Brevet FR3152219A1 — publié le 20250228

L’invention concerne un dispositif de traitement (10) micro-ondes, ledit dispositif de traitement (10) micro-ondes comprenant : - un module principal (100), qui s’étend d’une base vers une extrémité principale (102) selon un axe d’élongation XX’, le module de génération étant configuré pour émettre un jet plasma dans lequel un champ microonde se propage, par une ouverture (105) disposée en son extrémité principale (102) ; - une grille métallique (500), avantageusement essentiellement plane, d’une étendue S, et couplée au module principal (100) de sorte que lorsque le module principal (100) est en fonctionnement, le jet plasma atteint ladite grille métallique (500) et le rayonnement micro-onde émis par le module principal (100) est absorbé par la grille métallique (500) qui réémet uniformément ledit rayonnement sur ledit rayonnement sur toute son étendue. Figure 1 dispositif de génération d’un rayonnement micro-onde sur une surface de large étendue DOMAINE DE L’INVENTION La présente invention se rapport au domaine des générateurs de micro-ondes notamment combinés à une génération d’un plasma. Plus particulièrement, l’invention concerne un dispositif de génération micro-ondes susceptible d’émettre des micro-ondes sur une surface appréciable. Le dispositif selon la présente invention est notamment destiné au traitement de la peau et des tissus pour des procédures cosmétiques, dermatologiques et thérapeutiques, utilisables sur les animaux et les humains ou sur tout milieu à traiter. ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Les dispositifs générateurs de plasma sont aujourd’hui mis en œuvre dans de nombreux domaines et notamment dans le domaine médical. A cet égard, le document US 11,264,211 B2 divulgue un dispositif de génération d’un plasma froid. Ce dispositif, tel qu’illustré à la FIG. 1 du document US 11,264,211 B2, est pourvu d’un boîtier, de forme cylindrique, et formant un logement débouchant par une ouverture disposée à une extrémité dudit boîtier. Le dispositif comprend également une électrode centrale, de forme généralement allongée et disposée dans le logement. Notamment, l’électrode se termine par une de ses extrémités par une section conique pointue accessible par l’ouverture. Le dispositif comprend, en outre, une entrée d’un gaz susceptible de former un plasma froid dès lors qu’il est soumis à un champ électrique supérieur à un champ dit de claquage. Notamment, le dispositif est configuré pour permettre l’écoulement du gaz de l’entrée jusqu’à la section conique. Enfin, le dispositif comprend des moyens d’activation configurés pour imposer une tension, supérieure à une tension de claquage, de sorte que le champ électrique au voisinage de la pointe de la section conique soit supérieur au champ de claquage. Ainsi, en fonctionnement, le gaz est injecté dans le dispositif par l’entrée et s’écoule en direction de la section conique à laquelle est imposé une tension supérieure à la tension de claquage. A son arrivée au voisinage de la pointe de la section conique, le gaz s’ionise sous l’effet du champ électrique pour former un jet de plasma à travers l’ouverture du logement. Toutefois, l’étendue du jet de plasma est relativement restreinte de sorte que sa mise en œuvre reste limitée au traitement de surfaces réduites. Par ailleurs, la mise en œuvre d’un tel dispositif requiert, à des fins de thermalisation, un débit de gaz relativement important- de sorte que seule une fraction dudit gaz est effectivement transformée, le reste du gaz s’échappant par l’ouverture. Or les gaz susceptibles d’être mis en œuvre pour la formation de plasma présentent un coût financier relativement important qu’il convient de contenir. Ainsi, un but de la présente invention est de proposer un dispositif de génération d’un plasma froid et dont l’étendue est appréciable. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de génération d’un plasma froid et dont la consommation en gaz est optimisée. BREVE DESCRIPTION DE L’INVENTION La présente invention concerne un dispositif de traitement micro-ondes, ledit dispositif de traitement micro-ondes comprenant : - un module principal, qui s’étend d’une base vers une extrémité principale selon un axe d’élongation XX’, le module de génération étant configuré pour émettre des micro-ondes, et un jet plasma, par une ouverture disposée en son extrémité principale ; - une grille métallique, avantageusement essentiellement plane, d’une étendue S, et couplée au module principal de sorte que lorsque le module principal est en fonctionnement, le jet plasma atteint ladite grille métallique et le rayonnement micro-onde émis par le module principal est absorbé par la grille métallique qui réémet uniformément ledit rayonnement sur ledit rayonnement sur toute son étendue. Selon un mode de mise en œuvre, une couche de blindage est en recouvrement d’une face, dite face principale, de la