Brevet FR3154394A1 — publié le 20250425

L'invention concerne un circuit de gestion d'un appareil d'électrolyse modulable en fréquence, permettant une purification avancée de l'eau sans ajout de sels ou de produits chimiques. Le dispositif est équipé d’électrodes en platine/ruthénium/iridium, ou cuivre/argent, assurant des fonctions d’oxydation, d’ionisation et de rééquilibrage minéral. Ce système permet une désinfection efficace et écologique des bassins, spas et piscines, en optimisant les réactions électrochimiques naturelles. Circuit de gestion d’un appareil d'électrolyse, modulable en fréquence pour le traitement de l'eau Résumé : Ce qui suit vise à clarifier certaines innovations des modes de réalisation présentés, sans toutefois prétendre à l'exhaustivité. Une compréhension approfondie peut être obtenue en examinant la description complète, les revendications, les illustrations et l'abrégé. L'une des intentions de cette invention est de proposer un système innovant pour le nettoyage et l'assainissement des eaux de bassin. Les avantages et les objectifs énoncés, ainsi que d'autres, sont détaillés ci-dessous. L'invention concerne un dispositif de purification et d'assainissement de l'eau qui aborde certains des problèmes précédemment identifiés et offre aux utilisateurs une alternative efficace. Dans l'une de ses formes, l'appareil se présente comme un système en ligne qui purifie une portion d'eau, la traite, puis la renvoie dans le bassin. Il se compose d'une cellule électrolytique à fréquence modulable capable d'accroître le potentiel redox de l'eau, d’assurer un pouvoir restructurant tendant à démousser l’eau (équilibre de l’alcalinité) et à la réchauffer avec un COP moyen de 2. De plus, il utilise une technologie sans sel, chlore ou autres additifs pour créer des réactions chimiques. Selon le type d’électrodes utilisées, la méthode de purification qui implique les mêmes caractéristiques énoncées ci-dessus, est accrue par l'ionisation électrolytique capable de produire des ions aux propriétés algicides et bactéricides sans l'ajout de produits chimiques. Ces électrodes, souvent en alliage de Cuivre ou d'Argent, libèrent des ions avec des propriétés antimicrobiennes. Ces ions sont ensuite introduits dans l'eau du bassin. L'unité de commande, Le circuit, alimente les électrodes avec un courant spécifique, une fréquence adaptée en produisant ainsi des ions chargés ou restructurés. Le matériau des électrodes influe sur leur efficacité et leur durabilité. Par exemple, les électrodes en platine recouvertes d'iridium ont une capacité d'oxydation supérieure à celles en cuivre et argent, mais une moindre capacité ionisante. Domaine technique : La présente invention concerne le domaine du traitement de l'eau, en particulier un appareil d'électrolyse capable de fonctionner à des fréquences variables en courant continue ou alternatif à des fréquences allant jusqu’à 1 megahertz. Lexique : L’appareil / le dispositif: indique le circuit électronique, les électrodes, l’alimentation, le produit dans son ensemble. Le circuit : indique le circuit électronique et son logiciel, l’invention en elle-même. Contexte de l’invention : Les spas et piscines sont couramment traitées et désinfectées via des méthodes comme la chloration par électrolyse de l'eau salée ou l'addition directe de chlore. Le chlore, bien qu'efficace, n'est pas sans dangers. Son usage peut causer des irritations, affecter la chevelure, décolorer les maillots, assécher la peau, et dégager une odeur persistante. Absorbé par la peau, il est associé à des maladies telles que le cancer, l'hypertension, et le vieillissement prématuré. Par ailleurs, il est reconnu comme nuisible pour la couche d'ozone. Naturellement, le chlore est contenu dans des composés inoffensifs. Des études citées ont examiné les problèmes du chlore : a. AggaZZotti et al. (1998) sur les indicateurs biologiques d'exposition aux trihalo-méthanes. b. Lindstrom et al. (1997) sur l'exposition aux trihalo-méthanes pendant la natation. c. Drobnic et al. (1996) sur l'exposition au chlore chez les nageurs. La chloration par électrolyse au sel est prisée. Dans ce procédé, du sel est dissous, puis électrolysé, convertissant le chlorure de sodium en acide hypochloreux (HOCl) - un désinfectant puissant. Bien que ce procédé évite de manipuler des produits chimiques, il n'est pas parfait. Les inventeurs de cette invention ont mis au point un système de désinfection optimisé en modulant la fréquence aux électrodes. Cette méthode évite l'utilisation de produits chimiques ou de sels additionnels pour la désinfection. Toute référence à une publication antérieure ne préjuge en rien de sa reconnaissance comme étant de notoriété publique, que ce soit en France ou ailleurs. Exposé de l'invention : L'invention propose un circuit électronique de gestion d’une cellule d'électrolyse en ligne, composée de deux groupes d’électrodes capable d’induire une série de réactions chimiques en fonction de la fréquence choisie, le type de courant, la modulation de polarité et la puissance du courant. Le circuit gère une alimentation électrique à basse tension avec un