EP4090386A1 - Système et procédé de traitement de microorganismes - Google Patents

Système et procédé de traitement de microorganismes

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Publication number
EP4090386A1
EP4090386A1 EP20851223.6A EP20851223A EP4090386A1 EP 4090386 A1 EP4090386 A1 EP 4090386A1 EP 20851223 A EP20851223 A EP 20851223A EP 4090386 A1 EP4090386 A1 EP 4090386A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
optical fibers
textile web
visible
threads
treatment system
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Withdrawn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
EP20851223.6A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Chantal Guillard
Christophe GILBERT
Cédric BROCHIER
Laure PERUCHON
Lina LAMAA
Davide LORITO
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.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Institut National de la Sante et de la Recherche Medicale INSERM
Ecole Normale Superieure de Lyon
Brochier Technologies SAS
Universite Claude Bernard Lyon 1
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Institut National de la Sante et de la Recherche Medicale INSERM
Ecole Normale Superieure de Lyon
Brochier Technologies SAS
Universite Claude Bernard Lyon 1
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 Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Institut National de la Sante et de la Recherche Medicale INSERM, Ecole Normale Superieure de Lyon, Brochier Technologies SAS, Universite Claude Bernard Lyon 1 filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of EP4090386A1 publication Critical patent/EP4090386A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • C02F2303/04—Disinfection
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
    • C02F2305/10—Photocatalysts
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    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2101/00—Inorganic fibres
    • D10B2101/20—Metallic fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00—Physical properties
    • D10B2401/20—Physical properties optical
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0005—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
    • G02B6/001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type the light being emitted along at least a portion of the lateral surface of the fibre
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/36—Mechanical coupling means
    • G02B6/3608—Fibre wiring boards, i.e. where fibres are embedded or attached in a pattern on or to a substrate, e.g. flexible sheets

Definitions

  • TITLE SYSTEM AND METHOD FOR TREATMENT OF MICROORGANISMS
  • the invention relates to the field of the treatment of contaminated media, and relates more particularly to a system and a method for treating microorganisms, for example to reduce the quantity of microorganisms in a liquid or gaseous medium.
  • microorganism covers all microscopic living things such as bacteria, fungi, parasites and viruses. Different qualifications can be attributed to these microorganisms depending on their effect on humans, their mode of development, etc. We distinguish for example the so-called pathogenic microorganisms (referred to as microbes in everyday language) capable of causing organic disorders, so-called cultivable microorganisms, etc. Of course, the same microorganism can be attributed several qualifications. For example, the bacterium Escherichia Coli is particularly considered as a cultivable and pathogenic microorganism, while a virus is generally considered to be a non-cultivable pathogen.
  • UV radiation causes molecular alterations in living cells to varying degrees depending on their wavelength. We distinguish in particular:
  • UV-A - type A UV
  • UV-B - type B UV
  • UV-C - type C UV
  • the aromatic rings of the bases (A, G, T, C) of the DNA molecule absorb the energy of photons associated with a wavelength between 230 and 290 nm (UV- C and low wavelength UV-B).
  • the energy absorbed at the level of two adjacent pyrimidines (C or T) provides the energy necessary for the formation of a covalent bond between these two bases, essentially forming cyclobutane dimers of pyrimidines (cyclobutane pyrimidine dimer, CPD) and pyrimidines (6-4) pyrimidone (6-4 PP) which then lead to a distortion of the DNA double helix and in particular block the progression of replicative polymerases.
  • cyclobutane pyrimidine dimer CPD
  • 6-4 pyrimidines
  • UVA ultraviolet-A
  • photosensitizers which return to their fundamental energy state by dissipation of heat or emission of photons (this is the phenomenon of fluorescence) but can also undergo a transition to a more stable energy state called the triplet state.
  • This triplet plays a key role in inducing UV-A damage by reacting directly with other molecules, such as DNA bases, (type I photosensitization) or by transferring its energy to oxygen molecules. (type II photosensitization), thus leading to the formation of reactive oxygen species (ROS): singlet oxygen 6 10 2) or the superoxide anion (O2 ' ).
  • ROS reactive oxygen species
  • hydroxyl radical can be formed in the presence of transition metals from hydrogen peroxide (H2O2) itself obtained by disproportionation of the superoxide anion.
  • H2O2 hydrogen peroxide
  • the buildup of ROS in the cell can cause direct damage to all cellular components including protein oxidation and nucleic acid damage, especially DNA helix breaks. (single or double-stranded).
  • T1O2 titanium dioxide
  • UV radiation ultraviolet radiation
  • a thin film based on T1O2 is deposited or formed on a substrate.
  • Activation of the photocatalyst by irradiation for example, under ultraviolet (UV) radiation, produces an oxidation-reduction reaction generating "electron-hole” pairs.
  • These "electron-hole” pairs react with oxygen and moisture in the medium, such as air or water, to give free radicals that are harmful to microorganisms.
  • the Applicant's document FR2910341 describes the deposition of a layer of T1O2 on optical fibers configured to emit UV radiation.
  • silver As a Among the metals exhibiting an antibacterial property, we can mention silver (Ag). Silver ions (Ag +) have the ability to penetrate the very heart of bacteria and inactivate their vital enzymes or generate hydrogen peroxide, which inevitably results in bacterial death. On the other hand, and unlike titanium dioxide, silver does not allow the elimination of the bacterial residues thus generated. Mention may also be made of copper (Cu) for its antimicrobial properties. In water, the ability of bacteria to reproduce can be greatly affected depending on the amount of copper ions present. In practice, it is observed that the copper ions attack the cell membrane of bacteria, suffocate the bacteria, then attack the genomic material (DNA) of the bacteria leading to its death.
  • Cu copper
  • metal such as silver or copper
  • titanium dioxide in different formulations in the form of composite powders or thin composite films, with the aim of improving the photocatalytic activity of titanium dioxide T1O2, has been considered.
  • silver by promoting charge separation, decreases the recombination of photo-generated "electron-hole" pairs.
  • copper or silver particles can be incorporated in the form of a thin film combined with titanium dioxide particles T1O2, the whole deposited on a substrate.
  • a solution consists in increasing the contact surface of the metal surface with the bacterial cells.
  • one solution consists, for example, in creating roughness in the thin film in order to trap the bacteria in these roughness, thus increasing the contact surface.
  • this thin film solution remains complex to implement since it requires controlling the various factors linked to the process for depositing the film on the substrate, such as the size of the metal particles to be incorporated to fill the interstices between the T1O 2 particles. , the supply of the quantity of gas, etc.
  • a major problem encountered in solutions based on thin films is the peeling and premature depletion of copper particles.
  • UV radiation is generally provided by an external light source, such as a lamp or several lamps placed at a certain distance from the substrate in order to be able to activate a larger area of the film. This solution induces a higher cost and a non-optimal efficiency.
  • Another equally complex and costly solution consists in depositing the antimicrobial film on a glass substrate making it possible to capture the light emitted by the sun and to convey it to activate the photocatalytic particles.
  • the present invention thus provides an alternative solution, easy to implement, compact, which does not require complex manufacturing steps and which nevertheless has an effect on the activity of microorganisms, which is much better compared to existing solutions.
  • the present invention aims in particular to provide an alternative solution making it possible to prevent the growth of microorganisms, for example pathogenic or non-pathogenic cultivable microorganisms, present in a medium, by reducing or slowing down the activity of these microorganisms, by inactivation or inhibition. of these microorganisms, by elimination, or even by reducing the quantity of these microorganisms in the medium.
  • microorganisms for example pathogenic or non-pathogenic cultivable microorganisms
  • the invention therefore proposes a textile web comprising optical fibers in warp and / or weft woven with binding yarns in warp and / or weft.
  • Each optical fiber presents invasive alterations along the fiber, and allows the emission, at these alterations, of light propagating in the fiber.
  • the textile web further comprises metallic warp and / or weft threads also woven with binding threads, which may be identical or distinct from those associated with optical fibers.
  • the metallic wires are based on a metal which adversely affects the growth of microorganisms, preferably based on a metal with antimicrobial properties.
  • the negative effect on the growth of microorganisms can in particular result in the reduction of the activity of at least of the targeted microorganisms in the treated medium, or their inactivation (or inhibition), or the reduction in the quantity of these targeted microorganisms. present in the treated medium.
  • This textile web is intended to be used in a microorganism treatment system, such as an antimicrobial system, therefore comprising at least one textile web as defined above, as well as a light source arranged opposite the 'one of the two free ends of the optical fibers and capable of generating a light beam also having a negative effect on the growth of microorganisms.
  • the light beam can comprise at least one wavelength in the visible or ultraviolet spectrum.
  • the negative effect of the textile web on microorganisms is obtained with a light beam preferably comprising at least one electromagnetic / light radiation of wavelengths between 100nm and 400nm.
  • the light radiation can thus advantageously be ultraviolet radiation (ie in the 100nm-400nm spectral band) or visible-near ultraviolet radiation (ie in the 400nm-500nm spectral band).
  • this textile web can equally well be produced in the form of a fabric, of a knit or of a braid.
  • the luminous textile web is preferably a fabric which is composed of warp threads and weft threads arranged in predetermined patterns that those skilled in the art will be able to determine according to the applications.
  • this fabric can be obtained by a Jacquard process during which the mode of distribution of the warp and / or weft yarns but also that of the optical fibers and the metal yarns is controlled with precision.
  • the optical fibers and the metal threads are advantageously woven within a textile core in a contiguous and identifiable manner.
  • the textile core serves in particular as a support for holding the optical fibers and the metal threads.
  • the metal wires preferably extend parallel to the optical fibers.