grille métallique, la couche de blindage comprenant une couche diélectrique et une couche métallique, la couche diélectrique étant en recouvrement de la face principale de la grille métallique et la couche métallique étant en recouvrement de la couche diélectrique, la couche métallique et la couche diélectrique comprenant une ouverture par laquelle le module principal est couplé à la grille métallique. Selon un mode de mise en œuvre, ledit dispositif comprend un module de couplage configuré pour coupler le module principal et la grille métallique. Selon un mode de mise en œuvre, le module de couplage comprend une base et un tronçon de couplage, la base présentant une forme annulaire et est surmontée par une de ses faces, dite face supérieure, par le tronçon de couplage, ledit tronçon formant un cylindre dans lequel est inséré le module principal par son extrémité principale, et fixé de manière étanche. Selon un mode de mise en œuvre, le module de couplage est fixé à la grille métallique par une face de la base, dite face inférieure, opposée à la face supérieure. Selon un mode de mise en œuvre, le module de couplage est agencé pour réinjecter le gaz principal non ionisé dans le module principal. Selon un mode de mise en œuvre, le module principal comprend : - un boîtier externe de forme cylindrique, qui s’étend selon l’axe d’élongation, entre une base externe et l’extrémité principale, et formant un logement, ledit logement étant ouvert par l’extrémité principale ; - une électrode centrale de forme cylindrique, disposée de manière coaxiale au boîtier externe dans le logement et qui s’étend à partir de la base externe vers une de ses extrémités dite extrémité libre, ladite électrode centrale comprenant, en son extrémité libre, une pointe, l’électrode centrale définissant avec le boîtier externe un espace annulaire ; - des moyens d’injection, dans le logement, d’un gaz principal susceptible de former un plasma froid dès lors qu’il est soumis à un champ électrique supérieur à un champ dit de claquage ; - des moyens micro-ondes configurés pour transmettre un champ micro-onde à l’électrode centrale, et de sorte que ledit champ micro-onde se propage dans l’espace annulaire selon l’axe d’élongation XX’ vers l’ouverture, la pointe assurant la focalisation dudit champ micro-onde de sorte que le champ à proximité de la pointe soit supérieur au champ de claquage. Selon un mode de mise en œuvre, l’électrode centrale comprend en son extrémité libre une section conique. Selon un mode de mise en œuvre, l’électrode centrale est creuse et forme un canal de circulation du gaz principal jusqu’à l’extrémité libre. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre en référence aux figures annexées sur lesquelles : FIG. 1 La FIG. 1 est une représentation schématique, selon une vue en perspective, d’un dispositif de traitement micro-ondes selon de la présente invention ; FIG. 2 La FIG. 2 est une représentation schématique, selon une vue en coupe, d’un module principal susceptible d’être mis en œuvre dans le cadre de la présente invention ; FIG. 3 La FIG. 3 illustre la mise en œuvre d’un bandage ou d’un pansement en recouvrement de la face principale de la grille métallique ; FIG. 4 La FIG. 4 illustre la mise en œuvre d’une couche utile en recouvrement de la face utile de la grille métallique ; FIG. 5 La FIG. 5 est une illustration de la mise en œuvre d’une couche de blindage ; FIG. 6 La FIG. 6 est une illustration de la mise en œuvre d’un module de couplage selon une vue en perspective ; FIG. 7 La FIG. 7 est une illustration de la mise en œuvre d’un module de couplage selon une vue en coupe. DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION La présente invention concerne un dispositif de traitement micro-ondes, ledit dispositif de traitement micro-ondes comprenant : - un module principal, qui s’étend d’une base vers une extrémité principale selon un axe d’élongation XX’, le module principal étant configuré pour émettre un jet plasma dans lequel un champ microonde se propage, par une ouverture disposée en son extrémité principale ; - une grille métallique essentiellement plane, d’une étendue S, et couplée au module principal de sorte que lorsque le module principal est en fonctionnement, le jet plasma atteint ladite grille métallique et le rayonnement micro-onde émis par le module principal est absorbé par la grille métallique qui réémet uniformément ledit rayonnement sur ledit rayonnement sur toute son étendue. On peut voir, à la FIG. 1 , une représentation schématique du dispositif de traitement 10 micro-ondes selon la présente invention. Notamment, le dispositif de traitement 10 comprend un module principal 100. Ce module principal 100 est de forme généralement allongée et s’étend donc d’une base principale 101 vers une extrémité principale 102 selon un axe d’élongation XX’. Le module principal 100 considéré dans le cadre de la présente invention est un