Brevet FR3136174A1 — publié le 20231208

L’invention concerne un robot de désinfection (10) d’un espace clos (100) par irradiations UV, le robot de désinfection (10) comprenant une source d’irradiations UV (11) configurée pour diffuser des radiations UV dans plusieurs directions autour du robot de désinfection (10). Selon l’invention, le robot de désinfection comporte : - un module de mesure (15) configuré pour mesurer la distance entre la source d’irradiations UV (11) et au moins une paroi (101) de l’espace clos (100), et - une unité de pilotage (16) qui est configurée, d’une part, pour estimer le temps de traitement de l’espace clos (100) aux radiations UV afin d’atteindre une dose d’irradiations UV définie, le temps de traitement étant estimé en fonction d’au moins une mesure de distance effectuée par le module de mesure (15), et d’autre part, pour contrôler la diffusion de radiations UV selon le temps de traitement estimé. L’invention se rapporte également à un procédé de désinfection d’un espace clos. Figure pour l’abrégé : Fig.1] Désinfection par irradiations UV d’un espace clos L'invention concerne un robot et un procédé de désinfection par irradiations aux ultraviolets ou irradiations UV d’un espace clos. En particulier, l’invention utilise des irradiations UV-C pour désinfecter un espace clos tel qu’une pièce, ou un bâtiment constitué de plusieurs pièces. Le processus de désinfection par exposition aux irradiations ultraviolet ou UV est connu depuis 1878, les premières expérimentations à grande échelle pour traiter l’eau de consommation courante ont été réalisées en 1905 à Marseille, France, néanmoins, la faible fiabilité du matériel de l’époque a écourté l’expérience. En 1955, l’Autriche et la Suisse expérimentent à leur tour le traitement de l’eau aux irradiations UV. Cette fois-ci les expérimentations sont concluantes et entrainent le développement de l’utilisation des irradiations UV pour traiter l’eau sur le territoire européen où l’on dénombrait en 1985 plus de 1500 centres de traitement des eaux utilisant cette technologie. En 1998, on découvre la sensibilité aux irradiations UV de certains protozoaires des organismes-unicellulaires parmi lesquels on peut compter la toxoplasmose. Cette découverte permet la démocratisation de la désinfection aux irradiations UVC qui gagne alors les Etats-Unis d’Amérique. Les rayons UV ou irradiations UV sont connus pour avoir des propriétés d’inactivation des microorganismes tels que les bactéries, les virus et les protozoaires. En effet, les radiations UV, et en particulier les radiations UV-C qui sont les plus énergétiques, sont connues pour détériorer le génome des organismes qu’elles irradient. L'accumulation de dommages tels que l'apparition de dimères de pyrimidines au sein des chaines nucléotidiques de l’ADN entrainent la mort des microorganismes. C’est pourquoi les irradiations UV-C sont aujourd’hui utilisées pour la désinfection des liquides, des surfaces ou encore des gaz tels que l’air dans de nombreux domaines techniques comme l’industrie, la médecine, la recherche scientifique, l’industrie agro-alimentaire, le traitement des eaux etc. Cependant, l’efficacité du traitement dépend de plusieurs paramètres tels que l’intensité des irradiations UV-C, la durée d’exposition aux irradiations UV-C, la fréquence des rayons UV-C, ou encore la présence de particules susceptibles de bloquer l’action des UV-C, la résistance intrinsèque de chaque microorganisme aux irradiations UV-C appelée photorésistance, mais aussi la distance des microorganismes par rapport à la source d’irradiations. La détermination de la durée d’exposition est une des problématiques de l’utilisation des irradiations aux UV pour désinfecter un espace clos tel qu’une pièce. En premier lieu, la dose d’irradiations est déterminée par le type de germes que l’on souhaite détruire mais aussi le niveau de décontamination que l’on souhaite obtenir. La dose d’irradiations s’exprime en joule par mètre carré (J/m²). Par exemple, pour obtenir une destruction de 90% du SARS-CoV-2 ou Covid-19 il est nécessaire d’appliquer en moyenne une dose de 27 J/m² alors que la destruction du staphylocoque doré ( Staphylococcus aureus ) nécessite une dose 26 J/m². Il est à noter que l’élimination de 90% des germes est considérée comme une décontamination de Log 1 qui est encore appelée la dose D 90 . En second lieu on prend en considération la puissance ou l’intensité lumineuse de la lampe UV qui s’exprime généralement en Watts/m² et enfin le volume de la pièce. L’exposition aux irradiations UV-C est également néfaste pour les humains, elle peut