  • the textile web can thus comprise binding threads allowing the optical fibers and metallic threads to be held within the woven textile core. These binding threads are warp threads when the optical fibers and the metallic threads are inserted in the weft, and these binding threads are weft threads when the optical fibers and the metallic threads are inserted in the warp.
  • the optical fibers and the metal threads are preferably inserted in the weft and in this case, the binding threads are warp threads.
  • the textile web may advantageously have binding yarns distributed over the optical fibers in a satin-type weave so as to optimize the diffusion surface of the optical fibers.
  • the light device can have different arrangements depending on the intended applications.
  • the solution of the present invention therefore consists of a textile web based on side-emitting optical fibers and metallic threads, the whole maintained by weaving via binding threads.
  • the light radiation such as ultraviolet
  • the solution of the present invention therefore consists of a textile web based on side-emitting optical fibers and metallic threads, the whole maintained by weaving via binding threads.
  • the light radiation such as ultraviolet
  • the light radiation is therefore guided in a distributed manner inside the textile web by means of side-emitting optical fibers and is therefore conveyed to the very heart of the medium to be treated.
  • the interstices of the textile web at the level of the intersections of the threads constituting it increase the contact surface of the textile web with the organisms present in the medium, and therefore optimize the action of light radiation combined with the action of metal wires on the targeted microorganisms.
  • the antimicrobial source per unit area can be in greater quantity compared to solutions incorporating thin metallic films and therefore remains available for a longer time. As a result, the life of the textile web of the invention as a treatment system is longer. Furthermore, the integration of a metal source in the form of threads avoids peeling problems and therefore the premature depletion of the antimicrobial source.
  • the textile web thus formed is also easily manipulated and modular.
  • the thickness and flexibility of such a textile web is comparable to that of a fabric.
  • it can in particular be used as it is or be secured to supports of different shapes.
  • a simple cutting of the textile web to the desired dimensions makes it possible to produce decontamination devices of all sizes.
  • the metal is preferably chosen from the group comprising silver (Ag) and copper (Cu).
  • a metal wire can consist of a single filament (monofilament) in the form of a so-called pure metal wire (copper or silver), comprising for example 99.9% of metal (copper or silver), and for example having a diameter substantially of the order of 10 to 300mhi.
  • a monofilament metal wire made of a mixture of two metals based on copper and silver for example a wire made of copper coated with silver or a silver wire coated with copper.
  • the monofilament metallic thread can also be in the form of a textile thread coated with a metallic layer.
  • a metal wire can be composed of several filaments (multifilament) combined with one another via different assembly techniques.
  • a multifilament metallic yarn can be in the form of a wrapped yarn, of a twisted yarn.
  • a multifilament metallic thread preferably comprises at least one textile thread assembled with at least one pure metal thread or a textile thread coated with a metallic layer.
  • the metal wire may comprise one or more twisted wire (s) based on metal (silver and / or copper) with one or more textile wire (s), such as polyester , polyamide or any other fiber.
  • the metal wire thus formed can have a titration of between 50 and 1000 decitex (Dtex).
  • the light source preferably generates ultraviolet radiation of type A (UV-A) or with a wavelength of between 315 nm and 400 nm.
  • UV-A type A
  • the synergy of copper or silver wires and UV-A radiation on certain bacteria, such as Escherichia coli (E. coli) is considerably increased.
  • Escherichia coli Escherichia coli
  • the sufficient light intensity applied is 100 qW / cm 2 .
  • the textile web has two opposite visible faces, and optical fibers and metal threads are visible on the two opposite faces of the web.
  • the optical fibers and the metallic threads are woven with the binding threads so as to form a fabric.
  • the metallic threads run parallel to the optical fibers and the fabric is made up of alternating optical fibers and metallic threads on each of its faces.
  • the textile web has two opposite visible faces, the optical fibers and the metal threads being visible on only one of the two faces.
  • a particular weaving technique of metallic threads with binding threads and optical fibers with these same binding threads makes it possible to position the optical fibers and the visible metallic threads on only one and the same side of the textile web.
  • the textile web has two opposite visible faces, the optical fibers being visible on one side and the metal wires being visible on the other side.
  • a particular technique of weaving metallic threads with binding threads and optical fibers with these same binding threads makes it possible to position the optical fibers visible on only one face of the textile web and to position the metallic threads. visible only on the other side of the textile web.
  • the textile web has two opposite visible faces, the fibers optics being visible on only one side and metal wires being visible on both sides.
  • a particular technique of weaving metallic threads with binding threads and optical fibers with these same binding threads makes it possible to position the optical fibers so as to make them visible on only one side of the textile web and position the metal wires so that they are visible on both sides of the tablecloth.
  • a first visible face of the textile web comprises an alternation of optical fibers and metallic threads
  • a second visible face of the textile web exclusively comprises metallic threads.
  • optical fibers so as to make them visible on both sides of the web and to position the metal wires so as to make them visible only on one side of the web. layer.
  • the textile web may be formed by a superposition of textile layers, each textile layer comprising optical fibers and metallic threads which are held together by binding threads, and which are visible on one or both sides. of the layer, for example according to at least one of the variants described above.
  • the textile web thus has more interstices (and therefore contact surfaces) to capture / trap the target microorganisms.
  • the textile web may comprise a superposition of textile layers in which a first textile layer is formed of optical fibers held by binding threads within a textile core and a second textile layer is formed of metallic threads held by binding threads within another textile core.
  • the textile web can thus have an alternation of first and second textile layers.
  • the photocatalytic particles can be attached in different ways to the textile web and can form a layer covering the entire textile web or only predefined areas.
  • the photocatalytic particles can first be added to the various components of the textile web, before weaving.
  • the textile web may further comprise a coating layer incorporating photocatalytic particles deposited on all or part of the optical fibers and / or all or part of the binding yarns (warp yarn and / or weft) before weaving.
  • the coating layer incorporating the photocatalytic particles is deposited on the binding threads.
  • the photocatalytic particles can also be added after weaving the optical fibers with the binding yarns.
  • the photocatalytic particles can be deposited on all the fabric formed by the optical fibers associated with the binding threads or on predefined zones.
  • the textile web may further comprise a coating layer incorporating photocatalytic particles deposited on all or part of at least one of the faces of the fabric formed by the optical fibers woven with the binding threads.
  • the metal wires are mostly devoid of this coating layer.
  • This coating layer can in particular be deposited in different ways, for example by bathing, padding, emulsion, spraying, printing, encapsulation, electrodeposition.
  • the photocatalytic particles are formed from a material selected from the group comprising titanium dioxide, zinc oxide, zirconium dioxide, and cadmium sulfide.
  • the photocatalyst is based on titanium dioxide (TiCL), for example anatase and / or rutile TiCL.
  • TiCL titanium dioxide
  • the sufficient light intensity applied is advantageously 1 OOpW / cm 2 in the wavelength range less than 400 nm, so as to activate the photocatalysts.
  • the silica layer is deposited between the layer integrating the photocatalytic particles and the optical fibers and / or the binding threads.
  • the protective layer and the coating layer incorporating the photocatalytic particles are deposited on the binding threads.
  • the invention also provides a method of treating, for example reducing the activity, microorganisms in a liquid or gaseous medium, comprising:
  • the textile web is not enclosed in a housing or case, even transparent, but placed in direct contact with the medium to be treated so that the microorganisms present in the medium to be treated can be in direct contact with the surfaces of the textile tablecloth.
  • the adjustment parameters such as the wavelength of the light radiation, the light intensity, the time or the frequency of exposure, depend on the type of target microorganisms and on the medium.
  • the textile web is immersed in the liquid medium and UV-A radiation, preferably of wavelength between 315 and 400nm, and an intensity of 1 OOpW / cm 2 is applied.
  • the application of radiation in the visible spectrum can also be envisaged when the textile web is devoid of T1O2.
  • An effect on the inactivation of E.Coli microorganisms has in particular been observed with light radiation generated by a white LED making it possible to obtain a light intensity at the surface of the textile of the order of 500 Cd / m 2 .
  • the time observed for total inactivation is longer compared to the application of UV-A radiation.
  • Figure 1 is a perspective view of a textile web according to one embodiment of the invention.
  • FIGS. 2A-2G are sectional views of the textile web according to different variants in the arrangement of the optical fibers and of the metallic threads;
  • FIG. 2A is a sectional view of the textile web according to a variant in which the optical fibers and the metallic threads are woven so as to be visible on both sides of the textile web;
  • FIG. 2B is a sectional view of the textile web according to another variant in which the optical fibers and the metallic threads are woven so as to be visible on both sides of the textile web.
  • FIG. 2C is a sectional view of the textile web according to a variant in which the optical fibers and the metallic threads are woven so as to be visible on the same face of the textile web;
  • FIG. 2D is a sectional view of the textile web according to another variant in which the optical fibers and the metallic threads are woven so as to be visible on different faces of the textile web;
  • Figure 2E is a sectional view of the textile web according to another variant in which the metal fibers are visible on both sides and the optical fibers are visible only on one side of the textile web;
  • FIG. 2F is a sectional view of the textile web according to another variant in which the optical fibers are visible on both sides and the metal threads are visible only on one side of the textile web;
  • FIG. 2G is a sectional view according to another variant in which a textile web based on optical fibers is combined with another textile based on metallic threads;
  • FIG 3 Figure 3 is a schematic representation of the textile web in use;
  • Figure 4 is a graphical representation showing the antimicrobial effect of the textile web provided with copper and / or silver metallic threads;
  • FIG 5 is a graphical representation showing the antimicrobial effect of copper whether or not combined with T1O2;
  • Figure 6 is a graphical representation showing the antimicrobial effect of the textile web in a gaseous medium.
  • the treatment solution of the invention is described below, by way of non-limiting example, in the particular case of an antimicrobial treatment.