dispositif de génération de plasma froid. Plus particulièrement, le dispositif de génération de plasma froid est configuré pour ioniser un gaz, dit gaz principal, assisté par micro-ondes. A cet égard, la figure est une représentation schématique d’un dispositif de génération de plasma froid susceptible d’être mis en œuvre dans le cadre de la présente invention. Néanmoins, l’invention n’est pas limitée à la mise en œuvre du dispositif illustré à la FIG. 2 . Notamment, le module principal 100 comprend un boîtier externe 110 qui s’étend selon un axe d’élongation XX’. La boîtier externe 110 est de forme cylindrique et s’étend d’une base, dite base externe 101, vers une extrémité, dite extrémité principale 102. De manière générale, le boîtier externe 100 est délimité latéralement pour une enveloppe latérale 103, conférant audit boîtier externe sa forme cylindrique, et de sorte que ce dernier forme un logement 104. Le boîtier externe 100 comprend également, en son extrémité principale 102, une ouverture 105. Il est entendu que le logement 104, dans la mesure où il est délimité par la base externe 101 et l’enveloppe latérale 103, est également de forme cylindrique et s’étend selon l’axe d’élongation XX’ de la base externe vers l’ouverture 105. Le module principal 100 comprend également une électrode centrale 200 qui est de forme cylindrique et qui s’étend selon l’axe d’élongation XX’. En particulier, l’électrode centrale 200 est disposée de manière coaxiale au boîtier externe 110 dans le logement 104 et de sorte à ménager un espace annulaire 300 entre l’électrode centrale 200 et le boîtier externe 110. Plus particulièrement, l’électrode centrale 200 s’étend, selon l’axe d’élongation, à partir de la base externe vers une de ses extrémités dite extrémité libre 201. Notamment, l’électrode centrale 200 se termine, en son extrémité libre, par une section pointue, et notamment de forme conique. Il est entendu sans qu’il soit nécessaire de le préciser que l’extrémité libre 201 est accessible par l’ouverture 105. Par ailleurs, selon la présente invention, l’électrode 200 peut être creuse, et être configurée pour permettre l’écoulement d’un gaz et son évacuation par l’extrémité libre 201. Le module principal 100 comprend en outre des moyens d’injection, dans le logement, d’un gaz principal susceptible de former un plasma froid dès lors qu’il est soumis à un champ électrique supérieur à un champ dit de claquage. Ce gaz peut comprendre de l’argon ou un mélange comprenant de l’argon. Toutefois, la présente invention ne doit pas être limitée à ce seul aspect et l’homme du métier pourra considérer tout autre gaz principal susceptible de remplir la fonction souhaitée. Notamment, le gaz principal peut comprendre de l’hélium, de l’azote, ou encore du dioxygène. Ces moyens d’injection comprennent notamment une entrée, dite principale 106, par laquelle le gaz principal est susceptible d’être injecté. Selon les variantes considérées, l’entrée principale 106 peut être agencée pour permettre l’injection du gaz principale dans l’espace annulaire 300 ou dans l’électrode centrale 200. Le dispositif comprend également des moyens de transmission micro-ondes 400 associée à un générateur micro-ondes (non illustré). Les moyens de transmission micro-ondes comprennent un tronçon cylindrique 410 et solidaire par une de ses extrémités à l’électrode centrale 200 (en d’autres termes le tronçon cylindrique et l’électrode centrale forment une pièce monobloc). Notamment, le tronçon cylindrique 410 est configuré pour permettre aux micro-ondes provenant du générateur de micro-ondes d'être générées dans le logement de boîtier externe 110. L’homme du métier retrouvera les éléments nécessaires au dimensionnement du boîtier externe, de l’électrode centrale et des moyens de transmission micro-ondes dans le document US 11,264,211 B2. La fréquence des micro-ondes peut être comprise entre 800 MHz et 50 GHz. Selon la présente invention, l’électrode centrale 200 et le tronçon cylindrique 410 comprennent un matériau hautement conducteur de l'électricité tel que le cuivre, le laiton ou l'argent. Ainsi, les moyens de transmission micro-onde 400 sont configurés pour transmettre un champ micro-onde dans l’espace annulaire 300 selon l’axe d’élongation XX’ vers l’ouverture. L’extrémité libre de l’électrode centrale 200, par sa forme, focalise le champ micro-onde de sorte que le champ électrique au voisinage de ladite extrémité libre augmente de manière substantielle et notamment au-delà du champ de claquage. Le gaz principal, injecté dans le dispositif par l’entrée principale 106, s’écoulant au voisinage de ladite extrémité est alors soumis à ce champ électrique et forme alors un jet plasma à travers l’ouverture du logement sans qu’il soit nécessaire d’appliquer une tension et notamment une tension de claquage du gaz considéré. Le dispositif de traitement micro-ondes 10 comprend également une grille métallique 