EP1670565A2 - Procede et disositif de ventilation et de decontamination aeroportee par melange a flux de soufflage et aspiration attaches par effet coanda - Google Patents

Procede et disositif de ventilation et de decontamination aeroportee par melange a flux de soufflage et aspiration attaches par effet coanda

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Publication number
EP1670565A2
EP1670565A2 EP04787357A EP04787357A EP1670565A2 EP 1670565 A2 EP1670565 A2 EP 1670565A2 EP 04787357 A EP04787357 A EP 04787357A EP 04787357 A EP04787357 A EP 04787357A EP 1670565 A2 EP1670565 A2 EP 1670565A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
blowing
suction
air
jet
primary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04787357A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Marie Billiotte
Frédéric Basset
Elena Vladimirovna Volodina
Alexandre Vladimirovich Nagolkin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AirInSpace BV
Original Assignee
AirInSpace Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AirInSpace Ltd filed Critical AirInSpace Ltd
Publication of EP1670565A2 publication Critical patent/EP1670565A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00—Ventilation
    • F24F7/007—Ventilation with forced flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00—Ventilation
    • F24F7/003—Ventilation in combination with air cleaning
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2221/00—Details or features not otherwise provided for
    • F24F2221/12—Details or features not otherwise provided for transportable
    • F24F2221/125—Details or features not otherwise provided for transportable mounted on wheels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2221/00—Details or features not otherwise provided for
    • F24F2221/28—Details or features not otherwise provided for using the Coanda effect
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Definitions

  • the present invention relates to airborne ventilation and decontamination methods and devices for reducing the proportion of contaminating particles suspended in the air of a room, of the operating type: by mixing, with double Coanda effect, with primary blowing jet. attached to the ceiling, and suction flow attached to the floor.
  • the term “primary air jet” means air that has been conditioned beforehand (cooled, warmed, decontaminated, humidified, dehumidified, etc.) introduced into a room by a blowing mouth, such as a grate, a perforated panel, a diffusing ceiling ... Total air is called the mixture between the primary air introduced into the room and the air in the room gradually entrained by the primary air and mixed with it.
  • the air movement is provided by a primary unidirectional air jet occupying a whole section of the room.
  • the entire surface of a wall of the room such as generally the ceiling or sometimes a side wall, is used as the surface for blowing the primary air flow into the room.
  • the air is blown in at a sufficient speed to pass through the room in parallel veins in the direction of the opposite wall (generally the ground) which is porous to serve as a suction surface. It is also common to carry out the air intake by suction wall grilles located near the floor, in the lower part of the walls.
  • Laminar flows operate on the "piston" principle.
  • the primary air flow pushes, like a syringe, the contaminated air which is extracted from the room.
  • "Laminar flow rooms” are used to achieve very low concentrations of contaminants.
  • the exhaust air is taken up in an air handling unit, linked to the building, decontaminated by filtration, mixed with fresh air. Then it is re-injected into the room by the blowing surface (usually the ceiling), equipped with high efficiency HEPA filters.
  • the speed of the flow is substantially uniform over a whole section of the part, and reaches between 0.3 m / s and 0.5 m / s over the whole of the part to be protected.
  • the blowing and suction surfaces are located:
  • Piston air displacement ventilation systems have: an investment cost of an order of magnitude higher, and an energy cost about ten times greater than that of mixing ventilation devices (rooms turbulent flow) or air displacement devices by thermal effect stratification.
  • their blown integral wall structure makes it impossible to produce them in the form of a mobile system. Piston air displacement ventilation devices are used exclusively in decontamination and "ultra-cleanliness" applications and not for air conditioning purposes for which their cost is too high.
  • Ventilation devices by air displacement by thermal effect stratification are mainly used in air conditioning applications.
  • zone ventilation strategy the principle consists in treating certain zones or volumes of the room, while the rest of the room is left without particular attention. It is generally accepted that the efficiency of ventilation by zone is better than that by mixing in ventilated zones. On the other hand, the low overall dilution of the contaminants generally leads to an ineffective overall decontamination of the part.
  • the movement of air is mainly ensured by the energy supplied by one (or more) jet (s) of primary air (s) introduced (s) into the room.
  • the theoretical aim of the mixing strategy is to establish uniform conditions for the air inside the room.
  • the primary air jet (s) which is (are) injected into the room mixes (s) with a large volume of ambient air. This phenomenon is called induction.
  • Mixed ventilation is generally preferable to ensure the best thermal comfort for the occupants.
  • occupancy area The part of the room where the occupants are usually located is called occupancy area. It is normally defined as the space delimited by a surface 50 cm from the walls including windows, 20 cm from the other walls, and rising up to 180 cm from the ground.
  • the mixing ventilation strategy aims to mix (as completely and as homogeneously as possible) the primary air with the air in the room, so that the impurities and contaminants in the room are not only attenuated by dilution but also , traditionally, evenly distributed.
  • the dimensions of the room, the reasonable size and the number of diffusers generally require that the injection speed of the primary air jet (s) (fresh air) is generally greater than that acceptable for the comfort of the occupants when the jet reaches them.
  • the primary air jet is injected into the room (usually vertically) through a diffuser usually located in the central part of a wall of the room (usually the ceiling).
  • the primary air jet passes substantially perpendicularly through the envelope of the occupancy area.
  • the air movements in the room are almost disordered.
  • the air jet reaches the occupants almost directly before being significantly mixed with the air in the room. This often results in thermal dis-comfort for the occupants.
  • the primary air is injected into the room through a diffuser located in a lateral region of a wall of the room (generally in the vicinity of the ceiling ), and in a direction substantially parallel and tangent to this wall of the room (generally the ceiling). So that the primary jet is deployed outside the occupation zone, between the envelope of the occupation zone and the attachment wall of the jet. The primary air jet therefore travels a long way and is mixed with a large amount of ambient air before reaching the occupied zone. This arrangement is deemed to be more comfortable thermally for the occupants.
  • Coanda effect or surface effect This is due to the fact that an air jet tends to suck the ambient air in contact with it to mix it with it (diffusion). But in the vicinity of a surface, no ambient air can be sucked in. This results in a vacuum between the air flow and the surface, which tends to stick the air jet against the surface.
  • the invention relates to a method of ventilation of the mixture type, with a primary jet attached to the ceiling by the Coanda effect and with air intake by a suction mouth in the form of a suction flow attached to the floor, also by Coanda effect.
  • Baturin and Hanzhonkov concluded from their analyzes of the shapes of the air configurations obtained, that the shape of the air movements depended on the location of the supply air grille and was only slightly influenced by the configuration of the air grille ) of suction and the conditions of aspiration.
  • Subsequent theoretical studies published by Nelson, Stewart, Bromleys and Gunes provide information on the distribution of temperatures and velocities in the case of attached primary jet mixing ventilation.
  • Other theoretical studies conducted by Linke show that there is a maximum length of room that can be properly ventilated according to this principle. He shows in particular that for linear primary jets "attached" to the ceiling, having a Reynolds number between 1825 and 12000, the length of the part must not exceed 3 times its width, to allow an establishment of the "enveloping" flow.
  • a first air movement in a loop similar to that obtained in “short” rooms, consists of a total air jet which follows the ceiling, and descends vertically through the occupancy zone in the central part, before joining the suction surface horizontally near the ground.
  • Other “closed” loops of vortex air develop between the first loop and the other end of the room and penetrate inside the zone of occupation.
  • the problems of airborne contamination are: either acute and resolved by the ventilation strategy by displacement of piston air by unidirectional flow, the main defect of which is cost, or unimportant and resolved by conventional ventilation by mixing with a free primary jet, or by ventilation by mixing with an attached primary jet, ignoring the “parasitic inclined shunt air flow” (the negative consequences of which are then neglected) , or very weak and, in this case, conventional air purifiers by recycling are implemented, leading to ineffective decontamination, so that the flows parasitic air charged with contaminating particles from the ground and amplified by the presence of the “parasitic shunt inclined air flow” are negligible.
  • the main aim sought by the invention is to allow: to benefit from the recognized intrinsic advantages of the ventilation method by attached primary jet and in particular - its cost of production and implementation lower than that of ventilation by air displacement with piston by unidirectional flow, - and its comfort for the occupants, while allowing to implement it for applications of advanced decontamination and "ultra-cleanliness".
  • the invention aims to reduce (or eliminate) the effects of re-ascending movement of contaminated particles sedimented to the ground that are usually encountered in rooms ventilated by attached jet mixing.
  • the main objective of the invention is therefore to propose means of improvement to the ventilation process by primary jet attached to the ceiling by Coanda effect, aiming to reduce or eliminate the presence of the “parasitic inclined shunt air flow” which tends to rise from the ground.
  • a secondary objective of the invention is to propose a new architecture of a mobile air decontamination device independent of the structure of the building, implementing this ventilation process by attached primary jet, without “parasitic inclined air flow of shunt ”.
  • Mobile air decontamination devices independent of the building structure either operate according to an air dilution principle similar to that of rooms with turbulent flow, or use, such as purifiers, ventilation of the jet type located.
  • the distant technological background of the invention includes mobile devices for decontaminating air sucking in and discharging air horizontally at almost the same height.
  • this class of devices mention may be made of that described in US patent 6,425,932 Huehn, Deros and Bourque. It is clear that this type of device cannot use a primary jet attached to the ceiling and a suction air flow attached to the floor.
  • US patent 5,240,478 Messina describes a purifier by HEPA filter with upper suction and lower blowing.
  • US Patent 5,612,001 Matschke describes a purifier by UN lamps with upper suction and lower blowing.
  • US Patent 5,616,172 Tuckerman, Russel, Knuth and Carey constitutes the closest prior art to the invention. It describes an independent mobile air decontamination device of substantially elongated parallelepiped shape, arranged vertically along a wall of the room to be treated. Air decontamination is carried out by UN lamps and HEPA filters. The air intake is carried out by the floor by means of a suction nozzle of the suction type on the ground, formed between the base of the device and the ground. The blowing mouth is placed in the upper part of the device and blows vertically in front of the ceiling. The shape of the device is described as voluntarily elongated, in order to increase the distance between the suction grille and the blowing grille in order to avoid “short circuits” between the two.
  • this document does not take into account the existence of an "inclined air flow parasitic of shunt" which tends to rise from the ground (in the middle of the room), and cross the occupied zone inclined and upwards towards the blowing mouth. It is only concerned with the direct "shunt" between suction and blowing, which is another problem. This document therefore does not recommend any means relating to: the ratio between suction speed and blowing speed, or the ratio between effective suction surface and effective blowing surface, in order to reduce and / or eliminate the "air flow inclined shunt parasite which tends to rise from the middle of the ground towards the ceiling, despite the spacing of the grids. The relative dimensions of the effective suction and blowing surfaces are not specified.
  • the invention firstly relates to a method of ventilating a room by mixing a primary blowing jet attached to the ceiling and a suction flow attached to the floor, by Coanda double effect.
  • the invention relates specifically to ventilation methods of the type according to which a primary jet of pre-treated air is blown into the room (heated, cooled, decontaminated, humidified, dehumidified, etc.), through a blowing surface , located opposite a so-called treatment side wall, in the vicinity of the ceiling, and in a direction of blowing incidence [average over the blowing surface of the mean directions of the portions of the primary jet] oriented towards the ceiling (or parallel to this), so as to attach by Coanda effect said primary blowing jet on the surface of the ceiling.
  • a suction of polluted air is sucked in, with a flow equivalent to the primary jet, through a substantially vertical suction surface, located opposite the same lateral treatment wall, in the vicinity of the floor of the room.
  • air is sucked at ground level according to a substantially horizontal suction stream, parallel and attached to the ground surface by the Coanda effect.
  • the ventilation method according to the invention consists in that, in addition, the average blowing speed (Vs) is imposed [average of the speeds of the portions of the primary air jet on the surface of blowing] to be there lower than the average suction speed (Va) [average speed of the portions of the air flow sucked on the suction surface] [Ns ⁇ Va].
  • Vs average blowing speed
  • Va average suction speed
  • Figure 1 shows schematically, in side view, the phenomenon of aerosol sedimentation and resuspension in a non-ventilated room.
  • Figure 2 shows schematically, in side view, the distribution of air flows in a ventilated "short" room (without special precautions) by mixing with primary blowing jet attached to the ceiling and suction flow attached to the floor (reproduced from 'after Muller).
  • FIG. 3 shows schematically, in side view, the distribution of air flows in a ventilated "long" room (without special precautions) by mixture of primary blowing jet attached to the ceiling and suction flow attached to the floor (reproduced from 'after Muller).
  • FIG. 4a schematically represents, in side view, the distribution of the air flows obtained by computer simulation of a ventilation device (of the type of that of FIG. 2) operating in a room ventilated by mixing with a primary blowing jet attached to the ceiling and suction flow attached to the floor, according to the teachings of the invention.
  • FIG. 4b schematically represents, in perspective, the distribution of the air flows obtained by computer simulation of a ventilation device (of the type that of FIG.
  • FIG. 5a schematically represents a portion of an animated air stream allowing the analytical demonstration of the advantages implemented by the invention and eliminating the “parasitic inclined shunt air flow”.
  • FIG. 5b schematically represents the conditions for digital simulation of the air flow diagrams obtained for a prototype of the independent airborne decontamination device of the invention.
  • FIG. 5c represents a table of values of the results from the calculation in digital simulation as illustrated in FIG. 5b.
  • FIG. 5d represents a graphic illustration of the results obtained as presented in FIG. 5c.
  • FIG. 6 schematically represents, in side view, the air flows obtained by computer simulation of an independent decontamination device operating in a room according to the teachings of the invention.
  • Figures 6a and 6b show in section and in perspective, an enlarged view of the independent decontamination device of the invention.
  • Figure 6c shows a top view of the operation of the device of Figure 6 and a view of the air streams it generates horizontally.
  • FIG. 6d schematically shows an enlarged side view of the sucking nozzle of the independent decontamination device of FIG. 6 and its action on the contaminating particles in suspension and those located at ground level.
  • FIG. 6e schematically shows, in perspective, a vision of the device of the invention and of its suction stream.
  • FIG. 7 schematically represents, in side view, the operating principle and the action on the aerosols of a decontamination device operating in a room according to the teachings of the invention.
  • Figures 8a and 8b show in section and in perspective a view of the blowing nozzle of the independent decontamination device of Figure 6 and its position relative to the ceiling.
  • Figures 8c to 8h show, in side view, the influence of the adjustment of the blowing incidence angle of the device of the invention.
  • Figures 9a and 9b show, in side view, the importance of a recommended variant of the invention relating to the adjustment of the suction and blowing speeds.
  • FIG. 10a represents in perspective, a detail of a first preferred mode by the invention of embodiment of the blowing nozzle.
  • FIG. 10b represents, in perspective, a detail of a second mode preferred by the invention for producing the blowing nozzle.
  • Figure 11 shows, in perspective, a detail of a preferred embodiment by the invention of the sucking nozzle.
  • FIG. 12 represents, in perspective, a preferred mode by the invention of embodiment of the vertical channeling means with reduced thickness.
  • Figures 13a and 13b show, in perspective, a preferred embodiment by the invention of the vertical channeling means with adjustable height.
  • Figures 14a and 14b show, in perspective, a preferred embodiment by the invention of the device of Figure 6 with auxiliary suction nozzle.
  • Figures 15a and 15b show, in perspective, a preferred embodiment by the invention of the device of Figure 6 with expandable blowing nozzle.
  • Figure 1 depicts a classic non-ventilated room (3).
  • the ambient air (A) in the room (3) is filled with a multitude of contaminating particles (4) comparable to aerosols which, under the action of their weight and gravity, are by sedimentation effect (5 ) driven at ground level (6). So that the contaminating particles (4) will, with a low vertical rate of sedimentation (5), gradually come to accumulate in a thin lower layer of highly contaminated air (Ce) in contact with the soil (6). If we take stock of the contaminating particles (4) included in room (3), a small portion of the contaminating particles (4), although extremely dangerous for the occupants (1), is present in suspension in the form of contaminating aerosols in suspension (4a) contained inside the volume of the part (3).
  • Another very dense portion of the contaminating particles (4) is, under the effect of gravitation, thermal movements of convection coming from the ground (6) and Brownian movements, accumulated in the form of contaminated aerosols accumulated (4b) under forms a kind of cloud, inside the thin layer of highly contaminated lower air (Ce). Inside this thin, highly contaminated lower air layer (Ce), the concentration of accumulated contaminating aerosols (4b) is asymptotic as it approaches the soil (6).
  • most of the contaminating particles (4) present in the part (3) are the adhered particles (4c) which, following their long descent under the effect of gravitation, have adhered to the ground (6) by forces of Van der Waals, originating from interactions between the molecules they contain and the soil (6).
  • the occupancy area (2) is the part of the room (3) where the occupants (1) are usually located. It is normally defined as the space delimited by a surface 50 cm distant from the walls (50) comprising windows (51), and 20 cm distant from the other walls (140). It rises up to 180 cm from the ground (6).
  • the occupants (1) during their movements in the room (3), will generate disturbances and turbulence (7) at ground level (6) and resuspend, by upward disturbance currents (8) , some of the aerosols accumulated contaminants (4b) and adhered particles (4c) located at ground level (6) in the lower part of the occupation zone (2).
  • a phenomenon similar to that leading in meteorology to the formation of powerful cumulonimbus clouds develops on a reduced scale in the room (3).
  • FIGS. 2 and 3 show the implementation of this ventilation method according to the prior art using a fixed ventilation device (65) linked to the building containing the room (3).
  • a primary air jet (19) previously treated by the fixed ventilation system (65) (heated, cooled, decontaminated, humidified, dehumidified, etc.) is blown into the room (3). through a wall blowing mouth (10) formed in the first vertical said treatment wall (52) and opening into the room (3) by a blowing surface (Ss), located opposite the vertical said treatment wall ( 52), in the vicinity of the ceiling (20).
  • the primary air (19) is directed in a direction of blowing incidence (Is) [average on the blowing surface (Ss) of the mean directions of the portions of the primary blowing jet (19)] oriented in the direction of the ceiling ( 20) (or, usually as shown in Figures 2 and 3, parallel to it) ⁇ so as to attach by Coanda effect (C) said primary blowing jet (19) on the surface of the ceiling (20).
  • Is blowing incidence
  • Ss blowing surface
  • C Coanda effect
  • the fixed ventilation system (65) includes an outdoor air handling unit (73), generally located on the roof of the building.
  • the one shown is a combined supply and return unit used in the usual way in the field of air treatment in recycling. It includes one or more fans of the centrifugal or other type (67) and (71) allowing the setting in motion of the air (A) and the establishment of the aeraulic diagram, a heating coil (70), a filter with air (69) and a mixing box (68) between recycled air and outside fresh air.
  • the air handling unit (73) is connected to a diffusion sheath (72) leading to the wall blowing mouth (10), and thus delivering the previously treated primary jet (19) through the blowing surface (Ss ).
  • the suction duct (66) connects the wall suction mouth (11) to the inlet of the air handling unit (73) to evacuate the flow of contaminated and or contaminated suction air (21) from the piece (3).
