Brevet FR3150733A1 — publié le 20250110

Circuit d’alimentation en air d’un habitacle de véhicule automobile, habitacle comportant un tel circuit, véhicule automobile comportant un tel habitacle et procédé de filtration de l’air dudit habitacle. L’invention concerne un circuit d’alimentation en air d’un habitacle (3) d’un véhicule automobile (1), comprenant : - un système d’entrée d’air, adapté pour admettre de l’air provenant de l’extérieur dudit véhicule et le diffuser dans ledit habitacle, - un système de sortie d’air, comprenant un extracteur d’air (11) adapté pour évacuer l’air présent dans ledit habitacle. Selon l’invention, l’extracteur d’air (11) du système de sortie d’air comporte un filtre (15) à CO 2 conçu pour capter au moins une partie du CO 2 présent dans l’air dudit habitacle (3) lorsque l’air présent dans ledit habitacle traverse ledit extracteur d’air. L’invention concerne également un habitacle comprenant un tel circuit, un véhicule automobile comprenant un tel habitacle et un procédé de filtration de l’air dudit habitacle. Figure 1 Circuit d’alimentation en air d’un habitacle de véhicule automobile, habitacle comportant un tel circuit, véhicule automobile comportant un tel habitacle et procédé de filtration de l’air dudit habitacle La présente invention se situe dans le domaine de la décarbonation et concerne un circuit d’alimentation en air d’un habitacle de véhicule automobile apte à filtrer le dioxyde de carbone. L’invention concerne également un habitacle comportant un tel circuit d’alimentation, un véhicule automobile comportant un tel habitacle et un procédé de filtration de l’air présent dans ledit habitacle. Le gaz à effet de serre sont des composants gazeux qui absorbent le rayonnement infrarouge émis par la surface terrestre et contribuent ainsi à l’effet de serre. L’augmentation de leur concentration dans l’atmosphère terrestre est l’un des facteurs à l’origine du réchauffement climatique. Parmi les gaz à effet de serre, certains sont de nature industrielle et d’autres sont naturellement présents dans l’atmosphère. Les gaz naturellement présents dans l’atmosphère sont les suivants : - la vapeur d’eau, sur laquelle les activités humaines n’ont que très peu d’influence directe, mais qui contribue à l’effet de serre à hauteur de 60%, - le dioxyde de carbone (CO 2 ), responsable de près de 65% de l’effet de serre d’origine anthropique, - le méthane (CH 4 ), qui est responsable de 17% de l’effet de serre anthropique du fait de son potentiel de réchauffement global élevé, - le protoxyde d’azote (N 2 O), - l’ozone troposphérique (O 3 ). Certains constructeurs automobiles ont mis en place des programmes de décarbonation (« carbon removal » en anglais) visant à atteindre la neutralité carbone de leurs activités et de leurs parcs automobiles roulants d’ici 2038. La neutralité carbone est atteinte lorsque le bilan d’émission est nul, c’est-à-dire lorsque les rejets de CO 2 dans l’atmosphère générés par une activité sont compensés par d’autres activités qui retirent du CO 2 de l’atmosphère en quantité équivalente. Pour les constructeurs automobiles, la réduction des rejets de CO 2 par les gaz d’échappement des motorisations thermiques est un objectif prioritaire pour atteindre la neutralité carbone. Les perfectionnements apportés aux moteurs thermiques ainsi que l’électrification massive des véhicules automobiles permettent déjà de réduire de façon significative les rejets de CO 2 . De plus, dans l’état de la technique, il a été proposé d’embarquer dans les véhicules automobiles des dispositifs pour capter et stoker le gaz CO 2 émis par un moteur thermique du véhicule ou présent dans l’air ambiant entrant dans le véhicule automobile. On connaît notamment le document de l’art antérieur JP4396394B2 qui propose un système de traitement de l’air entrant dans l’habitacle permettant de