500, avantageusement essentiellement plane, d’une étendue S, et couplée au module principal de sorte que lorsque le module principal est en fonctionnement, le jet plasma atteint ladite grille métallique et le rayonnement micro-onde émis par le module principal est absorbé par la grille métallique qui réémet uniformément ledit rayonnement sur ledit rayonnement sur toute son étendue. La grille métallique 500 comprend deux faces opposées l’une de l’autre, et dites, respectivement, face principale 501 et face utile 502. La grille métallique peut être faite de fils métalliques fin tissés ou non tissés. Les fils métalliques comprennent de préférence des métaux dont la conductivité est supérieure à celle du laiton, du cuivre, de l'aluminium, de l'argent. Les fils métalliques peuvent comprendre un revêtement métallique à faible profondeur de peau tels que l'argent, l'or, l'étain ou d'autres. Il est également possible d'utiliser une maille hybride dans laquelle l'âme de la maille est non conductrice et est recouverte d'une fine couche métallique conductrice. Ce cœur de maille non conducteur peut être un polymère, un matériau composite ou une fibre naturelle. Ainsi, en fonctionnement, le module principal génère un plasma P atmosphérique, assisté par les micro-ondes, qui touche la grille métallique 500 par sa face principale. En d’autres termes, l’ouverture 105 est à l’aplomb de la face principale 501. Lorsqu'il est exposé au champ de micro-ondes contenu dans le plasma, le champ de micro-ondes se couple à la maille métallique qui, à son tour, agit comme une antenne sur toute son étendue. Ce dispositif, compte-tenu de la présence du jet plasma P au contact de la grille métallique, n’induit pas d’arcage ou d’étincelle. En effet, le jet de plasma faiblement ionisé neutralise électriquement la maille métallique, et prévient toute accumulation de charge. La grille métallique se comporte comme une antenne, et lorsqu’elle est au contact, par sa face utile 502 d’une surface à traiter, par exemple de la peau ou tout autre partie d’un corps, couple les micro-ondes dans la direction de la surface considérée. Par ailleurs, et pour des raisons d’impédance, la grille métallique ne rayonne qu’une faible fraction des micro-onde par sa face principale. Les micro-ondes couplés à la surface à traiter sont absorbés par les molécules d'eau de ladite surface. Il résulte de ce couplage un échauffement local de la surface à traiter ainsi qu’une amélioration de la circulation sanguine, entre autres effets physiologiques. De manière avantageuse, et tel qu’illustré à la FIG. 3 , un bandage 503 ou un pansement peut être considéré pour maintenir ladite grille métallique contre la surface à traiter. Il est entendu que ledit bandage ou ledit pansement devra comprendre une ouverture destinée à permettre le couplage du plasma avec la grille métallique. De manière avantageuse, une couche contact 504, intercalée entre la grille métallique et la surface à traiter, peut être considérée ( FIG. 4 ). En d’autres termes, la couche contact 504 est en recouvrement de la face utile 502. La couche utile 504 peut notamment être destinée à protéger la surface à traiter dès lors que les tissus formant cette dernière sont fragilisés, notamment dans la cas de la présence d’une plaie. La couche utile 504 peut comprendre un adhésif fin, un hydrogel ou tout autre produit similaire. Toujours de manière avantageuse, il peut être considéré de mettre en œuvre une couche de blindage en recouvrement de la face principale ( FIG. 5 ). La couche de blindage peut comprendre une couche diélectrique 505 flexible et une couche métallique 506. Le maintien desdites couches 505 et 506 peut mettre en œuvre des adhésifs. La couche métallique et la couche diélectrique peuvent comprendre une ouverture par laquelle le module principal est couplé à la grille métallique. Le dispositif de traitement micro-onde 10 met en œuvre un gaz principal, par exemple de l’argon ou un gaz noble, dont la consommation mérite d’être limité. En effet, l’ionisation au niveau de l’extrémité libre de l’électrode centrale ne concerne qu’une faible fraction du gaz principal effectivement injecté dans le module principal. Afin de pallier cet effet, il peut être considéré de mettre en œuvre un module de couplage 600 ( FIG. 6 et. FIG. 7 ). Notamment, le module de couplage 600 comprend une base 610 et un tronçon de couplage 620. La base 610 présentant une forme annulaire et est surmontée par une de ses faces, dite face supérieure 611, par le tronçon de couplage 620, ledit tronçon formant un cylindre dans lequel est inséré le module principal par son extrémité principale, et fixé de manière étanche. Le module de couplage 600 est fixé à la grille métallique par une face de la base, dite face inférieure 612, opposée à la face supérieure 611. Le module de couplage est également agencé pour réinjecter le gaz principal non ionisé dans le module