  • FIG. 2 describes the aeraulic diagram (reproduced from Muller) obtained, according to the prior art, inside a so-called “short” part (3 a), the length (L) of which is less than about three times its width (1). We end up with an enveloping flow with "a loop" (Bl).
  • FIG. 3 describes the aeraulic diagram (adapted from Muller) obtained according to the prior art inside a so-called “long” part (3b) whose length (L) is greater than approximately 3 times its width ( 1). It can be seen that there is an aeraulic partitioning of the "long” part (3b) into several air zones (Zl, Z2, Z3, ). A first "closed” air loop (B1), similar to that obtained in the "short” rooms and shown in FIG. 2, is established in the first zone (Z1).
  • This second phenomenon is due to the fact that due to the great length (L) of the part (3), the primary blowing jet (19) peels off early in a peeling zone (14) from the ceiling (20). The primary blowing jet (19) is then no longer attached to the ceiling (20) but qualified as free. This also leads to a succession of speed induction effects (30a, 30b, ...) and leads to the formation of secondary vortices (12a, 12b) leading to the creation of "closed" air loops (B2, B3, ...) in the secondary zones (Z2, Z3, ). Contaminant aerosols in suspension (4a) located in the secondary vortex zones (12a,
  • FIGS. 4 a and 4b schematically describe the characteristic means implemented by the method of the invention in a "short" room (3a) to considerably reduce or even eliminate the effect of "inclined air flow parasitic of shunt" ( Fs) described in FIGS. 2 and 3.
  • the method of the invention implements the general principles described in FIG. 2 of a method of ventilation by mixing with a primary blowing jet (19) attached to the ceiling (20) and suction flow. (21) attached to the ground (6) by Coanda effect (C).
  • the method of the invention is remarkable in that the average blowing speed (Vs) [the average of the speeds of the portions of the primary air jet on the blowing surface (Ss]] is required to be lower than the average suction speed (Na) [average speed of the portions of the air flow sucked on the suction surface (Sa)] [Ns ⁇ Na].
  • Figure 5a shows a detail of a portion of an animated air stream (vf) in constant motion. It is considered, for the sake of simplification, that air (A) is a perfect incompressible fluid subjected only to the forces of gravity. And we extract from this animated air stream (vf) a minimal portion of moving air (da).
  • the infinitesimal portion of air (da) belonging to the vein (vf) has: a variable section (s), a variable speed (N), a variable length (dx), a mass (dm), and a local pressure ( P).
  • Air has a density (p) considered constant.
  • the acceleration of gravity is constant and equal to (g).
  • Vs 2/2 + Ps / p + g * h Va 2/2 + Pa / p (average Bernouilli). It seems important to point out that it is the very existence of this non “bursting” of the veins (vf) which makes it possible to implement Bernouilli's theorem in average form. Because in this case, we can consider that any vein (vf) coming from the blowing surface (S s) leads to the suction surface (Sa) and vice versa. This would not be the case if there was a parasitic inclined shunt air flow ”(Fs).
  • Vs 2/2 + Ps / p + g * h Va 2/2 + Pa / p + .DELTA.h (Bernouilli with losses).
  • FIG. 4a very schematically represents the results obtained by the inventors, and resulting from the experimentation and the joint use of computer aeraulic simulation tools. It describes the air flow diagram of the air movements (A) in a room (3) similar to that described in FIG. 2, but in which the means of the invention relating to the ratios between average blowing speed (Vs) and average speed d 'aspiration (Va) have been implemented.
  • the dilution of the part (3) is closely linked to the air flow used, at the outlet of the blowing surface (Ss) and at the inlet of the suction surface (Sa). It is not a question here of improving the yield of the dilution (which approaches 100%), but rather of improving the decontamination in terms of quality.
  • the “parasitic inclined shunt air flow” (Fs) being eliminated, the aeraulic ascent of contaminating aerosols (4) in the occupied zone (2) does not take place, and therefore, the probability occupants (1) biocontamination is reduced, insofar as these biocontaminants (4) remain mainly confined in the thin lower layer highly contaminated air (Ce) and are not in contact with the occupants' respiratory zones (9) (1).
  • FIG. 4b represents in perspective the arrangements to be implemented in a room (3) in terms of effective blowing surface (Sse) and effective suction surface (Sae) for implementing in a fixed ventilation system (65) the means of the invention.
  • the wall outlet (10) and suction (11) outlets used in fixed ventilation systems (65) are generally equipped with outlet (60) and suction (61) grids which materialize the outlet surfaces (Ss ) and suction (Sa) but partially block the air flows.
  • These grids (60,61) usually consist of a metal plate provided with a multitude of holes, or a metal frame (81) provided with a plurality of directional strips (83) and / or any other means partially obstructing the corresponding mouth (10,11), while being porous to air.
  • FIG. 5b represents the conditions for digital simulation of the air flow diagrams obtained for a prototype of the independent PLASMAIR TM airborne decontamination device (101) operating according to the means of the invention in a room (3), this as a function of different effective ratios of supply air (RS).
  • the blowing ratio (RS) is called: the ratio between the effective blowing surface (Sse) and the effective suction surface (Sae).
  • the device (101) is placed against and in the central part of the so-called treatment wall (52).
  • K-E the energy model
  • the regime concerned is turbulent, the state of spatial dimension studied of the movement is much higher than the Kolmogorov scales (description of molecular type) of the fluid particles so that the Navier-Stokes equations apply.
  • a smoothing of the movements of the air molecules is implemented.
  • the reliability of the use of this numerical method currently knows no known counterexample, for fluid speeds lower than Mach 13. This is of course the case in this study.
  • the type of mesh chosen is hexagonal due to the simple architecture of the part (3).
  • the number of mesh is 500,000 to cover the piece (3).
  • the third column corresponds to the case where the device (101) has been adjusted so that the blowing ratio (RS) is equal to 1. This is the limiting case of presence of the “parasitic shunt flux” (Fs ) as predicted by the theoretical analysis developed above.
  • the second and third columns are grayed out, to better delimit the conditions outside the application of the recommendations of the invention.
  • the fourth column (not grayed out) relates to the case where the device has been adjusted
  • FIG. 6 An independent mobile airborne decontamination device (101) according to the invention is shown in FIG. 6, installed in a short room (3 a), for implementing therein the ventilation method by mixing with primary blowing jet (19) and flow. suction (21) attached to Coanda double effect (C).
  • the device (101) comprises a vertical channeling means (103) placed vertically. It is intended to be arranged substantially parallel and close to a first vertical treatment wall (52) of the short part (3a) to be treated.
  • the channeling means (103) has a first lower suction end (104), located in the lower part in the vicinity and at a distance from the ground (6) of the short part (3a).
  • the channeling means (103) has a second upper blowing end (105), located more in height. It is intended to be located in the upper part in the vicinity and at a distance from the ceiling (20) of the short room (3a).
  • a floor surface sucking nozzle (118) (6) extends the channeling means (103) at its lower suction end (104). It is located opposite the floor (6) of the short part (3a).
  • the suction nozzle (118) provides in the vicinity of the ground (6) a suction mouth (111) having a suction surface (Sa).
  • the suction surface (Sa) has a substantially vertical inlet section (109). This suction surface (Sa) is an empty annular space, but for better visualization it is shown in gray. This is shown in developed flattened form in the lower right corner of FIG. 6.
  • a ceiling surface blowing nozzle (129) (20) extends the channeling means (103) at its upper blowing end (105). It is intended to be located near the ceiling (20). It spares the upper part of a blowing mouth (110).
  • the blowing mouth (110) has a porous blowing surface (Ss), arranged substantially frontally, bearing laterally on the extreme lateral edges (119a, 119b, 119c, 119d) of the blowing mouth (110). This is shown enlarged in the upper right corner of Figure 6.
  • the blowing mouth (110) ensures through its entire blowing surface (Ss) the production of a primary jet (19) of air (A ), oriented upwards [or horizontally] so as to reach the ceiling (20) [or be parallel to it], to allow the attachment of the primary blowing jet (19) to the ceiling (20) by Coanda effect (VS).
  • a means of decontamination (127) (operating by filtration and / or destruction) of the contaminating particles (4a, 4b, 4c) of the air (A) is located inside the vertical channeling means (103), between the sucking nozzle (118) and the blowing nozzle (129).
  • the decontamination device (101) is characteristic in that in addition the cross section (Sae) (shown in the corner lower right) of the suction surface (Sa) of its suction nozzle (118) is less than the effective section (Sse) (shown in the upper right corner) of the blowing surface (Ss) of the blowing mouth (110).
  • the average blowing speed (Vs) [average speed of the air jet on the blowing surface (S s)] is lower than the average suction speed (Va) [average flow velocity d air sucked on the suction surface (Sa)] [Vs ⁇ Va].
  • the primary blowing jet (19) undergoes a return to the ground (6) in order to be attached to it by the Coanda effect (C) and to be taken up in continuity with the suction flow (21) attached to the ground (6).
  • the vertical channeling means (103) is included inside the external envelope (126) of the device (101).
  • the contaminated air (Ac) coming from the part (3) passes through the sucking nozzle (118) with surface effect on the ground (6), extending the channeling means ( 103) at its lower suction end (104) located opposite the ground (6).
  • the contaminated air (Ac) then passes through a coarse prefilter (120) to be rid of its too bulky airborne elements (131) which can impair the proper functioning of the device (101).
  • the contaminated air (Ac) passes inside an acoustic attenuation system (122) making it possible to avoid the propagation of airborne and solid-state noise.
  • This consists of a plurality of parallel baffles (107, 108) located in two groups on either side of the air movement means (106), making it possible to avoid the propagation of airborne noise and support.
  • the air movement means (106) is preferably a centrifugal type fan. Then the contaminated air (Ac) is forced to pass through the decontamination means (127) where it is at least partially decontaminated.
  • the decontaminated air (Ad) reaches the upper blowing end (105) and is then released through the blowing mouth (110).
  • This decontaminated air (Ad) leaves the device (101) through the blowing mouth (110) where there is a blowing pressure (Ps).
  • the active means of the device (101) can be turned on or off by means of an on and off system (124).
  • the device (101) is equipped with 4 wheels (125) fixed at its bottom. So that the device (101) is mobile. It can be easily moved from one room (3) to another through the door.
  • a system for adjusting the volume flow rate of the device (123) makes it possible to adapt the flow rate according to the needs of decontamination and the size of the part (3).
  • the device (101) according to the invention allows the vicinity of the ground (6) to suck as and when sedimentation (according to the phenomenon described in Figure 1) all contaminating aerosols in suspension (4a) and accumulated contaminating aerosols (4b, 4c) located in close proximity to the ground (6) in the thin lower layer of highly contaminated air (Ce). This takes place via the suction flow (21) attached to the floor (6).
  • the contaminating aerosols (4a, 4b) located near the suction stream (21) and included in the suction stream (55) are by suction induction effect (las) continuously directed towards the suction stream (21) attached to the ground (6) to be evacuated by the suction mouth (111) and undergo the decontamination process.
  • the device (101) according to the invention leads to a reduction in the quantity of contaminated contaminated particles (4b, 4c) by continuous evacuation of the latter.
  • the primary blowing jet (19) and the suction flow (21) attached to the Coanda double-acting (C) encompass the entire area of occupation (2) of the short room
  • the contaminating particles (4) present in the air (A) of the short part (3 a) undergo the decontamination process.
  • the contaminating particles (4) in the form of contaminating aerosols in suspension (4a) are continuously sucked upwards, by effect of blowing induction (Iss) towards the ceiling (20) inside the primary blowing jet (19). Then they are channeled vertically along the opposite wall (50) before being entrained in the suction air flow (21).
  • the contaminating particles (4) are essentially those which come from an emission linked to the occupants of the occupation zone (2). Their concentration is very low.
  • the sucking nozzle (118) is of the ground suction type (6). That is to say that the suction mouth (111) has a first so-called lower suction wall (132), either in quasi-contact with the ground (6), or formed by the ground (6) itself. - even as described in Figure 6d.
  • the suction mouth (111) has a second so-called upper suction wall (133), in the shape of a substantially horizontal lip, formed by a portion (134) of the base.
  • the vertical suction surface (Sav) is free and constituted by the annular open vertical surface (136) formed between the base (137) of the sucking nozzle (118) and the ground (6). It ensures at ground level (6) a sucking of air according to a vein (55) glued to the ground, coming from a flared planar sector at the end of suction (138) coming from the three other walls (50, 140,
  • FIGS. 8a to 8d A second advantageous embodiment, recommended by the invention, of the independent airborne decontamination device (101) is shown with reference to FIGS. 8a to 8d.
  • the upper blowing edge (130) is located at a distance from the ground (Ds) of more than 170cm. This is suitable for a room with a standard height of around 250 cm. Respecting this height (Ds) ensures that the air flow diagram as described in FIG. 6 runs smoothly.
  • FIGS. 8c and 8d it can be seen that the porous blowing surface (Ss) of the blowing mouth (110) is provided with an orientation means (163) of the blowing air streams (164) constituting the primary blowing jet (19), controlled mechanically using a lever (167).
  • the orientation means (163) allows to adjust the blowing incidence angle (as) of the blowing mouth (110) [average on the blowing surface (Ss) of the angle of the blowing air streams (164) of the primary blown jet (19) with the horizontal plane (H)] so that it is substantially between an angle of 20 ° and 70 °.
  • Figures 8e and 8f show the importance of this second arrangement recommended by the invention. There is shown in side view, on each of them a device (101) placed in a short room (3a) having the characteristics of those described with reference to Figure (5b). The influence of the setting of the blowing incidence angle (as) of its blowing nozzle (110) has been studied by numerical simulation.
  • Figure 8g corresponds to the case where (as ⁇ 20 °).
  • Figure 8h corresponds to the case where (as> 70 °). It can be seen that outside of the recommended adjustment range (20 ° ⁇ as ⁇ 70 °), when the other provisions of the invention are established, then the phenomenon of “parasitic inclined shunt air flow” (Fs) appears.
  • a third advantageous embodiment, recommended by the invention, of the independent airborne decontamination device (101) is shown with reference to FIG. 9b.
  • the effective blowing section (Sse) of the blowing mouth (110) is at least 20% greater than the effective cross section of the suction surface (Sae) of the sucking nozzle (118).
  • the volume flow rate (Qv) of the air movement means (106) is adjusted so that the average blowing speed (Vs) [average jet velocity at the outlet of the porous surface of supply air (Ss)] is greater than 0.79 m / s [Vs> 0.79 m / s].
  • the average suction speed (Va) [average speed of the air flow sucked on the suction surface at the inlet of the porous suction surface] is at least 20% higher than the speed average blowing (Vs), (Na> 1.2 * Vs).
  • Vs speed average blowing
  • Figure 9a schematically corresponds to the results obtained by numerical simulation when Vs ⁇ 0.79 m / s and Va ⁇ 1.2 * Vs.
  • FIG. 10a A second preferred embodiment, recommended by the invention, of the independent airborne decontamination device (101) is shown with reference to FIG. 10a.
  • the blowing nozzle (129), on which the porous blowing surface (Ss) bears is enlarged relative to the average width of the vertical channeling means (103). This widening is measured perpendicular to the vertical plane of symmetry (PV) of the device (101), perpendicular to its front part (165). It is measured parallel to the first vertical treatment wall (52).
  • PV vertical plane of symmetry
  • RS blowing ratio
  • the blowing nozzle (129) has means for enlarging its lateral dimensions (157). This consists of at least one [and preferably two, as described in FIGS. 15a and 15b] cylindrical portion (s) of blown porous blowing (s) (159) arranged laterally by means of pipe (103) and in its upper part. They are placed perpendicular to the vertical plane (PV) of symmetry of the device (101).
  • porous flexible blowing cylindrical portions (159) are collapsed vertically when the air movement means (106) is inactive, as described in FIG. 15a. However, they are deployed horizontally under the effect of the pressure (Ps) when the air movement means (106) is active as described in FIG. 15b. Thus they provide a movable blowing surface (Ss) substantially horizontal in the deployed position (161).
  • the porous flexible blowing cylindrical portions (159) can be manufactured in the form of a thermowell made of a woven, reinforced textile material.
  • the textile material of the thermowell is covered with a protective adhesive strip on a generator.
  • a waterproofing coating (of the oilcloth type) is applied externally to the thermowell.
  • remove the protective tape Thus, most of this thermowell is covered with an airtight sealing material.
  • a longitudinal range of each porous flexible blowing cylindrical portion (159) is left free of sealing material on a generator so as to allow air to pass.
  • a porous surface (Spa) is provided on a fraction of the surface of the thermowell placed on a generator.
  • the remaining surface (SE) is sealed on the other fraction.
  • This provides a blowing surface (Ss) which allows the emission of a primary blowing jet (19) along this generator, that is to say parallel to the ceiling (20) when the porous flexible cylindrical portions blower (159) are deployed.
  • a blowing surface Ss
  • the telescopic stiffening means (170) makes it possible to increase the range of each porous flexible cylindrical blowing portion (159) in deployed mode (161). Preferably, the deployment of this telescopic stiffening means (170) is ensured by the pressure inside the device (101). Its folding can be ensured by a spring.
  • the porous blowing surface (Ss) comprises a frontal blowing surface (Ssf) extended laterally by two lateral blowing surfaces (Sslg and Ssld) formed on the lateral faces of the blowing nozzle (135) intended to be placed opposite the side walls (140,144) of the room (3).
  • This arrangement makes it possible to increase the effective blowing surface (Sse) and to better treat the lateral zones of the room (3) situated along the lateral walls (140, 144). This also contributes to better elimination of the effect of “parasitic inclined shunt air flow” (Fs).
  • a fourth preferred embodiment, recommended by the invention, of the independent airborne decontamination device (101) is shown with reference to FIG. 11.
  • the suction nozzle (118) of the ground suction type is widened at its upper wall (139) relative to the average width of the vertical channeling means (103) which it extends below. This widening is measured perpendicular to the vertical plane of symmetry (PV) of the device (101) perpendicular to its front part (165).
  • PV vertical plane of symmetry
  • the side walls (141) of the sucking nozzle (118) are therefore further apart.
  • FIGS. 10a, 10b, 12 and 13a, 13b A fifth preferred embodiment, recommended by the invention, of the independent airborne decontamination device (101) is shown with reference to FIGS. 10a, 10b, 12 and 13a, 13b.
  • the suction nozzle (118) has a tulip-shaped lower portion (143), placed facing the ground (6). It has also been found by numerical simulation that this arrangement contributes to a better elimination of the effect of “parasitic inclined shunt air flow” (Fs).
  • Fs parasitic inclined shunt air flow
  • a sixth preferred embodiment, recommended by the invention, of the independent airborne decontamination device (101) is shown with reference to FIG. 12.
  • the two dimensions are measured parallel to the vertical plane of symmetry of the device (PV) perpendicular to its front part (165).
  • a seventh preferred embodiment, recommended by the invention, of the independent airborne decontamination device (101) is shown with reference to Figures 13a and 13b.
  • the vertical channeling means (103) comprises a length-adjustable channeling portion (147).
  • This adjustable pipe portion (147) can in particular be constituted by a bellows (149).