provoquer des brûlures sur la peau qui correspondent à des érythèmes semblables à des coups de soleil, mais aussi des lésions aux yeux telles que la photokératite qui est une inflammation de la cornée due à une exposition prolongée aux irradiations UV, ou encore la photo-conjonctivite qui correspond quant à elle une inflammation de la conjonctive également due à une exposition prolongée aux irradiations UV. Par conséquent, il convient de prendre toutes les précautions nécessaires afin d’éviter qu’un opérateur ne soit exposé de manière prolongée aux rayonnements UV d’un système de décontamination d’un espace clos. Il est à noter que la dose d’irradiations UV autorisée pour un sujet humain est définie à l’internationale par la norme ISO 15-858. Considérant cela, les solutions de stérilisation des espaces clos existantes sur le marché proposent des lampes UV qui rayonnent à 360° et sont équipées d’une horloge ou « timer » qui permet de paramétrer la durée d’émission de la pièce. Cette durée est rentrée la plupart du temps manuellement par l’opérateur avant que ce dernier ne quitte la pièce. Malheureusement, ce type de solutions ne permet pas d’obtenir un niveau de désinfection fiable et peut dans certains exposer l’opérateur aux irradiations de la lampe UV. Le document EP 2 696 902 propose quant à lui d’équiper la pièce à désinfecter de capteurs de radiations ultraviolettes mais aussi la porte et les huisseries de la pièce de capteur d’ouverture afin de stopper l’irradiation en cas d’ouverture de la porte ou d’une huisserie. En pratique, à l’aide d’un ordinateur relié à chaque capteur et à la lampe UV, il est possible de contrôler la dose d’irradiations que reçoit chaque capteur UV. L’opérateur peut alors déplacer manuellement la lampe à UV afin que chaque capteur UV reçoive la dose d’irradiation qui a été préalablement déterminée. Ce document permet de contrôler approximativement la dose d’irradiations nécessaire pour désinfecter la pièce au travers de chacun de ces capteurs. Néanmoins, ce système implique d’équiper chaque pièce d’un nombre important de capteurs UV afin de fournir des résultats fiables. Ainsi, cette solution n’est pas adaptée pour désinfecter des établissements publics tels qu’une école, un établissement de santé (hôpital, maison de retraite etc.), un centre des congrès, ou encore des véhicules de transport public tels qu’un bus, une rame de métro, de train ou de tramway, un avion, un navire de passager, etc. Ce système n’est pas adapté à ce type d’établissement ou de transport public dans la mesure où il implique de forts investissements pour équiper notamment de capteurs chaque pièce qui est susceptible d’accueillir du public. L’invention vise à pallier tout ou partie de ces inconvénients. En particulier, l’invention vise à fournir une solution technique permettant de déterminer de manière plus précise le temps d’exposition d’un espace clos aux irradiations UV pour obtenir une dose d’irradiations UV définie. L’invention a notamment pour objectif de fournir une solution technique qui détermine de manière autonome la durée d’exposition de l’espace clos. L’invention vise également à fournir une solution qui permette de réduire l’exposition de l’opérateur aux irradiations UV. Plus particulièrement, l’invention a également pour but de contrôler de manière fiable la dose d’irradiations reçue par l’ensemble des points de l’espace clos. A cet effet, l’invention concerne un robot de désinfection d’un espace clos par irradiations UV, le robot comprenant une source d’irradiations UV configurée pour diffuser des radiations UV dans plusieurs directions autour du robot de désinfection. Le robot de désinfection de l’invention se caractérise en ce qu’il comporte : un module de mesure configuré pour mesurer la distance entre la source d’irradiations UV et au moins une paroi de l’espace clos, et une unité de pilotage qui est configurée, d’une part, pour estimer le temps de traitement de l’espace clos aux radiations UV afin d’atteindre une dose d’irradiations UV définie, le temps de traitement étant estimé en fonction d’au moins une mesure de distance effectuée par le module de mesure, et d’autre part, pour contrôler la diffusion des radiations UV selon le temps de traitement estimé. Le robot de désinfection selon l’invention permet ainsi d’estimer de manière autonome le temps de traitement à l’aide du module de mesure et de l’unité de pilotage, l’unité de pilotage commande ensuite le fonctionnement de la source d’irradiations en fonction du temps de traitement estimé. Ainsi, il est possible d’estimer sans intervention humaine le temps