FR2988299A1

FR2988299A1 - Dispositif de decontamination par lumiere ultra-violette et utilisation associee

Info

Publication number: FR2988299A1
Application number: FR1252608A
Authority: FR
Inventors: Christophe Riedel
Original assignee: Claranor SA
Current assignee: Claranor SA
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2013-09-27

Abstract

La présente invention concerne un module (1) pour la décontamination d'une zone de traitement par exposition à une lumière ultra-violette, comprenant : - au moins une source d'illumination (51) comprenant des moyens de connexion (53) à moins une extrémité selon sa direction longitudinale, - un réflecteur (52) agencé pour réfléchir la lumière issue de la source d'illumination (51) vers une zone d'illumination (56) plane. Le module (1) est formé pour que la projection orthogonale des moyens de connexion (53) sur le plan (55) de la zone d'illumination (56) soit décentrée par rapport à la zone d'illumination (56), c'est-à-dire décalée d'un côté de la zone d'illumination relativement à un axe de la zone d'illumination, lequel axe étant central et orienté selon la direction longitudinale. L'invention concerne aussi un dispositif comprenant plusieurs de ces modules (1) et une utilisation d'un tel dispositif.

Description

-1- « Dispositif de décontamination par lumière ultra-violette et utilisation associée » Domaine technique La présente invention concerne un dispositif de décontamination par lumière ultra-violette. Elle concerne également une utilisation particulièrement avantageuse d'un tel dispositif. Le domaine de l'invention est plus particulièrement mais de manière non limitative celui du conditionnement et de l'emballage de produits alimentaires.

Etat de la technique antérieure Le principe de la décontamination et de la stérilisation par exposition à une lumière ultra-violette est connu de longue date. Le rayonnement ultraviolet (UV) désigne notamment des longueurs d'onde comprises entre 10 nm et 400 nm. On utilise plus particulièrement un rayonnement UV-C, dont la longueur d'onde est comprise entre 180 et 280 nm. Ce principe exploite l'efficacité bactéricide des rayons ultraviolets qui peuvent notamment être contenus dans une lumière blanche. Cette lumière ultra-violette est de préférence mais de manière non limitative une lumière pulsée, c'est-à-dire présentant des maxima d'intensité (on parle aussi de flashs). L'efficacité décontaminante de la lumière blanche, et notamment ultraviolette a été démontrée sur une large gamme de microorganismes : bactéries, moisissures, virus, etc. L'effet photochimique mis en oeuvre résulte en particulier de l'absorption des rayons UV par l'ADN des microorganismes. Cette absorption présente des maxima par exemple autour de 200 nm et de 257 nm, respectivement. L'ADN des cellules constituant les microorganismes est modifié par la lumière ultra-violette : leur métabolisme s'en trouve altéré, ce qui entraine leur mort.