  • Such an arrangement makes it possible to adapt the height of the porous blowing surface (Ss) as a function of the height (h) of the part (3). It follows that the device (101) can respond to the architectural variety of the rooms (3) and thus attach the primary jet (19) to the ceiling (20) by coanda effect in elongated mode (153) as shown in Figure 13b. The narrowing of the height-adjustable channel portion (147) allows the device (101) to pass through a door of the room (3) in retracted mode (151), as shown in FIG. 13 a.
  • FIGS. 14a and 14b An eighth preferred embodiment, recommended by the invention, of the independent airborne decontamination device (101) is shown with reference to FIGS. 14a and 14b.
  • the device (101) comprises an auxiliary suction nozzle (155) formed in the front part of the channeling means (103).
  • the auxiliary suction nozzle (155) is located approximately halfway up (about 1 meter from the ground).
  • the auxiliary suction nozzle (155) opens into the means of pipe (103) upstream of the means for removing contaminating particles (127), in said upstream contaminated area (Ac). This arrangement allows the air decontamination action (A) in the vicinity of the auxiliary suction nozzle (155).
  • An occupant (2) carrying contaminating particles (4) releases contaminating aerosols in suspension (4a).
  • This occupant during a hospitalization is positioned in a bed in a substantially horizontal manner, his respiratory tracts are thus located approximately 1 m in height.
  • the use of this preferred mode makes it possible, via the auxiliary suction nozzle (155), to directly treat the emissions of contaminating aerosols in suspension (4a) emitted by the occupant in the area (Cm) such as described in figure 7.
  • the main aim and advantage of the invention is to reduce, or even eliminate, the phenomenon of “parasitic shunt air flow”, considered by the prior art as necessarily associated with the use of a ventilation method by mixture of primary blowing jet attached to the ceiling and suction flow attached to the floor, by Coanda effect.
  • a second advantage of the invention is to reduce the effects of the upward movement of contaminating particles sedimented in a room.
  • a third advantage of the invention is to aspirate as they settle the aerosols in suspension, and the aerosols accumulated in the thin layer of highly contaminated air located near the ground.
  • a fourth advantage of the invention is to reduce the quantity of contaminating particles adhered to the ground and consequently the cleaning needs of the part.
  • a fifth advantage of the invention is to reduce the concentration of contaminating aerosols in suspension in the area of occupancy of the occupants of a room.
  • a sixth advantage of the invention is to reduce the occurrence of diseases by biological contamination of airborne origin in a room.
  • a seventh advantage of the invention is to offer a ventilation system by attached jet mixing, presenting performances close to those of a laminar flow in terms of decontamination of a part for a reduced cost of an order of magnitude.
  • An eighth advantage of the invention is to offer an airborne decontamination system with "high cleanliness" and mobile.
  • a ninth advantage of the invention is to be able to quickly bring into non-equipped places, the means of combating occurrences of biological contamination.
  • a tenth advantage of the invention is to offer a mobile device very suitable for capturing and the evacuation of airborne contaminating particles close to the ground and to avoid their resuspension. This particularly concerns hypersensitive subjects (allergies).
  • An eleventh advantage of the invention is to increase the kinetics of decontamination of a room ventilated by mixing.
  • the invention makes it possible to optimize the process of decontaminating a room and removing its contaminating airborne particles at a lower cost.
  • the invention therefore has industrial applications in any type of closed structure requiring air decontamination.
  • a particularly suitable application concerns airborne decontanaination of health premises, for the protection of patients and hospital staff against the risk of cross-contamination.
  • Another application concerns the punctual fight against certain consequences of conventional ventilation in professional, public and domestic premises leading to risks of infections by airborne contaminants transmitted by the air conditioning system.
  • Another application concerns civil protection in the context of bio-terrorist attacks.
  • Another application concerns the prevention of epidemic risks in nurseries, schools and places of small size but of great occupation. Finally, an application concerns the protection of staff and visitors to dental offices and veterinary clinics ...

Landscapes

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Abstract

Dispositif (101) de décontamination aéroportée d'une pièce (3) par mélange, à flux de soufflage (19) et d'aspiration (21) attachés par effet Coanda (C). Un moyen de canalisation verticale (103) comporte une extrémité inférieure d'aspiration (104), et une extrémité supérieure de soufflage (105). Un moyen de mise en mouvement (106) assure le mouvement de l'air (A) à l'intérieur et à l'extérieur. Une tuyère de suçage (118) ménage une surface d'aspiration (Sa) verticale, assurant un suçage de l'air (A) selon une veine d'aspiration (55) parallèle et collée au sol (6) par effet Coanda (C). Une tuyère de soufflage (129) à effet de surface au plafond (20) ménage une surface poreuse de soufflage (Ss) frontale. Elle produit un jet primaire (19) d'air attaché au plafond (20) par effet Coanda (C). Un moyen de décontamination (127) assure la décontamination de l'air (A). La section efficace (Sae) de la surface d'aspiration (Sa) est inférieure à la section efficace (Sse) de la surface de soufflage (Ss). De cette manière on élimine le « flux d'air parasite de shunt » lié habituellement aux systèmes de ventilation à flux d'air attaché.

Description

Procédé et dispositif de ventilation et de décontamination aéroportée par mélange à flux de soufflage et aspiration attachés par effet Coanda.
Domaine technique de l'invention
La présente invention se rapporte aux procédés et dispositifs de ventilation et de décontamination aéroportée pour réduire la proportion de particules contaminantes en suspension dans l'air d'une pièce, du type fonctionnant : par mélange, à double effet Coanda, à jet primaire de soufflage attaché au plafond, et flux d'aspiration attaché au sol.
Etat de la technique antérieure
Traditionnellement, les procédés de conditionnement d'air sont classés techniquement selon la façon dont l'air est distribué dans la pièce traitée. On peut ainsi classifier les méthodes de conditionnement d'air d'une pièce en : ventilation par déplacement d'air à piston par flux unidirectionnel, ventilation par déplacement d' air par stratification à effet thermique, ventilation par zone, ventilation par mélange, ventilation par jet localisé. Dans le vocabulaire de la ventilation, on appelle jet d'air primaire, l'air préalablement conditionné (rafraîchi, réchauffé, décontaminé, humidifié, déshumidifié, ....) introduit dans une pièce par une bouche de soufflage, telle une grille, un panneau perforé, un plafond diffuseur... On appelle air total, le mélange entre l'air primaire introduit dans la pièce et l'air de la pièce progressivement entraîné par l'air primaire et mélangé avec lui. Dans la stratégie de ventilation par déplacement d'air à piston, également appelée flux unidirectionnel, ou « salles à flux laminaire », le mouvement d'air est assuré par un jet d'air primaire unidirectionnel occupant toute une section de la pièce. On utilise la surface entière d'une paroi de la pièce, tel que généralement le plafond ou parfois un mur latéral, comme surface de soufflage du flux d'air primaire dans la pièce. L'air est insufflé à une vitesse suffisante pour traverser la pièce en veines parallèles en direction de la paroi opposée (généralement le sol) qui est poreuse pour servir de surface d'aspiration. Il est également courant d'effectuer la reprise d'air par des grilles murales d'aspiration implantées près du plancher, en partie basse des murs. Les flux laminaires fonctionnent selon le principe du « piston ». Le flux d'air primaire pousse, tel une seringue, l'air contaminé qui est extirpé de la pièce. Les « salles à flux laminaire » sont utilisées pour aboutir à des concentrations très faibles de contaminants. L'air évacué est repris dans une centrale de traitement d'air, liée au bâtiment, décontaminé par fïltration, mélangé avec de l'air neuf. Puis il est réinsufflé dans l'enceinte de la pièce par la surface de soufflage (généralement le plafond), équipée de filtres à haute efficacité HEPA. La vitesse du flux est sensiblement uniforme sur toute une section de la pièce, et atteint entre 0,3 m/s et 0,5 m/s sur l'ensemble de la pièce à protéger. Les surfaces de soufflage et d'aspiration sont situées :
- soit sur des parois opposées (plafond et sol perforés),
- soit sur des parois perpendiculaires (plafond et grilles inférieures de reprise latérales),
- mais jamais sur la même paroi. Le débit d'air soufflé par un flux laminaire représente 10 à 100 fois celui d'un dispositif de ventilation par mélange à flux turbulent ou d'un dispositif par déplacement d'air par stratification à effet thermique. De plus l'ensemble du plafond doit être équipé d'une paroi à filtres HEPA. Les dispositifs de ventilation par déplacement d'air à piston (flux laminaire) ont : un coût d'investissement d'un ordre de grandeur plus important, et un coût énergétique environ dix fois plus grand que celui des dispositifs de ventilation par mélange (salles à flux turbulent) ou des dispositifs par déplacement d'air par stratification à effet thermique. En outre, leur structure à paroi intégrale soufflante (plafond ou mur) rend impossible leur réalisation sous la forme d'un système mobile. Les dispositifs de ventilation par déplacement d'air à piston sont utilisés exclusivement dans des applications de décontamination et d'« ultra - propreté » et non dans un but de climatisation pour lequel leur coût est trop élevé. Dans la stratégie de ventilation par déplacement d'air par stratification à effet thermique, on dispose un ou plusieurs diffuseurs d'air à basse température (air frais) au sol ou près du sol. Cette méthode fonctionne par différence de densité de l'air à l'intérieur de la pièce. Le niveau de l'air primaire frais « neuf» introduit par le bas, mais plus dense que l'air ambiant, repousse progressivement l'air ambiant (plus chaud qui flotte sur l'air frais) vers le haut. La stratégie par stratification est moins coûteuse que celle par piston. Son but est principalement d'assurer un confort thermique des occupants de la pièce. Mais elle est très sensible aux perturbations thermiques, et elle est peu efficace pour assurer une décontamination aérologique (notamment bactérienne ou fongique). En outre, les diffuseurs qu'elle met en oeuvre sont encombrants et nécessitent des travaux d'infrastructures important au niveau du sol. Leur réalisation est impossible sous la forme d'un système mobile. Les dispositifs de ventilation par déplacement d'air par stratification à effet thermique sont essentiellement utilisés dans des applications de climatisation. Dans la stratégie de ventilation par zone, le principe consiste à traiter certaines zones ou volumes de la pièce, pendant que le reste de la pièce est laissé sans attention particulière. On admet généralement que l'efficacité de la ventilation par zone est meilleure que celle par mélange dans les zones ventilées. Par contre, la faible dilution globale des contaminants conduit généralement à une décontamination globale inefficace de la pièce.
Dans la stratégie de ventilation par mélange, le mouvement de l'air est assuré principalement grâce à l'énergie fournie par un (ou des) jet(s) d'air primaire(s) introduit(s) dans la pièce. Le but théorique de la stratégie par mélange est d'établir des conditions uniformes pour l'air à l'intérieur de la pièce. Pour ce faire, le (ou les) jet(s) d'air primaire qui est (sont) injecté(s) dans la pièce se mélange(nt) avec un large volume d'air ambiant. On appelle ce phénomène l'induction. La ventilation par mélange est généralement préférable pour assurer le meilleur confort thermique des occupants. On appelle zone d'occupation, la partie de la pièce où se trouvent habituellement les occupants. Elle est normalement définie comme l'espace délimité par une surface distante de 50 cm des murs comprenant des fenêtres, distante de 20 cm des autres murs, et s' élevant jusqu'à 180 cm du sol. La stratégie de ventilation par mélange vise à mélanger (de manière aussi complète et aussi homogène que possible) l'air primaire avec l'air de la pièce, en sorte que les impuretés et contaminants de la pièce soient non seulement atténués par dilution mais aussi, traditionnellement, uniformément répartis. De la même manière, on recherche que la température de la pièce soit la plus homogène possible pour éviter le dis-confort des occupants. Or, les dimensions de la pièce, la taille raisonnable et le nombre des diffuseurs, imposent généralement que la vitesse d'injection du (des) jet(s) d'air primaire (air frais) soit généralement plus importante que celle acceptable pour le confort des occupants lorsque le jet les atteint. On peut techniquement diviser les méthodes de ventilation par mélange en deux sous-types : ventilation par mélange à jet primaire libre, ventilation par mélange à jet primaire attaché par effet Coanda. Selon les méthodes par ventilation par mélange à jet primaire libre, le jet d'air primaire est injecté dans la pièce (habituellement verticalement) à travers un diffuseur situé généralement dans la partie centrale d'une paroi de la pièce (ordinairement le plafond). Le jet d'air primaire traverse sensiblement perpendiculairement l'enveloppe de la zone d'occupation. Les mouvements d'air dans la pièce sont quasiment désordonnés. Le jet d'air atteint quasi directement les occupants avant d'être significativement mélangé avec l'air de la pièce. Il en résulte souvent un dis-confort thermique des occupants. Selon les méthodes par ventilation par mélange à jet primaire attaché par effet Coanda, le j et d' air primaire est inj ecté dans la pièce à travers un diffuseur situé dans une région latérale d'une paroi de la pièce (généralement au voisinage du plafond), et selon une direction sensiblement parallèle et tangente à cette paroi de la pièce (généralement le plafond). En sorte que le jet primaire se déploie à l'extérieure de la zone d'occupation, entre l'enveloppe de la zone d'occupation et la paroi d'attachement du jet. Le jet d'air primaire parcourt de ce fait un long trajet et est mélangé avec une large quantité d'air ambiant avant d'atteindre la zone d'occupation. Cette disposition est réputée être plus confortable thermiquement pour les occupants. Il est connu depuis 1910, suite à des expériences faites en aéronautique par l'ingénieur roumain Coanda, que lorsqu'un jet d'air est placé suffisamment près d'une surface, telle par exemple un plafond, le jet d'air a tendance à se coller à la surface et à poursuivre son mouvement en contact avec elle. On appelle ce phénomène : effet Coanda ou effet de surface. Cela est dû au fait qu'un jet d'air a tendance à aspirer l'air ambiant à son contact pour le mélanger avec lui (diffusion). Mais au voisinage d'une surface, aucun air ambiant ne peut être aspiré. Il en résulte une dépression entre le flux d'air et la surface, qui tend à coller le jet d'air contre la surface.
L'invention concerne une méthode de ventilation du type par mélange, à jet primaire attaché au plafond par effet Coanda et à reprise d'air par une bouche d'aspiration sous la forme d'un flux d'aspiration attaché au sol, également par effet Coanda.
Dans ce type de ventilation, lorsque les dimensions de la pièce le permettent, le jet d'air garde son efficacité et atteint le mur opposé au mur de soufflage, avant de se « diluer ». Le flux d'air total continue sa course vers le bas, le long du mur opposé, puis retourne en direction de la bouche d'aspiration au voisinage du sol. On obtient ainsi une sorte « d'enveloppement » de la zone d'occupation par le flux d'air s' écoulant entre la surface de soufflage et la surface d'aspiration. Les premières données expérimentales sur les méthodes de ventilation par mélange à jet primaire attaché par effet Coanda remontent à 1939 quand Baturin et Hanzhonkov ont démontré le phénomène de « flux inverse » dévié par le plafond et le mur opposé en direction de la zone d'occupation. Baturin et Hanzhonkov ont conclu de leurs analyses des formes des configurations aérauliques obtenues, que la forme des mouvements d'air dépendait de la localisation de la grille (surface) de soufflage et n'était que peu influencé par la configuration de la grille (surface) d'aspiration et les conditions d'aspiration. Des études théoriques ultérieures publiées par Nelson, Stewart, Bromleys et Gunes donnent des informations sur la répartition des températures et des vitesses dans le cadre d'une ventilation par mélange à jet primaire attaché. D'autres études théoriques menées par Linke montrent qu'il existe une longueur maximale de pièce susceptible d'être correctement ventilée selon ce principe. Il démontre notamment que pour des jets primaires linéaires « attachés » au plafond, présentant un nombre de Reynolds situé entre 1825 et 12000, la longueur de la pièce ne doit pas excéder 3 fois sa largeur, pour permettre un établissement du flux « enveloppant ».
Lorsque la longueur de la pièce est inférieure à cette limite (< environ 3 fois sa largeur), on aboutit à un flux enveloppant à « une zone ». On peut voir la description de ce phénomène au regard de la figure 2 décrite plus loin. On dit que la pièce est « courte ».
Au-delà de cette limite, on dit que la pièce est « longue ». Il s'établit un « partitionnement » aéraulique de la pièce. Un premier mouvement d'air en boucle, similaire à celui obtenu dans les pièces « courtes », est constitué d'un jet d'air total qui suit le plafond, et descend verticalement au travers de la zone d'occupation en partie centrale, avant de rejoindre horizontalement au voisinage du sol la surface d'aspiration. D'autres boucles « fermées » d'air en vortex se développent entre la première boucle et l'autre extrémité de la pièce et pénètrent à l'intérieur de la zone d'occupation. On peut voir la description de ce phénomène en regard de la figure 3 décrite plus loin. Ces études scientifiques, théoriques et expérimentales publiées montrent que: si aucune condition particulière n'est imposée (voir plus loin les conditions recommandées par l'invention concernant les vitesses moyennes de soufflage et vitesse moyenne d'aspiration), alors, à partir d'une certaine distance horizontale du mur latéral d'action (comprenant les surfaces de soufflage et d'aspiration) située à environ une hauteur de la pièce, il apparaît un « flux d'air incliné parasite de shunt ». Ce « flux d'air incliné parasite de shunt » tend à s'élever du sol et traverser la zone d'occupation de manière inclinée et vers le haut en direction de la bouche de soufflage. On peut voir la description de ce phénomène en regard des figures 2 et 3 décrites plus loin. Les études théoriques publiées sur les schémas aérauliques et les vitesses d'air dans une pièce mettant en œuvre une méthode de ventilation par mélange à jet primaire attaché, s'intéressent uniquement aux applications thermiques de la ventilation. Elles visent à ce que les vitesses et températures dans la zone d'occupation soient les plus agréables possibles pour les occupants. L'effet généralement recherché par l'art antérieur, dans la mise en œuvre de la méthode de ventilation par mélange à jet primaire attaché, est d'allonger la distance que le jet primaire parcourt dans la pièce avant de pénétrer la zone d'occupation. L'homme de l'art [représenté par la communauté des scientifiques ayant publié les parutions scientifiques évoquées ci- dessus] ne s'est à ce jour pas intéressé aux moyens à implémenter pour mettre en œuvre de manière optimale les méthodes de ventilation par mélange à jet primaire attaché en vue de la décontamination aéroportée, et pour réduire la proportion de particules contaminantes en suspension au sein d'une pièce ventilée de cette manière. Pour l'homme de l'art, qui s'intéresse, comme on l'a vu plus haut, essentiellement aux effet thermiques de la ventilation et au confort thermique des occupants, le « flux d'air incliné parasite de shunt », qui tend à s'élever du sol d'une pièce ventilée par jet primaire attaché au plafond par effet Coanda, a plutôt des effets « favorables » dans le cadre de sa logique. Dans la logique de l'homme de l'art, ce « flux d'air incliné parasite de shunt » favorise le mélange et donc l'efficacité de la ventilation thermique. On comprend donc que l'homme de l'art n'ait pas cherché à réduire ou éliminer ce « flux d'air incliné parasite de shunt », dont les effets sont pourtant essentiellement néfastes en matière de décontamination aéroportée. Dans l'esprit habituel de l'homme de l'art, les problèmes de contamination aéroportée sont : soit aigus et résolus par la stratégie de ventilation par déplacement d'air à piston par flux unidirectionnel, dont le défaut principal est le coût, soit peu importants et résolus par une ventilation classique par mélange à jet primaire libre, ou par ventilation par mélange à jet primaire attaché, en ne se préoccupant pas du « flux d'air incliné parasite de shunt » (dont les conséquences négatives sont alors négligées), soit très faibles et, dans ce cas, des épurateurs d'air classiques par recyclage sont mis en œuvre, en aboutissant à une décontamination peu efficace, en sorte que les flux d'air parasites chargés de particules contaminantes en provenance du sol et amplifiés par la présence du « flux d'air incliné parasite de shunt » sont négligeables.
