FR2871384A1 - Dispositif passif pour la prevention de la proliferation bacterienne - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne des dispositifs passifs destinés à la lutte contre la prolifération bactérienne. Ces dispositifs s'appuient sur les propriétés anti-bactériennes des surfaces cuivreuses, et mettent en oeuvre des éléments (1) disposés de façon à alterner vide (5) et plein en laissant passer un flux d'eau, de vapeur d'eau ou d'air (14). Les échangeurs et pare-gouttes des tours aéro-réfrigérantes constituent un domaine particulier d'application de l'invention.

Description

DISPOSITIFS PASSIF POUR LA PREVENTION DE LA PROLIFERATION BACTERIENNE

La présente invention concerne la limitation des risques de prolifération des légionelles ou autres micro-organismes, bactéries ou virus. On sait que des conditions de température entre 20 et 55 C, particulièrement dans un milieu humide ou en immersion dans l'eau, sont favorables au développement de bactéries ou virus, plus généralement de microorganismes, et en particulier les légionelles, bactéries responsables de pathologies graves des voies respiratoires lorsqu'elles sont inhalées sous forme d'aérosols. Les légionelles ont tendance à se développer d'une part dans la masse de l'eau tiède, d'autre part à s'accumuler sur les parois humides ou mouillées sous forme de biofilm, constitué d'un mélange de composés organiques, minéraux et micro-organismes qui adhère aux parois. Le biofilm crée un milieu organisé à la surface des parois en permettant aux bactéries de se protéger et de résister aux agents désinfectants extérieurs: il constitue un réservoir de légionelles difficile à éradiquer.

Des études comparatives récentes, en particulier en Grande Bretagne celle du Public Health Laboratory Service, en Suède celle du Groupe de Recherche Suédois sur l'Environnement, et celle du laboratoire néerlandais KIWA, ont mis en évidence que l'on détecte des concentrations de légionelles inférieures dans de l'eau distribuée dans des canalisations en cuivre par rapport à celles constituées d'autres matériaux tels que l'acier inoxydable ou la matière plastique.

Ce phénomène est encore plus perceptible dans le biofilm, où la concentration observée est de 500 à 800 000 fois inférieure.

On peut déduire de ces études qu'une action bactéricide permanente se produit à la surface du cuivre, qui a pour effet d'inhiber le développement des légionelles, alors que les autres matériaux le favorise: les propriétés bactéricides du cuivre ont été mises en valeur pour les réseaux d'alimentation en eau chaude, milieu clos où la lutte contre les bactéries est relativement aisée, et également milieu où les surfaces développées susceptible d'abriter un biofilm sont relativement faibles.

L'objet de la présente invention est d'utiliser les propriétés bactéricides de surfaces en cuivre dans des applications nouvelles, pour prévenir la prolifération dans des appareils, dispositifs ou produits exposés à ce risque et présentant des surfaces propices au développement de micro-organismes et à leur diffusion: il est d'intercaler des surfaces inhibant naturellement le développement de biofilm dans des appareils ou dispositifs présentant des surfaces d'échange importantes susceptibles d'abriter et de participer au transfert des bactéries vers le milieu ambiant. Il s'agit en particulier des filtres, grilles, chicanes ou caillebotis placés dans des conditions de chaleur humide ou immergés dans l'eau entre 20 C et 55 C pour lesquels on utilisera les propriétés bactéricides de la surface du cuivre dans la lutte contre la formation d'un biofilm à légionelles. Ces dispositifs ont en effet des surfaces développées importantes sur lesquelles sont susceptibles de se développer des foyers de diffusion bactérienne dans la mesure où elles sont souvent placées dans un milieu ouvert et des lieux de passage, ce qui favorise la diffusion au milieu ambiant.

Le simple remplacement des dispositifs traditionnels par des dispositifs selon l'invention permettra de limiter de façon passive la prolifération sans l'aide d'adjuvants chimiques en piégeant les légionelles sur des surfaces à propriétés bactéricides permanentes.

Plus généralement, l'invention prévoit des dispositif passif pour la prévention de la prolifération bactérienne, en particulier des légionelles, constitués d'éléments en cuivre, alliage cuivreux, ou recouverts de cuivre, disposés de façon à alterner vide et plein et à laisser la possibilité de passage à des flux d'eau, de vapeur d'eau ou d'air, milieux susceptibles de servir de vecteur à la multiplication ou à la transmission des bactéries..