souffler de l’air purifié vers les passagers. On connaît également les documents EP2472077A1 et US2020400058A1 qui décrivent un système embarqué pour capturer le CO 2 dans les gaz d'échappement du moteur thermique et le stocker sous forme liquide dans un réservoir de stockage intégré dans le véhicule automobile. Ces solutions contribuent à la réduction de taux de CO 2 dans l’atmosphère et permettent déjà d’améliorer le bilan carbone d’un véhicule automobile. La présente invention vise encore à améliorer ce bilan carbone. Pour ce faire, la présente invention concerne un circuit d’alimentation en air d’un habitacle d’un véhicule automobile, comprenant : - un système d’entrée d’air, adapté pour admettre de l’air provenant de l’extérieur dudit véhicule automobile et pour le diffuser dans ledit habitacle dudit véhicule automobile, - un système de sortie d’air, comprenant un extracteur d’air adapté pour évacuer l’air présent dans ledit habitacle dudit véhicule automobile, caractérisé en ce que ledit extracteur d’air dudit système de sortie d’air comporte un filtre à CO 2 conçu pour capter au moins une partie du CO 2 présent dans l’air dudit habitacle lorsque l’air présent dans ledit habitacle traverse ledit extracteur d’air. Ainsi, en prévoyant de monter un filtre à CO 2 dans l’extracteur d’air du circuit d’alimentation en air de l’habitacle, lorsque l’air vicié de l’habitacle est évacué par l’extracteur d’air, le CO 2 contenu dans l’air vicié est retenu par le filtre à CO 2 de l’extracteur d’air, ce qui permet avantageusement de réduire significativement la quantité de CO 2 émis par le véhicule automobile qui est équipé d’un tel circuit d’alimentation en air. Dans une réalisation optionnelle du circuit d’alimentation en air, le filtre à CO 2 comporte une membrane à revêtement chimique, activée chimiquement dans une solution aminée. Aussi, selon une disposition optionnelle du circuit d’alimentation en air, le système d’entrée d’air comporte au moins un volet d’entrée d’air, mobile entre une position de fermeture et une position d’ouverture selon laquelle de l’air extérieur peut être introduit à l’intérieur dudit habitacle, et un système de contrôle et de régulation de la température. L’invention concerne aussi un habitacle de véhicule automobile alimenté en air par un circuit d’alimentation, remarquable en ce que ledit circuit d’alimentation est selon l’invention. Selon une réalisation optionnelle de l’habitacle de l’invention, l’habitacle comprend un garnissage intérieur comportant une trappe d’accès adaptée pour permettre d’accéder au filtre à CO 2 depuis l’intérieur dudit habitacle. Dans une réalisation, la trappe d’accès comporte une découpe pratiquée dans le garnissage intérieur, ladite découpe étant destinée à recevoir une plaque de fermeture, ladite plaque de fermeture étant amovible ou étant montée mobile sur ledit garnissage intérieur entre une position de fermeture et une position d’ouverture par l’intermédiaire d’une charnière montée sur ledit garnissage intérieur. L’invention concerne aussi un véhicule automobile comportant un habitacle, remarquable en ce que ledit habitacle est selon l’invention. Selon une réalisation du véhicule automobile de l’invention, le véhicule automobile comporte un circuit annexe de stockage du CO 2 capté par ledit filtre à CO 2 dudit circuit d’alimentation en air, ledit circuit annexe de stockage étant relié audit filtre à CO 2 et comportant un réservoir de stockage dudit CO 2 . L’invention concerne aussi un procédé de filtration de l’air d’un habitacle d’un véhicule automobile mis en œuvre par un circuit d’alimentation selon l’invention, remarquable en ce qu’il comprend les étapes successives suivantes visant à : - admettre de l’air provenant de l’extérieur dudit véhicule automobile et le diffuser dans ledit habitacle dudit véhicule automobile, - évacuer au moins une partie de l’air présent dans ledit habitacle par ledit extracteur d’air, - capter par ledit filtre à CO 2 dudit extracteur d’air au moins une partie du CO 2 présent dans l’air évacué par ledit extracteur d’air. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : montre un véhicule automobile selon l’invention, vu de côté depuis la droite du véhicule automobile. illustre les étapes d’un procédé de filtration de l’air selon l’invention. Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique ou des fonctions analogues sont désignés par une même référence. Dans ce qui suit, les termes « avant », « arrière », « gauche », « droit », « inférieur » et « supérieur » s'entendent par rapport au véhicule. On se réfère à la montrant schématiquement un véhicule automobile 1 selon l’invention, vu de côté depuis la droite du véhicule automobile. Le véhicule automobile 1 comporte un habitacle 3, délimité en sa partie supérieure par un pavillon 5. Le véhicule automobile 1 comporte un circuit d’alimentation en air de l’habitacle 3. Le circuit d’alimentation en air de l’habitacle 3 du véhicule automobile 1 comporte un système d’entrée d’air adapté pour admettre de l’air provenant de l’extérieur du véhicule automobile 1 et pour le diffuser dans l’habitacle 3. A cet effet, le système d’entrée d’air comporte au moins un volet d’entrée d’air monté à l’avant de l’habitacle 3 du véhicule automobile 1. Le volet d’entrée d’air est mobile entre une position de fermeture et une position d’ouverture selon laquelle de l’air extérieur peut être introduit à l’intérieur de l’habitacle 3, comme représenté par la flèche 7. Le circuit d’alimentation en air de l’habitacle 3 est conçu pour assurer une gestion optimale de l’air à l’intérieur de l’habitacle, ceci afin d’offrir un confort optimal aux passagers. Une telle gestion de l’air passe, notamment, par le contrôle de la température, du niveau de ventilation et de la qualité de l'air au sein de l’habitacle 3. La qualité de l'air de l'habitacle peut être détériorée par différents types de polluants : les polluants particulaires, tels que les poussières, les particules de diverses tailles (fines à ultrafines), les polluants gazeux, tels que les gaz nocifs, les composés organiques volatils et les polluants biologiques, tels que les bactéries, les virus, les champignons ou encore les allergènes tels que les pollens. Afin d’améliorer la qualité de l'air de l'habitacle, il est connu d’utiliser, notamment, des systèmes de filtration mécaniques, ne faisant pas partie de l’invention, comportant un ou plusieurs filtres, dont le but est de filtrer l’air entrant dans le véhicule automobile 1 avant introduction dans l’habitacle 3. A titre d’exemple, un système de filtration mécanique connu de l’homme du métier comporte typiquement un préfiltre, efficace principalement sur les particules de grosse taille. Il permet d’améliorer la durée de vie du ou des autres filtres du système de filtration en empêchant que ces derniers ne s’encrassent trop rapidement. Le circuit d’alimentation en air de l’habitacle 3 comporte en outre une pluralité de capteurs de contrôle de la qualité de l’air, non représentés, notamment des capteurs de pollution de l'air de l'habitacle 3 et de l'air extérieur à l'habitacle 3 aptes à mesurer les taux de polluants présents dans l’habitacle 3. Le système d’entrée d’air du circuit d’alimentation en air de l’habitacle 3 comporte en outre un système de contrôle et de régulation de la température, permettant de contrôler et de réguler la température dans l’habitacle 3 du véhicule automobile 1. Un tel système est appelé « système de chauffage, de ventilation et de climatisation » et est fréquemment désigné par le terme « HVAC », acronyme anglo-saxon de « Heating, Ventilation, Air-Conditioning » pour « chauffage, ventilation, air conditionné ». Le HVAC comporte généralement un