Le but principal recherché par l'invention est de permettre : de bénéficier des avantages intrinsèques reconnus de la méthode de ventilation par jet primaire attaché et notamment - de son coût de réalisation et mise en oeuvre inférieur à celui de la ventilation par déplacement d'air à piston par flux unidirectionnel, - et de son confort pour les occupants, tout en permettant de la mettre en œuvre pour des applications de décontamination poussée et d' « ultra-propreté ». Pour ce faire, l'invention vise à réduire (ou éliminer) les effets de remise en mouvements ascensionnels des particules contaminantes sédimentées au sol que l'on rencontre habituellement dans les pièces ventilées par mélange à jet attaché.
L'objectif principal de l'invention est donc de proposer des moyens d'améliorations au procédé de ventilation par jet primaire attaché au plafond par effet Coanda, visant à réduire ou éliminer la présence du « flux d'air incliné parasite de shunt » qui tend à s'élever du sol. Un objectif secondaire de l'invention est de proposer une nouvelle architecture de dispositif de décontamination d'air mobile et indépendant de la structure du bâtiment, mettant en œuvre ce procédé de ventilation par jet primaire attaché, sans « flux d'air incliné parasite de shunt ». Les dispositifs de décontamination d'air mobiles et indépendants de la structure du bâtiment : soit fonctionnent selon un principe de dilution d'air similaire à celui des salles à flux turbulent, soit mettent en œuvre, tels les épurateurs, une ventilation du type par jet localisé. L' arrière plan technologique lointain de l'invention comprend les dispositifs mobiles de décontamination d'air aspirant et rejetant l'air de manière horizontale quasiment à la même hauteur. On peut citer parmi cette classe de dispositifs celui décrit dans le brevet US 6,425,932 Huehn, Deros et Bourque. Il apparaît clairement que ce type de dispositif ne peut mettre en oeuvre un jet primaire attaché au plafond et un flux d'air aspiré attaché au niveau du sol.
On distingue également parmi l'arrière plan technologique lointain les dispositifs mobiles de décontamination d'air aspirant l'air en partie haute et soufflant l'air en partie basse.
Le brevet US 5,240,478 Messina décrit un épurateur par filtre HEPA à aspiration supérieure et soufflage inférieur. Le brevet US 5,612,001 Matschke décrit un épurateur par lampes UN à aspiration supérieure et soufflage inférieur.
Le brevet US 5,656,242 Morrow et Me Lean décrit un épurateur par lampes UN et filtre électrostatique à aspiration supérieure et soufflage inférieur. On comprend aisément que ces épurateurs aspirant l'air en partie haute et soufflant l'air en partie basse n'établissent pas de jet d'air primaire attaché au plafond et que leur soufflage par le bas ne fait qu'accroître l'établissement de flux d'air parasites contaminés en provenance du sol.
On distingue par ailleurs parmi l'art antérieur lointain, les dispositifs mobiles de décontamination d'air aspirant l'air en partie basse et le rejetant en partie haute mais à une trop grande distance du plafond pour attacher le jet d'air primaire au plafond par effet Coanda.
Le brevet US 4,900,344 Lansing décrit un épurateur par filtre muni d'une tuyère de suçage du type à aspiration inférieure au sol et soufflage supérieur à faible hauteur, sans attachement au plafond.
Le brevet US 5,997,619 Knuth et Carey décrit un épurateur par filtre et lampes UN à aspiration latérale inférieure et soufflage supérieur à faible hauteur, sans attachement au plafond.
Le brevet US 6,001,145 Harnmes décrit un épurateur par filtres muni d'une tuyère de suçage du type à aspiration inférieure au sol et soufflage supérieur à faible hauteur, sans attachement du flux primaire au plafond.
Le brevet US 5,453,049 Till an et Smith décrit un épurateur à section triangulaire muni d'une large aspiration inférieure au travers d'un filtre HEPA et à soufflage supérieur vertical au travers d'une petite ouverture à faible hauteur sans attachement du flux primaire au plafond.
Le brevet US 4,210,429 Golstein décrit un épurateur par filtre et lampes UN à aspiration latérale inférieure et soufflage supérieur latéral à faible hauteur, sans attachement du flux primaire au plafond.
Ces épurateurs sont du type par jet localisé. Aucun de ces documents ne se rapporte à un dispositif mettant en oeuvre un jet d'air primaire attaché au plafond par effet
Coanda ou ne décrit de moyen visant à réduire ou éliminer de « flux d'air incliné parasite de shunt » entre le sol et le plafond.
On distingue enfin les dispositifs mobiles de décontamination d'air aspirant l'air en partie basse et le rejetant en partie haute à proximité du plafond, pouvant théoriquement permettre d' attacher le j et d' air primaire au plafond par effet Coanda. Le brevet US 5,290,330 Tepper, Suchomski et Mex, décrit un dispositif indépendant de décontamination d'air de forme parallélépipédique verticale à aspiration inférieure et soufflage supérieur, toutes deux horizontales. La décontamination de l'air est effectuée par des cartouches filtrantes cylindriques disposées verticalement intérieurement au dispositif. Il est précisé dans ce document que l'aspiration et le soufflage sont séparés verticalement pour assurer un mouvement d'air du plafond vers le sol. Le document ne décrit nullement la mise en place d'un jet d'air attaché au plafond par effet Coanda ou d'un flux d'aspiration attaché au sol par effet Coanda. Ce document ne décrit nullement l'existence d'un « flux d'air incliné parasite de shunt » qui tend à s'élever de manière inclinée du sol vers le plafond. Ce document ne décrit aucun moyen pour éviter ce phénomène. On constatera enfin, qu'à la vue des dessins, les grilles d'aspiration et de soufflage sont semblables et de même dimensions. En sorte que la vitesse de soufflage et la vitesse d'aspiration sont sensiblement égales. Le brevet US 5,225,167 Wetzel décrit un dispositif indépendant de décontamination d'air de forme sensiblement parallélépipédique, à monter au mur d'une pièce et décontaminant l'air à l'aide de filtres HEPA et lampes UN. L'aspiration d'air s'effectue au voisinage mais à distance du sol à travers une grille. Le soufflage s'effectue au voisinage du plafond au travers d'un filtre HEPA en quart de cylindre. Le document ne décrit nullement la mise en place d'un jet d'air attaché au plafond par effet Coanda ou flux d'aspiration attaché au sol par effet Coanda. La forme en quart de cylindre de la bouche de soufflage à filtre HEPA tend à incliner le jet primaire de soufflage en direction du sol et est défavorable à son attachement au plafond par effet Coanda. La bouche d'aspiration placée volontairement à distance du sol ne vise pas non plus à faciliter l'établissement d'un flux d'aspiration attaché au sol par effet Coanda. Ce document ne décrit nullement l'existence d'un « flux d'air incliné parasite de shunt » qui tend à s'élever du sol vers le plafond. Ce document ne décrit aucun moyen pour éviter ce phénomène. On constatera enfin qu'à la vue des dessins, les grilles d'aspiration et de soufflage sont sensiblement de même dimensions. En sorte que les vitesses de soufflage et d'aspiration sont sensiblement égales.
Le brevet US 5,616,172 Tuckerman, Russel, Knuth et Carey constitue l'art antérieur le plus proche de l'invention. Il décrit un dispositif indépendant mobile de décontamination d'air de forme sensiblement parallélépipédique allongée, disposé verticalement le long d'un mur de la pièce à traiter. La décontamination de l'air est effectuée par lampes UN et filtres HEPA. L'aspiration d'air est effectuée par le sol grâce à une tuyère de suçage du type à aspiration au sol, ménagée entre la base du dispositif et le sol. La bouche de soufflage est placée en partie haute du dispositif et souffle verticalement face au plafond. La forme du dispositif est décrite comme volontairement allongée, pour accroître la distance entre la grille d'aspiration et la grille de soufflage afin d'éviter les « courts circuits » entre les deux. Il est également décrit la mise en place d'ailettes sur la grille de soufflage pour incliner le jet primaire soufflé en partie supérieure en direction du plafond afin que le jet d'air primaire se déploie le long du plafond. On peut donc considérer, bien que cela ne soit pas exprimé clairement, que le jet d'air primaire est collé au plafond par effet Coanda. Par contre, ce document considère que le seul moyen pour éviter « l'effet de shunt » entre les grilles d'aspiration et de soufflage consiste à les écarter le plus possible les unes des autres. Cette disposition est certes nécessaire. Mais comme le montrent les documents scientifiques évoqués plus haut et comme le montreront les démonstrations faites plus loin, cela n'est pas suffisant. Tout d'abord, ce document ne prend pas en compte l'existence d'un « flux d'air incliné parasite de shunt » qui tend à s'élever du sol (en milieu de pièce), et traverser la zone d'occupation de manière inclinée et vers le haut en direction de la bouche de soufflage. Il ne s'intéresse qu'au « shunt » direct entre l'aspiration et le soufflage, ce qui est un autre problème. Ce document ne recommande donc aucun moyen relatif : au ratio entre vitesse d'aspiration et vitesse de soufflage, ou au ratio entre surface efficace d'aspiration et surface efficace de soufflage, en vue de réduire et/ou éliminer le « flux d'air parasite de shunt » incliné qui tend à s'élever du milieu du sol vers le plafond, malgré l'écartement des grilles. Les dimensions relatives des surfaces efficaces d'aspiration et de soufflage sont non spécifiées. Or, sans ces précautions géométriques et de vitesses de flux particulières, les études scientifiques évoquées plus haut et les démonstrations faites plus loin, montrent que l'espacement des grilles de soufflage et d'aspiration ne suffit pas à éliminer ce phénomène de « flux d'air incliné parasite de shunt ». L'homme de l'art considère, comme on l'a vu plus haut, que les bouches d'aspiration sont de faible importance dans le mouvement de l'air et qu'elles influencent uniquement leurs proches voisinages. Non montrerons plus loin que l'homme de l'art a tort. L'art antérieur s'intéresse de ce fait très peu à l'influence de la forme et de la localisation des bouches d'aspiration. Il semble qu'aucune étude scientifique n'ait à ce jour été menée sur le sujet. Il apparaît donc que, bien que la méthode de ventilation par mélange à jet primaire de soufflage attaché au plafond et flux d'aspiration attaché au sol par double effet Coanda soit connue et largement utilisée pour ses qualités thermiques dans le domaine de la climatisation, son utilisation est quasi inexistante dans le domaine de la décontamination aéroportée du fait que l'effet de « flux d'air incliné parasite de shunt » qu'elle engendre n'a pas été résolu par l'art antérieur et que ceci dégrade ses performances de décontamination.
Résumé de l'invention L'invention se rapporte tout d'abord à un procédé de ventilation d'une pièce par mélange à jet primaire de soufflage attaché au plafond et flux d'aspiration attaché au sol, par double effet Coanda. L'invention concerne spécifiquement les procédés de ventilation du type selon lesquels on souffle dans la pièce un jet primaire d'air préalablement traité (chauffé, refroidi, décontaminé, humidifié, déshumidifié, ...), au travers d'une surface de soufflage, située en regard d'un mur latéral dit de traitement, au voisinage du plafond, et selon une direction d'incidence de soufflage [moyenne sur la surface de soufflage des directions moyennes des portions du jet primaire] orientée en direction du plafond (ou parallèlement à celui-ci), de manière à attacher par effet Coanda ledit jet primaire de soufflage sur la surface du plafond. Concomitamment, on aspire un flux d'air aspiré vicié, de débit équivalent au jet primaire, au travers d'une surface d'aspiration sensiblement verticale, située en regard du même mur latéral de traitement, au voisinage du sol de la pièce. De cette manière, on assure au niveau du sol un suçage de l'air selon une veine d'aspiration sensiblement horizontale, parallèle et attachée à la surface du sol par effet Coanda. Les expériences empiriques menées à ce jour sur les système de ventilation par mélange à jet primaire de soufflage attaché au plafond et flux d'aspiration attaché au sol et les simulations informatiques qui ont été opérées par les inventeurs montrent que dans une pièce fermée, ce type de ventilation entraîne l'apparition d'un « flux d'air incliné parasite de shunt » qui tend à s'élever du sol et traverser la zone d'occupation de manière inclinée et vers le haut en direction de la bouche de soufflage. Ce phénomène est largement décrit par l'art antérieur et les parutions scientifiques décrites plus haut, sans qu'aucune solution n'ait été trouvée pour l'éliminer. Dans sa forme la plus simple, le procédé de ventilation selon l'invention consiste en ce qu'en outre, on impose à la vitesse moyenne de soufflage (Vs) [moyenne des vitesses des portions du jet d'air primaire sur la surface de soufflage] d'être il inférieure à la vitesse moyenne d'aspiration (Va) [moyenne des vitesses des portions du flux d'air aspiré sur la surface d'aspiration] [Ns < Va]. Les inventeurs ont constaté, modélisé informatiquement et démontré par des mesures aérauliques sur des dispositifs indépendants de décontamination aéroportée d'une pièce mettant en œuvre ce procédé, que ce phénomène de « flux d'air parasite de shunt » est grandement atténué voir éliminé, lorsque les moyens de l'invention sont implémentés.
Brève description des dessins et figures La figure 1 représente schématiquement, en vue latérale, le phénomène de sédimentation d'aérosols et de remise en suspension dans une pièce non ventilée. La figure 2 représente schématiquement, en vue latérale, la répartition des flux d'air dans une pièce « courte » ventilée (sans précautions particulières) par mélange à jet primaire de soufflage attaché au plafond et flux d'aspiration attaché au sol (reproduit d' après Muller).
La figure 3 représente schématiquement, en vue latérale, la répartition des flux d'air dans une pièce « longue » ventilée (sans précautions particulières) par mélange à jet primaire de soufflage attaché au plafond et flux d'aspiration attaché au sol (reproduit d'après Muller). La figure 4a représente schématiquement, en vue latérale, la répartition des flux d'air obtenu par simulation informatique d'un dispositif de ventilation (du type de celui de la figure 2) fonctionnant dans une pièce ventilée par mélange à jet primaire de soufflage attaché au plafond et flux d'aspiration attaché au sol, selon les enseignements de l'invention. La figure 4b représente schématiquement, en perspective, la répartition des flux d'air obtenu par simulation informatique d'un dispositif de ventilation (du type celui de la figure 4a) fonctionnant dans une pièce ventilée selon les enseignements de l'invention et montrant une vue de détail des surfaces latérales efficaces d'aspiration et de soufflage du dispositif de ventilation de la figure 4a permettant d'apprécier leurs tailles relatives et les vitesses moyennes d'aspiration et de soufflage.
La figure 5a représente schématiquement une portion de veine d'air animée permettant la démonstration analytique des avantages mis en œuvre par l'invention et d'éliminer le « flux d'air incliné parasite de shunt ». La figure 5b représente schématiquement les conditions de simulation numérique des diagrammes aérauliques obtenues pour un prototype du dispositif indépendant de décontamination aéroportée de l'invention. La figure 5c représente un tableau de valeurs des résultats issus du calcul en simulation numérique tel qu'illustré dans la figure 5b.
La figure 5d représente une illustration graphique des résultats obtenus tels que présentés dans la figure 5c. La figure 6 représente schématiquement, en vue latérale, les flux d'air obtenu par simulation informatique d'un dispositif indépendant de décontamination fonctionnant dans une pièce selon les enseignements de l'invention.
Les figures 6a et 6b représentent en coupe et en perspective, une vue élargie du dispositif indépendant de décontamination de l'invention. La figure 6c montre une vue de dessus du fonctionnement du dispositif de la figure 6 et une vision des filets d'air qu'il engendre horizontalement.
La figure 6d montre schématiquement une vue latérale élargie de la tuyère de suçage du dispositif indépendant de décontamination de la figure 6 et son action sur les particules contaminantes en suspension et celles localisées au niveau du sol. La figure 6e montre schématiquement, en perspective, une vision du dispositif de l'invention et de sa veine d'aspiration.
La figure 7 représente schématiquement, en vue latérale, le principe de fonctionnement et l'action sur les aérosols d'un dispositif de décontamination fonctionnant dans une pièce selon les enseignements de l'invention. Les figures 8a et 8b représentent en coupe et en perspective une vue de la tuyère de soufflage du dispositif indépendant de décontamination de la figure 6 et sa position par rapport au plafond.
Les figures 8c à 8h montrent, en vue latérale, l'influence du réglage de l'angle d'incidence de soufflage du dispositif de l'invention. Les figures 9a et 9b représentent, en vue latérale, l'importance d'une variante recommandée de l'invention relative au réglage des vitesses d'aspiration et de soufflage.
La figure 10a représente en perspective, un détail d'un premier mode préféré par l'invention de réalisation de la tuyère de soufflage. La figure 10b représente en, perspective, un détail d'un second mode préféré par l'invention de réalisation de la tuyère de soufflage.
La figure 11 représente, en perspective, un détail d'un mode préféré par l'invention de réalisation de la tuyère de suçage.
La figure 12 représente, en perspective, un mode préféré par l'invention de réalisation du moyen de canalisation verticale à épaisseur réduite. Les figures 13a et 13b représentent, en perspective, un mode préféré par l'invention de réalisation du moyen de canalisation verticale à hauteur ajustable. Les figures 14a et 14b représentent, en perspective, un mode préféré par l'invention de réalisation du dispositif de la figure 6 à tuyère de suçage auxiliaire. Les figures 15a et 15b représentent, en perspective, un mode préféré par l'invention de réalisation du dispositif de la figure 6 à tuyère de soufflage extensible.