  • the treatment solution therefore comprises a textile web obtained by weaving optical fibers, metallic threads and binding threads.
  • the end of the optical fibers is coupled to a light source configured to generate UV radiation.
  • the textile web 1 according to one embodiment is illustrated in FIG. 1 and therefore incorporates optical fibers 2 with lateral emission and metallic threads 4 having in particular antibacterial and / or antimicrobial properties.
  • the optical fibers 2 and the metal wires 4 run parallel to each other.
  • optical fibers 2 and these metallic threads are arranged in a warp and / or weft, and are woven with binding threads 3 arranged in a warp and / or weft.
  • the ends 6 of the optical fibers 2 are intended to be arranged facing a light source 7 configured to generate ultraviolet radiation, in particular of the UV-A type.
  • the binding yarns can be woven in a plain weave type which provides optimum mechanical strength and surface uniformity. Other types of weaving can be envisaged, such as satin, twill or the like.
  • the binding yarns can be formed from a material chosen from the group comprising polyamide, polyester, polyethylene and polypropylene or any other textile fiber.
  • the optical fibers can comprise a core formed from a material chosen from the group comprising polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC) and cycloolefins (COP).
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PC polycarbonate
  • COP cycloolefins
  • the optical fibers are made of two materials and have a core covered with a sheath which may be of different nature.
  • Optical fibers can also be formed from a material selected from the group comprising glass, quartz and silica.
  • a polymer sheath can come to cover the optical fibers to protect them.
  • These optical fibers also exhibit either a modification of the material of the optical cladding, or invasive alterations on their outer surface, so that the light propagating in the fiber escapes from the fiber through the modified cladding or these alterations.
  • These alterations can be carried out in various ways, including by methods of abrasion, chemical etching or by laser treatment.
  • these alterations can be distributed progressively over the surface of the optical fibers so as to ensure uniform illumination.
  • the surface density or the dimension of the alterations can thus vary from one zone to another of the water table. In general, near the light source, the surface density of the alterations is low, while it increases the further one moves away from the source.
  • the light source 7 intended to illuminate the free ends 6 of the optical fibers 2 can be of different types, and is chosen from that capable of generating radiation including little harmful UV-A ultraviolet.
  • the light source 7 can, for example, be in the form of light-emitting diodes, or even comprise a collector capable of focusing natural sunlight, which comprises approximately 4-5% of UVA, in the direction of the free ends of the optical fibers.
  • the metal wires can be silver or copper based metal wires.
  • the metal wires can thus be pure silver wires or pure copper wires comprising, for example, 99.9% silver or copper respectively.
  • the metallic threads can also be textile threads coated with metal. The diameter of the metallic threads is irrelevant and depends on the weaving technique or on the desired flexibility of the textile web. For example, it is possible to use textile threads coated with silver having a count of around 100 Dtex, or pure copper threads with a diameter of around 0.1mm.
  • the photocatalytic particles can first be deposited on the optical fibers and / or the binding yarns before weaving, in the form of a coating layer so as to form a sheath around each optical fiber and / or around each binding thread.
  • the optical fibers and metal wires are then held together by weaving with the binding threads.
  • a silica-based protective layer prior to deposition of the photocatalytic layer.
  • the deposition of the photocatalytic layer after weaving of the optical fibers and of the metal threads with the binding threads.
  • a coating layer incorporating photocatalytic particles is deposited, as well as the intermediate silica layer.
  • optical fibers 2 and the metal wires 4 can be positioned so as to be visible on the two opposite faces 10, 11 of the textile web 1 (FIG. 2A and 2B).
  • each of the faces can include an alternation of optical groups and metal groups, each optical group consisting of one or more optical fibers and each metal group consisting of one or more metal wires.
  • the optical fibers 2 and the metallic threads 4 may also be visible only on one and the same single face 10 (FIG. 2C) of the textile web 1.
  • the textile web only comprises one luminous face provided of metal wires.
  • optical fibers 2 and the metal wires 4 can also be visible on opposite faces 10, 11 (FIG. 2D) of the textile web 1. Thus, the optical fibers are not visible. only on one side of the web and the metal wires are visible only on the other side of the web.
  • Another variant consists in making the metal threads 4 visible on the two faces 10, 11 of the web while the optical fibers 2 are visible only on one face of the textile web 1 (FIG. 2E), or else in making the fibers optics 2 visible on both sides 10, 11 and the metal wires 4 visible on only one side of the web (FIG. 2F).
  • the textile web may be formed by a superposition of textile layers, each textile layer comprising optical fibers and metallic threads which are held together by binding threads, and which are visible on one or both sides. of the layer, for example according to at least one of the variants described above.
  • the textile web thus has more interstices (and therefore contact surfaces) to capture / trap the target microorganisms.
  • a textile web based on optical fibers is superimposed on another textile web based on metallic threads.
  • the textile web can thus comprise a superposition of textile layers, a first textile layer 1b formed of optical fibers 2 held by binding threads and a second textile layer 1a being formed of metal threads 4 held by binding threads.
  • FIG. 3 The use of such a textile web formed of optical fibers and metal threads, in particular of copper, provided or not with a photocatalytic layer is illustrated in FIG. 3.
  • the textile web 1 is shown in a simplified manner.
  • a light source 7 is positioned opposite the free ends 6 of the optical fibers 2, whether or not grouped together in bundles.
  • the light emitted laterally by the optical fibers 2 can be transmitted on either side of the textile web 1 perpendicularly to each of these faces, but also inside the textile web.
  • the combination of copper wires and UV-A radiation emitted by the optical fibers placed near the copper wires makes it possible to significantly reduce or destroy the bacteria, in particular E. coli, contained in a medium. aqueous.
  • the textile web may therefore have, on the surface, deposits of metal ions released by the metal threads during use.
  • the result of the invention is not the simple combination of the effects of the metal copper or silver and the UV.
  • the test protocol for obtaining the C1-C7 curves is as follows: a standardized bacterial suspension of E. coli in aqueous medium is carried out. 180 mL of this solution are placed in a reactor and temporal measurements of the concentration of E. coli in the medium are carried out in the following cases:
  • a textile web (dimensions 100 * 100mm) based on optical fibers held by binding threads is immersed in the aqueous medium.
  • the textile web is devoid of metallic threads and photocatalyst, and is not connected to any light source. The aqueous medium is therefore not illuminated;
  • curve C2 a textile web (dimensions 100 * 100mm) according to one embodiment of the invention, integrating metallic threads but devoid of photocatalyst T1O2, is immersed in the aqueous medium.
  • the textile web is not connected to any light source, and the assembly is placed in the dark so as to avoid any light radiation.
  • Each metal wire is in particular formed of a wire consisting of copper and silver twisted to a polyester textile wire;
  • curve C3 a textile web (dimensions 100 * 100mm) according to one embodiment of the invention, integrating metal threads also devoid of T1O2 layer, is immersed in the aqueous medium. The whole is also put in the dark so as to avoid any light radiation.
  • the textile web is not connected to any light source, and the assembly is also placed in the dark so as to avoid any light radiation.
  • Each metal wire is a pure copper monofilament with a diameter of 0.1 mm;
  • curve C4 The textile web used for curve C4 is similar to that used for curve C2 except that each metallic thread is obtained by assembling a polyamide thread impregnated with silver and a polyester thread. The textile web is immersed in the aqueous medium and the whole is also placed in the dark so as to avoid any light radiation;
  • curve C5 the textile web used to obtain curve C2 is now connected to a light source, an LED, generating UV-A radiation with a wavelength of around 365nm;
  • curve C7 the textile web used to obtain curve C4 is now connected to the light source generating UV-A radiation with a wavelength of around 365nm.
  • the medium is in recirculation.
  • the measurements are taken every hour for 8 hours.
  • the quantity of viable cultivable bacteria remaining in the medium is determined by counting the bacteria on a rich medium.
  • FIG. 5 also shows the notorious effect of the textile web of the invention based on copper threads and optical fibers diffusing UV-A radiation.
  • the test protocol is identical to that described above.
  • a standardized bacterial suspension of E. coli in aqueous medium is carried out. 180 mL of this solution are placed in a reactor and temporal measurements of the concentration of E. coli in the medium are carried out in the following cases:
  • a textile web (dimensions 100 * 100mm) based on optical fibers held by binding threads is immersed in the aqueous medium.
  • the textile web is devoid of metal wire and T1O2 particle and is connected to a light source generating UV-A radiation with a wavelength of the order of 365nm;
  • a textile web (dimensions 100 * 100mm) according to an embodiment of the invention incorporating pure copper wires and without a T1O2 layer, is immersed in the aqueous medium.
  • the textile tablecloth is not connected to a light source and the whole is placed in the dark so as to avoid any light radiation;
  • the web used to obtain the C9 curve is this time connected to a light source generating UV-A radiation with a wavelength of around 365nm;
  • - curve Cl 1 a textile web (dimensions 100 * 100mm) according to one embodiment of the invention integrating TiCL particles and pure copper wires, is immersed in the aqueous medium and is connected to the light source generating radiation UV-A wavelength of the order of 365nm.
  • the bacteria may be temporarily suspended in the air and the protocol used therefore aims to mimic this type of aerial bacterial contamination.
  • An aerosol of a standardized bacterial solution of E.coli is generated for 5 hours in continuous flow through a sealed device (chamber) containing the textile web of the invention incorporating copper threads and a photocatalyst.
  • the air flow containing the bacterial aerosol is bubbled into a flask containing an aqueous solution, making it possible to collect the bacteria still in suspension in the air.
  • curve 02 represents the quantity of viable cultivable bacteria present initially, determined by counting bacteria on a rich medium
  • curve 03 represents the quantity of bacteria counted at the end of the test after 5 hours.