de traitement de l’espace clos et de procéder au traitement sans mettre en danger la santé d’un opérateur. De plus, le robot de désinfection peut désinfecter un espace clos qui n’est pas cartographié ou modélisé au préalable. L’invention permet ainsi de gagner en flexibilité d’utilisation et ainsi d’opérer aisément la désinfection de sites publics tels qu’une école, un établissement de santé (hôpital, maison de retraite etc), un centre des congrès, ou encore des véhicules de transport public tels qu’un bus, une rame de métro, de train ou de tramway, un avion, un navire de passage. Dans des modes de réalisation de l’invention, le robot de désinfection peut comporter des moyens de déplacement configurés pour déplacer le robot de désinfection, de préférence, les moyens de déplacement comportent des moyens moteurs. Les moyens de déplacement permettent de déplacer le robot au sein d’espace clos et ainsi d’optimiser le temps de traitement de cet espace clos. Il est également possible de traiter un espace clos constitué d’un bâtiment comportant un grand nombre de pièces. Dans des modes de réalisation de l’invention, le module de mesure peut comporter au moins un émetteur d’un signal électromagnétique et un récepteur configuré pour mesurer le temps de vol du signal électromagnétique diffusé par ledit émetteur. L’émetteur récepteur de type TOF (« time of flight ») ou temps de vol permet de mesurer les distances entre la source d’irradiations et les parois de l’espace clos. En particulier, le module de mesure peut aussi comporter un émetteur/récepteur électromagnétique configuré pour mesurer la hauteur sous plafond de l’espace clos. Cet émetteur/récepteur vertical permet de déterminer le point le plus éloigné de la source d’irradiations améliorant de ce fait l’estimation du temps de traitement de l’espace clos. Dans des modes de réalisation de l’invention, le robot de désinfection peut comporter un module de modélisation qui est configuré pour modéliser le volume de l’espace clos à partir d’au moins deux distances mesurées entre la source d’irradiations UV et les parois de l’espace clos. Le module de modélisation permet de déterminer les dimensions et la forme géométrique de l’espace clos en vue d’optimiser l’estimation du temps de traitement et aussi de réaliser le suivi du traitement UV appliqué à l’espace clos. Dans des modes de réalisation de l’invention, le robot de désinfection peut comporter des moyens de localisation et/ou des moyens de communication à distance au travers d’un réseau de télécommunication. Le robot peut ainsi être paramétré à distance notamment pour la dose d’irradiations que l’on souhaite appliquer à l’espace clos par exemple pour éliminer un type déterminé de microorganismes. Dans des modes de réalisation de l’invention, le module de mesure peut comporter des moyens de balayage à 360° qui permettent de mesurer la distance entre la source d’irradiations UV et une ou plusieurs parois de l’espace clos. Les moyens de balayages permettent d’optimiser la modélisation de l’espace clos et par conséquent d’améliorer l’estimation du temps de traitement mais aussi le suivi du procédé de désinfection. D’ailleurs, la présente invention concerne également un procédé de désinfection d’un espace clos par irradiations UV. En particulier, le procédé est mis en œuvre par un robot de désinfection qui est équipé d’une source d’irradiations UV, d’un module de mesure et d’une unité de pilotage. Selon l’invention, le procédé de désinfection se caractérise en ce qu’il comporte les étapes suivantes : définir la distance entre la source d’irradiations UV et au moins un point d’une paroi de l’espace clos, la distance étant définie à l’aide du module de mesure ou par intégration des mesures de l’espace clos, estimer le temps de traitement de l’espace clos afin d’obtenir en tous points de l’espace clos une dose d’irradiations définie, le temps de traitement étant estimé par l’unité de pilotage en fonction d’au moins une mesure de distance entre la source d’irradiations et au moins un point de l’espace clos qui est de préférence identifié comme étant le plus éloigné par rapport à la source d’irradiations, et irradier l’espace clos à l’aide de la source d’irradiations selon le temps de traitement estimé. Le procédé de désinfection selon l’invention estime de manière autonome le temps de traitement en fonction d’au moins un point de l’espace clos, par exemple, le point le plus éloigné par rapport à la source d’irradiations. L’estimation du temps de traitement est alors opérée par le robot de façon autonome et sans intervention humaine. L’invention permet