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Procédé et dispositif de décontamination.
Cette invention concerne un procédé de décontamination.
Par"décontamination", il faut comprendre la destruction des micro-organismes et des virus des milieux inertes contaminés. Cette décontamination peut être un nettoyage, c'est-à-dire une élimination de 80 à 99% des germes, une désinfection, c'est-à-dire une élimination de 99,99% des germes, ou une aseptisation ou stérilisation au sens médical du terme.
La décontamination des surfaces et de l'air ambiant est un problème primordial dans des hôpitaux où le taux de décès imputables à des infections n'ayant aucun rapport avec les raisons pour lesquelles le patient était traité approche des 30%. Ce problème commun à toutes les nations occidentales trouve sa source dans la multiplication des bactéries et virus dans les milieux hospitaliers (infections nosocomiales).
Le nettoyage et la décontamination revêtent donc une grande importance pour le corps médical aussi bien pour les surfaces que pour l'air ambiant.
Le nettoyage des surfaces en hôpitaux se fait normalement avec des détergents seuls ou avec des détergents et des désinfectants peu actifs. Cependant, les germes rencontrés sont de plus en plus résistants, et de plus en plus souvent, le nettoyage traditionnel se révèle inefficace.
Si la contamination aérienne est peu importante par rapport à celle en surface, certains espaces comme les salles
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d'opération, les salles d'isolement et les laboratoires requièrent un conditionnement d'air. En effet, un être humain, au repos, libère chaque minute un minimum de 500.000 cellules cutanées mortes, ainsi que des particules liées à la souillure naturelle de la peau, aux vêtements et cetera. Il faut donc filtrer l'air afin d'éliminer les germes se propageant sur ces cellules en suspension. Ce conditionnement est actuellement effectué grâce à des filtres dans des hottes à flux laminaire, mais ce filtrage se révèle souvent inadapté à certains types de bactéries.
L'invention a pour but de procurer un procédé de décontamination évitant ces inconvénients, en étant efficace et peu complexe.
Conformément à l'invention, ce but est atteint par un procédé photonique dans lequel un faisceau laser est dirigé sur la surface ou le volume à traiter.
Le faisceau laser peut être dirigé sur la surface ou le volume sous forme d'un rideau, et la décontamination peut se faire par un balayage.
De préférence, un laser pulsé est utilisé.
L'invention concerne également un dispositif particulièrement apte à appliquer le procédé selon l'une quelconque des formes de réalisation décrites ci-avant, ce dispostif comprenant un laser.
En particulier le dispositif comprend également un système optique transformant le faisceau laser en un rideau.
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Pour plus de clarté, un exemple de réalisation d'un procédé et d'un dispositif de décontamination selon l'invention est décrit ci-après à titre illustratif et non restrictif, référence étant faite aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 représente un dispositif de décontamination selon l'invention ; la figure 2 est une coupe selon la ligne II-II de la figure 1.
Pour décontaminer selon l'invention une surface, cette dernière est balayée par un faisceau laser d'une source laser classique ou composée de diodes laser et d'une longueur d'onde adéquate.
Ce laser est de préférence un laser pulsé, par exemple un laser Nd : YAG pulsé. La concentration de l'énergie en pulsation augmente l'efficacité de la décontamination.
Lors de passage du faisceau laser, les particules de la surface absorbent l'énergie lumineuse et leur température peut monter à plusieurs centaines de degrés. Cette énergie peut également altérer la structure interne des particules.
Un balayage par rayon laser, appliqué sur une surface contaminée peut donc détruire les bactéries et virus.
Cette destruction peut avoir lieu par un phénomène photothermique, c'est-à-dire une élévation brutale de leur température, ou par un processus photoaccoustique, c'est-à-dire par la destruction d'une des parois cytoplasmiques ou encore par un processus photochimique, c'est-à-dire la destruction de l'ADN et des chaînes moléculaires.
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La destruction ou l'élimination des germes peut être réalisée à différents degrés et la décontamination peut être un nettoyage (une élimination de 80 à 99% des germes), une désinfection (une élimination de 99, 99% des germes), ou une aseptisation ou stérilisation au sens médical du terme.
