Brevet FR3129090A1 — publié le 20230519

Dispositif de traitement d’un flux d’air L’invention concerne un dispositif de traitement (1) d’un flux gazeux, par exemple d’air, comprenant un moyen de dispersion d’un liquide (6) sous forme de gouttelettes, de préférence sous forme de micro-gouttelettes, dans ledit flux gazeux à traiter, et un moyen de traitement par ultra-violet configuré pour soumettre ledit flux gazeux à traiter à des rayons UV. Le moyen de traitement par UV est positionné en aval du moyen de dispersion d’un liquide (6) sous forme de gouttelettes, et le moyen de traitement par UV est monté à l’intérieur d’un moyen de séparation liquide-gaz (10) de manière à séparer le liquide présent dans le flux gazeux lorsque le flux gazeux à traiter est soumis aux rayons UV. Figure pour l’abrégé : Fig. 1. Dispositif de traitement d’un flux d’air La présente invention concerne le domaine des dispositifs de traitement d’un gaz, et plus particulièrement le domaine des dispositifs de traitement de l’air par injection de liquide dans le flux gazeux à traiter. Il existe des dispositifs de traitement d’un flux gazeux. Dans de tels dispositifs, tels que décrits par exemple dans les documents FR 2 452 311 ou US 2021/252447, un liquide est introduit dans le flux gazeux, sous forme de gouttelettes, afin de capter les poussières et particules présentes dans le flux gazeux, puis le liquide, avec les poussières et particules captées, est séparé du flux gazeux. Plus précisément, de tels dispositifs font appel à l’enrobage des poussières par le liquide et sont destinés généralement à l’épuration des fumées industrielles qui doivent être débarrassées de leurs poussières nuisibles avant d’être évacuées à l’air libre. Dans de tels dispositifs, de l’eau est pulvérisée à haute pression dans la partie convergente d’un venturi alimenté par le gaz à traiter. Cette pulvérisation permet d’obtenir des gouttelettes très fines dont la probabilité de collision avec les poussières est augmentée grâce aux effets de turbulence engendrés par le venturi. Cependant, de tels dispositifs, destinés au traitement de fumées industrielles notamment, restent encombrants, et pas totalement satisfaisants dans leur efficacité de traitement du flux d’air. Il existe également des dispositifs de traitement de l’air comportant un dispositif de stérilisation configuré pour éliminer des germes pathogènes, notamment à l’aide d’ultra-violets (UV). Un tel dispositif est notamment décrit dans le document WO 2021/148211 et comprend un module UV positionné en amont de l’introduction du liquide dans le flux gazeux. Cependant, et comme pour les documents précédents, un tel dispositif reste encombrant, et ne donne pas entière satisfaction en termes d’efficacité de traitement du flux d’air. Il existe ainsi un besoin pour avoir un dispositif de traitement d’un flux d’air efficace et compact, notamment pour une utilisation dans un espace public, en particulier clos, tel que des espaces intérieurs ou souterrains pour lesquels la place disponible pour un tel dispositif reste réduite. La présente invention vise à résoudre les différents problèmes techniques énoncés précédemment. En particulier la présente invention vise à proposer un dispositif de traitement d’un flux gazeux, en particulier d’un flux d’air, qui est compact et efficace. La présente invention vise également à proposer un dispositif de traitement d’un flux gazeux adapté pour traiter l’air présent dans un espace donné, notamment confiné. Ainsi, selon un aspect, il est proposé un dispositif de traitement d’un flux gazeux, par exemple d’air, comprenant un moyen de dispersion d’un liquide sous forme de gouttelettes, de préférence sous forme de micro-gouttelettes, dans ledit flux gazeux à traiter, et un moyen de traitement par ultra-violet configuré pour soumettre ledit flux gazeux à traiter à des rayons UV. Le moyen de traitement par UV est positionné en aval du moyen de dispersion d’un liquide sous forme de gouttelettes, et le moyen de traitement par UV est monté à l’intérieur d’un moyen de séparation liquide-gaz de manière à séparer le liquide présent dans le flux gazeux lorsque le flux gazeux à traiter est soumis aux rayons UV. Le moyen de séparation liquide-gaz, avec le moyen de traitement par UV intégré, permet d’effectuer simultanément deux opérations de traitement sur le flux gazeux : le flux gazeux est d’une part dissocié du liquide qu’il contient, notamment par centrifugation, et d’autre part traité par rayonnement UV pour détruire certains agents pathogènes, notamment des