  • the present invention thus finds various applications such as the treatment of air in hospitals, the treatment of liquid or the surface treatment.
  • the very structure of the textile web allows in particular easy installation in places where the supply of light radiation is not always easy, for example in a shoe for a disinfection phase via the connection of the textile web. to an LED generating UV radiation.
  • the treatment solution of the invention is essentially described in relation to the E.Coli bacterium but it can also be implemented for the inactivation or elimination of other microorganisms such as those identified for copper and silver. .

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Abstract

Système de traitement de microorganismes comprenant : - une nappe textile (1) comprenant des fibres optiques (2) en chaînes et/ou en trame tissées avec des fils de liage en chaîne et/ou en trame, chacune des fibres optiques (2) présentant des altérations invasives le long de la fibre et autorisant l'émission de lumière se propageant dans la fibre au niveau de ces altérations; - une source lumineuse (7) agencée en regard de l'une ou des deux extrémités libres des fibres optiques (2); caractérisé en ce que la nappe textile (1) comprend en outre des fils métalliques (4) en chaîne et/ou en trame tissés avec lesdits fils de liage, lesdits fils métalliques (4) étant à base d'un métal ayant un effet négatif sur la croissance des microorganismes; et en ce que la source lumineuse génère un faisceau lumineux comprenant au moins une longueur d'onde dans le spectre du visible ou de l'ultraviolet.

Description

DESCRIPTION
TITRE: SYSTEME ET PROCEDE DE TRAITEMENT DE MICROORGANISMES
Domaine technique L’invention se rapporte au domaine du traitement des milieux contaminés, et concerne plus particulièrement un système et un procédé de traitement de microorganismes par exemple pour réduire la quantité de microorganismes dans un milieu liquide ou gazeux.
Technique antérieure Le terme générique microorganisme regroupe l’ensemble des êtres vivants microscopiques tels que les bactéries, les mycètes, les parasites et les virus. Différentes qualifications peuvent être attribuées à ces microorganismes en fonction de leur effet sur l’être humain, leur mode de développement, etc... On distingue par exemple les microorganismes dits pathogènes (désignés sous le nom de microbes en langage courant) capables de provoquer des désordres organiques, les microorganismes dits cultivables, etc... Bien entendu, un même microorganisme peut se voir attribuer plusieurs qualifications. Par exemple, la bactérie Escherichia Coli est notamment considérée comme un microorganisme cultivable et pathogène, alors qu’un virus est généralement considéré comme un agent pathogène non cultivable.
Dans le cas particulier des microorganismes pathogènes et cultivables tels que la bactérie Escherichia Coli (E.Coli), différentes solutions antimicrobiennes sont développées dans le but de ralentir ou d’empêcher la croissance de ces microorganismes. En particulier, il est connu que les rayonnements UV, certains métaux et certains oxydes semi-conducteurs, lorsqu’ils sont mis en œuvre séparément, présentent des effets antimicrobiens, avec des modes d'action et des conditions d'action différentes.
Les rayonnements ultraviolets (UV) provoquent des altérations moléculaires des cellules vivantes, et ce de façon plus ou moins importante en fonction de leur longueur d’onde. On distingue notamment :
- les UV de type A (UV-A), de longueurs d’ondes comprises entre 315nm et 400nm, qui provoquent une altération moléculaire des cellules vivantes ;
- les UV de type B (UV-B), de longueurs d’ondes allant de 280nm à 315nm, plus dommageable que les UV-A pour les cellules vivantes ; et
- les UV de type C (UV-C), de longueurs d’ondes comprises entre lOOnm et 280nm et qui sont très nocives, voire mortels pour l’Homme, mais qui ont l’avantage de présenter une très bonne action germicide.
Brièvement, au niveau des mécanismes connus, les cycles aromatiques des bases (A, G, T, C) de la molécule d’ADN absorbent l’énergie des photons associés à une longueur d’onde comprise entre 230 et 290 nm (UV-C et UV-B de basse longueur d’onde). L’énergie absorbée au niveau de deux pyrimidines (C ou T) adjacentes fournit l’énergie nécessaire à la formation d’une liaison covalente entre ces deux bases, formant essentiellement des dimères cyclobutaniques de pyrimidines (cyclobutane pyrimidine dimer, CPD) et les pyrimidines (6-4) pyrimidone (6-4 PP) qui entraînent alors une distorsion de la double hélice d’ADN et bloquent notamment la progression des polymérases réplicatives. En l’absence de réparation, il y a risque d’insertion d’une base incorrecte (mutation) au cycle réplicatif suivant et selon le nombre de mutations et leur importance, un effet délétère sur la cellule peut être observé.
En ce qui concerne les UVA, ils ne sont que faiblement absorbés par les bases de l’ADN mais ils peuvent exciter des chromophores cellulaires, appelés photo -sensibilisateurs qui reviennent à leur état d’énergie fondamental par dissipation de chaleur ou émission de photons (c’est le phénomène de fluorescence) mais peuvent également subir une transition vers un état énergétique plus stable appelée état triplet. Ce triplet joue un rôle clé dans l’induction des dommages liés aux UV-A en réagissant directement avec d’autres molécules, comme les bases de l’ADN, (photosensibilisation de type I) ou en transférant son énergie aux molécules d’oxygène (photosensibilisation de type II), menant ainsi à la formation d’espèces réactives de l’oxygène (reactive oxygen species, ROS) : l’oxygène singulet 6102) ou l’anion superoxyde (O2' ). De plus, le radical hydroxyle (OH) peut être formé en présence de métaux de transition à partir de peroxyde d’hydrogène (H2O2) lui- même issu par dismutation de l’anion superoxyde. L’accumulation de ROS dans la cellule peut provoquer des lésions directes sur tous les composants cellulaires dont l’oxydation des protéines et l’altération des acides nucléiques, en particulier des cassures de l’hélice d’ADN (simple ou double-brin).
Parmi les oxydes semi-conducteurs on peut citer le dioxyde de titane (T1O2) connu pour ses propriétés photocatalytiques contribuant notamment à une inactivation des bactéries, des virus et des moisissures. En pratique, un film mince à base de T1O2 est déposé ou formé sur un substrat. L’activation du photocatalyseur par irradiation, par exemple, sous rayonnement ultraviolet (UV), produit une réaction d’oxydoréduction générant des paires "électron- trou". Ces paires "électron-trou" réagissent avec l'oxygène et l'humidité contenus dans le milieu, tel que l’air ou l’eau, pour donner des radicaux libres nocifs pour les microorganismes. Par exemple, le document FR2910341 de la Demanderesse, décrit le dépôt d’une couche de T1O2 sur des fibres optiques configurées pour émettre un rayonnement UV.
Parmi les métaux présentant une propriété antibactérienne, on peut citer l’argent (Ag). Les ions argent (Ag+) ont la faculté de pénétrer au sein même des bactéries, et d’inactiver leurs enzymes vitales ou de générer du peroxyde d'hydrogène, ce qui aboutit immanquablement à la mort bactérienne. En revanche et contrairement au dioxyde de titane, l’argent ne permet pas l'élimination des résidus bactériens ainsi générés. On peut également citer le cuivre (Cu) pour ses propriétés antimicrobiennes. Dans l’eau, la capacité des bactéries à se reproduire peut être fortement affectée en fonction de la quantité d’ions cuivre présents. En pratique, on constate que les ions cuivre attaquent la membrane cellulaire des bactéries, asphyxie la bactérie, puis attaque le matériel génomique (ADN) de la bactérie induisant sa mort. L’association de métal, tel que l'argent ou le cuivre, et du dioxyde de titane dans différentes formulations sous la forme de poudres composites ou films composites minces, dans le but d'améliorer l'activité photocatalytique du dioxyde de titane T1O2, a été envisagée. Il a notamment été démontré que l’argent, en favorisant la séparation des charges, diminue la recombinaison des paires "électron-trou" photo-générées. Ainsi des particules de cuivre ou d’argent peuvent être incorporées sous la forme de film mince combiné avec des particules de dioxyde de titane T1O2, l’ensemble déposé sur un substrat.
Par ailleurs, pour augmenter l’efficacité de l’action du métal sur les bactéries, une solution consiste à augmenter la surface de contact de la surface métallique avec les cellules bactériennes. Afin de limiter l’encombrement du substrat, une solution consiste par exemple à créer des rugosités dans le film mince pour emprisonner les bactéries dans ces rugosités, augmentant ainsi la surface de contact.
Cette solution de film mince reste cependant complexe à mettre en œuvre puisqu’elle nécessite de maîtriser les différents facteurs liés au procédé de dépôt du film sur le substrat, tels que la taille des particules métalliques à incorporer pour combler les interstices entre les particules T1O2, l’apport de la quantité de gaz, etc... En outre, un problème majeur rencontré dans les solutions à base de films minces est le pelage et l’appauvrissement prématuré de particules de cuivre. Par ailleurs, dans la plupart des solutions, le rayonnement UV est généralement apporté par une source lumineuse extérieure, telle qu’une lampe ou plusieurs lampes placées à une certaine distance du substrat pour pouvoir activer une plus grande zone du film. Cette solution induit un coût plus important et une efficacité non optimale. Une autre solution tout aussi complexe et coûteuse, consiste à déposer le film antimicrobien sur un substrat en verre permettant de capter la lumière émise par le soleil et de la véhiculer pour activer les particules photocatalytiques.
Présentation de l’invention
La présente invention propose ainsi une solution alternative, facile à mettre en œuvre, peu encombrante, qui ne nécessite pas d’étapes de fabrication complexe et qui présente néanmoins un effet sur l’activité des microorganismes, bien meilleure par rapport aux solutions existantes.