Ces dispositifs sont traditionnellement réalisés en matériaux faciles à mettre en oeuvre et dont les caractéristiques mécaniques ou de nettoyabilité sont reconnues, tels que l'acier, inoxydable ou non, ou différentes matières plastiques. Cependant la prédisposition de ces matériaux au développement d'un biofilm entraîne un risque sanitaire que l'on peut réduire de façon traditionnelle soit par choc thermique, soit par des désinfections à base de produits qui sont eux-mêmes susceptibles de devenir sources de pollution chimique de l'écosystème.

Les alliages cuivreux plus difficiles à souder et à mettre en oeuvre, n'ont pas été employés jusqu'à présent dans ces applications. Par le passé, les cuivres ont bien été utilisés de façon plus étendue, mais à une époque où le risque sanitaire de la légionellose n'était pas encore identifié, et où les propriétés bactéricides du cuivre n'étaient pas encore étudiées.

Selon le cas et de façon non exhaustive, ces éléments peuvent avoir une fonction de filtre, d'échange 20 thermique, de séparateur de gouttes, de grille de séparation, de plancher ajouré ou de grille de caniveau.

La figure 1 montre, en coupe, un dispositif de chicane séparateur de gouttes selon l'invention. La figure 2 montre, en vue cavalière, un échangeur selon l'invention La figure 3 montre, en coupe, un dispositif de caillebotis selon l'invention La figure 4 montre, en coupe, un autre dispositif de caillebotis selon l'invention.

La figure 5 montre, en coupe, une pomme de douche classique.

La figure 6 montre, en coupe, un dispositif de douche selon l'invention La figure 7 montre, en coupe, une chaussure selon l'invention On connaît une source importante de prolifération bactérienne constituée par les tours de refroidissement des installations de climatisation, dont les systèmes de ventilation participent, en cas de pollution, à la diffusion des micro-organismes dans l'atmosphère, le corps d'échange et le séparateur de gouttes étant des foyers potentiels de prolifération: comme illustré en figure 1, on réalise un profilé (1) en cuivre ou alliage de cuivre en soudant en continu un feuillard (3) de section par exemple 60 x 0,3 mm à deux fils (2) de section circulaire par exemple de diamètre 2mm. On dispose les profilés (1) parallèlement entre eux avec des espacements (5) de 20 mm; on vient souder les fils (2) à des supports (4) perpendiculaires aux fils (2) et disposés selon un espacement (6), de façon à former une structure présentant en coupe une forme de chevrons. On forme ainsi une grille à chicanes que l'on positionne à la sortie d'air d'une tour aéro-réfrigérante, dans un flux d'air (14) pour servir de séparateur de gouttes. Il se forme un film d'eau à la surface des profils (1) et des supports (4), constitué au moins en partie par de l'eau en provenance du circuit à refroidir, c'est à dire avec une probabilité de présence de légionelles, dans des conditions atmosphériques propices à la prolifération sur un matériau classique. Or les propriétés naturelles anti-bactériennes de la surface du cuivre limiteront, voire réduiront, la concentration bactérienne dans ce film: le séparateur de goutte selon l'invention présentera un obstacle à la prolifération bactérienne, il nécessitera peu d'entretien préventif anti- bactérien, et préservera l'environnement de produits désinfectants.

Comme illustré en figure 2, on constitue un corps d'échange selon l'invention en disposant des éléments en cuivre ou en alliage de cuivre de façon à constituer une grande surface d'échange apparente en cuivre en laissant passer un flux d'air transversal maximal, soit à minimiser les pertes de charge.

Ces éléments peuvent être des fils ou bandes tressés ou tissés mis en nappes successives, des fils mis sous forme de laine de cuivre avec une transparence suffisante pour le passage du flux d'air, ou bien encore une mousse de cuivre à cellules ouvertes de grandes dimensions, ou toute autre disposition ménageant une grande surface apparente en cuivre et une bonne section de passage d'air.