germes pathogènes. Le moyen de séparation liquide-gaz permet donc de rendre plus compact le dispositif de traitement de l’air. Par ailleurs, la combinaison de la séparation liquide-gaz peut nécessiter un temps de présence relativement long du flux gazeux dans le moyen de séparation liquide-gaz, permettant une action d’autant plus efficace du moyen de traitement par UV. Enfin, de tels moyens combinés interviennent en fin du procédé de traitement du flux gazeux, c’est-à-dire après le traitement par dispersion de gouttelettes liquides dans le flux gazeux, et juste avant le relâchement du flux gazeux traité à l’extérieur du dispositif de traitement. Le rayonnement UV est donc utilisé pour tuer uniquement les micro-organismes restant dans le flux gazeux, et non tous ceux présents dans le flux gazeux entrant dans le dispositif de traitement selon l’invention. Préférentiellement, le moyen de séparation liquide-gaz est configuré pour séparer le liquide contenu dans le flux gazeux par centrifugation, et le moyen de traitement par UV est positionné au milieu de la trajectoire parcourue par le flux gazeux à traiter dans le moyen de séparation liquide-gaz. La séparation par centrifugation permet de faire effectuer au flux gazeux avec gouttelettes de liquide, un trajet plus long au cours duquel a lieu la séparation entre le liquide et le gaz. Un tel trajet rallongé permet notamment d’allonger la durée d’exposition au rayonnement UV émis par le moyen de traitement UV positionné au milieu d’un tel trajet rallongé. Préférentiellement, le moyen de séparation liquide-gaz est configuré pour guider le flux gazeux à traiter selon une trajectoire hélicoïdale, par exemple selon une hélice cylindrique ou selon une hélice conique, et le moyen de traitement par UV est positionné selon l’axe de ladite trajectoire hélicoïdale. La trajectoire hélicoïdale du flux gazeux avec gouttelettes de liquide permet une séparation dite « cyclone » dans laquelle les fluides à séparer sont entraînés selon une trajectoire en hélice similaire à un tourbillon au cours de laquelle la force centrifuge s’appliquant sur les différents fluides présents conduit à une séparation des fluides en question selon leur masse volumique, ou densité. On obtient donc non seulement une séparation efficace du liquide présent dans le gaz, mais également une durée plus longue d’exposition du gaz au rayonnement UV. Préférentiellement, le moyen de séparation liquide-gaz est orienté sensiblement verticalement, avec l’entrée du flux gazeux à traiter en bas, et la sortie en haut. L’orientation verticale du moyen de séparation liquide-gaz permet de récupérer directement et facilement le liquide en bas du moyen de séparation. Préférentiellement, le moyen de dispersion d’un liquide comprend un rétrécissement formant venturi, et une buse d’introduction du liquide disposée dans ou à proximité du rétrécissement formant venturi, par exemple une bague avec un ou plusieurs orifices d’introduction centripète d’un liquide, montée dans le rétrécissement formant venturi. Le moyen de dispersion d’un liquide peut être un Venturi, c’est-à-dire un rétrécissement de la section de circulation du flux gazeux de manière à obtenir une vitesse plus élevée et une pression plus faible. Il est alors possible d’y injecter un liquide pour former des gouttelettes, voire micro-gouttelettes, dans le flux gazeux. En particulier, l’injection d’un liquide dans le flux gazeux permet de collecter, au sein du liquide, les particules et poussières présentes dans le flux gazeux. Par ailleurs, l’injection de gouttelettes, voire de micro-gouttelettes, permet d’augmenter la surface spécifique de contact entre le liquide et le gaz, dans le flux gazeux, et donc d’augmenter les possibilités de captation desdites particules ou poussières. Préférentiellement, le moyen de dispersion d’un liquide est orienté sensiblement verticalement, avec l’entrée du flux gazeux à traiter en haut et la sortie en bas. L’orientation verticale, vers le bas, du moyen de dispersion, notamment en combinaison avec l’orientation verticale, vers le haut, du moyen de séparation, permet de faire parcourir au flux gazeux à traiter un trajet en U au milieu duquel on peut prévoir un seul et même moyen de récupération du liquide. Un tel parcours en U vertical conduit ainsi à réduire l’encombrement du dispositif de traitement de l’air, en mutualisant certains éléments communs utilisés à différents moments du traitement. Préférentiellement, le dispositif de traitement comprend un moyen de collecte et de stockage du liquide à disperser