Ces différents degrés sont obtenus en faisant varier les différents paramètres du balayage au rayon laser : la fluence, c'est-à-dire la densité d'énergie par unité de surface, la longueur d'onde du laser et le temps d'exposition.
Le procédé décrit ci-devant est très efficace et peut être appliqué avec un dispositif assez simple, ce dispositif comprenant un laser par exemple composé de diodes et de préférence pulsé, et un système optique transformant le rayon laser en un rideau.
Au lieu de balayer une surface, le laser peut balayer un volume pour décontaminer par exemple l'air.
Ainsi le procédé susdit peut être utilisé dans un filtre pour filtrer l'air ou un gaz.
Les figures représentent d'ailleurs schématiquement un tel filtre.
Ce filtre a la forme d'un canal rectangulaire présentant quatre parois 1, 2,3 et 4.
Le dispositif de décontamination est monté à l'intérieur d'une chambre 5 montée sur la paroi 1.
Ce dispositif comprend un laser 6 pulsé, de longueur d'onde adéquate et un système optique composé d'un miroir 7
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incliné sous 450 par rapport au rayon du laser 6 et une lentille divergente 8 suivie d'une lentille convergente 9, ces deux lentilles 8 et 9 transformant le rayon réfléchi par le miroir 7 en une nappe ou un rideau 10.
Ce rideau 10 entre dans le canal susdit par une fente 11 dans la paroi 1 susdite.
En face de la fente il, un miroir 12 est monté sur la face intérieure de la paroi 2 opposée à la paroi 1, ce miroir 12 étant incliné sous un petit angle, par exemple un angle de 20, par rapport au plan du rideau 10, ce plan étant perpendiculaire au sens d'avancement de l'air ou du gaz dans le canal susdit. Ce sens est indiqué par la flèche FI à la figure 1.
En aval par rapport à la fente 11 et le miroir 12, les faces intérieures des deux parois opposées 1 et 2 sont couvertes par un miroir.
Ceci veut dire que le rideau laser 10 est réfléchi par le miroir 12 sous un angle par rapport au rideau entrant par la fente 11. Cet angle est le double de l'angle d'inclinaison susdit de ce miroir 12 par rapport à la paroi 1. Le rideau est à nouveau réfléchi sous ce même angle par la paroi 1 vers la paroi 2 et réfléchi à nouveau par la paroi 2 vers la paroi 1, et cetera.
L'air ou le gaz à décontaminer passe plusieurs fois par ce rideau laser zigzagant et est ainsi purifié.
Il est évident que l'invention n'est nullement limitée à l'exemple de réalisation décrit ci-avant mais que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé
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et au dispositif décrits ci-dessus sans sortir pour autant du cadre de l'invention telle que définie dans les revendications suivantes.
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Decontamination process and device.
This invention relates to a decontamination process.
By "decontamination" is meant the destruction of microorganisms and viruses from contaminated inert media. This decontamination can be a cleaning, that is to say an elimination of 80 to 99% of the germs, a disinfection, that is to say an elimination of 99.99% of the germs, or a sanitization or sterilization with medical sense of the term.
Decontamination of surfaces and ambient air is a primary problem in hospitals where the death rate from infections unrelated to the reasons the patient was treated is approaching 30%. This problem common to all Western nations has its source in the multiplication of bacteria and viruses in hospitals (nosocomial infections).
Cleaning and decontamination are therefore of great importance for the medical profession, both for the surfaces and for the ambient air.
The cleaning of surfaces in hospitals is normally done with detergents alone or with detergents and disinfectants that are not very active. However, the germs encountered are more and more resistant, and more and more often, traditional cleaning proves to be ineffective.
If the air contamination is low compared to that on the surface, certain spaces such as rooms
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operating rooms, isolation rooms and laboratories require air conditioning. In fact, a human being, at rest, releases a minimum of 500,000 dead skin cells every minute, as well as particles linked to the natural defilement of the skin, clothing and so on. It is therefore necessary to filter the air in order to eliminate the germs propagating on these cells in suspension. This conditioning is currently carried out using filters in laminar flow hoods, but this filtering often proves unsuitable for certain types of bacteria.