filtre « haute efficacité » filtrant certains types de particules, agissant en complément du préfiltre du système de filtration. Le système HVAC agit sur l’air admis par le volet d’entrée d’air afin de le mettre à la température demandée par l’utilisateur, puis il diffuse l’air filtré dans l’habitacle 3 du véhicule automobile 1, comme représenté par les flèches 9. Afin d’éviter de créer une surpression dans l’habitacle 3 induite par l’introduction d’air de l’extérieur lorsque les vitres de l’habitacle 3 sont fermées, et afin de permettre le recyclage de l’air présent dans l’habitacle 3, le circuit d’alimentation en air de l’habitacle 3 du véhicule automobile 1 comporte un système de sortie d’air, comprenant un extracteur d’air 11 adapté pour évacuer l’air présent dans l’habitacle 3 du véhicule automobile 1 à l’extérieur du véhicule automobile 1, comme représenté par la flèche 13. Dans une réalisation, l’extracteur d’air 11 comporte un ensemble de volets mobiles entre une position de fermeture et une position d’ouverture selon laquelle l’air vicié présent dans l’habitacle 3 est évacué. L’extracteur d’air 11 comporte par exemple des trous d’évacuation de l’air au niveau de la caisse du véhicule automobile 1, coté intérieur et extérieur, les trous intérieurs d’évacuation de l’air étant cachés par le garnissage et les trous extérieurs d’évacuation de l’air étant cachés par la peau extérieure de carrosserie ou de pare-chocs. L’extracteur d’air 11 est par exemple monté à l’arrière de l’habitacle 3 du véhicule automobile 1. Dans une réalisation, l’extracteur d’air 11 peut par exemple comporter un clapet anti-retour permettant d’éviter la remontée d’humidité et de salissures dans l’habitacle. Selon l’invention, le circuit d’alimentation en air de l’habitacle 3 comporte avantageusement un filtre 15 à CO 2 monté dans l’extracteur d’air 11, de façon à capter le CO 2 présent dans l’habitacle 3. Ainsi, lorsque l’air vicié de l’habitacle 3 est évacué par l’extracteur d’air 11, le CO 2 contenu dans l’air vicié est retenu par le filtre 15 à CO 2 de l’extracteur d’air 11, ce qui permet de réduire significativement la quantité de CO 2 émis par le véhicule automobile qui est équipé d’un tel circuit d’alimentation en air de l’habitacle 3. En effet, la respiration représente 4% des émissions globales de CO 2 , soit plus que le transport aérien. Aussi, la respiration d’une personne au repos émet 800g de CO 2 par jour et cinq fois plus en cas d’activité sportive. A titre d’exemple de scénario, lorsque deux occupants sont installés dans l’habitacle 3 du véhicule automobile 1 pendant deux heures de trajet tous les jours pendant six mois et que les vitres de l’habitacle 3 sont fermées, 24kg de CO 2 sont produits par la respiration des deux occupants. Grâce à la présente invention, le filtre 15 à CO 2 présent au niveau de l’extracteur 5 du circuit d’alimentation en air de l’habitacle 3 permet de capter au moins une partie de ces 24kg de CO 2 émis par les deux occupants. Aussi, le filtre 15 à CO 2 présent au niveau de l’extracteur 5 du circuit d’alimentation en air de l’habitacle 3 permet également de capter le CO 2 issu de l’air extérieur au véhicule automobile introduit dans l’habitacle 3 par le HVAC. En effet, le système de filtration prévu dans le circuit d’alimentation en air de l’habitacle n’intègre pas de filtre 15 à CO 2 au niveau du HVAC, compte tenu du fait que le CO 2 ne constitue pas un gaz nocif pour les occupants présents à l’intérieur de l’habitacle, contrairement par exemple aux oxydes d’azote, par exemple le dioxyde d’azote (NO 2 ), aux oxydes de carbone, par exemple le monoxyde de carbone (CO), aux oxydes de soufre, par exemple le dioxyde de souffre (SO 2 ). Selon l’invention, le filtre 15 à CO 2 est conçu pour capter au moins une partie du CO 2 présent à l’état gazeux dans l’habitacle 3 lorsque l’air présent