La présente invention vise notamment à proposer une solution alternative permettant d’empêcher la croissance de microorganismes, par exemple des microorganismes cultivables pathogènes ou non pathogènes, présents dans un milieu, par réduction ou ralentissement de l’activité de ces microorganismes, par inactivation ou inhibition de ces microorganismes, par élimination, ou encore par réduction de la quantité de ces microorganismes dans le milieu.
La solution de l’invention présente notamment les avantages suivants :
- action rapide et efficace sur des contaminants organiques, mais également sur les microorganismes tels que les germes ;
- plus compact ;
- malléable et modulable ;
- fabrication moins complexe par rapport au dépôt chimique de particules métalliques ; - plus durable.
L’invention propose donc une nappe textile comprenant des fibres optiques en chaînes et/ou en trame tissées avec des fils de liage en chaîne et/ou en trame. Chaque fibre optique présente des altérations invasives le long de la fibre, et autorise l’émission, au niveau de ces altérations, de lumière se propageant dans la fibre. La nappe textile comprend en outre des fils métalliques en chaîne et/ou en trame tissés également avec des fils de liage, qui peuvent être identiques ou distinctes de ceux associés aux fibres optiques. Les fils métalliques sont à base d’un métal ayant un effet négatif sur la croissance de microorganismes, de préférence à base d’un métal présentant des propriétés antimicrobiennes .
L’effet négatif sur la croissance de microorganismes peut notamment se traduire par la réduction de l’activité d’au moins des microorganismes ciblés dans le milieu traité, ou leur inactivation (ou inhibition), ou la réduction de la quantité de ces microorganismes ciblés présents dans le milieu traité.
Cette nappe textile est destinée à être mise en œuvre dans un système de traitement de microorganismes, tel qu’un système antimicrobien, comprenant donc au moins une nappe textile telle que définie ci-avant, ainsi qu’une source lumineuse agencée en regard de l’une des deux extrémités libres des fibres optiques et apte à générer un faisceau lumineux ayant également un effet négatif sur la croissance des microorganismes. En pratique le faisceau lumineux peut comporter au moins une longueur d’onde dans le spectre du visible ou de l’ultraviolet. En pratique, l’effet négatif de la nappe textile sur les microorganismes est obtenu avec un faisceau lumineux comprenant de préférence au moins un rayonnement électromagnétique/lumineux de longueurs d’ondes comprises entre lOOnm et 400nm. Le rayonnement lumineux peut ainsi être avantageusement un rayonnement ultraviolet (c’est- à-dire dans la bande spectrale 100nm-400nm) ou visible-proche ultraviolet (c’est-à-dire dans la bande spectrale 400nm-500nm). En pratique, cette nappe textile peut aussi bien être réalisée sous la forme d’un tissu, d’un tricot que d’un tressé. Généralement, la nappe textile lumineuse est préférentiellement un tissu qui est composé de fils de chaîne et de fils de trame agencés selon des motifs prédéterminés que l’homme du métier saura déterminer selon les applications. Avantageusement, ce tissu peut être obtenu par un procédé Jacquard au cours duquel le mode de répartition des fils de chaîne et/ou trame mais également celui des fibres optiques et des fils métalliques est maîtrisé avec précision. Ainsi, les fibres optiques et les fils métalliques sont avantageusement tissés au sein d’une âme textile de manière contigüe et repérable. L’âme textile sert notamment de support pour le maintien des fibres optiques et des fils métalliques.
Les fils métalliques s’étendent de préférence parallèlement aux fibres optiques. La nappe textile peut ainsi comprendre des fils de liage permettant le maintien des fibres optiques et des fils métalliques au sein de l’âme textile tissée. Ces fils de liage sont des fils de chaîne lorsque les fibres optiques et les fils métalliques sont insérés en trame, et ces fils de liage sont des fils de trame lorsque les fibres optiques et les fils métalliques sont insérés en chaîne. Toutefois, les fibres optiques et les fils métalliques sont préférentiellement insérés en trame et dans ce cas, les fils de liage sont des fils de chaîne. Par ailleurs, la nappe textile peut présenter avantageusement des fils de liage répartis sur les fibres optiques selon une armure de type satin de manière à optimiser la surface de diffusion des fibres optiques. Le dispositif lumineux peut présenter différents agencements et ce selon les applications visées. La solution de la présente invention se compose donc d’une nappe textile à base de fibres optiques à émission latérale et de fils métalliques, le tout maintenu par tissage via des fils de liage. Le rayonnement lumineux, tel que l’ultraviolet, est donc guidé de façon répartie à l’intérieure de la nappe textile grâce aux fibres optiques à émission latérale et est donc véhiculé au cœur même du milieu à traiter. En outre, les interstices de la nappe textile au niveau des entrecroisements des fils la constituant, augmentent la surface de contact de la nappe textile avec les organismes présents dans le milieu, et optimisent donc l’action des rayonnements lumineux combinée à l’action des fils métalliques sur les microorganismes ciblés. Par ailleurs, du fait de l’intégration de composés antimicrobiens sous la forme de fils métalliques, la source antimicrobienne par unité de surface peut être en quantité plus importante par rapport aux solutions intégrant des films minces métalliques et reste donc disponible plus longtemps. De ce fait, la durée de vie de la nappe textile de l’invention en tant que système de traitement est plus importante. Par ailleurs, l’intégration d’une source métallique sous forme de fils évite les problèmes de pelage et donc l’appauvrissement prématuré de la source antimicrobienne.
La nappe textile ainsi formée est par ailleurs facilement manipulable et modulable. En particulier, l’épaisseur et la souplesse d’une telle nappe textile est comparable à celles d’un tissu. De ce fait, elle peut notamment être utilisée telle quelle ou être solidarisée à des supports de différentes formes. Par exemple, une simple découpe de la nappe textile aux dimensions souhaitées permet de réaliser des dispositifs de décontamination de toutes dimensions.
Avantageusement, le métal est de préférence choisi dans le groupe comprenant l'argent (Ag) et le cuivre (Cu). En pratique, un fil métallique peut être constitué d’un seul filament (monofilament) sous la forme d’un fil de métal (cuivre ou argent) dit pur, comprenant par exemple 99,9% de métal (cuivre ou argent), et présentant par exemple un diamètre sensiblement de l’ordre de 10 à 300mhi. Il est également possible d’utiliser un fil métallique monofilament constitué d’un mélange de deux métaux à base de cuivre et d’argent, par exemple un fil constitué de cuivre recouvert d’argent ou un fil d’argent recouvert de cuivre. Le fil métallique monofilament peut également être sous la forme d’un fil textile revêtu d’une couche métallique. Selon une autre variante, un fil métallique peut être composé de plusieurs filaments (multifilament) combinés entre eux via différentes techniques d’assemblage. Ainsi, à titre d’exemple, un fil métallique multifilament peut se présenter sous la forme d’un fil guipé, d’un fil tordu. En pratique, un fil métallique multifilament comprend de préférence au moins un fil textile assemblé avec au moins un fil de métal pur ou un fil textile revêtu d’une couche métallique. Selon un mode de réalisation, le fil métallique peut comprendre un ou plusieurs fil(s) tordu(s) à base de métal (argent et/ou cuivre) avec un ou plusieurs fil(s) textile(s), tels que le polyester, polyamide ou tout autre fibre. Le fil métallique ainsi formé peut présenter un titrage compris entre 50 et 1000 décitex (Dtex). Par ailleurs, la source lumineuse génère de préférence un rayonnement ultraviolet de type A (UV-A) ou de longueur d’onde comprise entre 315 nm et 400 nm. En effet, il est observé que la synergie des fils de cuivre ou d’argent et le rayonnement UV-A sur certaines bactéries, telles que Escherichia coli (E. coli ), est considérablement accrue. Une telle solution est donc moins nocive pour les humains contrairement aux solutions préconisant l’utilisation d’UV-C qui nécessite des précautions d’utilisation et des mises en garde particulières. De préférence, l’intensité lumineuse appliquée suffisante est de 100 qW/cm2.
Différentes techniques d’assemblage ou de tissage peuvent être mises en œuvre selon que l’on souhaite obtenir une nappe textile présentant des fibres optiques et/ou des fils métalliques visibles sur uniquement une face ou sur les deux faces la nappe.
Selon une variante, la nappe textile présente deux faces visibles opposées, et des fibres optiques et des fils métalliques sont visibles sur les deux faces opposées de la nappe. Dans cette variante, les fibres optiques et les fils métalliques sont tissées avec les fils de liage de manière à former un tissu. Les fils métalliques s’étendent parallèlement aux fibres optiques et le tissu est formé d’une alternance de fibres optiques et de fils métalliques sur chacune de ses faces.
Selon une autre variante, la nappe textile présente deux faces visibles opposées, les fibres optiques et les fils métalliques étant visibles sur une seule des deux faces. En d’autres termes, une technique de tissage particulière des fils métalliques avec des fils de liage et des fibres optiques avec ces mêmes fils de liage permet de positionner les fibres optiques et les fils métalliques visibles sur uniquement une même face de la nappe textile.
Selon une autre variante, la nappe textile présente deux faces visibles opposées, les fibres optiques étant visibles sur l’une des faces et les fils métalliques étant visibles sur l’autre face. En d’autres termes, une technique de tissage particulière des fils métalliques avec des fils de liage et des fibres optiques avec ces mêmes fils de liage permet de positionner les fibres optiques visibles sur uniquement une face de la nappe textile et de positionner les fils métalliques visibles uniquement sur l’autre face de la nappe textile.