dans le flux gazeux à traiter et/ou séparé du flux gazeux à traiter, le moyen de collecte et de stockage comportant par exemple une partie inférieure avec le liquide, en communication avec une partie supérieure avec de l’air, le moyen de collecte et de stockage, par exemple la partie supérieure, étant positionné en aval du moyen de dispersion et en amont du moyen de séparation. Préférentiellement, le trajet parcouru par le flux d’air dans le dispositif de traitement présente une forme générale de U, avec le moyen de collecte et de stockage se trouvant dans la partie inférieure du U, et le moyen de dispersion et le moyen de séparation formant, chacun, une branche du U. Une telle configuration permet d’améliorer la récupération du liquide par le moyen de collecte et de stockage, notamment par gravité. En particulier, le moyen de collecte et de stockage peut récupérer par gravité le liquide provenant du moyen de dispersion d’un liquide et du moyen de séparation liquide-gaz. Préférentiellement, le liquide dispersé sous forme de gouttelettes comprend des micro-organismes, de préférence des micro-algues. Afin de limiter l’encombrement du dispositif de traitement de l’air, le liquide utilisé pour venir capter les poussières et particules présentes dans le flux gazeux, est le même que le liquide pour traiter lesdites particules et poussières ainsi captées. Plus précisément, le dispositif de traitement de l’air vient directement utiliser le liquide avec des microorganismes pour alimenter le moyen de dispersion d’un liquide dans le flux gazeux. Une fois séparées, ces gouttelettes de liquide comprenant des micro-organismes, des poussières et des particules, sont alors réacheminées vers le bac de culture où se trouve le reste du liquide avec micro-organismes, pour venir traiter, avec une durée de traitement plus longue, lesdites poussières et particules. Il n’y a donc pas d’effet de dilution du liquide comprenant des microorganismes, par ajout continu de gouttelettes d’eau. De plus, il y a une optimisation des moyens utilisés dans le dispositif de traitement de l’air et de son encombrement, par utilisation du même liquide à différentes étapes de traitement du flux gazeux. Préférentiellement, le liquide dispersé sous forme de gouttelettes comprend des micro-algues, et le moyen de collecte et de stockage comporte des moyens de développement des micro-algues, de préférence des moyens d’éclairage. Afin de favoriser la formation et la prolifération des microorganismes, le moyen de collecte et de stockage peut comprendre des moyens d’éclairage, de préférence disposés verticalement et répartis dans le liquide de développement des microorganismes. Préférentiellement, les moyens d’éclairage sont positionnés sensiblement verticalement dans le liquide, et le moyen de collecte et de stockage comporte également des moyens de bullage montés à une extrémité inférieure des moyens d’éclairage et configurés pour faire circuler des bulles d’air le long d’une paroi externe des moyens d’éclairage. Afin de limiter la formation d’un biofilm à la surface des moyens d’éclairage, ce qui pourrait en réduire l’efficacité, et permettre un brassage des micro-organismes, le dispositif de traitement comporte également des moyens de bullage. Préférentiellement, les moyens de bullage comprennent des buses, de préférence coniques, configurées pour libérer un flux sensiblement rectilignes de bulles, de préférence les unes derrière les autres. Selon un aspect, il est également proposé un moyen de bullage. Le moyen de bullage comprend un moyen de montage à une extrémité inférieure d’un moyen d’éclairage, et est configuré pour concentrer et libérer des bulles le long de la paroi extérieure du moyen d’éclairage. Le moyen de bullage peut comprendre une entrée d’air, un moyen de formation de bulles, par exemple un matériau poreux, relié à l’entrée d’air, un bâti avec notamment un moyen de concentration de bulles monté au-dessus du moyen de formation de bulles, et le moyen de montage à un moyen d’éclairage positionné au-dessus du moyen de concentration de bulles. De préférence, le moyen de concentration de bulles présente une forme de tronc de cône dont la section inférieure est configurée pour recevoir le moyen de formation de bulles, et la section supérieure, de taille inférieure à celle de la section inférieure, est configurée pour recevoir le moyen de montage. Le moyen de bullage comprend notamment une ou plusieurs ouvertures, par exemple au-dessus du moyen de concentration de bulles, notamment au niveau du moyen de