans la coupelle (3 ; 3’), un ou plusieurs morceaux de cire ou de paraffine (4 ; 4’) dans lequel, ou dans lesquels est incorporée la substance odorante à diffuser. Dispositif (1 ; 1’) selon la revendication 1, dans lequel la coupelle (3 ; 3’) ferme hermétiquement le récipient (2 ; 2’), lorsqu’elle est en position d’usage sur le récipient (2 ; 2’). Dispositif (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le récipient (2) comprend un fond (23) et une ou des parois latérales (24) qui délimitent un volume intérieur (V) du récipient, destiné à recevoir l’eau chaude (5), et dans lequel les parois latérales (24) sont isolantes thermiquement, avec de préférence une conductance thermique par unité de surface inférieure à 10 W par mètre carré et par degré. Dispositif (1) selon la revendication précédente, dans lequel chaque paroi latérale (24) du récipient est une paroi double comprenant une paroi intérieure (240) et une paroi extérieure (241), minces, et, entre la paroi intérieure et la paroi extérieure, de l’air (242), ou un gaz neutre, ou un vide modéré, ou un matériau thermiquement isolant. Dispositif (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le récipient (2) est réalisé en céramique, ou en verre. Dispositif (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la coupelle (3) présente, en partie supérieure, une collerette (34) qui fait le tour de la coupelle et dans lequel, lorsque la coupelle (3) est en position d’usage sur la récipient (2), une surface externe (S ext,c ) de la collerette (34) de la coupelle s’étend dans le prolongement d’une surface externe (S ext,v ) du récipient (2), avec un léger décrochement (35) entre la surface externe (S ext,v ) du récipient et la surface externe (S ext,c ) de la collerette. Procédé pour faire diffuser une substance odorante dans l’air, mis en œuvre au moyen d’un dispositif (1 ; 1’) selon l’une quelconque des revendications précédentes, le procédé comprenant les étapes suivantes : remplir partiellement le récipient (2 : 2’) d’eau chaude (5), à une température au moins supérieure à 80 degrés Celsius, puis placer la coupelle (3 ; 3’) en position d’usage sur le récipient, et, avant ou après avoir placé la coupelle sur le récipient, disposer le ou les morceau de cire ou de paraffine (4 ; 4’) dans la coupelle (3 ; 3’).