dans l’habitacle 3 traverse l’extracteur d’air 11. Le véhicule automobile 1 comporte en outre un circuit annexe de stockage (non représenté) du CO 2 capté, connu de l’homme du métier. Le circuit annexe de stockage est relié au filtre 15 à CO 2 du circuit d’alimentation en air du véhicule automobile 1 et comporte un réservoir de stockage du CO 2 adapté pour stocker le CO 2 capté par le filtre 15 à CO 2 . Le CO 2 capté est stocké dans le réservoir de stockage dans un état de fluide supercritique. A cet effet, le véhicule automobile 1 comporte un dispositif de condensation incluant un échangeur thermique et un compresseur et assurant une transition du CO 2 de l’état gazeux à l’état de fluide supercritique pour permettre son stockage dans le réservoir de stockage. Le CO 2 stocké dans le réservoir de stockage peut ensuite être récupéré par tout moyen connu de l’homme du métier, notamment par l’intermédiaire d’un contrôleur électronique installé à bord du véhicule automobile et chargé de gérer le transfert du CO 2 contenu dans le réservoir vers une station de récupération externe, ou au moyen d’une installation de récupération de CO 2 pouvant par exemple être située dans une station-service de ravitaillement en carburant. Dans un exemple de réalisation du filtre 15 à CO 2 , le filtre 15 à CO 2 comporte une membrane à revêtement chimique, activée chimiquement dans une solution aminée. La membrane présente des radicaux aminés libres en surface qui, lorsqu’ils entrent en contact avec les molécules de CO 2 diffusés dans l’air, fixent le CO 2 à la membrane, séparant ainsi le CO 2 de l’air. Lorsque la membrane est réchauffée, la liaison chimique entre le CO 2 et les radicaux aminés est rompue. Le CO 2 est ensuite envoyé dans le dispositif de condensation assurant la transition du CO 2 de l’état gazeux à l’état de fluide supercritique avant d’être envoyé et stocké dans le réservoir de stockage du circuit annexe de stockage agencé dans le véhicule automobile 1. L’air extrait par l’extracteur d’air 11 est ainsi nettoyé d’au moins une partie du CO 2 qui était présent dans l’air de l’habitacle 3. Dans une réalisation de l’invention, l’habitacle 3 comporte un garnissage intérieur comportant une trappe d’accès adaptée pour permettre un accès au filtre 15 à CO 2 depuis l’intérieur de l’habitacle, ce qui permet de faciliter son entretien ou son remplacement. Selon un exemple de réalisation de la trappe d’accès, le garnissage de l’habitacle 3 comporte une découpe destinée à recevoir une plaque de fermeture, amovible ou montée mobile sur le garnissage entre une position de fermeture et une position d’ouverture, par l’intermédiaire d’une charnière montée sur le garnissage de l’habitacle 3. La présente invention concerne également un procédé de filtration de l’air présent dans l’habitacle 3 du véhicule automobile 1, dont les étapes sont représentées à la à laquelle on se réfère à présent. Le procédé est mis en œuvre par le circuit d’alimentation en air, dans l’habitacle 3 du véhicule automobile 1. Dans une première étape E1, le système d’entrée d’air admet de l’air provenant de l’extérieur du véhicule automobile 1 et le diffuse dans l’habitacle 3. Pour ce faire, le circuit d’alimentation admet de l’air provenant de l’extérieur du véhicule automobile 1 en positionnant les volets d’entrée d’air en position d’ouverture et le système HVAC diffuse l’air dans l’habitacle 3 du véhicule automobile 1 après l’avoir mis à la température demandée par l’utilisateur. Dans une étape E2, l’air précédemment introduit dans l’habitacle 3, vicié notamment en raison de la respiration des occupants présents à bord du véhicule automobile 1, est évacué par l’extracteur d’air 11 se trouvant au niveau du système de sortie du circuit d’alimentation. Dans une étape E3, le filtre 15 à CO 2 de l’extracteur d’air 11 capte au moins une partie du CO 2 