principal. Notamment, l’électrode peut être creuse et agencée pour permettre la circulation du gaz principal dans son volume et jusqu’à l’extrémité libre où le gaz principal, sous l’effet du champ électrique environnant et généré par les micro-ondes, s’ionise pour former un jet plasma. Le module principal peut comprendre également un sortie couplée par exemple à un moyen de recirculation, par exemple une pompe 700, la sortie communiquant directement avec l’espace annulaire permet ainsi de récupérer la fraction de gaz principal non ionisé. Cet dernière considération permet ainsi d’envisager la recirculation du gaz principal non ionisé et ainsi réduire la consommation en gaz principal. L’ensemble des modes de réalisation avantageux présentés dans l’énoncé de l’invention peuvent être pris individuellement ou en combinaison. Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l’invention tel que défini par les revendications. Dispositif de traitement (10) micro-ondes, ledit dispositif de traitement (10) micro-ondes comprenant : - un module principal (100), qui s’étend d’une base vers une extrémité principale (102) selon un axe d’élongation XX’, le module de génération étant configuré pour émettre un jet plasma dans lequel un champ microonde se propage, par une ouverture (105) disposée en son extrémité principale (102) ; - une grille métallique (500), avantageusement essentiellement plane, d’une étendue S, et couplée au module principal (100) de sorte que lorsque le module principal (100) est en fonctionnement, le jet plasma atteint ladite grille métallique (500) et le rayonnement micro-onde émis par le module principal (100) est absorbé par la grille métallique (500) qui réémet, sur toute son étendue et uniformément, ledit rayonnement. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel une couche de blindage est en recouvrement d’une face, dite face principale (501), de la grille métallique (500), la couche de blindage comprenant une couche diélectrique et une couche métallique, la couche diélectrique étant en recouvrement de la face principale (501) de la grille métallique (500) et la couche métallique étant en recouvrement de la couche diélectrique, la couche métallique et la couche diélectrique comprenant une ouverture (105) par laquelle le module principal (100) est couplé à la grille métallique (500). Dispositif selon la revendication 2, dans lequel ledit dispositif comprend un module de couplage (600) configuré pour coupler le module principal (100) et la grille métallique (500). Dispositif selon la revendication 3, dans lequel le module de couplage (600) comprend une base (610) et un tronçon de couplage (620), la base présentant une forme annulaire et est surmontée par une de ses faces, dite face supérieure (611), par le tronçon de couplage, ledit tronçon formant un cylindre dans lequel est inséré le module principal (100) par son extrémité principale (102), et fixé de manière étanche. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel le module de couplage (600) est fixé à la grille métallique par une face de la base, dite face inférieure, opposée à la face supérieure. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel le module de couplage (600) est agencé pour réinjecter le gaz principal non ionisé dans le module principal (100). Dispositif selon la revendication 6, dans lequel le module principal (100) comprend : - un boîtier externe (110) de forme cylindrique, qui s’étend selon l’axe d’élongation, entre une base externe et l’extrémité principale (102), et formant un logement (104), ledit logement (104) étant ouvert par l’extrémité principale (102) ; - une électrode centrale (200) de forme cylindrique, disposée de manière coaxiale au boîtier externe (110) dans le logement (104) et qui s’étend à partir de la base externe vers une de ses extrémités dite extrémité libre (201), ladite électrode centrale (200) comprenant, en son extrémité libre (201), une pointe, l’électrode centrale (200) définissant avec le boîtier externe (110) un espace annulaire (300) ; - des moyens d’injection, dans le logement (104), d’un gaz principal susceptible de former un plasma froid dès lors qu’il est soumis à un champ électrique supérieur à un champ dit de claquage ; - des moyens micro-ondes (400) configurés pour transmettre un champ micro-onde à l’électrode centrale (200), et de sorte que ledit champ micro-onde se propage dans l’espace annulaire (300) selon l’axe d’élongation XX’ vers l’ouverture (105), la pointe assurant la focalisation dudit champ micro-onde de sorte que le champ à proximité de la pointe soit supérieur au champ de claquage. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel l’électrode centrale (200) comprend en son extrémité libre (201) une section conique. Dispositif selon l’une des revendications 7 ou 8, dans lequel l’électrode centrale (200) est creuse et forme un canal de circulation du gaz principal jusqu’à l’extrémité libre (201).