Exposé détaillé de l'invention
La figure 1 décrit une pièce (3) classique non ventilée. L'air (A) ambiant de la pièce (3) est rempli d'une multitude de particules contaminantes (4) assimilables à des aérosols qui, sous l'action de leur poids et de la gravité, sont par effet de sédimentation (5) entraînées au niveau du sol (6). En sorte que les particules contaminantes (4) vont, avec une faible vitesse verticale de sédimentation (5), venir progressivement s'accumuler dans une fine couche inférieure d'air hautement contaminée (Ce) en contact avec le sol (6). Si l'on fait le bilan des particules contaminantes (4) comprises dans la pièce (3), une faible portion des particules contaminantes (4), bien qu'extrêmement dangereuse pour les occupants (1), est présente en suspension sous forme d'aérosols contaminants en suspension (4a) contenus à l'intérieur du volume de la pièce (3). Une autre portion très dense des particules contaminantes (4) est, sous l'effet de la gravitation, de mouvements thermiques de convection en provenance du sol (6) et de mouvements browniens, accumulée sous forme d'aérosols contaminants accumulés (4b) sous forme d'une sorte de nuage, à l'intérieur de la fine couche d'air inférieure hautement contaminée (Ce). A l'intérieur de cette fine couche d'air inférieure hautement contaminée (Ce), la concentration des aérosols contaminants accumulés (4b) est asymptotique en se rapprochant du sol (6). Mais la plus grande partie des particules contaminantes (4) présentes dans la pièce (3) sont les particules adhérées (4c) qui, suite à leur longue descente sous l'effet de la gravitation, ont adhéré au sol (6) par forces de Van der Waals, provenant d'interactions entre les molécules qu'elles contiennent et le sol (6). La zone d'occupation (2) est la partie de la pièce (3) où se trouvent habituellement les occupants (1). Elle est normalement définie comme l'espace délimité par une surface distante de 50 cm des murs (50) comprenant des fenêtres (51), et distante de 20 cm des autres murs (140). Elle s'élève jusqu'à 180 cm du sol (6). Les occupants (1), lors de leurs mouvements dans la pièce (3), vont générer des perturbations et des turbulences (7) au niveau du sol (6) et remettre en suspension, par des courants de perturbation de type ascensionnels (8), certains des aérosols contaminants accumulés (4b) et des particules adhérées (4c) localisés au niveau du sol (6) dans la partie basse de la zone d'occupation (2). Un phénomène similaire à celui conduisant en météorologie à la formation des puissants nuages de type cumulonimbus se développe à échelle réduite dans la pièce (3). Les rayons lumineux (53) de l'éclairage (54) disposé au plafond (20) et provenant de la fenêtre (51) provoquent un réchauffage inhomogène du sol (6). Il en résulte au sol (6) des mouvements puissants de convection ascensionnelle (57) qui provoquent également de fortes remises en suspension de certains des aérosols contaminants accumulés (4b) et des particules adhérées (4c) localisées au sol (6). Ces aérosols contaminants (4b, 4c) remontent dans les parties supérieures de la zone d'occupation (2) et atteignent la bouche et les zones respiratoires (9) des occupants (1). De sorte que ces aérosols contaminants (4b, 4c) remis en suspension par ces phénomènes, accroissent la teneur en aérosols contaminants en suspension (4a). Us accroissent le risque d'être aspirés par des occupants (1) de la pièce (3) et par la même, la probabilité de biocontamination de ces occupants (1) par des agents biologiques aéroportés susceptibles de développer différents types de maladies (Aspergillose, Pneumopathies...).
L'art antérieur utilise largement la méthode de ventilation par mélange à jet primaire de soufflage (19) attaché au plafond (20) et flux d'aspiration (21) également attaché au sol (6), tous deux par effet Coanda (C). Les figures 2 et 3 montrent la mise en œuvre de cette méthode de ventilation selon l'art antérieur à l'aide d'un dispositif de ventilation fixe (65) lié au bâtiment contenant la pièce (3). Selon l'art antérieur, on souffle dans la pièce (3) un jet d'air primaire (19) préalablement traité par le système de ventilation fixe (65) (chauffé, refroidi, décontaminé, humidifié, déshumidifié, ...) au travers d'une bouche de soufflage murale (10) ménagée dans le premier mur vertical dit de traitement (52) et débouchant dans la pièce (3) par une surface de soufflage (Ss), située en regard du mur vertical dit de traitement (52), au voisinage du plafond (20). L'air primaire (19) est dirigé selon une direction d'incidence de soufflage (Is) [moyenne sur la surface de soufflage (Ss) des directions moyennes des portions du jet primaire de soufflage (19)] orientée en direction du plafond (20) (ou, habituellement comme cela est représenté figures 2 et 3, parallèlement à celui-ci)^ de manière à attacher par effet Coanda (C) ledit jet primaire de soufflage (19) sur la surface du plafond (20). Parallèlement, on aspire un flux d'air aspiré (21) vicié, de débit équivalent au jet primaire (19), au travers d'une bouche d'aspiration (11) ménagée dans le mur vertical dit de traitement (52) et débouchant dans la pièce (3) au travers d'une surface d'aspiration (Sa) sensiblement verticale, située en regard du même mur latéral de traitement (52), au voisinage du sol (6) de la pièce (3). On assure ainsi au niveau du sol (6) un suçage de l'air (A) selon une veine évasée d'aspiration au sol (55) sensiblement horizontale, parallèle et attachée à la surface du sol (6) par effet Coanda (C). Le jet d'air primaire (19) se déploie à l'extérieure de la zone d'occupation (2), entre l'enveloppe (63) de la zone d'occupation (2) et la paroi d'attachement du jet (19) constituée par le plafond (20). Le jet d'air primaire (19) parcourt de ce fait un long trajet et est mélangé avec une large quantité d'air ambiant (A) avant d'atteindre la zone d'occupation (2). C'est ce mélange qui provoque la dilution entre l'air vicié et l'air neuf, qui conduit à la climatisation et la décontamination, objet de la ventilation. Cette disposition est réputée être plus confortable thermiquement pour les occupants (1). Le système de ventilation fixe (65) comprend une centrale de traitement d'air (73) extérieur, généralement située sur le toit du bâtiment. Celui représenté est un groupe de soufflage et de reprise combiné utilisé de manière habituelle dans le domaine du traitement de l'air en recyclage. Il comprend un ou plusieurs ventilateurs de type centrifuge ou autre (67) et (71) permettant la mise en mouvement de l'air (A) et la mise en place du schéma aéraulique, une batterie de chauffage (70), un filtre à air (69) et un caisson de mélange (68) entre air recyclé et air neuf extérieur. La centrale de traitement d'air (73) est reliée à une gaine de diffusion (72) débouchant sur la bouche de soufflage murale (10), et délivrant ainsi le jet primaire préalablement traité (19) à travers la surface de soufflage (Ss). La gaine d'aspiration (66) relie la bouche d'aspiration murale (11) à l'entrée de la centrale de traitement d'air (73) pour évacuer le flux d'air aspiré (21) vicié et ou contaminé de la pièce (3). La figure 2 décrit le schéma aéraulique (reproduit d'après Muller) obtenu, selon l'art antérieur, à rintérieur d'une pièce dite « courte » (3 a), dont la longueur (L) est inférieure à environ trois fois sa largeur (1). On aboutit à un flux enveloppant à « une boucle » (Bl). On constate que selon l'art antérieur (sans précaution particulière), il apparaît un « flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs) qui s'élève du sol (6), et traverse la zone d'occupation (2) de manière inclinée et vers le haut en direction de la surface de soufflage (Ss). On comprend que le « flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs) qui s'élève du sol (6) provoque une remise en suspension des aérosols contaminants (4b,4c) accumulés et adhères au niveau du sol (6) avec des conséquences similaires à celles décrites en regard de la figure 1. Ces contaminants (4b, 4c), lors de leur trajet ascensionnel, vont accroître la teneur en aérosols contaminants en suspension (4a) dans l'air ambiant (A) de la pièce (3). Selon l'art antérieur, le risque de biocontaniination par voie aérienne est donc accru dans les « pièces courtes » (3a) ventilées par mélange à jet attaché (19), du fait de l'existence de ce « flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs).
La figure 3 décrit le schéma aéraulique (adapté d'après Muller) obtenu selon l'art antérieur à l'intérieur d'une pièce dite « longue » (3b) dont la longueur (L) est supérieure à environ 3 fois sa largeur (1). On constate qu'il s'établit un partitionnement aéraulique de la pièce « longue » (3b) en plusieurs zones d'air (Zl, Z2, Z3, ...). Une première boucle « fermée » d'air (Bl), similaire à celle obtenu dans les pièces « courtes » et visualisée figure 2, s'établit dans la première zone (Zl). Elle est constitué d'un jet d'air primaire de soufflage (19) qui suit le plafond (20), et descend verticalement selon une branche inclinée (77) au travers de la zone d'occupation (2) sensiblement en partie centrale de la pièce « longue » (3b), avant de rejoindre horizontalement au voisinage du sol (6) la surface d'aspiration (Sa). Outre le fait que l'effet de « flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs) qui s'élève du sol (6) soit également présent, d'autres boucles « fermées » d'air (B2, B3, ...) en vortex (12a, 12b) se développent entre la première boucle (Bl) et le mur (50) situé à l'autre extrémité de la pièce (3) dans les zones successives (Z2, Z3). Ces boucles « fermées » d'air (B2, B3, ...) pénètrent à l'intérieur de la zone d'occupation (2). Ce second phénomène est dû au fait qu'en raison de la grande longueur (L) de la pièce (3), le jet primaire de soufflage (19) se décolle précocement en une zone de décollement (14) du plafond (20). Le jet primaire de soufflage (19) n'est ensuite plus attaché au plafond (20) mais qualifié de libre. Ceci entraîne également une succession d'effets d'induction de vitesse (30a, 30b, ...) et conduit à la formation des vortex secondaires (12a, 12b) aboutissant à la création des boucles « fermées » d'air (B2, B3, ...) dans les zones secondaires (Z2, Z3, ...). Les aérosols contaminants en suspension (4a) situés dans les zones de vortex secondaires (12a,
12b) des boucles « fermées » d'air (B2, B3, ...) se retrouvent piégées et éloignées des surfaces de soufflage (Ss) et d'aspiration (Sa) du système de ventilation fixe (65) et de décontamination. Les aérosols contaminants en suspension (4a) peuvent cependant être transportés entre les différentes boucles « fermées » d'air (Bl, B2, B3, ...) par l'intermédiaire de zones d'échanges (17a, 17b) présentes à l'état stationnaire en état d'équilibre de la pièce (3). La pièce (3) n'est donc pas traitée dans l'ensemble de son volume de manière optimale puisque le traitement de décontamination est ralenti dans l'évacuation des aérosols contaminants en suspension (4a). En outre, on comprend que la multiplication des mouvements ascendants résultant de boucles d'air (Bl, B2, B3, ....) accroît la remise en suspension des aérosols contaminants (4b,4c) accumulés et adhères au niveau du sol (6) et donc le risque de biocontamination des occupants (1) dans la zone d'occupation (2). Pour réduire le risque de contamination biologique par voie aérienne, il est préférable de mettre en œuvre la méthode de ventilation par mélange à jets attachés dans des « pièces courtes » (3a). Les figures 4 a et 4b décrivent schématiquement les moyens caractéristiques mis en œuvre par le procédé de l'invention dans une pièce « courte » (3a) pour considérablement diminuer voire éliminer l'effet de « flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs) décrit figures 2 et 3. Le procédé de l'invention met en œuvre les principes généraux décrits figure 2 d'une méthode de ventilation par mélange à jet primaire de soufflage (19) attaché au plafond (20) et flux d'aspiration (21) attaché au sol (6) par effet Coanda (C). Mais le procédé de l'invention est remarquable par le fait que l'on impose à la vitesse moyenne de soufflage (Vs) [moyenne des vitesses des portions du jet d'air primaire sur la surface de soufflage (Ss)] d'être inférieure à la vitesse moyenne d'aspiration (Na) [moyenne des vitesses des portions du flux d'air aspiré sur la surface d'aspiration (Sa)] [Ns < Na] .
Une première démonstration analytique des avantages de ce moyen, certes simple, mis en œuvre par l'invention, mais conduisant à l'effet [aux avantages considérables pour la décontamination aéroportée (non atteint par l'art antérieur)] d'éliminer le « flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs) peut être faite à l'aide du théorème de Bernouilli en regard de la Figure 5a.
La Figure 5a représente un détail d'une portion de veine d'air animée (vf) en mouvement permanent. On considère, par souci de simplification, que l'air (A) est un fluide incompressible parfait soumis aux seules forces de la pesanteur. Et on extrait de cette veine d'air animée (vf) une portion mfinitésimale d'air (da) en mouvement.
La portion infinitésimale d'air (da) appartenant à la veine (vf) a : une section (s) variable, une vitesse (N) variable, une longueur (dx) variable, une masse (dm), et une pression locale (P).
L'air a une masse volumique (p) considérée constante. L'accélération de la pesanteur est constante et égale à (g).
En première approximation, l'énergie mécanique totale Et de portion infinitésimale d'air (da) est la somme : de son énergie cinétique Ec ≈ Vi dm * V2, de son énergie potentielle de pression Epr = P * s * dx = P * dm / p, et de son énergie potentielle de pesanteur Epe = g * z * dm.
L'énergie mécanique totale Et de portion infinitésimale d'air (da) est en première approximation conservée le long de toute veine fluide animée (vf). En sorte que par unité de masse d'air en mouvement le long de toute veine d'air animée (vf), l'expression : V / 2 + P / p + g * z = constante. Ceci est une expression du théorème de Bernouilli, valable en l'absence de dépenses énergétiques (que nous prendrons en considération plus loin) le long de toute veine d'air animée (vf) dans une pièce (3). En se référant à la figure 2, nous allons faire une démonstration par « l'absurde » aboutissant à la nécessité du moyen de l'invention, [à savoir que la vitesse moyenne de soufflage (Vs) soit inférieure à la vitesse moyenne d'aspiration (Va)] pour que l'effet de « flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs) soit absente de la pièce (3) décrite figure 2. En effet, si il n'y avait pas d'effet de « flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs), toutes les veines issues de la surface de soufflage (Ss) rejoindraient la surface d'aspiration (Sa). Si l'on considère la multitude des veines d'air animée (vf) qui rejoignent : la surface de soufflage (Ss) où la vitesse moyenne de soufflage de l'air est (Vs), la pression de soufflage est (Ps), et où la hauteur est (h) à la surface d'aspiration (Sa) où la vitesse moyenne d'aspiration de l'air est (Va), la pression d'aspiration est (Pa), et la hauteur (h) est nulle,
Elles seraient toutes continues et non éclatées (en plusieurs sous jets) sur leur longueur. On pourrait légitimement leur appliquer le théorème de Bernouilli sous forme moyennée sur les surfaces de soufflage (Ss) et d'aspiration (Sa) et aboutir à :
Vs2 / 2 + Ps / p + g * h = Va2 / 2 + Pa / p (Bernouilli moyenne). Il apparaît important de mettre en avant que c'est l'existence même de ce non « éclatement » des veines (vf) qui permet de mettre en œuvre le théorème de Bernouilli sous forme moyenne. Car dans ce cas, on peut considérer que toute veine (vf) issue de la surface de soufflage (S s) aboutit à la surface d'aspiration (Sa) et réciproquement. Cela ne serait pas le cas s'il y avait existence d'un flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs).
Or, il est évident que le fait que l'air soit soufflé dans la pièce (3) par la surface de soufflage (Ss) et aspiré par la surface d'aspiration (Sa) impose que Ps > Pa. Supposons maintenant que Vs > Va. Dans ce cas, il apparaît que le membre de gauche de l'égalité (Bernouilli moyenne) considérée plus haut est strictement supérieur au membre de droite de cette même égalité. On en conclurait que l'égalité imposée par le Théorème de Bernouilli ne serait pas vérifiée. On peut exprimer cela par :
[Absence de l'effet de « flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs) de la pièce (3)], Et [ Vs > Va]
= > Non respect du Théorème de Bernouilli moyenne sur les surfaces de soufflage
(Ss) et d'aspiration (Sa).
La contraposée mathématique logique de l'expression ci-dessus impose :
Respect du Théorème de Bernouilli = > [Existence de l'effet de « flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs) dans la pièce (3)], ou [Vs < Va].
On vient donc de démontrer que dans une pièce (3), le moyen de l'invention, à savoir [Vs < Va], est une condition nécessaire à l'absence de l'effet de « flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs) dans la pièce (3). En fait, la condition imposée est plus sévère. Dans l'écoulement permanent de la veine d'air animée (vf), une partie de l'énergie mécanique totale est dissipée sous l'effet de forces extérieures telles que : frottements aux parois de la pièce (3) et surtout en raison de l'effet d'induction entre le jet d'air primaire (19) et l'air (A) de la pièce (3). Entre les deux extrémités de la veine d'air animée (vf) il y a dissipation d'une perte de charge de frottement ΔH. Le théorème de Bernouilli appliqué à la veine d'air animée (vf) et corrigé de l'influence de la perte de charge devient alors :
Vs2 / 2 + Ps / p + g * h = Va2 / 2 + Pa / p + ΔH (Bernouilli avec pertes de charge).
Il faut donc, en l'absence de« flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs) dans la pièce
(3), que : (Va2 -Vs2) / 2 = (Ps - Pa) / p + g * h - ΔH Va2 = Vs2+ 2 * [(Ps - Pa) / p + g * h - ΔH]
Soit Va < (Vs2 + 2 * [(Ps - Pa) / p + g * h]) 1/2
On aboutit donc à la condition suivante :
Vs < Va < (Vs2+ 2 * [(Ps - Pa) / p + g * h])
Si la vitesse moyenne d'aspiration (Va) est inférieure à la vitesse de soufflage (Vs), il s'établit un « flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs) et le théorème de Bernouilli n'est plus applicable sous sa forme moyenne. Si la vitesse moyenne d'aspiration (Va) est supérieure à la vitesse de soufflage (Vs), le phénomène de « flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs) s'affaiblit puis s'annule progressivement. Et, plus la vitesse moyenne d'aspiration (Va) dépasse la vitesse de soufflage (Vs), plus les phénomènes d'induction conduisant au mélange de l'air avec le jet primaire induit
(19) se développent et consomment de la perte de charge ΔH. Au-delà de cette deuxième limite Va > (Vs2+ 2 * [(Ps - Pa) / p + g * h]) , on peut estimer que l'écoulement par effet Coanda (C) ne peut s'établir et que l'on assiste à un mouvement principalement turbulent.
Il s'agit bien sûr d'une démonstration avec hypothèses très simplificatrices mais qui permet de comprendre l'importance du réglage de la vitesse moyenne d'aspiration
(Va) par rapport à celle de soufflage (Vs) et donc l'importance de ce moyen pourtant simple [Vs < Va] recommandé par l'invention.
La figure 4a représente de manière très schématique les résultats obtenus par les inventeurs, et issus de l'expérimentation et de l'utilisation conjointe d'outils informatiques de simulation aérauliques. Elle décrit le schéma aéraulique des mouvements d'air (A) dans une pièce (3) semblable à celle décrite figure 2, mais dans laquelle les moyens de l'invention relatifs aux ratios entre vitesse moyenne de soufflage (Vs) et vitesse moyenne d'aspiration (Va) ont été implémentés. Ces résultats issus de calculs de simulation aéraulique et de mesures effectuées sur des dispositifs prototypes mettant en œuvre ces moyens, ont permis de démontrer que lorsque l'on implémente dans la pièce (3) les moyens recommandés par l'invention, c'est-à-dire que lorsque l'on impose que la vitesse moyenne de soufflage (Vs) [moyenne des vitesses des portions du jet d'air primaire (19) sur la surface de soufflage (Ss)] soit inférieure à la vitesse moyenne d'aspiration (Va) [moyenne des vitesses des portions du flux d'air aspiré (21) sur la surface d'aspiration (Sa)] [Vs <
Va] alors on atténue fortement ( voir on évite) l'effet de « flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs) de l'art antérieur tel que décrit en regard de la figure 2. Cet effet de « flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs) est principalement dû aux forces d'inductions générées par le jet primaire de soufflage (19). En favorisant les forces d'inductions générées par le flux d'aspiration (21), qui sont dirigées en direction du sol (6), au détriment des forces d'inductions générées par le jet primaire de soufflage (19), le bilan des interactions de ces deux types de moments permet de conserver le flux d'air aspiré (21) collé au sol (6) par effet Coanda (C). La dilution de la pièce (3) est reliée étroitement au débit d'air utilisé, en sortie de la surface de soufflage (Ss) et en entrée de la surface d'aspiration (Sa). Il ne s'agit pas ici d'améliorer le rendement de la dilution (qui approche 100%), mais bien d'améliorer la décontamination en terme de qualité. Le « flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs) étant éliminé, les remontées d'origine aéraulique des aérosols contaminants (4) dans la zone d'occupation (2) ne s'opèrent pas, et par conséquent, la probabilité de biocontamination des occupants (1) se trouve réduite, dans la mesure où ces biocontaminants (4) restent principalement confinés dans la fine couche inférieure d'air hautement contaminée (Ce) et ne se trouvent pas en contact avec les zones respiratoires (9) des occupants (1).