La lumière ultra-violette est générée par des lampes typiquement de forme cylindrique. Elles peuvent émettre de manière continue, ou de manière pulsée. Dans ce dernier cas, les impulsions de lumière sont générées de préférence au moyens de lampes flash au Xénon. Pour les pressions de gaz 35 Xénon généralement utilisées (de l'ordre de 0,5 à 2 bar), le spectre des flashs -2- est continu. Il est constitué de longueurs d'onde allant de l'UV lointain au proche infrarouge (180 nm à 1100 nm). La durée de ces flashs est typiquement de l'ordre de la centaine de microsecondes ou plus. La lampe ultra-violette est généralement protégée par une gaine 5 fabriquée en quartz, afin de laisser passer les rayons UV. Des réflecteurs par exemple en aluminium, permettent de diriger et de focaliser la lumière ultra-violette. L'ensemble comprenant en particulier une lampe et un réflecteur forme un module selon l'art antérieur pour la décontamination d'une zone de 10 traitement par exposition à une lumière ultra-violette. Le niveau de décontamination obtenu est dépendant notamment de la puissance de lumière ultra-violette appliquée, de la nature de la surface traitée, et va de la destruction d'une fraction des microorganismes à la stérilisation complète (destruction quasiment totale des microorganismes). 15 La technique de décontamination par lumière ultra-violette notamment pulsée est mise en oeuvre notamment pour des applications dans l'industrie agroalimentaire et pharmaceutique : emballages d'aliments, emballages de médicaments, films plastiques, liquides, aliments (poissons, fromage, pâtisseries). 20 Dans toute la suite, on considère que la direction de la longueur pour la lampe, des moyens de connexion et un module selon l'invention correspond à la direction de la largeur pour une zone d'illumination par cette lampe et pour une zone de traitement. La direction de la longueur pour la lampe sera appelée dans la suite direction longitudinale. 25 La zone de traitement selon l'invention correspond à la zone que l'on souhaite décontaminer par exposition à une lumière ultra-violette. La zone d'illumination selon l'invention correspond à une zone plane illuminée par la lumière ultra-violette. La zone de traitement peut être située dans le plan de celui de la zone 30 d'illumination. La zone de traitement peut alors être confondue avec la zone d'illumination. La zone de traitement peut également être non plane. La largeur de la zone de traitement est égale à la largeur de la zone d'illumination. Les lampes standards, et notamment celles utilisant la lumière pulsée, 35 utilisées dans lesdits modules selon l'art antérieur, permettent de traiter une -3- zone de traitement présentant une largeur comprise typiquement entre 50 mm et 150 mm. Certaines longueurs de lampes vont jusqu'à 300 mm par exemple, mais dans tous les cas les longueurs de lampe disponibles restent insuffisantes pour certaines applications dans lesquelles on souhaite disposer d'une large zone de traitement. Il s'agit par exemple de la décontamination de laizes ou films qui sont des surfaces planes dont la largeur varie d'une dizaine de centimètres à plusieurs mètres (dimension de la longueur pour la lampe), et que l'on fait défiler au niveau de la zone d'illumination dans le sens de leur longueur, par exemple sur plusieurs kilomètres. Il peut également s'agir de la décontamination d'objets discrets tels que des pots ou des opercules répartis sur une surface de grande largeur (dimension de la longueur pour la lampe) et que l'on fait défiler au niveau de la zone d'illumination dans le sens de la longueur de ladite surface.

Une solution pour traiter toute la largeur de la zone de traitement est d'éclairer celle-ci avec une lampe de dimension similaire : la lampe s'étend sur toute la largeur de la zone de traitement. Un inconvénient de cette solution est qu'à une largeur de la zone de traitement doit correspondre une dimension de lampe, ce qui contraint à développer autant de gammes de lampes que de largeurs de zone de traitement, par exemple autant de gammes de lampes que de largeurs de laizes existantes. Un autre inconvénient de cette solution est que, dans le cas où la lumière ultra-violette est pulsée, la tension de charge permettant la décontamination augmente linéairement avec la longueur de la lampe. Le coût de la fabrication des lampes et de l'électronique associée peut alors devenir prohibitif. Un objectif de la présente invention est de remédier aux inconvénients de l'art antérieur, en particulier en proposant un dispositif de décontamination 30 par lumière ultra-violette : permettant de disposer d'une large zone d'illumination par une lumière ultra-violette ; permettant de recourir à du matériel (lampes, électronique, etc) standard, ou en d'autres termes qui n'oblige pas à développer -4- autant de modèles de dispositifs que de largeurs de zone de traitement utiles. Exposé de l'invention Cet objectif est atteint avec un module pour la décontamination d'une zone de traitement par exposition à une lumière ultra-violette, comprenant : - au moins une source d'illumination agencée pour émettre la lumière ultra-violette, s'étendant selon une direction dite longitudinale, et comprenant des moyens de connexion à au moins une extrémité selon la direction longitudinale, - un réflecteur agencé pour réfléchir la lumière issue de la source d'illumination vers une zone d'illumination plane. La source d'illumination est décalée d'un côté du réflecteur relativement à un axe du réflecteur, lequel axe étant central et orienté selon la direction longitudinale, de sorte que la projection orthogonale des moyens de connexion sur le plan de la zone d'illumination soit décentrée par rapport à la zone d'illumination, c'est-à-dire décalée d'un côté de la zone d'illumination relativement à un axe de la zone d'illumination, lequel axe étant central et orienté selon la direction longitudinale.