Selon une autre variante, la nappe textile présente deux faces visibles opposées, les fibres optiques étant visibles sur uniquement l’une des faces et des fils métalliques étant visibles sur les deux faces. En d’autres termes, une technique de tissage particulière des fils métalliques avec des fils de liage et des fibres optiques avec ces mêmes fils de liage permet de positionner les fibres optiques de manière à les rendre visibles sur uniquement une face de la nappe textile et de positionner les fils métalliques de sorte que à les rendre visible sur les deux faces de la nappe. En d’autres termes, dans cette autre variante, une première face visible de la nappe textile comprend une alternance de fibres optiques et de fils métalliques, et une deuxième face visible de la nappe textile comprend exclusivement des fils métalliques.
De façon similaire, selon une autre variante, il est également possible de positionner les fibres optiques de sorte à les rendre visible sur les deux faces de la nappe et de positionner les fils métalliques de manière à les rendre visible uniquement sur une seule face de la nappe.
Selon une autre variante, la nappe textile peut être formée d’une superposition de couches textiles, chaque couche textile comprenant des fibres optiques et de fils métalliques qui sont maintenus ensemble par des fils de liages, et qui sont visibles sur une ou les deux faces de la couche, par l’exemple selon au moins l’une des variantes exposées ci-dessus. La nappe textile présente ainsi plus d’interstices (et donc de surfaces de contacts) pour capter/piéger les microorganismes cibles.
Selon une autre variante, la nappe textile peut comprendre une superposition de couches textiles dans laquelle une première couche textile est formée de fibres optiques maintenues par des fils de liages au sein d’une âme textile et une deuxième couche textile est formée de fils métalliques maintenus par des fils de liages au sein d’une autre âme textile. La nappe textile peut ainsi présenter une alternance de première et deuxième couches textiles.
Selon un mode de réalisation, il est possible d’intégrer des particules photocatalytiques à la nappe textile de manière à augmenter l’effet recherché. Les particules photocatalytiques peuvent être rapportées de différentes manières sur la nappe textile et peuvent former une couche recouvrant toute la nappe textile ou seulement des zones prédéfinies. Par exemple, les particules photocatalytiques peuvent d’abord être rapportées sur les différents composants de la nappe textile, avant tissage. Ainsi, la nappe textile peut en outre comprendre une couche d'enduction intégrant des particules photocatalytiques déposée sur tout ou partie des fibres optiques et/ou tout ou partie des fils de liages (fil de chaîne et/ou trame) avant tissage. De préférence, la couche d’enduction intégrant les particules photo catalytiques est déposée sur les fils de liage.
Les particules photocatalytiques peuvent également être rapportées après tissage des fibres optiques avec les fils de liage. Les particules photocatalytiques peuvent être déposées sur tout le tissu formé par les fibres optiques associées avec les fils de liage ou sur des zones prédéfinies. Ainsi, la nappe textile peut en outre comprendre une couche d'enduction intégrant des particules photocatalytiques déposée sur tout ou partie d’au moins une des faces du tissu formé par les fibres optiques tissé avec les fils de liage. Les fils métalliques sont majoritairement dépourvus de cette couche d’enduction. Cette couche d’enduction peut notamment être déposée de différentes manières, par exemple par bain, foulardage, émulsion, pulvérisation, impression, encapsulation, électrodéposition.
En pratique, les particules photocatalytiques sont formées dans un matériau choisi parmi le groupe comprenant le dioxyde de titane, l’oxyde de zinc, le dioxyde de zirconium, et le sulfure de cadmium. De préférence, le photocatalyseur est à base de dioxyde de titane (TiCL), par exemple du TiCL anatase et/ou rutile. Dans ce cas, l’intensité lumineuse appliquée suffisante est avantageusement de 1 OOpW/cm2 dans la gamme de longueur d’onde inférieure à 400nm, de manière à activer les photocatalyseurs.
Il est également possible de prévoir une couche protectrice à base de silice (S1O2) préalablement à l’enduction de la couche photocatalytique. En pratique, la couche de silice est déposée entre la couche intégrant les particules photocatalytiques et les fibres optiques et/ou les fils de liage. Préférentiellement, la couche de protection et la couche d’enduction intégrant les particules photo-catalytiques sont déposées sur les fils de liage.
L’invention propose également un procédé de traitement, par exemple de réduction de l’activité, des microorganismes dans un milieu liquide ou gazeux, comprenant :
- la mise en place de la nappe textile telle définie ci-dessus dans ledit milieu ; et - l’éclairage d’une ou des deux extrémités libres des fibres optiques avec ladite source lumineuse.
De préférence, la nappe textile n’est pas enfermée dans un logement ou boîtier, même transparent, mais mise en contact direct avec le milieu à traiter de sorte que les microorganismes présents dans le milieu à traiter peuvent être en contact direct avec les surfaces de la nappe textile.
En pratique, les paramètres de réglage tels que la longueur d’onde du rayonnement lumineux, l’intensité lumineuse, le temps ou la fréquence d’exposition, dépendent du type de microorganismes cibles et du milieu. Par exemple, pour des bactéries E. coli dans un milieu liquide, la nappe textile est plongée dans le milieu liquide et un rayonnement UV- A, de préférence de longueur d’onde comprise entre 315 et 400nm, et une intensité de 1 OOpW/cm2 est appliquée.
L’application de rayonnements dans le spectre du visible est également envisageable lorsque la nappe textile est dépourvue de T1O2. Un effet sur l’inactivation de microorganismes E.Coli a notamment été observé avec un rayonnement lumineux généré par une LED blanche permettant d’obtenir une intensité lumineuse en surface du textile de l’ordre de 500 Cd/m2. Cependant, le temps constaté pour l’inactivation totale est plus long par rapport à l’application d’un rayonnement UV-A.
Brève description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
[Fig 1] La figure 1 est une vue en perspective d’une nappe textile selon un mode de réalisation de l’invention ;
Les figures 2A-2G sont des vues en coupe de la nappe textile selon différentes variantes dans la disposition des fibres optiques et des fils métalliques ; [Fig 2A] La figure 2A est une vue en coupe de la nappe textile selon une variante dans laquelle les fibres optiques et les fils métalliques sont tissés de manière à être visibles sur les deux faces de la nappe textile ;
[Fig 2B] La figure 2B est une vue en coupe de la nappe textile selon une autre variante dans laquelle les fibres optiques et les fils métalliques sont tissés de manière à être visibles sur les deux faces de la nappe textile
[Fig 2C] La figure 2C est une vue en coupe de la nappe textile selon une variante dans laquelle les fibres optiques et les fils métalliques sont tissés de manière à être visibles sur une même face de la nappe textile ;
[Fig 2D] La figure 2D est une vue en coupe de la nappe textile selon une autre variante dans laquelle les fibres optiques et les fils métalliques sont tissés de manière à être visibles sur des faces différentes de la nappe textile ;
[Fig 2E] La figure 2E est une vue en coupe de la nappe textile selon une autre variante dans laquelle les fibres métalliques sont visibles sur les deux faces et les fibres optiques ne sont visibles que sur une seule face de la nappe textile ;
[Fig 2F] La figure 2F est une vue en coupe de la nappe textile selon une autre variante dans laquelle les fibres optiques sont visibles sur les deux faces et les fils métalliques ne sont visibles que sur une seule face de la nappe textile ;
[Fig 2G] La figure 2G est une vue en coupe selon une autre variante dans laquelle une nappe textile à base de fibres optiques est combinée à un autre textile à base de fils métalliques ;
[Fig 3] La figure 3 est une représentation schématique de la nappe textile en utilisation ; [Fig 4] La figure 4 est une représentation graphique montrant l’effet antimicrobien de la nappe textile pourvue de fils métalliques cuivre et/ou argent ;
[Fig 5] La figure 5 est une représentation graphique montrant l’effet antimicrobien du cuivre combiné ou non avec du T1O2 ;
[Fig 6] La figure 6 est une représentation graphique montrant l’effet antimicrobien de la nappe textile en milieu gazeux.
On notera que dans ces figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou analogues et les différentes structures ne sont pas à l’échelle. Par ailleurs, seuls les éléments indispensables à la compréhension de l’invention sont représentés sur ces figures pour des raisons de clarté. Description détaillée de l’invention
La solution de traitement de l’invention est décrite ci-après, à titre d’exemple non limitatif, dans le cas particulier d’un traitement antimicrobien. Suivant un mode de réalisation de l’invention, la solution de traitement comprend donc une nappe textile obtenue par tissage de fibres optiques, de fils métalliques et de fils de liage. L’extrémité des fibres optiques est couplée à une source lumineuse configurée pour générer des rayonnements UV. La nappe textile 1 selon un mode de réalisation est illustrée à la figure 1 et intègre donc des fibres optiques 2 à émission latérale et des fils métalliques 4 présentant notamment des propriétés antibactériennes et/ou antimicrobiennes. Les fibres optiques 2 et les fils métalliques 4 s’étendent parallèlement les unes par rapport aux autres. Ces fibres optiques 2 et ces fils métalliques sont agencés en chaîne et/ou trame, et sont tissés avec des fils de liage 3 agencés en chaîne et/ou en trame. Les extrémités 6 des fibres optiques 2 sont destinées à être agencées en regard d’une source lumineuse 7 configurée pour générer des rayonnements ultraviolets, notamment du type UV-A.