La figure 4b représente en perspective les dispositions à mettre en œuvre dans une pièce (3) en terme de surface efficace de soufflage (Sse) et surface efficace d'aspiration (Sae) pour implémenter dans un système de ventilation fixe (65) les moyens de l'invention. Les bouches de soufflage (10) et d'aspiration (11) murales utilisées dans les systèmes de ventilation fixes (65) sont généralement équipées de grilles de soufflage (60) et d'aspiration (61) qui matérialisent les surface de soufflage (Ss) et d'aspiration (Sa) mais obturent partiellement les flux d'air. Ces grilles (60,61) sont constituées habituellement d'une plaque métallique munie d'une multitude de trous, ou d'un cadre métallique (81) muni d'une pluralité de lamelles directionnelles (83) et/ou de tout autre moyen obstruant partiellement la bouche (10,11) correspondante, tout en étant poreuse à l'air. On appelle surface efficace (Sse, Sae) d'une grille (60, 61), la surface de la grille virtuelle vide qui aurait le même comportement aéraulique global moyen du couple [vitesse de fluide (Vs, Va) la traversant / pression (Ps, Pa)]. Les grilles vendues commercialement sont généralement accompagnées de spécifications indiquant leur surface efficace. Sinon il est possible de la mesurer empiriquement. En Figure 4b, on a représenté la grille de soufflage (Ss) ainsi qu'une représentation de sa section efficace de soufflage (Sse). On a représenté également la grille d'aspiration (Sa) ainsi qu'une représentation de sa section efficace de d'aspiration (Sae). On comprend que l'on a imposé dans la pièce (3) que la surface efficace de soufflage (Sa) soit supérieure à la surface efficace d'aspiration (Sa). Ceci permet d'aboutir à ce que [Vs < Va]. On constate que le jet primaire de soufflage (19) issu de la surface de soufflage (Ss) est parfaitement collé au plafond (20) par effet Coanda (C). La veine d'aspiration au sol
(55) du flux d'air aspiré (21) est également parfaitement collé au sol (6) par effet Coanda (C). Aucun « flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs) n'est présent dans la pièce (3). La figure 5b représente les conditions de simulation numérique des diagrammes aérauliques obtenus pour un prototype du dispositif indépendant de décontamination aéroportée PLASMAIR™ (101) fonctionnant selon les moyens de l'invention dans une pièce (3), ce en fonction de différents ratio efficaces de soufflage (RS). On appelle ratio de soufflage (RS) : le ratio entre la surface efficace de soufflage (Sse) et la surface efficace d'aspiration (Sae). Les simulations numériques ont été effectuées dans les conditions suivantes :
Longueur de la pièce (L) = 4 m Largeur de la pièce (1) = 3m Hauteur de la pièce (h) = 2.5 m Débit d'air : Qv=500 m3/heure.
Les axes (X), (Y), (Z) et la liste des différents points (P = PI, P2, ..., P8) de simulations sont disposés à 2 cm du sol (6) tel que représenté figure 5b. La grandeur calculée numériquement (Yvelocity) représente la moyenne numérique locale de la composante verticale de la vitesse de l'air, prise en chacun des points (P = PI, P2, .... P8) distants de (d = dl, d2, ...., d8) de la face frontale (165) du dispositif (101). Il s'agit de la moyenne de la composante verticale de la vitesse de l'air, dans un volume cubique constitué par la réunion de 9 mailles élémentaires cubiques de simulation disposées jointives et centrées sur chaque point P de simulation. Le dispositif (101) est placé contre et dans la partie centrale du mur dit de traitement (52). On utilise le modèle énergétique appelé K-E pour établir les mouvements de l'air à partir des équations de Navier-Stokes. Bien que le régime concerné soit turbulent, l'état de dimension spatiale étudiée du mouvement est bien supérieur aux échelles de Kolmogorov (description de type moléculaire) des particules fluides en sorte que les équations de Navier-Stokes s'appliquent. On met en oeuvre dans cette simulation numérique, un lissage des mouvements des molécules d'air. La fiabilité de l'utilisation de cette méthode numérique ne connaît pas actuellement de contre exemple connu, pour des vitesses de fluides inférieures à Mach 13. Ceci est bien entendu le cas dans cette étude. Le type de mailles choisi est hexagonal du fait de F architecture simple de la pièce (3). Le nombre de maille est de 500000 pour couvrir la pièce (3). Ce nombre est bien supérieur à celui théorique de 3000, habituellement considéré suffisant pour la validation de ce type d'étude. De par la définition de Yvelocity(P), on comprend que ce paramètre, qui peut être positif ou négatif, est très significatif de l'existence des mouvements ascendants ou descendants de l'air (A) dans la pièce (3).
Ainsi, si Yvelocity(P) est positif, cela signifie que la vitesse de l'air au voisinage du point (P), situé à deux cm au dessus du sol, a une composante moyenne inclinée vers le haut. Dans ce cas, on en déduit qu'il y a des courants principalement ascendants au sol, au voisinage du point (P). On peut en conclure qu'il y a de grande chance qu'un « Flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs) démarre de ce point. Au contraire, si Yvelocity(P) est négatif, cela signifie que la vitesse de l'air, au voisinage du point (P), a une composante moyenne inclinée vers le bas. On peut en conclure qu'il y a peu de chance qu'un « Flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs) démarre de ce point. Le tableau de la figure 5c donne les résultats obtenus par cette simulation. Dans ce tableau, la première colonne désigne le point (P =P1, P2, ..., P8) de simulation. La deuxième colonne (grisée) se rapporte au cas où on a réglé le dispositif (101) de manière que ratio de soufflage (RS = 0,57) [ratio entre la Surface efficace de soufflage (Sse) et la surface efficace d'aspiration (Sae)] soit inférieur à 1. C'est-à- dire que l'on se trouve en dehors des conditions imposées par l'invention. On se trouve dans les conditions probables de formation du « flux parasite de shunt » (Fs) tel que prédit par l'analyse théorique développée plus haut. La troisième colonne (grisée) correspond au cas où on a réglé le dispositif (101) de manière que le ratio de soufflage (RS) soit égal à 1. C'est le cas limite de présence du « flux parasite de shunt » (Fs) tel que prédit par l'analyse théorique développée plus haut.
Les deuxième et troisième colonnes sont grisées, pour mieux délimiter les conditions hors application des recommandations de l'invention. Enfin, la quatrième colonne (non grisée) se rapporte au cas où on a réglé le dispositif
(101) de manière que le ratio de soufflage (RS =1,43) soit supérieur à 1. C'est-à-dire que l'on se trouve dans le cadre des conditions imposées par l'invention. Dans les conditions de la colonne 2 où (Va = 0,57 Vs), c'est-à-dire (Va < Vs), on constate que la moyenne numérique locale de la composante verticale de la vitesse de l'air est positive aux points (P4) à (P7) distants du dispositif (101). Cela signifie qu'il y a présence de mouvements ascendants de l'air dans la portion de la pièce (3) la plus distante du dispositif (101). On peut raisonnablement conclure qu'un « flux parasite de shunt » (Fs) s'élève de la partie extrême de la pièce en direction de la bouche de soufflage (110). Dans ces conditions, l'utilisation du dispositif (101) comme système de décontamination aéroportée est très inefficace du fait de la présence de courants ascendants au niveau du sol (6).
Dans les conditions de la colonne 3 où (Va = Vs), on constate également que la moyenne numérique locale de la composante verticale de la vitesse de l'air est positive aux points (P5) à (P7), distants du dispositif (101). Cela signifie, de même que précédemment, qu'il y a présence de mouvements ascendants de l'air dans la portion de la pièce (3) la plus distante du dispositif (101). On peut conclure qu'un « flux parasite de shunt » (Fs) s'élève de la partie extrême de la pièce (3) en direction de la bouche de soufflage (110). Dans ces conditions, l'utilisation du dispositif (101) comme système de décontamination aéroportée est également très inefficace du fait de la présence de courants ascendants au niveau du sol (6). Par contre, dans les conditions de la colonne 4 où (Va = 1,43 Vs), c'est-à-dire (Va > Vs), on constate au contraire que la moyenne numérique locale de la composante verticale de la vitesse de l'air est toujours négative en tous les points (PI) à (P8). On peut conclure qu'aucun « flux parasite de shunt » (Fs) ne s'élève de la pièce (3). Dans ces conditions, l'utilisation du dispositif (101) comme système de décontamination aéroportée est très inefficace du fait de l'absence de courants ascendants au niveau du sol (6).
Les capacités de la méthode de l'invention à éliminer le phénomène de « flux d'air incliné parasite de shunt » apparaissent plus clairement sur le diagramme de la figure 5d. Celui-ci représente, en fonction de chacune des 3 conditions de ratio de soufflage (RS) visées plus haut, la courbe du paramètre YvelocityÇP) en fonction de la position des différents points (PI, P2, ..., P8) de simulations au sol (3) sur la figure (5b). On conçoit que, pour un ratio de soufflage (RS) donné, l'existence d'un « flux d'air incliné parasite de shunt » se traduit par une incursion de la courbe Yvelocity dans la zone (Yvelocity > 0) hachurée. Cette démonstration numérique permet de conclure à l'efficacité des conditions recommandées par l'invention, à savoir : (Va > Vs), ou, ce qui est équivalent, Surface efficace de soufflage (Sse) supérieure à Surface efficace d'aspiration (Sae), pour éliminer le « flux parasite de shunt » (Fs), qui était pourtant considéré comme inévitable par l'homme de l'art.
Les principes du procédé de l'invention, permettant de répondre aux défauts de l'art antérieur, peuvent être avantageusement mis en œuvre au sein du dispositif indépendant de décontamination aéroportée PLASMAIR™ (101). Un dispositif indépendant mobile de décontamination aéroportée (101) selon l'invention est représenté figure 6, installé dans une pièce courte (3 a), pour y mettre en oeuvre le procédé de ventilation par mélange à jet primaire de soufflage (19) et flux d'aspiration (21) attachés à double effet Coanda (C). Le dispositif (101) comporte un moyen de canalisation verticale (103) placé verticalement. Il est destiné à être disposé sensiblement parallèlement et à proximité d'un premier mur vertical de traitement (52) de la pièce courte (3a) à traiter. Le moyen de canalisation (103) dispose d'une première extrémité inférieure d'aspiration (104), située dans la partie basse au voisinage et à distance du sol (6) de la pièce courte (3a). Le moyen de canalisation (103) comporte une seconde extrémité supérieure de soufflage (105), située plus en hauteur. Elle est destinée à être située dans la partie haute au voisinage et à distance du plafond (20) de la pièce courte (3a). Le dispositif (101) est équipé d'un moyen de mise en mouvement (106) de l'air (A). Celui-ci est disposé à l'intérieur du moyen de canalisation verticale (103). Il crée une surpression (ΔP = Ps - Pa) entre l'extrémité supérieure de soufflage (105) et l'extrémité inférieure d'aspiration (104), pour permettre le mouvement de l'air (A) à l'extérieur. Il assure également le mouvement de l'air (Ac, Ad) à l'intérieur du moyen de canalisation (103). Une tuyère de suçage (118) à effet de surface au sol (6) prolonge le moyen de canalisation (103) à son extrémité inférieure d'aspiration (104). Elle est située en regard du sol (6) de la pièce courte (3a). La tuyère de suçage (118) ménage au voisinage du sol (6) une bouche d'aspiration (111) présentant une surface d'aspiration (Sa). La surface d'aspiration (Sa) à une section d'entrée (109) sensiblement verticale. Cette surface d'aspiration (Sa) est un espace annulaire vide, mais pour une meilleure visualisation elle est représentée de manière grisée. Celle-ci est représentée sous forme développée aplatie dans le coin inférieur droit de la figure 6. Elle assure au niveau du sol (6) un suçage de l'air (A) selon une veine d'aspiration (55) sensiblement horizontale, parallèle et collée au sol (6) par effet Coanda (C). La veine d'aspiration (55) apparaît plus en détail figure 6e. Une tuyère de soufflage (129) à effet de surface au plafond (20) prolonge le moyen de canalisation (103) à son extrémité supérieure de soufflage (105). Elle est destinée à être située proche du plafond (20). Elle ménage en partie haute une bouche de soufflage (110). La bouche de soufflage (110) présente une surface poreuse de soufflage (Ss), disposée sensiblement frontalement en prenant appui latéralement sur les bords latéraux extrêmes (119a, 119b, 119c, 119d) de la bouche de soufflage (110). Celle-ci est représentée agrandie dans le coin supérieur droit de la figure 6. La bouche de soufflage (110) assure au travers de toute sa surface de soufflage (Ss) la production d'un jet primaire (19) d'air (A), orienté vers le haut [ou horizontalement] de manière à atteindre le plafond (20) [ou être parallèle à celui-ci], pour permettre l'attachement du jet primaire de soufflage (19) au plafond (20) par effet Coanda (C). Un moyen de décontamination (127) (fonctionnant par filtration et/ou destruction) des particules contaminantes (4a, 4b, 4c) de l'air (A) est situé à l'intérieur du moyen de canalisation verticale (103), entre la tuyère de suçage (118) et la tuyère de soufflage (129). Il cloisonne intérieurement, sur sa section (S), le moyen de canalisation verticale (103), pour obliger l'air contaminé (Ac) à le traverser, entre une zone amont contaminée (113) et une zone avale (114) où l'air (Ad) est au moins partiellement décontaminé. Le dispositif de décontamination (101) est caractéristique en ce qu'en outre la section efficace (Sae) (représentée dans le coin inférieur droit) de la surface d'aspiration (Sa) de sa tuyère de suçage (118) est inférieure à la section efficace (Sse) (représentée dans le coin supérieur droit) de la surface de soufflage (Ss) de la bouche de soufflage (110). De cette manière, la vitesse moyenne de soufflage (Vs) [moyenne des vitesses du jet d'air sur la surface de soufflage (S s)] est inférieure à la vitesse moyenne d'aspiration (Va) [moyenne des vitesses du flux d'air aspiré sur la surface d'aspiration (Sa)] [Vs < Va]. On constate en référence à la figure (6) que le dispositif (101) permet d'attacher le jet primaire de soufflage préalablement traité (19) sur la surface du plafond (20). Ensuite, le jet primaire de soufflage (19) subit à l'extrémité opposée de la pièce courte (3a) un décollement (14) permettant ainsi audit jet primaire (19) de s'écouler sur le mur opposé (50). Enfin, le jet primaire de soufflage (19) subit un retour au sol (6) pour y être attaché par effet Coanda (C) et être repris dans la continuité du flux d'aspiration (21) attaché au sol (6). En référence aux figures 6 a et 6 b, apparaissent plus en détail les éléments intérieurs et extérieurs du dispositif indépendant de décontamination aéroportée (101). Le moyen de canalisation verticale (103) est compris à l'intérieur de l'enveloppe externe (126) du dispositif (101). Lorsque le dispositif (101) est en fonctionnement, l'air contaminé (Ac) en provenance de la pièce (3) passe par la tuyère de suçage (118) à effet de surface au sol (6), prolongeant le moyen de canalisation (103) à son extrémité inférieure d'aspiration (104) située en regard du sol (6). Il règne une pression d'aspiration (Pa). Puis l'air contaminé (Ac) traverse ensuite un préfiltre grossier (120) pour y être débarrassé des ses éléments aéroportés trop volumineux (131) pouvant altérer le bon fonctionnement du dispositif (101). L'air contaminé (Ac) passe à l'intérieur d'un système d'atténuation acoustique (122) permettant d'éviter la propagation des bruits aériens et solidiens. Celui-ci est constitué d'une pluralité de baffles parallèles (107, 108) situées en deux groupe de part et d'autre du moyen de mise en mouvement de l'air (106), permettant d'éviter la propagation des bruits aériens et solidiens. Le moyen de mise en mouvement de l'air (106) est préférentiellement un ventilateur de type centrifuge. Puis l'air contaminé (Ac) est contraint à traverser le moyen de décontamination (127) où il est au moins partiellement décontaminée. L'air décontaminée (Ad) atteint l'extrémité supérieure de soufflage (105) puis est libéré au travers de la bouche de soufflage (110). Cet air décontaminé (Ad) ressort du dispositif (101) au travers de la bouche de soufflage (110) où il règne une pression de soufflage (Ps). Les moyens actifs du dispositif (101) peuvent être mis en action ou en arrêt par l'intermédiaire d'un système de mise en marche et arrêt (124). Le dispositif (101) est équipé de 4 roues (125) fixées à sa partie inférieure. En sorte que le dispositif (101) est mobile. Il peut être aisément déplacé d'une pièce (3) à l'autre en passant par la porte. Un système de réglage du débit volumique du dispositif (123) permet d'adapter le débit en fonction des besoins de décontamination et de la taille de la pièce (3). En regard de la figure 6c, on s'aperçoit que l'action combinée du jet primaire de soufflage préalablement traité (19) attaché par effet Coanda (C) et du flux d'aspiration attachée au sol (21) lui-même attaché par effet Coanda (C), permet d'englober l'ensemble de la zone d'occupation (2) de la pièce courte (3a). En regard de la figure 3, on constate que le dispositif indépendant mobile de décontamination aéroportée (101) installé dans une pièce courte (3 a) et réglé selon le moyen fixé par l'invention, permet d'implémenter dans la pièce (3 a) une ventilation par mélange à jet primaire de soufflage (19) et flux d'aspiration (21) attachés à double effet Coanda (C) et de plus, comme cela a été démontré plus haut, d'éviter le phénomène de « flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs). En référence à la figure 6d, on constate que le dispositif (101) selon l'invention permet au voisinage du sol (6) d'aspirer au fur et à mesure de leur sédimentation (selon le phénomène décrit figure 1) l'ensemble des aérosols contaminants en suspension (4a) et des aérosols contaminants accumulés (4b, 4c) situés à proximité immédiate du sol (6) dans la fine couche inférieure d'air hautement contaminée (Ce). Ceci s'opère par l'intermédiaire du flux d'aspiration (21) attachée au sol (6).