de désinfecter de manière précise des espaces clos qui n’ont pas été cartographiés ou modélisés au préalable. Dans des modes de réalisation de l’invention, le procédé de désinfection peut comporter une étape de détermination de la dose d’irradiations de l’espace clos afin d’atteindre un niveau de désinfection défini. En pratique, la dose d’irradiations est déterminée en fonction du type de microorganismes que l’on souhaite éliminer. Ce paramètre est déterminé en amont du procédé de désinfection par un opérateur à l’aide par exemple d’une interface homme-machine. Dans des modes de réalisation de l’invention, le procédé de désinfection peut comporter une étape de suivi de la dose d’irradiations reçue par chaque point de l’espace clos, le suivi est effectué par incrémentation d’une dose d’irradiations reçue à un instant t par chaque point de l’espace clos en fonction de la distance qui sépare chaque point de la source d’irradiations. L’étape de suivi permet de contrôler la dose d’irradiations reçue par chaque point de l’espace clos et par exemple de détecter si un ou plusieurs points n’ont pas reçu la dose d’irradiations déterminée. Dans des modes de réalisation de l’invention, l’espace clos est modélisé numériquement au moins en deux dimensions pour déterminer dans un modèle numérique de l’espace clos la position du robot de désinfection au sein de l’espace clos. Connaitre la position du robot permet d’optimiser l’estimation du temps de traitement mais aussi le suivi du procédé de désinfection. Dans cette optique, le procédé de désinfection peut comprendre une étape de division de l’espace clos en un nombre déterminé d’unités de surface qui présentent des dimensions définies, l’étape de suivi de la dose d’irradiations incrémentant à l’instant t une dose d’irradiations par unité surface. Dans des modes de réalisation de l’invention, le procédé de désinfection peut comporter les étapes suivantes : déplacer le robot de désinfection au sein de l’espace clos, mesurer la distance entre chaque unité de surface et la source d’irradiations en temps réel au cours du déplacement du robot de désinfection, et incrémenter une dose d’irradiations reçue par chaque unité de surface à un instant t au grès des déplacements du robot de désinfection. Le déplacement du robot permet d’optimiser le temps de traitement de l’espace clos. Il est également possible de désinfecter un espace clos constitué de plusieurs pièces comme un bâtiment public. Le robot recalculera le volume de chaque pièce et le point le plus éloigné à chaque fois qu’il pénètre dans une nouvelle pièce. Dans des modes de réalisation de l’invention, le procédé de désinfection peut comprendre une étape de redirection du robot de désinfection lorsqu’une ou plusieurs unités de surface n’ont pas reçu la dose d’irradiations prédéterminée, le robot de désinfection étant dérouté en direction desdites unités de surface. La redirection du robot permet de réduire le temps de traitement et d’optimiser le traitement de la salle en allant chercher les recoins ou parties de l’espace clos qui ne sont pas exposés aux radiations UV dans la position initiale du robot de désinfection. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : est une représentation schématique d’un robot conforme de l’invention au sein d’un espace clos. est une représentation schématique des capacités de mesure du robot dans un espace tridimensionnel. est une représentation d’une modélisation en deux dimensions de l’espace clos dans lequel la position du robot de désinfection est déterminée selon un repère de coordonnées. est une représentation schématique d’un logigramme illustrant un procédé de désinfection conforme de l’invention. est une représentation schématique d’un logigramme illustrant l’estimation du temps de traitement de l’espace clos qui est intégré au procédé de désinfection de la . Robot de désinfection (10) d’un espace clos (100) par irradiations UV, le robot de désinfection (10) comprenant une source d’irradiations UV (11) configurée pour diffuser des radiations UV dans plusieurs directions autour du robot de désinfection (10), caractérisé en ce qu’il comporte : un module de mesure (15) configuré pour mesurer la distance entre la source d’irradiations UV (11) et au moins une paroi (101) de l’espace clos (100), et une unité de pilotage (16) qui est configurée, d’une part, pour estimer le temps de traitement de l’espace clos (100) aux radiations UV afin d’atteindre une dose d’irradiations UV définie, le temps de traitement étant estimé en fonction d’au moins une mesure de distance effectuée par le module de mesure (15), et d’autre part, pour contrôler la diffusion de radiations UV selon le temps de traitement estimé. Robot de désinfection (10) selon la revendication 1, qui comporte, des moyens de déplacement (18) configurés pour déplacer le robot de désinfection (10), de préférence, les moyens de déplacement (18) comportent des moyens moteurs. Robot de désinfection (10) selon l’une des revendications 1 et 2, dans lequel, le module de mesure (15) comporte au moins un émetteur d’un signal électromagnétique et un récepteur configuré pour mesurer le temps de vol du signal électromagnétique diffusé par ledit émetteur. Robot de désinfection (10) selon la revendication 3, dans lequel, le module de mesure (15) comporte un émetteur/récepteur configuré pour mesurer la hauteur sous plafond (102) de l’espace clos (100). Robot de désinfection (10) selon l’une de revendications 1 à 4, qui comporte, un module de modélisation qui est configuré pour modéliser le volume de l’espace clos (100) à partir d’au moins deux distances mesurées entre la source d’irradiations UV (11) et les parois (101) de l’espace clos (100). Robot de désinfection (10) selon l’une de revendications 1 à 5, qui comporte, des moyens de localisation et/ou des moyens de communication à distance au travers d’un réseau de télécommunication. Robot de désinfection (10) selon l’une de revendications 1 à 6, dans lequel, le module de mesure (15) comporte des moyens de balayage à 360° qui permettent de mesurer la distance entre la source d’irradiation UV (11) et une ou plusieurs parois (101) de l’espace clos (100). Procédé de désinfection (40) d’un espace clos (100) par irradiations UV, le procédé est mis en œuvre par un robot de désinfection qui est équipé d’une source d’irradiations UV, d’un module de mesure et d’une unité de pilotage, caractérisé en ce que le procédé comporte les étapes suivantes : Définir (42) la distance entre la source d’irradiations UV et au moins un point d’une paroi (101) de l’espace clos (100), la distance étant définie à l’aide du module de mesure ou par intégration des mesures de l’espace clos (100), Estimer (43) le temps de traitement de l’espace clos (100) afin d’obtenir en tous points de l’espace clos (100) une dose d’irradiations définie, le temps de traitement étant estimé par l’unité de pilotage en fonction d’au moins une mesure de distance entre la source d’irradiations et au moins un point de l’espace clos (100) qui est, de préférence, identifié comme étant le plus éloigné par rapport à la source d’irradiations, et Irradier (44) l’espace clos (100) à l’aide de la source d’irradiations selon le temps de traitement estimé. Procédé de désinfection (40) selon la revendication 8, qui comporte, une étape de détermination (41) de la dose d’irradiations de l’espace clos (100) afin d’atteindre un niveau de désinfection défini. Procédé de désinfection (40) selon l’une des revendications 8 et 9, qui comporte, une étape de suivi (45) de la dose d’irradiations reçue par chaque point de l’espace clos (100), le suivi est effectué par incrémentation d’une dose d’irradiations reçue à un instant t par chaque point de l’espace clos (100) en fonction de la distance qui sépare chaque point de la source d’irradiations. Procédé de désinfection (40) selon l’une des revendications 8 à 10, dans lequel, l’espace clos (100) est modélisé numériquement au moins en deux dimensions pour déterminer dans un modèle numérique de l’espace clos (100) la position (R) du robot de désinfection au sein de l’espace clos (100). Procédé de désinfection (40) selon les revendications 10 et 11, qui comporte, une étape de division (47) du modèle numérique de l’espace clos (100) en un nombre déterminé d’unités de surface qui présentent des dimensions définies, l’étape de suivi (46) de la dose d’irradiations incrémentant à l’instant t une dose d’irradiations par unité surface. Procédé de désinfection (40) selon l’une des revendications 11 et 12, le procédé comportant : déplacer (48) le robot de désinfection au sein de l’espace clos (100), mesurer (49) la distance entre chaque unité de surface et la source d’irradiations en temps réel au cours du déplacement du robot de désinfection, et incrémenter (50) une dose d’irradiations reçue par chaque unité de surface à un instant t au grès des déplacements du robot de désinfection. Procédé de désinfection (40) selon la revendication 13, qui comprend, une étape de redirection (51) du robot de désinfection lorsqu’une ou plusieurs unités de surface n’ont pas reçu la dose d’irradiations prédéterminée, le robot de désinfection étant dérouté en direction desdites unités de surface.