En pratique, les fils de liage peuvent être tissés selon une armure de type toile qui procure une tenue mécanique et une uniformité de surface optimales. D’autres types de tissage peuvent être envisagés, tel que le satin, le sergé ou autre. Les fils de liage peuvent être formés dans un matériau choisi parmi le groupe comprenant le polyamide, le polyester, le polyéthylène et le polypropylène ou toute autre fibre textile. Par ailleurs, les fibres optiques peuvent comprendre une âme formée dans un matériau choisi parmi le groupe comprenant le polyméthacrylate de méthyle (PMMA), le polycarbonate (PC) et les cyclo-oléfïnes (COP). Dans ce cas, les fibres optiques sont réalisées en deux matériaux et présentent une âme recouverte d’une gaine qui peut être de différente nature. Les fibres optiques peuvent également être formées dans un matériau choisi parmi le groupe comprenant le verre, le quartz et la silice. Dans ce cas, une gaine polymère peut venir recouvrir les fibres optiques pour les protéger. Ces fibres optiques présentent par ailleurs soit une modification du matériau de la gaine optique, soit des altérations invasives sur leur surface extérieure, de sorte que la lumière se propageant dans la fibre s’échappe de la fibre au travers de la gaine modifiée ou de ces altérations. Ces altérations peuvent être réalisées de diverses manières, incluant par des procédés d’abrasion, d’attaque chimique ou par traitement laser. En outre, ces altérations peuvent être réparties de façon progressive sur la surface des fibres optiques de manière à assurer un éclairage homogène. La densité surfacique ou la dimension des altérations peuvent ainsi varier d’une zone à l’autre de la nappe. De manière générale, à proximité de la source lumineuse, la densité surfacique des altérations est faible, tandis qu’elle augmente plus on s’éloigne de la source.
La source lumineuse 7 destinée à éclairer les extrémités libres 6 des fibres optiques 2 peut être de différentes natures, et est choisie parmi celle capable de générer des rayonnements incluant des ultraviolets UV-A peu nocifs. La source lumineuse 7 peut par exemple se présenter sous la forme de diodes électroluminescentes, ou encore comprendre un collecteur apte à focaliser la lumière naturelle solaire, qui comprend environ 4-5% d’UVA, en direction des extrémités libres des fibres optiques.
Afin d’assurer une action antimicrobienne, les fils métalliques peuvent être des fils métalliques à base d’argent ou de cuivre. Les fils métalliques peuvent ainsi être des fils d’argent pur ou des fils de cuivre pur comprenant par exemple 99,9% d’argent ou de cuivre respectivement. Les fils métalliques peuvent également être des fils textiles revêtus de métal. Le diamètre des fils métalliques importe peu et dépend de la technique de tissage ou encore de la souplesse souhaitée de la nappe textile. A titre d’exemple, il est possible d’utiliser des fils textiles revêtus d’argent ayant un titre de l’ordre de 100 Dtex, ou des fils de cuivre pur ayant un diamètre de l’ordre de 0.1mm.
Pour augmenter l’effet antimicrobien de la nappe textile, il est possible, selon un autre mode de réalisation, d’intégrer des particules photocatalytiques ayant une efficacité sur l’inactivation des bactéries tel que le dioxyde de titane (TiC ).
Par exemple, les particules photocatalytiques peuvent d’abord être déposées sur les fibres optiques et/ou les fils de liage avant tissage, sous la forme d’une couche d’enduction de manière à former une gaine autour de chaque fibre optique et/ou autour de chaque fil de liage. Les fibres optiques et les fils métalliques sont ensuite maintenus ensemble par tissage avec les fils de liage. Pour éviter le vieillissement prématuré des fibres optiques causé par le dioxyde de titane, il est possible de prévoir le dépôt d’une couche de protection à base de silice préalablement au dépôt de la couche photocatalytique. Il est également possible de prévoir le dépôt de la couche photocatalytique après tissage des fibres optiques et des fils métalliques avec les fils de liage. Ainsi, on dépose après tissage une couche d’enduction intégrant des particules photocatalytiques, ainsi que la couche intermédiaire de silice.
Par ailleurs, en fonction de l’application dans laquelle la nappe textile est destinée à être mise en œuvre, il est possible de prévoir différentes configurations dans la disposition des fibres optiques et des fils métalliques.
Il est notamment possible d’envisager de choisir de rendre les fils métalliques et/ou les fibres optiques visibles sur les deux faces opposées de la nappe ou sur une seule des deux faces.
Par exemple, les fibres optiques 2 et les fils métalliques 4 peuvent être positionnés pour être visibles sur les deux faces opposées 10, 11 de la nappe textile 1 (figure 2A et 2B).
La technique de tissage des fils de liage avec les fibres optiques et les fils métalliques est telle que la nappe présente sur chacune de ces deux faces opposées 10, 11 une alternance de fibres optiques et de fils métalliques. Différentes configurations d’alternance entre les fibres optiques et les fils métalliques peuvent être envisagées sur chacune des faces de la nappe, comme celles illustrées aux figures 2A et 2B. Il est également possible d’envisager une alternance entre des groupes de fibres optiques et des groupes de fils métalliques. En d’autres termes, chacune des faces peut comprendre une alternance de groupes optiques et de groupes métalliques, chaque groupe optique étant constitué d’un ou de plusieurs fibres optiques et chaque groupe métallique étant constitué d’un ou de plusieurs fils métalliques.
Les fibres optiques 2 et les fils métalliques 4 peuvent également n’être visibles que sur une même et unique face 10 (figure 2C) de la nappe textile 1. Dans ce cas de figure, la nappe textile ne comprend qu’une face lumineuse pourvue de fils métalliques.
Les fibres optiques 2 et les fils métalliques 4 peuvent également être visibles sur des faces opposées 10, 11 (figure 2D) de la nappe textile 1. Ainsi, les fibres optiques ne sont visibles que sur une face de la nappe et les fils métalliques ne sont visibles que sur l’autre face de la nappe.
Une autre variante consiste à rendre les fils métalliques 4 visibles sur les deux faces 10, 11 de la nappe tandis que les fibres optiques 2 ne sont visibles que sur seule face de la nappe textile 1 (figure 2E), ou encore à rendre les fibres optiques 2 visibles sur les deux faces 10, 11 et les fils métalliques 4 visibles sur une seule face de la nappe (figure 2F).
Selon une autre variante, la nappe textile peut être formée d’une superposition de couches textiles, chaque couche textile comprenant des fibres optiques et de fils métalliques qui sont maintenus ensemble par des fils de liages, et qui sont visibles sur une ou les deux faces de la couche, par l’exemple selon au moins l’une des variantes exposées ci-dessus. La nappe textile présente ainsi plus d’interstices (et donc de surfaces de contacts) pour capter/piéger les microorganismes cibles.
Dans une autre variante illustrée à la figure 2G, une nappe textile à base de fibres optiques est superposée à une autre nappe textile à base de fils métalliques. La nappe textile peut ainsi comprendre une superposition de couches textiles, une première couche textile lb formée de fibres optiques 2 maintenus par des fils de liages et une deuxième couche textile la étant formée de fils métalliques 4 maintenus par des fils de liages.
Selon le même principe de la superposition de couches textiles, il est possible de superposer plusieurs nappes textiles, chacune pouvant être selon l’une des variantes exposées ci- dessus.
L’utilisation d’une telle nappe textile formée de fibres optiques et de fils métalliques, notamment de cuivre, pourvue ou non d’une couche photocatalytique est illustrée à la figure 3. La nappe textile 1 est représentée de manière simplifiée. Une source lumineuse 7 est positionnée en regard des extrémités libres 6 des fibres optiques 2 regroupées ou non en faisceaux. Ainsi, la lumière émise latéralement par les fibres optiques 2 peut être transmise de part et d’autre de la nappe textile 1 perpendiculairement à chacune de ces faces, mais également à l’intérieur de la nappe textile. De manière surprenante, on constate que la combinaison fils de cuivre et rayonnements UV-A émises par les fibres optiques disposées à proximité des fils de cuivre, permet de réduire ou détruire de manière significative les bactéries, notamment E. coli, contenues dans un milieu aqueux. En outre, une partie des ions cuivre relargués par les fils de cuivre dans le milieu aqueux peuvent se redéposer sur la surface de la nappe textile, permettant ainsi de maintenir un stock cuivre plus longtemps et donc d’assurer un effet antimicrobien sur une plus longue durée. Ainsi, au cours du procédé de traitement, la nappe textile peut donc présenter, en surface, des dépôts d’ions métalliques relargués par les fils métalliques au cours de l’utilisation.
Comme on peut le voir sur les courbes de la figure 4, le résultat de l’invention n’est pas la simple combinaison des effets du métal cuivre ou argent et de l’UV. On constate un réel accroissement et une synergie de l’effet antibactérien de la nappe textile pourvue de fils de cuivre et/ou d’argent combinés à un rayonnement UV et notamment au rayonnement UV- A.