The object of the invention is to provide a decontamination process which avoids these drawbacks, while being effective and not very complex.
According to the invention, this object is achieved by a photonic process in which a laser beam is directed on the surface or the volume to be treated.
The laser beam can be directed onto the surface or volume in the form of a curtain, and decontamination can be done by scanning.
Preferably, a pulsed laser is used.
The invention also relates to a device particularly suitable for applying the method according to any one of the embodiments described above, this device comprising a laser.
In particular, the device also includes an optical system transforming the laser beam into a curtain.
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For clarity, an exemplary embodiment of a method and a decontamination device according to the invention is described below by way of illustration and without limitation, reference being made to the appended drawings, in which: FIG. 1 represents a decontamination device according to the invention; Figure 2 is a section along the line II-II of Figure 1.
To decontaminate a surface according to the invention, the latter is scanned by a laser beam from a conventional laser source or composed of laser diodes and of an adequate wavelength.
This laser is preferably a pulsed laser, for example a pulsed Nd: YAG laser. The concentration of pulsating energy increases the effectiveness of decontamination.
During the passage of the laser beam, the particles on the surface absorb light energy and their temperature can rise to several hundred degrees. This energy can also alter the internal structure of particles.
A scan by laser beam, applied to a contaminated surface can therefore destroy bacteria and viruses.
This destruction can take place by a photothermal phenomenon, that is to say a sudden rise in their temperature, or by a photoaccoustic process, that is to say by the destruction of one of the cytoplasmic walls or by a photochemical process, i.e. the destruction of DNA and molecular chains.
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The destruction or elimination of germs can be carried out to different degrees and decontamination can be a cleaning (an elimination of 80 to 99% of the germs), a disinfection (an elimination of 99, 99% of the germs), or a sanitization or sterilization in the medical sense of the term.
These different degrees are obtained by varying the different parameters of the laser beam scan: fluence, that is to say the energy density per unit area, the wavelength of the laser and the exposure time. .
The process described above is very effective and can be applied with a fairly simple device, this device comprising a laser, for example composed of diodes and preferably pulsed, and an optical system transforming the laser beam into a curtain.
Instead of scanning a surface, the laser can scan a volume to decontaminate the air, for example.
Thus the above process can be used in a filter to filter air or a gas.
The figures also schematically represent such a filter.
This filter has the shape of a rectangular channel having four walls 1, 2,3 and 4.
The decontamination device is mounted inside a chamber 5 mounted on the wall 1.
This device comprises a pulsed laser 6, of adequate wavelength and an optical system composed of a mirror 7
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inclined at 450 relative to the beam of the laser 6 and a diverging lens 8 followed by a converging lens 9, these two lenses 8 and 9 transforming the ray reflected by the mirror 7 into a sheet or a curtain 10.
This curtain 10 enters the above-mentioned channel through a slot 11 in the above-mentioned wall 1.
Opposite the slot 11, a mirror 12 is mounted on the inner face of the wall 2 opposite the wall 1, this mirror 12 being inclined at a small angle, for example an angle of 20, relative to the plane of the curtain 10 , this plane being perpendicular to the direction of advancement of the air or gas in the above-mentioned channel. This direction is indicated by the arrow FI in Figure 1.
Downstream from the slot 11 and the mirror 12, the interior faces of the two opposite walls 1 and 2 are covered by a mirror.
This means that the laser curtain 10 is reflected by the mirror 12 at an angle relative to the curtain entering through the slot 11. This angle is twice the aforementioned angle of inclination of this mirror 12 relative to the wall 1 The curtain is again reflected from this same angle by the wall 1 towards the wall 2 and reflected again by the wall 2 towards the wall 1, et cetera.
The air or gas to be decontaminated passes several times through this zigzagging laser curtain and is thus purified.
It is obvious that the invention is in no way limited to the embodiment described above, but that numerous modifications can be made to the process.
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and to the device described above without departing from the scope of the invention as defined in the following claims.