Les aérosols contaminants (4a, 4b) situés à proximité du flux d'aspiration (21) et englobés dans la veine d'aspiration (55) sont par effet d'induction d'aspiration (las) continûment dirigées vers le flux d'aspiration (21) attaché au sol (6) pour être évacués par la bouche d'aspiration (111) et subir le processus de décontamination. On aboutit grâce au dispositif (101) selon l'invention à une réduction de la quantité des particules contaminantes sédimentées (4b, 4c) par évacuation continue de ces dernières.
Une conséquence est que le sol (6) se salit beaucoup moins vite et qu'en conséquence la pièce (3) nécessite un nettoyage moins fréquent. On aboutit également à une réduction très importante des effets de remise en mouvements ascensionnels des particules contaminantes sédimentées (4b, 4c) (résultants d'effets convectifs, ou de turbulence,... de ces particules). On aboutit de surcroît à une quasi-élimination de l'effet de remontée de particules contaminantes sédimentées en suspension ou accumulés (4b, 4c) dû habituellement à l'existence du phénomène de « flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs). En référence à la figure 7, on a schématisé l'action globale de décontamination d'un dispositif indépendant mobile de décontamination aéroportée (101) installé dans une pièce courte (3a) et réglé selon les moyens fixés par l'invention. On constate que cette action de décontamination s'opère de manière différente sur les particules contaminantes (4) : dans la portion supérieure (Cs) de la pièce, dans la portion inférieure (Ci) de la pièce, dans la portion médiane (Cm) de la pièce.
Le jet primaire de soufflage (19) et le flux d'aspiration (21) attachés à double effet Coanda (C) englobent l'ensemble de la zone d'occupation (2) de la pièce courte
(3a). L'ensemble des particules contaminantes (4) présentes dans l'air (A) de la pièce courte (3 a) subissent le processus de décontamination. Dans la portion supérieure de la pièce (Cs), les particules contaminantes (4), sous forme d'aérosols contaminants en suspension (4a) sont continûment aspirées vers le haut, par effet d'induction de soufflage (Iss) en direction du plafond (20) à l'intérieur du jet primaire de soufflage (19). Puis elles sont canalisées verticalement le long du mur opposé (50) avant d'être entraînées dans le flux d'air aspiré (21). Dans la portion médiane (Cm), les particules contaminantes (4) sont essentiellement celles qui proviennent d'une émission liée aux occupants de la zone d'occupation (2). Leur concentration est très faible. De plus, elles sont continûment entraînées vers la portion inférieure de la pièce (Ci) par effet sédimentation (5) de gravité. Enfin, dans la portion inférieure de la pièce (Ci), les particules contaminantes (4), sous forme d'aérosols contaminants en suspension (4a) sont continûment aspirées vers le bas, par effet d'induction d'aspiration (las) en direction du sol (6) à l'intérieur du flux d'air aspiré (21).
L'absence de « flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs), ainsi que l'effet d'induction d'aspiration (las) inférieur provoqués par le jet primaire d'aspiration (21), évite la remontée d'aérosols contaminants accumulés (4b) et de particules adhérées (4c) en provenance de la fine couche inférieure d'air hautement contaminée (Ce) dans les portions de pièce (Cs, Cm).
En sorte que les particules contaminantes (4) de chaque portion de la pièce (Cs, Cm, Ci) sont rapidement évacuées dans le flux d'air aspiré (21) avant de pénétrer dans le dispositif (101) dans les conditions décrites figure 6d pour être éliminées. Les essais réels de décontamination effectués sur un dispositif indépendant de décontamination aéroportée PLASMAIR™ (101) démontrent son efficacité à décontaminer une pièce (3) avec des performances proches de celles d'un flux laminaire pour un coût au moins dix fois moindre.
Une première disposition avantageuse de réalisation, recommandée par l'invention, du dispositif indépendant de décontamination aéroportée (101) est représentée en référence aux figures 6d, 6e et 8b. Selon cette variante, la tuyère de suçage (118) est du type à aspiration au sol (6). C'est-à-dire que la bouche d'aspiration (111) possède une première paroi d'aspiration dite inférieure (132), soit en quasi-contact avec le sol (6), soit formée par le sol (6) lui-même tel que décrit figure 6d. La bouche d'aspiration (111) possède une seconde paroi d'aspiration dite supérieure (133), en forme de lèvre sensiblement horizontale, formée par une portion (134) de la base
(137) de la tuyère de suçage (118). En sorte que la surface verticale d'aspiration (Sav) soit libre et constituée par la surface verticale ouverte annulaire (136) ménagée entre la base (137) de la tuyère de suçage (118) et le sol (6). Elle assure au niveau du sol (6) un suçage de l'air selon une veine (55) collée au sol, en provenance d'un secteur planaire évasé fin d'aspiration (138) provenant des trois autres murs (50, 140,
144) de la pièce courte (3a) opposés au mur vertical de traitement (52). En outre, la surface verticale d'aspiration (Sav) de la tuyère de suçage (118) à aspiration au sol (6) est sans obstruction. En sorte qu'elle a une surface développée égale à sa surface efficace d'aspiration (Sae) tel que représenté dans le coin inférieur droit de la figure (8b). On constate que la surface efficace d'aspiration (Sae) est inférieure à la section efficace de soufflage (Sse) de la surface de soufflage (Ss) de la bouche de soufflage (110) (tel que représenté dans le coin supérieur droit de la figure 8b). La disposition caractéristique de cette première variante permet à la fois d'améliorer l'effet de sol au niveau de l'aspiration et donc Faction de décontamination dans la fine couche inférieure d'air hautement contaminée (Ce), tout en permettant de limiter l'effet de
« flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs).
Une deuxième disposition avantageuse de réalisation, recommandée par l'invention, du dispositif indépendant de décontamination aéroportée (101) est représentée en référence aux figures 8a à 8d. Sur les figures 8a et 8b on voit que le bord supérieur de soufflage (130) est situé à une distance du sol (Ds) de plus de 170cm. Celle-ci est adaptée à une pièce de hauteur standard d'environ 250 cm. Le respect de cette hauteur (Ds) assure un bon déroulement du schéma aéraulique tel que décrit dans la figure 6. Sur les figures 8c et 8d, on voit que la surface poreuse de soufflage (Ss) de la bouche de soufflage (110) est munie d'un moyen d'orientation (163) des veines d'air de soufflage (164) constituant le jet primaire de soufflage (19), commandé mécaniquement à l'aide d'un levier (167). Le moyen d'orientation (163) permet d'ajuster l'angle d'incidence de soufflage (as) de la bouche de soufflage (110) [moyenne sur la surface de soufflage (Ss) de l'angle des veines d'air de soufflage (164) du jet primaire soufflé (19) avec le plan horizontal (H)] de manière qu'il soit compris sensiblement entre un angle de 20° et de 70°. Les figures 8e et 8f montrent l'importance de cette deuxième disposition recommandée par l'invention. On a représenté en vue latérale, sur chacune d'elles un dispositif (101) placé dans une pièce courte (3 a) présentant les caractéristiques de celles décrites en référence à la figure (5b). On a étudié par simulation numérique l'influence du réglage de l'angle d'incidence de soufflage (as) de sa tuyère de soufflage (110). La figure 8e correspond au cas où (as = 20°). La figure 8f correspond au cas où (as = 70°). On constate que dans la plage de réglage (20° < as < 70°) recommandée, lorsque les autres dispositions de l'invention son établies, alors le phénomène de « flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs) est évité. La figure 8g correspond au cas où (as < 20°). La figure 8h correspond au cas où (as > 70°). On constate que hors de la plage de réglage (20° < as < 70°) recommandée, lorsque les autres dispositions de l'invention son établies, alors le phénomène de « flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs) apparaît. Lorsque (as > 70°) on voit s'établir à la fois un phénomène de multi zonage (Zl, Z2) et l'apparition de plusieurs boucles d'air (Bl, B2) tel que décrit dans les pièces « longues » figure 3, ainsi que l'apparition d'un « flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs). Lorsque (as < 20°) on voit l'apparition d'un « flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs) seul.
Une troisième disposition avantageuse de réalisation, recommandée par l'invention, du dispositif indépendant de décontamination aéroportée (101) est représentée en référence à la figure 9b. La section efficace de soufflage (Sse) de la bouche de soufflage (110) est supérieure d'au moins 20% à la section efficace de la surface d'aspiration (Sae) de la tuyère de suçage (118). De plus, le débit volumique (Qv) du moyen de mise en mouvement de l'air (106) est réglé de manière à ce que la vitesse moyenne de soufflage (Vs) [moyenne des vitesses du jet en sortie de la surface poreuse de soufflage (Ss)] soit supérieure à 0,79 m/s [Vs > 0,79 m/s]. Selon ces dispositions, la vitesse moyenne d'aspiration (Va) [moyenne des vitesses du flux d'air aspiré sur la surface d'aspiration en entrée de la surface poreuse d'aspiration] est supérieure d'au moins 20% à la vitesse moyenne de soufflage (Vs), (Na > 1,2 * Vs). Lorsque ces dispositions particulières de l'invention sont établies, alors le phénomène de « flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs) est évité. Au contraire, la figure 9a correspond schématiquement aux résultats obtenues par simulation numérique quand Vs < 0,79 m/s et Va < 1,2 * Vs. On constate lors des simulations numériques que, en dehors des valeurs de seuils recommandées plus haut, on voit s'établir à la fois un phénomène de multi zonage (Zl, Z2) et de plusieurs boucles d'air (Bl, B2) tel que décrit dans les pièces « longues » figure 3 ainsi que l'apparition d'un « flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs). La disposition caractéristique de cette troisième variante permet également de limiter l'effet de
« flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs).
Un second mode préféré de réalisation, recommandée par l'invention, du dispositif indépendant de décontamination aéroportée (101) est représentée en référence à la figure 10a. Selon ce second mode de réalisation, la tuyère de soufflage (129), sur laquelle prend appui la surface poreuse de soufflage (Ss), est élargie par rapport à la largeur moyenne du moyen de canalisation verticale (103). Cet élargissement est mesuré perpendiculairement au plan vertical de symétrie (PV) du dispositif (101), perpendiculaire à sa partie frontale (165). Il est mesuré parallèlement au premier mur vertical de traitement (52). Ainsi, la surface poreuse de soufflage (Ss) étant agrandie, le ratio de soufflage (RS) augmente pour une surface efficace d'aspiration
(Sae) restée constante. La vitesse de soufflage (Vs) s'en trouve fortement diminuée comparativement à la vitesse d'aspiration (Va). L'affaiblissement de l'effet de « flux d'air incliné parasite de shunt » s'en trouve accru. Un moyen particulier de mise en œuvre de ce second mode préféré de réalisation est décrit en référence aux figures 15a et 15b. La tuyère de soufflage (129) comporte un moyen d'élargissement de ses dimensions latérales (157). Celui-ci est constitué par au moins une [et de préférence deux, comme cela est décrit figures 15a et 15b] portion(s) cylindrique(s) souρle(s) poreuse(s) de soufflage (159) disposée(s) latéralement au moyen de canalisation (103) et dans sa partie supérieure. Elles sont placées perpendiculairement au plan vertical (PV) de symétrie du dispositif (101).
Les portions cylindriques souples poreuses de soufflage (159) sont affaissées verticalement lorsque le moyen de mise en mouvement de l'air (106) est inactif, tel que décrit figure 15a. Mais elles se déploient horizontalement sous l'effet de la pression (Ps) lorsque le moyen de mise en mouvement de l'air (106) est actif tel que décrit figure 15b. Ainsi elles ménagent une surface mobile de soufflage (Ss) sensiblement horizontale en position déployée (161).
On peut fabriquer les portions cylindriques souples poreuses de soufflage (159) sous la forme d'un doigt de gant constitué d'un matériau textile tissé, renforcé. On recouvre le matériau textile du doigt de gant d'une bande adhésive de protection sur une génératrice. Puis on applique extérieurement au doigt de gant un revêtement étanchéifiant (du type toile cirée). Ensuite, on retire la bande adhésive de protection. Ainsi, la plus grande partie de ce doigt de gant est recouverte d'un matériau étanchéifiant imperméable à l'air. Mais une plage longitudinale de chaque portion cylindrique souple poreuse de soufflage (159) est laissée libre de matériau étanchéifiant sur une génératrice de manière à laisser passer l'air. De la sorte, on ménage une surface poreuse (Spa) sur une fraction de la surface du doigt de gant placée sur une génératrice. La surface restante (SE) est étanche sur l'autre fraction. On ménage ainsi une surface de soufflage (Ss) qui permet l'émission d'un jet primaire de soufflage (19) le long de cette génératrice, c'est-à-dire parallèlement au plafond (20) lorsque les portions cylindriques souples poreuses de soufflage (159) sont déployées. On peut avantageusement utiliser un moyen raidisseur télescopique
(170), dont une extrémité est placée à l'intérieur la portion cylindrique souple poreuse de soufflage (159) et dont l'autre extrémité est solidaire du moyen de canalisation verticale (103). Le moyen raidisseur télescopique (170) permet d'accroître la portée de chaque portion cylindrique souple poreuse de soufflage (159) en mode déployé (161). Préférentiellement le déploiement de ce moyen raidisseur télescopique (170) est assuré par la pression intérieure au dispositif (101). Son repliement peut être assuré par un ressort.
On aboutit ainsi à un dispositif (101) dont l'encombrement latéral est faible en position inactive. Il peut aisément traverser une porte. Par contre en position active, la surface de soufflage (Ss) peut se déployer sur une largeur sensiblement égale à celle de la pièce (3). De la sorte on assure un flux de soufflage enveloppant se déployant sur toute la largeur de la pièce (3). On aboutit à une décontamination beaucoup plus efficace. Un troisième mode préféré de réalisation, recommandée par l'invention, du dispositif indépendant de décontamination aéroportée (101) est représenté en référence à la figure 10b. La surface poreuse de soufflage (Ss) comporte une surface frontale de soufflage (Ssf) prolongée latéralement par deux surfaces latérales de soufflage (Sslg et Ssld) ménagées sur les pans latéraux de la tuyère de soufflage (135) destinés à être placés en regard des murs latéraux (140,144) de la pièce (3). Cette disposition permet d'augmenter la surface efficace de soufflage (Sse) et de mieux traiter les zones latérales de la pièce (3) situées le long des murs latéraux (140, 144). Cela contribue également à une meilleure élimination de l'effet de « flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs). Un quatrième mode préféré de réalisation, recommandée par l'invention, du dispositif indépendant de décontamination aéroportée (101) est représenté en référence à la figure 11. La tuyère de suçage (118) du type à aspiration au sol est élargie au niveau de sa paroi supérieure (139) par rapport à la largeur moyenne du moyen de canalisation vertical (103) qu'elle prolonge inférieurement. On mesure cet élargissement perpendiculairement au plan vertical de symétrie (PV) du dispositif (101) perpendiculaire à sa partie frontale (165). Les parois latérales (141) de la tuyère de suçage (118) sont de ce fait plus éloignées.
Un cinquième mode préféré de réalisation, recommandée par l'invention, du dispositif indépendant de décontamination aéroportée (101) est représenté en référence aux figures 10a, 10b, 12 et 13a, 13b. La tuyère de suçage (118) comporte une portion inférieure évasée en tulipe (143), placée en regard du sol (6). On a également constaté par simulation numérique que cette disposition contribue à une meilleure élimination de l'effet de « flux d'air incliné parasite de shunt » (Fs). Un sixième mode préféré de réalisation, recommandée par l'invention, du dispositif indépendant de décontamination aéroportée (101) est représenté en référence à la figure 12. La section moyenne du moyen de canalisation verticale (103) à un déploiement longitudinal (DL) (encombrement), pris selon le plan de symétrie (PV) du dispositif (101), inférieur au déploiement longitudinal (DLS) de la tuyère de suçage (118). Les deux encombrements sont mesurés parallèlement au plan vertical de symétrie du dispositif (PV) perpendiculaire à sa partie frontale (165). Un septième mode préféré de réalisation, recommandée par l'invention, du dispositif indépendant de décontamination aéroportée (101) est représenté en référence aux figures 13a et 13b. Le moyen de canalisation verticale (103) comporte une portion de canalisation ajustable en longueur (147). Cette portion de canalisation ajustable (147) peut notamment être constituée par un soufflet (149). Une telle disposition permet d'adapter la hauteur de la surface poreuse de soufflage (Ss) en fonction de la hauteur (h) de la pièce (3). Il s'ensuit que le dispositif (101) peut répondre à la variété architecturale des pièces (3) et ainsi attacher le jet primaire (19) au plafond (20) par effet coanda en mode allongé (153) tel que représenté figure 13b. Le rétrécissement de la portion de canalisation ajustable en hauteur (147) permet le passage du dispositif (101) au travers d'une porte de la pièce (3) en mode rétracté (151), tel que représenté figure 13 a.
Un huitième mode préféré de réalisation, recommandée par l'invention, du dispositif indépendant de décontamination aéroportée (101) est représenté en référence aux figures 14a et 14b. Le dispositif (101) comporte une tuyère auxiliaire d'aspiration (155) ménagée dans la partie frontale du moyen de canalisation (103). La tuyère auxiliaire d'aspiration (155) est située environ à mi-hauteur, (de l'ordre de 1 mètre du sol). La tuyère auxiliaire d'aspiration (155) débouche dans le moyen de canalisation (103) en amont du moyen d'élimination des particules contaminantes (127), dans ladite zone contaminée amont (Ac). Cette disposition permet l'action de décontamination de l'air (A) au voisinage de la tuyère auxiliaire d'aspiration (155). Un occupant (2) porteur de particules contaminantes (4) libère des aérosols contaminants en suspension (4a). Cet occupant lors d'une hospitalisation, est positionné dans un lit de manière sensiblement horizontal, ses voies respiratoires sont ainsi situées approximativement à lm de hauteur. L'utilisation de ce mode préféré permet, par l'intermédiaire de la tuyère auxiliaire d'aspiration (155), de traiter directement les émissions d'aérosols contaminants en suspension (4a) émis par l'occupant dans la zone (Cm) tel que décrit figure 7.
Buts et avantages de l'invention
Le but et avantage principal de l'invention est d'atténuer, voir éliminer, le phénomène de « flux d'air parasite de shunt », considéré par l'art antérieur comme obligatoirement associé à l'utilisation d'un procédé de ventilation par mélange à jet primaire de soufflage attaché au plafond et flux d'aspiration attaché au sol, par effet Coanda.
Un second avantage de l'invention est de réduire les effets de remise en mouvement ascensionnel de particules contaminantes sédimentées dans une pièce. Un troisième avantage de l'invention est d'aspirer au fur et à mesure de leur sédimentation les aérosols en suspension, et les aérosols accumulés dans la fine couche d'air hautement contaminée située à proximité du sol. Un quatrième avantage de l'invention est de réduire la quantité de particules contaminantes adhérées au sol et par voie de conséquence les besoins de nettoyage de la pièce.