courant modulable jusqu’à 25 Ampères. L'une des caractéristiques essentielles est la capacité de ce dispositif à oxyder efficacement les molécules d'eau sans nécessiter d'ajout de sels. De plus, il intègre des fonctions de restructuration tendant à démousser l’eau en la réchauffant avec un COP positif (On appelle coefficient de performance ou COP, le rapport "énergie thermique restituée/énergie électrique consommée". Avec un COP de 3, une consommation de 1 kWh d'électricité produit 3 kWh de chauffage). Avec des électrodes telles que Cuivre/ Argent, l’appareil assure également une fonction de ionisation avec des propriétés bactéricides et algicides performantes. Grâce à sa connectivité avancée, (Modbus, Wifi, Bluetooth et/ou écran de contrôle) l'appareil est contrôlable via différentes interfaces numériques, offrant une flexibilité et une adaptabilité pour diverses applications. Bien que particulièrement adapté pour les bains à remous (Spas), l'appareil peut être ajusté pour des bassins de dimensions supérieures, tels que les piscines. Description détaillée : L'appareil comporte soit une cellule d'électrolyse avec des électrodes en platine revêtue d'iridium à fort pouvoir oxydant et une longévité importante, mais limitant ses capacités de ionisation, soit des électrodes Cuivre / Argent à fort pouvoir ionisant, de type sacrificiel (longévité courte), offrant un pouvoir bactéricide et algicide plus performant. L'eau traverse une chambre munie d'une pompe et entre en contact avec la cellule d'électrodes. Cette cellule adapte sa fréquence, sa polarité, et son courant selon les lectures fournies par des sondes intégrées et/ou les consignes de l'utilisateur. Le logiciel embarqué coordonne ces paramètres pour assurer le traitement optimal de l’eau. Il inclut des caractéristiques avancées d'ionisation, en utilisant le pouvoir des ions cuivre et argent. Ces ions ont une longue histoire d'utilisation comme désinfectants naturels. En introduisant ces ions dans l'eau de la piscine ou du spa, on peut réduire considérablement la nécessité d'ajouter des produits chimiques. Pour approfondir les réactions chimiques associées : a. Électrolyse de l'eau: L'électrolyse de l'eau est une réaction chimique qui se produit lorsqu'une tension électrique est appliquée entre deux électrodes immergées dans de l'eau, provoquant la dissociation de l'eau (H2O) en ses constituants : l'hydrogène (H2) et l'oxygène (O2).i. 2H2O(l) -> 2H2(g) + O2(g) - b.Formation d'hypochlorite acide : Lorsque les sels minéraux naturel de l’eau courante sont électrolysés à une fréquence définie, ils se décomposent pour produire du chlore gazeux (Cl 2 ). Dans l'eau, le chlore gazeux réagit rapidement pour former de l'hypochlorite acide (HOCl), qui est un puissant agent désinfectant, tout comme la formule avec sels ajoutés, le courant fort permet d’extraire la faible quantité de sels présents dans l’eau naturelle. i. NaCl(aq) + H2O(l) -> HOCl(aq) + NaOH(aq) + H2(g) - c. Ionisation : Lorsque l'eau traverse une cellule d'ionisation, elle est exposée à des électrodes en cuivre et en argent. Ces électrodes libèrent lentement des ions cuivre et argent dans l'eau. Ces ions sont toxiques pour les bactéries et les algues, offrant ainsi une méthode de désinfection. i. Cu(s) -> Cu² - (aq) + 2 e- (électrode de cuivre) - ii. Ag(s) -> Ag - (aq) + e - (électrode d'argent) Ces réactions sont optimisées par l'appareil grâce à sa capacité à moduler la fréquence, ajuster la polarité et contrôler le courant, assurant ainsi un traitement efficace et précis de l'eau. En résumé, cette invention utilise la chimie et l'électrolyse pour fournir une solution efficace et écologique au traitement de l'eau des piscines et des spas, éliminant les dangers associés à l'utilisation de produits chimiques traditionnels Appareil de traitement de l’eau par électrolyse, comprenant une cellule électrolytique, un circuit électronique de gestion, une alimentation électrique à basse tension avec un courant modulable jusqu’à 25A, dans lequel le type de courant, sa fréquence et sa puissance sont modulées pour décomposer efficacement les sels minéraux naturellement présents dans l’eau pour former du chlore moléculaire (Cl 2 ) et de l’acide hypochloreux (HOCl) sans nécessiter l’ajout de sels. Appareil selon la revendication 1, utilisant des électrodes en platine revêtu d’iridium. Appareil selon la revendication 1, utilisant des électrodes cuivre/argent. Appareil selon l’une des revendications précédentes, muni d’interfaces numériques de type Modbus, Wifi, Bluetooth et/ou écran de contrôle. Procédé de traitement de l’eau, mettant en œuvre un appareil selon l’une des revendication 1 à 4, comprenant la formation par électrolyse d’hypochlorite acide (HOCl), et ne comprenant pas d’ajout de sel à l’eau à traiter. Procédé de traitement de l’eau selon la revendication 5, dans lequel l’eau est démoussée par réchauffage, de préférence en maintenant un coefficient de performance COP positif. Procédé de traitement de l’eau selon l’une des revendications 5 ou 6, dans lequel on libère dans l’eau des ions cuivre et/ou argent pour obtenir une action bactéricide et algicide.