Le protocole des essais permettant d’obtenir les courbes C1-C7 est le suivant : une suspension bactérienne standardisée de E. coli en milieu aqueux est réalisée. 180 mL de cette solution sont placés dans un réacteur et des mesures temporelles de la concentration en E. coli dans le milieu sont réalisées dans les cas suivants :
- courbe C0 : une nappe textile (dimensions 100* 100mm) à base de fibres optiques maintenues par des fils de liage est plongée dans le milieu aqueux. La nappe textile est dépourvue de fils métallique et de photocatalyseur, et n’est connectée à aucune source lumineuse. Le milieu aqueux n’est donc pas éclairé;
- courbe Cl : la nappe textile utilisée pour la courbe C0 est à présent connectée à une source lumineuse générant un rayonnement UV-A de longueur d’onde de l’ordre de 365nm. Le milieu aqueux est donc éclairé avec un rayonnement UV-A ;
- courbe C2 : une nappe textile (dimensions 100* 100mm) selon un mode de réalisation de l’invention, intégrant des fils métalliques mais dépourvue de photocatalyseur T1O2, est plongée dans le milieu aqueux. La nappe textile n’est connectée à aucune source lumineuse, et l’ensemble est mis dans l’obscurité de manière à éviter tout rayonnement lumineux. Chaque fil métallique est notamment formé d’un fil constitué de cuivre et d’argent tordu à fil textile en polyester ; - courbe C3 : une nappe textile (dimensions 100* 100mm) selon un mode de réalisation de l’invention, intégrant des fils métalliques également dépourvue de couche T1O2, est plongée dans le milieu aqueux. L’ensemble est également mis dans l’obscurité de manière à éviter tout rayonnement lumineux. La nappe textile n’est connectée à aucune source lumineuse, et l’ensemble est également mis dans l’obscurité de manière à éviter tout rayonnement lumineux. Chaque fil métallique est un monofilament de cuivre pur de diamètre 0.1 mm ;
- courbe C4 : La nappe textile utilisée pour la courbe C4 est similaire à celle utilisée pour la courbe C2 à la différence que chaque fil métallique est obtenu par assemblage d’un fil en polyamide imprégné d’argent et d’un fil en polyester. La nappe textile est plongée dans le milieu aqueux et l’ensemble est également mis dans l’obscurité de manière à éviter tout rayonnement lumineux ;
- courbe C5 : la nappe textile ayant servi à obtenir la courbe C2 est à présent connectée à une source lumineuse, une LED, générant un rayonnement UV-A de longueur d’onde de l’ordre de 365nm ;
- courbe C6 : la nappe textile ayant servi à obtenir la courbe C3 est à présent connectée à la source lumineuse générant un rayonnement UV-A de longueur d’onde de l’ordre de 365nm ;
- courbe C7 : la nappe textile ayant servi à obtenir la courbe C4 est à présent connectée à la source lumineuse générant un rayonnement UV-A de longueur d’onde de l’ordre de 365nm.
Le milieu est en recirculation. Les mesures sont réalisées toutes les heures pendant 8h. On détermine notamment la quantité de bactéries viables cultivables restant dans le milieu par numération des bactéries sur milieu riche.
On constate un réel accroissement et une synergie de l’effet antibactérien de la nappe textile pourvue de fibres optiques à émission latérale tissées avec des fils métalliques argent et/ou cuivre (courbes C5, C6 et Cl) combinés à un rayonnement UV et notamment au rayonnement UV-A. Le résultat de l’invention n’est donc pas la simple combinaison des effets du métal cuivre ou argent et de l’UV.
La figure 5 montre également l’effet notoire de la nappe textile de l’invention à base de fils de cuivre et de fibres optiques diffusant un rayonnement UV-A. Le protocole des essais est identique à celui décrit ci-dessus. Une suspension bactérienne standardisée de E. coli en milieu aqueux est réalisée. 180 mL de cette solution sont placés dans un réacteur et des mesures temporelles de la concentration en E. coli dans le milieu sont réalisées dans les cas suivants :
- courbe C8 : une nappe textile (dimensions 100* 100mm) à base de fibres optiques maintenues par des fils de liage est plongée dans le milieu aqueux. La nappe textile est dépourvue de fil métallique et de particule de T1O2 et est connectée à une source lumineuse générant un rayonnement UV-A de longueur d’onde de l’ordre de 365nm ;
- courbe C9 : une nappe textile (dimensions 100* 100mm) selon un mode de réalisation de l’invention intégrant des fils de cuivre pur et dépourvue de couche T1O2, est plongée dans le milieu aqueux. La nappe textile n’est pas connectée à une source lumineuse et l’ensemble est mis dans l’obscurité de manière à éviter tout rayonnement lumineux ;
- courbe CIO : la nappe ayant servi à obtenir la courbe C9 est cette fois-ci connectée à une source lumineuse générant un rayonnement UV-A de longueur d’onde de l’ordre de 365nm ;
- courbe Cl 1 : une nappe textile (dimensions 100* 100mm) selon un mode de réalisation de l’invention intégrant des particules TiCL et des fils de cuivre pur, est plongée dans le milieu aqueux et est connectée à la source lumineuse générant un rayonnement UV-A de longueur d’onde de l’ordre de 365nm.
On constate également un avantage supplémentaire de l’effet antibactérien de la nappe textile enduite de photocatalyseur (T1O2) selon l’invention combiné au rayonnement UV- A (courbe 11) par rapport à une nappe textile de l’invention sans T1O2 (Courbe CIO).
En milieu gazeux, par exemple dans l’air environnant, les bactéries peuvent se trouver temporairement en suspension dans l’air et le protocole employé vise donc à mimer ce type de contamination bactérienne aérienne. Un aérosol d’une solution bactérienne d ’E.coli standardisée est généré durant 5h en flux continu à travers un dispositif étanche (chambre) contenant la nappe textile de l’invention intégrant des fils de cuivre et un photocatalyseur. En sortie du dispositif étanche, le flux d’air contenant l’aérosol bactérien vient barboter dans un flacon contenant une solution aqueuse, permettant de récolter les bactéries encore en suspension dans l’air. Ainsi, la courbe 02 représente la quantité de bactéries viables cultivables présentes initialement, déterminée par numération des bactéries sur milieu riche et la courbe 03 représente la quantité de bactéries comptabilisées à la fin du test après 5h sous irradiation UV-A via la nappe textile de l’invention. Dans ces conditions expérimentales, il est observé une inactivation bactérienne significative lorsque les UV-A activent le T1O2 comparé aux résultats obtenus avec les conditions du témoin. La présente invention trouve ainsi des applications diverses telles que le traitement de l’air dans les hôpitaux, le traitement de liquide ou le traitement de surface. La structure même de la nappe textile permet notamment une mise en place aisée dans des endroits où l’apport d’un rayonnement lumineux n’est pas toujours aisé, par exemple dans une chaussure pour une phase de désinfection via la connexion de la nappe textile à une LED générant un rayonnement UV.
La solution de traitement de l’invention est essentiellement décrite en rapport avec la bactérie E.Coli mais elle peut également être mise en œuvre pour l’inactivation ou l’élimination d’autres microorganismes tels que ceux identifiés pour le cuivre et l’argent.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de traitement de microorganismes comprenant :
- une nappe textile (1) comprenant des fibres optiques (2) en chaînes et/ou en trame tissées avec des fils de liage en chaîne et/ou en trame, chacune des fibres optiques (2) présentant des altérations invasives le long de la fibre et autorisant l’émission de lumière se propageant dans la fibre au niveau de ces altérations ;
- une source lumineuse (7) agencée en regard de l’une ou des deux extrémités libres des fibres optiques (2) ; caractérisé en ce que la nappe textile (1) comprend en outre des fils métalliques (4) en chaîne et/ou en trame tissés avec lesdits fils de liage, lesdits fils métalliques (4) étant à base d’un métal ayant un effet négatif sur la croissance des microorganismes, l’effet négatif comprenant l’inactivation des microorganismes ou la réduction de leur activité microbienne; et en ce que la source lumineuse génère un faisceau lumineux comprenant au moins une longueur d’onde dans le spectre du visible ou de l’ultraviolet.
2. Système de traitement selon la revendication 1, dans lequel la source lumineuse (7) génère un rayonnement ultraviolet de type A ou de longueur d’onde comprise entre 315nm et 400nm.
3. Système de traitement selon la revendication 1, dans lequel la source lumineuse (7) génère un rayonnement visible proche UV ou de longueur d’onde comprise entre 400nm et 500nm.
4. Système de traitement selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel les fils métalliques (4) sont en matériau présentant des propriétés antimicrobiennes.
5. Système de traitement selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel les fils métalliques (4) sont en matériau choisi dans le groupe comprenant l'argent (Ag) et le cuivre
(Cu).
6. Système de traitement selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel la nappe textile (1) présente deux faces visibles opposées (10, 11), et dans lequel des fibres optiques (2) et des fils métalliques (4) maintenus par des fils de liages sont visibles sur les deux faces opposées de la nappe.
7. Système de traitement selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel la nappe textile (1) comprend une superposition de couches textiles, chacune des couches étant formée de fibres optiques et de fils métalliques maintenus par des fils de liages.
8. Système de traitement selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel la nappe textile (1) présente deux faces visibles opposées (10, 11), et en ce que les fibres optiques (2) sont visibles sur l’une des faces et les fils métalliques (4) sont visibles sur l’autre face.
9. Système de traitement selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel la nappe textile (1) présente deux faces visibles opposées (10, 11), et dans lequel les fibres optiques (2) sont visible sur l’une des faces et les fils métalliques (4) sont visibles sur les deux faces.
10. Système de traitement selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel la nappe textile (1) présente deux faces visibles opposées (10, 11), et dans lequel les fibres optiques (2) sont visibles sur les deux faces et les fils métalliques (4) sont visibles sur l’une des deux faces.
11. Système de traitement selon l’une des revendications 1 à 10, dans lequel la nappe textile (1) comprend en outre une couche d'enduction intégrant des particules photocatalytiques déposées sur tout ou partie des fibres optiques et/ou tout ou partie des fils de liages avant tissage des fibres optiques et des fils de liage.
12. Système de traitement selon l’une des revendications 1 à 10, dans lequel la nappe textile (1) comprend en outre une couche d'enduction intégrant des particules photocatalytiques déposées sur tout ou partie d’au moins une des surfaces du tissu formé par les fibres optiques et les fils de liages.
13. Système de traitement selon la revendication 12, dans lequel les particules photocatalytiques sont formées dans un matériau choisi parmi le groupe comprenant le dioxyde de titane, l’oxyde de zinc, le dioxyde de zirconium, et le sulfure de cadmium.
14. Procédé de traitement de microorganismes dans un milieu liquide ou gazeux, comprenant :
- la mise en place de la nappe textile selon l’une des revendications 1 à 13 dans ledit milieu ; et
- l’éclairage des extrémités libres des fibres optiques avec ladite source lumineuse.
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