Dans le mode de réalisation illustré, ces éléments constitués de bandes de fils de cuivre tressées (13), par exemple de largeur 130 mm et d'épaisseur globale 2 mm, à mailles larges, sont positionnés en amont du pare-gouttelettes d'une tour aéro-réfrigérante. La dimension 130 mm est positionnée parallèlement au flux d'air et les bandes sont mises sous forme d'accordéon de façon à présenter une grande surface d'échange. Elles sont maintenues en place par des tiges (15). L'eau pulvérisée au sommet de la tour va transiter à la surface du cuivre en s'évaporant pour une part, en s'écoulant vers le bas pour être recyclée pour une autre part, en étant pulvérisée en fines gouttelettes pour une autre part. Les bactéries présentes éventuellement dans cette eau vont être inhibées par la surface du cuivre sans former de bio-film à légionelles à la surface du corps d'échange, de telle façon qu'aussi bien l'eau qui sera recyclée que l'eau qui sera éventuellement pulvérisée dans l'atmosphère se verra assainie et ne constituera pas de risque bactériologique pour l'environnement, contrairement aux échangeurs traditionnels, en évitant un risque de pollution chimique par désinfectants rendus inutiles. Le couplage d'un échangeur et d'un séparateur de gouttes selon l'invention constituera donc une barrière passive à la prolifération bactérienne.

Comme illustré en figure 3, on constitue un caillebotis selon l'invention en disposant des profils (1) en cuivre ou alliage de cuivre de section triangulaire à pointe abattue par exemple de hauteur 10 mm, de largeur 5 mm, disposés parallèlement entre eux avec des espacements (5) de 5 mm, et soudés à des supports (4) perpendiculaires constitués d'un matériau similaire, disposés parallèlement entre eux avec des espacements d'environ 200 mm.

Ce caillebotis sert de plancher ajouré au dessus d'un écoulement ou d'un drainage d'eau placé dans une installation de balnéothérapie, c'est à dire dans des conditions de température entre 20 et 55 C, propice à la prolifération des bactéries sur les surfaces humides. Les films d'eau déposés à la surface de la grille selon l'invention verront inhiber la prolifération bactérienne, alors que les films déposés à la surface des grilles traditionnelles, particulièrement en matière plastique ou en acier inoxydable, verront proliférer les bactéries; le piétinement des utilisateurs servira de vecteur supplémentaire à la prolifération.

Des études ont montré que le biofilm présentait une barrière même à la pénétration des produits désinfectants, et que ces biofilms pouvaient subsister en présence de produits chlorés.

Si l'on considère le pédiluve d'une installation balnéaire constitué d'un bac avec un fond en matériau traditionnel, on verra s'y développer, malgré un traitement chloré de l'eau, un biofilm présentant une concentration en légionelles. Le piétinement du fond par les usagers amplifiera une diffusion bactérienne aux autres bassins et surfaces piétinées ultérieurement. Si l'on met en place sur le fond du pédiluve un caillebotis selon l'invention comme celui illustré en figure 4, on remplace la surface piétinée d'origine propice au développement d'un biofilm à légionelles, par une surface piétinée antibactérienne. Un double effet sera obtenu: celui d'arrêter le développement du bio-film éventuellement alimenté par les apports des usagers, celui d'éviter la contamination bactérienne depuis le pédiluve. La figure 4 montre en coupe, un autre mode de réalisation d'un caillebotis selon l'invention: des profilés (1) constitués de feuillards en cuivre (3) de section par exemple environ 0,3 x 10 mm soudés à deux fils de cuivre de diamètre 2 mm, sont disposés parallèlement avec des écartements de 10 mm. Des supports (4) en cuivre sont disposés perpendiculairement aux profilés et parallèlement entre eux, avec des écartements de 40 mm. Les profilés (1) sont soudés aux supports (4) à leurs intersections. Selon une variante, le caillebotis illustré en figure 4 peut être constitué en dalles de format par exemple 600 x 600 mm qui, assemblées entre elles, constitueront un dallage. Cette disposition est particulièrement intéressante pour aménager une plage publique en limitant naturellement les risques de développement et de transmission de micro-organismes.

Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, les éléments sont des profilés (1) réalisés en soudant en continu les feuillards (3) aux fils (2) par faisceau d'électrons. En effet cette structure permet d'obtenir une bonne rigidité du profil avec une surface développée importante pour une masse de cuivre relativement faible: cette disposition permet d'obtenir des structures économiques malgré le coût relativement élevé du cuivre.