présent dans l’air évacué lors de l’étape E2 par l’extracteur d’air 11. Le CO 2 ainsi capté est ensuite stocké dans le réservoir de stockage à l’état de fluide supercritique pour traitement ou récupération. Comme il va de soi, la présente invention ne se limite pas aux seules formes de réalisation de ce circuit d’alimentation, de cet habitacle, de ce véhicule automobile et de ce procédé de filtration, décrites ci-dessus uniquement à titre d'exemples illustratifs, mais elle embrasse au contraire toutes les variantes faisant intervenir les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l’invention. Circuit d’alimentation en air d’un habitacle (3) d’un véhicule automobile (1), comprenant : - un système d’entrée d’air, adapté pour admettre de l’air provenant de l’extérieur dudit véhicule automobile (1) et pour le diffuser dans ledit habitacle (3) dudit véhicule automobile (1), - un système de sortie d’air, comprenant un extracteur d’air (11) adapté pour évacuer l’air présent dans ledit habitacle (3) dudit véhicule automobile (1), caractérisé en ce que ledit extracteur d’air (11) dudit système de sortie d’air comporte un filtre (15) à CO 2 conçu pour capter au moins une partie du CO 2 présent dans l’air dudit habitacle (3) lorsque l’air présent dans ledit habitacle (3) traverse ledit extracteur d’air (11). Circuit d’alimentation selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit filtre (15) à CO 2 comporte une membrane à revêtement chimique, activée chimiquement dans une solution aminée. Circuit d’alimentation selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit système d’entrée d’air comporte au moins un volet d’entrée d’air, mobile entre une position de fermeture et une position d’ouverture selon laquelle de l’air extérieur peut être introduit à l’intérieur dudit habitacle (3), et un système de contrôle et de régulation de la température. Habitacle (3) de véhicule automobile (1) alimenté en air par un circuit d’alimentation, caractérisé en ce que ledit circuit d’alimentation est selon l’une quelconque des revendications 1 à 3. Habitacle (3) selon la revendication 4 comprenant un garnissage intérieur, caractérisé en ce que ledit garnissage intérieur comporte une trappe d’accès adaptée pour permettre d’accéder audit filtre (15) à CO 2 depuis l’intérieur dudit habitacle (3). Habitacle (3) selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite trappe d’accès comporte une découpe pratiquée dans ledit garnissage intérieur, ladite découpe étant destinée à recevoir une plaque de fermeture, ladite plaque de fermeture étant amovible ou étant montée mobile sur ledit garnissage intérieur entre une position de fermeture et une position d’ouverture par l’intermédiaire d’une charnière montée sur ledit garnissage intérieur. Véhicule automobile (1) comportant un habitacle (3), caractérisé en ce que ledit habitacle (3) est selon l’une quelconque des revendications 4 à 6. Véhicule automobile (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce qu’il comporte un circuit annexe de stockage du CO 2 capté par ledit filtre (15) à CO 2 dudit circuit d’alimentation en air, ledit circuit annexe de stockage étant relié audit filtre (15) à CO 2 et comportant un réservoir de stockage dudit CO 2 . Procédé de filtration de l’air d’un habitacle (3) d’un véhicule automobile (1) mis en œuvre par un circuit d’alimentation selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes successives suivantes visant à : - admettre de l’air provenant de l’extérieur dudit véhicule automobile (1) et le diffuser dans ledit habitacle (3) dudit véhicule automobile (1), - évacuer au moins une partie de l’air présent dans ledit habitacle (3) par ledit extracteur d’air (11), - capter par ledit filtre (15) à CO 2 dudit extracteur d’air (11) au moins une partie du CO 2 présent dans l’air évacué par ledit extracteur d’air (11).