montage, permettant la libération des bulles le long du moyen d’éclairage. Un tel moyen de bullage permet notamment de former un flux de bulles capables de venir gratter la surface extérieure du moyen d’éclairage, pour enlever ou éviter les dépôts de biofilm sur celle-ci, et pour permettre un brassage des micro-organismes présents dans le liquide. La représente de manière schématique un dispositif de traitement d’un flux d’air selon la présente invention ; La représente une vue en coupe, de côté, d’un moyen de séparation liquide-gaz pour le dispositif de traitement de la ; et La représente une vue éclatée, en perspective, d’un moyen de bullage selon la présente invention. Dispositif de traitement (1) d’un flux gazeux, par exemple d’air, comprenant un moyen de dispersion d’un liquide (6) sous forme de gouttelettes, de préférence sous forme de micro-gouttelettes, dans ledit flux gazeux à traiter, et un moyen de traitement par ultra-violet (28) configuré pour soumettre ledit flux gazeux à traiter à des rayons UV, caractérisé en ce que le moyen de traitement par UV (28) est positionné en aval du moyen de dispersion d’un liquide (6) sous forme de gouttelettes, et en ce que le moyen de traitement par UV (28) est monté à l’intérieur d’un moyen de séparation liquide-gaz (10) de manière à séparer le liquide présent dans le flux gazeux lorsque le flux gazeux à traiter est soumis aux rayons UV. Dispositif de traitement (1) selon la revendication 1, dans lequel le moyen de séparation liquide-gaz (10) est configuré pour séparer le liquide contenu dans le flux gazeux par centrifugation, et dans lequel le moyen de traitement par UV (28) est positionné au milieu de la trajectoire parcourue par le flux gazeux à traiter dans le moyen de séparation liquide-gaz (10). Dispositif de traitement (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le moyen de séparation liquide-gaz (10) est configuré pour guider le flux gazeux à traiter selon une trajectoire hélicoïdale, par exemple selon une hélice cylindrique ou selon une hélice conique, et dans lequel le moyen de traitement par UV (28) est positionné selon l’axe (A) de ladite trajectoire hélicoïdale. Dispositif de traitement (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen de séparation liquide-gaz (10) est orienté sensiblement verticalement, avec l’entrée du flux gazeux à traiter en bas, et la sortie en haut. Dispositif de traitement (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen de dispersion d’un liquide (6) comprend un rétrécissement (18) formant venturi, et une buse d’introduction (20) du liquide disposée dans ou à proximité du rétrécissement (18) formant venturi, par exemple une bague avec un ou plusieurs orifices d’introduction centripète d’un liquide, montée dans le rétrécissement (18) formant venturi. Dispositif de traitement (1) selon la revendication précédente, dans lequel le moyen de dispersion d’un liquide (6) est orienté sensiblement verticalement, avec l’entrée du flux gazeux à traiter en haut et la sortie en bas. Dispositif de traitement (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un moyen de collecte et de stockage (8) du liquide à disperser dans le flux gazeux à traiter et/ou séparé du flux gazeux à traiter, le moyen de collecte et de stockage (8) étant positionné en aval du moyen de dispersion (6) et en amont du moyen de séparation (10). Dispositif de traitement (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le liquide dispersé sous forme de gouttelettes comprend des micro-organismes, de préférence des micro-algues. Dispositif de traitement (1) selon les revendications 7 et 8, dans lequel le liquide dispersé sous forme de gouttelettes comprend des micro-algues, et dans lequel le moyen de collecte et de stockage (8) comporte des moyens de développement des micro-algues, de préférence des moyens d’éclairage (29). Dispositif de traitement (1) selon la revendication précédente, dans lequel les moyens d’éclairage (29) sont positionnés sensiblement verticalement dans le liquide, et dans lequel le moyen de collecte et de stockage (8) comporte également des moyens de bullage (30) montés à une extrémité inférieure des moyens d’éclairage (29) et configurés pour faire circuler des bulles d’air le long d’une paroi externe des moyens d’éclairage (29). Dispositif de traitement (1) selon la revendication précédente, dans lequel les moyens de bullage (30) comprennent des buses (36), de préférence coniques, configurées pour libérer un flux sensiblement rectilignes de bulles, de préférence les unes derrière les autres.