Les pommes de douche actuelles sont généralement construites en matière plastique, acier inoxydable ou chromé avec un diffuseur en matière plastique. Comme illustré en figure 5, il peut se former sur les surfaces internes un bio-film (8) comportant des légionelles, qui seront projetées en fines gouttelettes dans l'atmosphère lors du fonctionnement de la douche.

La figure 6 montre une pomme de douche selon l'invention, constituée d'un cuivre ou d'un alliage de cuivre, dont les surfaces internes sont protégée contre la formation d'un biofilm par les propriétés anti- bactériennes du cuivre. Un manchon filtrant (9) constitué d'un tube en cuivre (10) et d'un garnissage filtrant constitué de filaments formant laine ou mousse de cuivre (11) est installé sur le circuit hydraulique en amont de la pomme de douche.

Les légionelles présentes dans l'eau vont être arrêtées dans le garnissage filtrant, et les propriétés anti-bactériennes du cuivre vont inhiber leur prolifération. Dans un mode particulier de réalisation selon l'invention, on constituera une pomme de douche avec une surface interne (12) en cuivre ou alliage cuivreux, et des vides (13) constitués de trous laissant passer les jets d'eau. Les propriétés antibactériennes des surfaces internes (12) de la pomme vont parfaire l'élimination du risque bactérien lors de la projection de gouttelettes à travers les trous (13). Ce dispositif est particulièrement avantageux pour les douches publiques dans les établissements balnéaires, ou dans les établissements hospitaliers ou de retraite regroupant des personnes fragiles.

Comme illustré dans la figure 7, les éléments constituent une fine structure (17) en cuivre, alliage de cuivre ou recouverte de cuivre qui est intégrée à la surface interne de la semelle (16) ou des surfaces internes de la chaussure. Les bactéries et micro-organismes qui ont tendance à se développer sur ces surfaces, sources de pathologies ou de fortes odeurs, seront inhibés par le dispositif selon l'invention. Dans une forme de réalisation, les éléments sont des fils de cuivre ou recouverts de cuivre qui sont mis en forme tissée ou non tissée, seuls ou en combinaison avec d'autres qualités de fils, pour former un textile naturellement anti-bactérien.

L'invention s'applique dans tous les domaines où il existe des dispositifs ou produits comportant des 15 risques de prolifération bactérienne.

La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. 25 30

Claims (10)

REVENDICATIONS

1.Dispositif passif pour la prévention de la prolifération de microorganismes, virus et bactéries, et en particulier des légionelles, s'appliquant à des appareils, dispositifs ou produits placés dans des conditions de température entre 20 et 55 C, particulièrement dans un milieu humide ou en immersion dans l'eau, et présentant des surfaces propices au développement de micro-organismes ou à leur diffusion, caractérisé en ce qu'il est constitué d'éléments en cuivre, alliage cuivreux, ou recouverts de cuivre, disposés de façon à alterner vide et plein et à laisser la possibilité de passage à un flux d'eau, de vapeur d'eau ou d'air.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisés en ce que les éléments soient positionnés dans le 10 passage du flux d'air (14) en formant des chicanes à la sortie d'une tour aéro-réfrigérante pour constituer un séparateur de gouttes.

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisés en ce que les éléments présentent une grande surface d'échange apparente en cuivre au passage d'un flux d'air (14) transversal et sont positionnés à la sortie d'une tour aéro-réfrigérante en amont du séparateur de gouttes pour constituer un corps d'échange.

4. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments sont des profils (1) soudés à des supports (4) pour constituer un caillebotis.

5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé, en ce que le caillebotis est constitué en dalles qui, assemblées entre elles, constituent un dallage.

6. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé, en ce que les éléments constituent un garnissage filtrant en cuivre (11) , et que le dispositif soit installé sur un circuit hydraulique.

7.Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments pleins constituent la surface interne (12) d'une pomme de douche, et les vides (13) les orifices laissant le passage des jets d'eau.

8.Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments constituent une fine structure (17) intégrée à la surface interne de la semelle (16) ou aux surfaces internes d'une chaussure.

9. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments sont des fils, et qu'ils sont mis en forme tissée ou non tissée, pour former un textile anti-bactérien.

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments sont constitués de profilés (1) réalisés en soudant en continu par faisceau d'électrons 30 des feuillards (3) à des fils (2).