Un cinquième avantage de l'invention est de réduire la concentration d'aérosols contaminants en suspension dans la zone d'occupation des occupants d'une pièce. Un sixième avantage de l'invention est de réduire l'occurrence de maladies par contamination biologique d'origine aéroportée dans une pièce. Un septième avantage de l'invention est d'offrir un système de ventilation par mélange à jet attaché, présentant des performances proches de celles d'un flux laminaire en terme de décontamination d'une pièce pour un coût réduit d'un ordre de grandeur. Un huitième avantage de l'invention est d'offrir un système de décontamination aéroportée à « haute propreté » et mobile. Un neuvième avantage de l'invention est de pouvoir rapidement apporter en des lieux non équipés, les moyens de lutter contre des occurrences de contamination biologique. Ceci concerne aussi bien la médecine à domicile, que la lutte contre les épidémies, la protection civile, la production pharmaceutique et/ou alimentaire ... Un dixième avantage de l'invention est d'offrir un dispositif mobile très adapté à la captation et l'évacuation de particules contaminante aéroportées voisines du sol et à éviter leur remise en suspension. Ceci concerne notamment les sujets hypersensibles (allergies).
Un onzième avantage de l'invention est d'accroître la cinétique de décontamination d'une pièce ventilée par mélange.
Applications industrielles de l'invention
L'invention permet d'optimiser à moindre coût le processus de décontamination d'une pièce et d'évacuation de ses particules aéroportées contaminantes. L'invention possède donc des applications industrielles dans tout type de structure fermée nécessitant une décontamination de l'air. Cela concerne de manière non exhaustive : la santé, F agroalimentaire, la recherche, le transport, l'élevage, la pharmacie, les écoles... Une application particulièrement adaptée concerne la décontanaination aéroportée des locaux de santé, pour la protection des patients et personnels en milieu hospitalier contre les risques de contamination croisée. Cela concerne la protection en hôpital contre des risques de contagion de type SRAS (Syndrome Respiratoire Aiguë Sévère) ... Une autre application concerne la lutte ponctuelle contre certaines conséquences de la ventilation classique dans les locaux professionnels, publiques et domestiques conduisant à des risques d'infections par des contaminants aéroportés transmis par le dispositif de climatisation. Cela concerne la protection locale, dans une pièce d'un bâtiment ventilé, contre les problèmes d'allergies et/ou de contamination croisés (sick building syndrom) venant de la climatisation du bâtiment. On peut citer une application dans le cadre des transports maritimes ou aériens de passagers.
On peut citer également une application pour les industries présentant un risque biologique local lié à la production d'un agent contaminant. Cela peut être le cas dans les industries pharmaceutique et les industries agro-alimentaires. Cela concerne également les laboratoires de recherches microbiologiques. Une autre application concerne la protection des élevages de forte densité (poulet, porc, ...) en vue de pérenniser un haut statut sanitaire, en particulier dans les élevages où les intrants sont limités (élevages de sélection).
Une autre application concerne la protection civile dans le cadre d'attaques bio- terroristes.
Une application plus grand public concerne la limitation des risques de transmission entre clients et/ou personnels de cafétérias et restaurants.
Une autre application concerne la prévention des risques d'épidémie dans les nurseries, écoles et lieux de faible taille mais de grande occupation. Enfin une application concerne la protection des personnels et visiteurs des cabinets dentaires et cliniques vétérinaires...
La portée de l'invention doit être considérée par rapport aux revendications ci-après et leurs équivalents légaux, plus que par les exemples donnés ci-dessus.

Claims

Revendications
1 ) Procédé de ventilation d'une pièce (3) par mélange, à jet primaire de soufflage (19) attaché au plafond (20) et flux d'aspiration (21) attaché au sol (6), par double effet coanda (C), du type selon lequel, a) on souffle dans la pièce (3) un jet primaire d'air (19) préalablement traité (chauffé, refroidi, décontaminé, humidifié, déshumidifié, ...), i) ce, au travers d'une surface de soufflage (Ss), située en regard d'un mur latéral (52) dit de traitement, au voisinage du plafond (20), ii) selon une direction d'incidence de soufflage (Is) [moyenne sur la surface de soufflage (Ss) des directions moyennes des portions du jet primaire (19)] orientée en direction du plafond (20) (ou parallèlement à celui-ci), de manière à attacher par effet Coanda (C) ledit jet primaire de soufflage (19) sur la surface du plafond (20), b) on aspire un flux d'air aspiré (21) vicié, de débit équivalent au jet primaire (19), i) ce, au travers d'une surface d'aspiration (Sa) sensiblement verticale, située en regard du même mur latéral de traitement (52), au voisinage du sol (6) de la pièce (3), ii) en assurant au niveau du sol (6) un suçage de l'air (A) selon une veine d'aspiration (55) • sensiblement horizontale, • parallèle et attachée à la surface du sol (6) par effet Coanda (C),
Ce procédé de ventilation étant caractérisé en ce qu'en outre : c) on impose à la vitesse moyenne de soufflage (Vs) [moyenne des vitesses des portions du jet d'air primaire (19) sur la surface de soufflage (Ss)] d'être inférieure à la vitesse moyenne d'aspiration (Va) [moyenne des vitesses des portions du flux d'air aspiré (21) sur la surface d'aspiration (Sa)] [Vs < Va]. 2) Procédé de ventilation d'une pièce par mélange, à jet primaire (19) de soufflage et flux d'aspiration (21) à double effet coanda (C), selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'en outre, a) on impose que la surface efficace de soufflage (Sse) soit supérieure à la surface efficace d'aspiration (Sae). ) Dispositif (101) indépendant de décontamination aéroportée d'une pièce (3), pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1 de ventilation par mélange à jet primaire de soufflage (19) et flux d'aspiration (21) attachés à double effet Coanda (C), ce dispositif (101) étant du type constitué par : a) un moyen de canalisation verticale (103) disposé verticalement [destiné à être disposé sensiblement parallèlement et à proximité d'un premier mur vertical de traitement (52) de la pièce (3) à traiter], ce moyen de canalisation (103) comportant : i) une première extrémité inférieure d'aspiration (104), située dans la partie basse au voisinage et à distance du sol (6) de la pièce (3), ii) et une seconde extrémité supérieure de soufflage (105), située plus en hauteur, et destinée à être située dans la partie haute au voisinage et à distance du plafond (20) de la pièce (3), b) un moyen de mise en mouvement (106) de l'air (A), disposé à l'intérieur du moyen de canalisation verticale (103), et créant une surpression (ΔP) entre l'extrémité supérieure de soufflage (105) et l'extrémité inférieure d'aspiration (104), pour permettre le mouvement de l'air à l'intérieur et à l'extérieur du moyen de canalisation (103), c) une tuyère de suçage (118) à effet de surface au sol (6), prolongeant le moyen de canalisation (103) à son extrémité inférieure d'aspiration (104) située en regard du sol (6) de la pièce (3), et ménageant au voisinage du sol (6) une bouche d'aspiration (111), i) présentant une surface d'aspiration (Sa) à section d'entrée sensiblement verticale, ii) et assurant au niveau du sol (6) un suçage de l'air (A) selon une veine d'aspiration (55) • sensiblement horizontale, • parallèle et collée au sol (6) par effet Coanda (C), d) une tuyère de soufflage (129) à effet de surface au plafond (20), prolongeant le moyen de canalisation (103) à son extrémité supérieure de soufflage (105) [destinée à être située proche du plafond (20)] et ménageant en partie haute une bouche de soufflage (110), i) présentant une surface poreuse de soufflage (Ss), disposée sensiblement frontalement en prenant appui latéralement sur les bords latéraux extrêmes (119a, 119b, 119c, 119d) de la bouche de soufflage (110), ii) et assurant au travers de toute sa surface de soufflage (Ss) la production d'un jet primaire (19) d'air, orienté vers le haut ou horizontalement [de manière à atteindre le plafond (20) ou être parallèle à celui-ci], pour permettre l'attachement du jet primaire de soufflage (19) au plafond (20) par effet Coanda (C), e) un moyen de décontamination (127) (par fïltration et/ou destruction) des particules contaminantes de l'air (A), i) situé à l'intérieur du moyen de canalisation verticale (103), entre la tuyère de suçage (118) et la tuyère de soufflage (129), ii) cloisonnant intérieurement, sur sa section (S), le moyen de canalisation verticale (103), pour obliger l'air contaminé (Ac) à le traverser, entre une zone amont contaminée (113) et une zone avale (114) ou l'air (Ad) est au moins partiellement décontaminée, ce dispositif de décontamination (101) étant caractérisé en ce qu'en outre: f) la section efficace (Sae) de la surface d'aspiration (Sa) de sa tuyère de suçage (118) est inférieure à la section efficace (Sse) de la surface de soufflage (Ss) de la bouche de soufflage (110), de manière à ce que la vitesse moyenne de soufflage (Vs) [moyenne des vitesses du jet d'air (19) sur la surface de soufflage (Ss)] soit inférieure à la vitesse moyenne d'aspiration (Va) [moyenne des vitesses du flux d'air aspiré (21) sur la surface d'aspiration (Sa)] [Vs < Va]. 4) Dispositif indépendant de décontamination aéroportée (101) d'une pièce (3) selon la revendication 3, pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1, de ventilation par mélange à jet primaire de soufflage (19) et flux d'aspiration attachés (21) à double effet Coanda (C), ce dispositif (101) étant caractérisé en ce qu'en outre, en combinaison: a) d'une part, sa tuyère de suçage (118) est du type à aspiration au sol (3), c'est- à-dire dont la bouche d'aspiration (111): i) possède une première paroi d'aspiration dite inférieure (132) • soit en quasi-contact avec le sol (3), • soit formée par le sol (3) lui même, ii) et possède une seconde paroi d'aspiration dite supérieure (133), formée par une portion (134) de la base (137) de la tuyère de suçage (118), iii) en sorte que sa surface verticale d'aspiration (Sa) soit libre et constitué par la surface verticale ouverte annulaire (136) ménagée entre la base (137) de la tuyère de suçage (118) et le sol (3), iv) et assure au niveau du sol (3) un suçage de l'air selon une veine (55) collée au sol (6), en provenance d'un secteur planaire évasé fin d'aspiration (138) provenant des trois autres murs (50, 144, 140) de la pièce (3) opposés au mur de traitement (52), b) d'autre part, la surface verticale d'aspiration (Sav) de la tuyère de suçage (118) à aspiration au sol (3) est inférieure à la section efficace de soufflage (Sse) de la surface de soufflage (Ss) de la bouche de soufflage (110). 5) Dispositif indépendant de décontamination aéroportée (101) d'une pièce (3) selon la revendication 3, pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1 de ventilation par mélange à jet primaire de soufflage (19) et flux d'aspiration (21) attachés par double effet Coanda (C), ce dispositif (101) étant caractérisé en ce qu'en outre, en combinaison: a) le bord supérieur (142) de la surface poreuse de soufflage (Ss) est situé à une distance du sol (Ds) de plus de 170cm [adapté à une pièce (3) de hauteur (h) standard d'environ 250 cm], b) et la surface poreuse de soufflage (Ss) de la tuyère de soufflage (110) est munie de moyens d'orientation (163) des veines d'air de soufflage (164) constituant le jet primaire de soufflage (19), réglables mécaniquement, de telle manière que l'angle d'incidence de soufflage (as) de sa tuyère de soufflage (129) [moyenne sur la surface de soufflage (Ss) de l'angle des veines d'air de soufflage du jet primaire avec le plan horizontal] soit compris entre un angle de 20° et de 70° par rapport au plan horizontal (H). 6) Dispositif indépendant de décontamination aéroportée (101) d'une pièce (3) selon la revendication 3, pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1 de ventilation par mélange à jet primaire de soufflage (19) et flux d'aspiration (21) attachés par double effet Coanda (C), caractérisé en ce qu'en outre, en combinaison : a) d'une part, la section efficace de la surface de soufflage (Sse) de sa tuyère de soufflage (129) ainsi que ses moyens de mise en mouvement de l'air (106) sont dimensionnés de manière que la vitesse moyenne de soufflage (Vs) de la tuyère de soufflage (129) [moyenne des vitesses du jet en sortie de la surface poreuse de soufflage (Ss)] soit supérieure à 0,79 m/s [Vs > 0,79 m/s] ; b) et d'autre part, la section efficace de la surface de soufflage (Sse) de sa bouche de soufflage (110) est supérieure d'au moins 20% à la section efficace de la surface d'aspiration (Sae) de sa tuyère de suçage (118), de manière que la vitesse moyenne d'aspiration (Va) [moyenne des vitesses du flux d'air aspiré (21) en entrée de la surface poreuse d'aspiration (Sa)] soit supérieure d'au moins 20% à la vitesse moyenne de soufflage (Vs)] (Va > 1,2 * Vs).
7) Dispositif indépendant de décontamination aéroportée (101) d'une pièce (3) selon la revendication 3, pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1 de ventilation par mélange à jet primaire de soufflage (19) et flux d'aspiration (21) attachés par double effet Coanda (C), caractérisé en ce qu'en outre ladite tuyère de soufflage (129), sur laquelle prend appui ladite surface poreuse de soufflage (Ss), est élargie par rapport à la largeur moyenne du moyen de canalisation vertical (103) qu'elle prolonge supérieurement, [mesurée perpendiculairement au plan vertical de symétrie (PV) du dispositif (101) perpendiculaire à sa partie frontale (165)] .
8) Dispositif indépendant de décontamination aéroportée (101) d'une pièce (3) selon la revendication 3, pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1 de ventilation par mélange à jet primaire de soufflage (19) et flux d'aspiration (21) attachés par double effet Coanda (C), caractérisé en ce qu'en outre la surface poreuse de soufflage (Ss) a une surface frontale de soufflage (Ssf) prolongée latéralement par des surfaces latérales de soufflage (Sslg et Ssld) ménagées sur les pans latéraux (135) de la tuyère de soufflage (129) placés en regard des murs latéraux (140, 144) de la pièce (3).
9) Dispositif indépendant de décontamination aéroportée (101) d'une pièce (3) selon la revendication 3, pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1 de ventilation par mélange à jet primaire de soufflage (19) et flux d'aspiration (21) attachés par double effet Coanda (C), caractérisé en ce qu'en outre la tuyère de suçage (118) est élargie au niveau de sa paroi supérieure (139), par rapport à la largeur moyenne du moyen de canalisation vertical (103) qu'elle prolonge inférieurement [mesurée perpendiculairement au plan vertical de symétrie (PV) du dispositif (101) perpendiculaire à sa partie frontale (165)].
10) Dispositif indépendant de décontamination aéroportée (101) d'une pièce (3) selon la revendication 4, pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1 de ventilation par mélange à jet primaire de soufflage (19) et flux d'aspiration (21) attachés par double effet coanda (C), caractérisé en ce qu'en outre la tuyère de suçage (118) comporte une portion inférieure évasée en tulipe (143), placée en regard du sol (6).
11 ) Dispositif indépendant de décontamination aéroportée (101) d'une pièce (3) selon la revendication 3, pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1 de ventilation par mélange à jet primaire de soufflage (19) et flux d'aspiration (21) attachés par double effet Coanda (C), caractérisé en ce qu'en outre la section moyenne de son moyen de canalisation verticale (103) à un déploiement longitudinal (DL) (encombrement), selon le plan de symétrie (PV) du dispositif (101), inférieur au déploiement longitudinal (DLS) de la tuyère de suçage (118) [tous deux mesurés parallèlement au plan vertical de symétrie (PV) du dispositif (101) perpendiculaire à sa partie frontale (165)].
12) Dispositif indépendant de décontamination aéroportée (101) d'une pièce (3) selon la revendication 3, pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1 de ventilation par mélange à jet primaire de soufflage (19) et flux d'aspiration (21) attachés par double effet Coanda (C), caractérisé en ce qu'en outre il comporte une tuyère auxiliaire d'aspiration (155): a) ménagée dans la partie frontale du moyen de canalisation (103), b) environ à mi-hauteur, (de l'ordre de 1 mètre du sol (6)), c) débouchant dans le moyen de canalisation (103), en amont du moyen d'élimination des particules contaminantes (127), dans ladite zone contaminée amont (Ac).
13) Dispositif indépendant de décontamination aéroportée (101) d'une pièce (3) selon la revendication 3, pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1 de ventilation par mélange à jet primaire de soufflage (19) et flux d'aspiration (21) attachés par double effet Coanda (C), caractérisé en ce qu'en outre son moyen de canalisation verticale (103) comporte une portion de canalisation ajustable (147) en longueur (notamment à soufflet (149)) pour permettre l'adaptation de la hauteur de la surface poreuse de soufflage (Ss) en fonction de la hauteur (h) de la pièce (3) et l'attachement du jet primaire (19) au plafond (20) par effet Coanda (C), tout en permettant le passage du dispositif (101) à travers une porte de la pièce (3).
14) Dispositif indépendant de décontamination aéroportée (101) d'une pièce (3) selon la revendication 3, pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1 de ventilation par mélange à jet primaire de soufflage (19) et flux d'aspiration (21) attachés par double effet Coanda (C), caractérisé en ce qu'en outre sa tuyère de soufflage (129) comporte un moyen d'élargissement de ses dimensions latérales (157) assurant un déploiement latéral de sa surface de soufflage (Ss).
15) Dispositif indépendant de décontamination aéroportée (101) d'une pièce (3) selon la revendication 14, pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1 de ventilation par mélange à jet primaire de soufflage (19) et flux d'aspiration (21) attachés par double effet Coanda (C), caractérisé en ce qu'en outre sa tuyère de soufflage (129) comporte un moyen d'élargissement de ses dimensions latérales (157) constitué par au moins une [de préférence deux] ρortion(s) cylindrique(s) souple(s) poreuse de soufflage (159), a) disposée(s) latéralement au moyen de canalisation (103) et dans sa partie supérieure (105), perpendiculairement au plan vertical de symétrie (PV) du dispositif (101), b) et se déployant sous l'effet de la pression (Ps) en ménageant une surface mobile de soufflage (Ss) sensiblement horizontale en position déployée (161). 16) Dispositif indépendant de décontamination aéroportée (101) d'une pièce (3) selon la revendication 15, pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1 de ventilation par mélange à jet primaire de soufflage (19) et flux d'aspiration (21) attachés par double effet Coanda (C), caractérisé en ce qu'en outre ladite portion cylindrique souple poreuse de soufflage (159) comporte a) une surface poreuse (Spa), sur une fraction de sa surface, pour ménager une surface de soufflage (Ss) et permettre l'émission d'un jet primaire de soufflage (21), b) et une surface étanche (SE) sur une autre fraction.
17) Dispositif indépendant de décontamination aéroportée (101) d'une pièce (3) selon la revendication 15, pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1 de ventilation par mélange à jet primaire de soufflage (19) et flux d'aspiration (21) attachés par double effet Coanda (C), caractérisé en ce qu'en outre il comporte au moins un moyen raidisseur télescopique (170) dont une extrémité est placée à l'intérieur la portion cylindrique souple poreuse de soufflage (159) et dont l'autre extrémité est solidaire du moyen de canalisation verticale (103).
18) Dispositif indépendant de décontamination aéroportée (101) d'une pièce (3) selon la revendication 17, pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1 de ventilation par mélange à jet primaire de soufflage (19) et flux d'aspiration (21) attachés par double effet Coanda (C), caractérisé en ce qu'en outre le déploiement de ce moyen raidisseur télescopique (170) est assuré par la pression intérieure au dispositif (101). * * *
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