La source d'illumination s'étend selon une direction dite longitudinale. En d'autres termes, on peut définir comme étant la direction longitudinale la direction de la plus grande dimension de la source d'illumination. L'orientation du plan de la zone d'illumination par rapport à celle du module peut être définie de sorte que la zone d'illumination présente une énergie surfacique homogène sur une bande s'étendant le long de l'ensemble du périmètre de ladite zone d'illumination, et que ce périmètre soit aussi long que possible Par homogène on entend constant à 20% près, voire à 10% près. La bande s'étendant le long de l'ensemble du périmètre de la zone 30 d'illumination présente de préférence une largeur supérieure à 2 mm. Cette bande forme une surface englobant les bords de la zone d'illumination, et excluant le centre de la zone d'illumination. En d'autres termes, le module est agencé pour que la projection orthogonale des moyens de connexion sur le plan de la zone d'illumination 35 soit déporté vers un côté de la zone d'illumination relativement à un axe dit -5- central de la zone d'illumination, ledit axe central étant orienté selon la direction longitudinale. L'axe central de la zone d'illumination est défini comme : - l'axe de symétrie orienté selon la direction longitudinale, de la zone d'illumination ; ou si un tel axe de symétrie ne peut être défini - l'axe de symétrie orienté selon la direction longitudinale du plus grand rectangle inscrit dans la zone d'illumination. De même, pour définir le décentrement de la projection orthogonale des moyens de connexion sur le plan de la zone d'illumination, on peut considérer 10 un axe central de ladite projection défini de façon similaire. Par « décentré », on peut entendre que le décalage entre lesdits deux axes centraux est supérieur à au moins 20% de la longueur (direction orthogonale à la direction longitudinale) de la projection orthogonale des moyens de connexion sur le plan de la zone d'illumination. 15 De préférence, le décalage entre la projection orthogonale des moyens de connexion sur le plan de la zone d'illumination et la zone d'illumination est supérieur à la moitié de la largeur des moyens de connexion (la largeur des moyens de connexion correspond à leur dimension dans le sens orthogonal à ladite direction longitudinale). Un module selon l'invention peut ainsi être 20 juxtaposé, du côté des moyens de connexion, à au moins un autre module similaire, tout en formant avec l'autre module une zone d'illumination globale continue étendue selon la direction longitudinale. Les deux modules sont alors agencés en alternance dans un sens puis dans l'autre, leurs sources d'illuminations respectives agencées en alternance de part et d'autre d'une 25 parallèle à la direction longitudinale commune. Par « du côté » on entend « dans la direction de ». On peut ainsi obtenir une large zone d'illumination globale, en particulier une zone d'illumination globale plus large que celle obtenue avec un unique module selon l'invention. 30 Chaque module peut présenter des dimensions standards. C'est la juxtaposition de plusieurs modules qui permet d'obtenir une zone d'illumination globale continue aussi large que souhaitée. Une telle juxtaposition est rendue possible par la caractéristique du module, selon laquelle la projection orthogonale des moyens de connexion sur le plan de la 35 zone d'illumination est décentrée par rapport à la zone d'illumination. -6- On peut ainsi proposer une solution simple pour les cas où la zone de traitement est plus large que la longueur d'une source d'illumination (dans un rapport au moins 1,5). Au moins une source d'illumination peut comprendre des moyens de 5 connexion à ses deux extrémités selon la direction longitudinale. Ainsi, un module selon l'invention peut comprendre des moyens de connexion à ses deux extrémités selon la direction longitudinale. L'invention trouve alors un intérêt particulier. Si le module ne présente pas les caractéristiques de l'invention, il est impossible de juxtaposer un 10 module à un seul autre module similaire, tout en formant avec l'autre module une zone d'illumination globale continue étendue selon la direction longitudinale. Le module peut être agencé pour qu'une projection orthogonale des 15 moyens de connexion sur le plan de la zone d'illumination, se trouve à l'extérieur de la zone d'illumination. En d'autres termes, le module est agencé pour que la projection orthogonale des moyens de connexion sur le plan de la zone d'illumination soit déportée en dehors de la zone d'illumination, vers un côté de celle-ci 20 relativement à son axe central tel que défini précédemment. La zone d'illumination globale continue étendue selon la direction longitudinale peut présenter une forme rectangulaire. Une zone d'illumination globale en forme de rectangle étendu selon la 25 direction longitudinale, est particulièrement avantageuse pour le traitement d'une laize sur toute sa largeur. Il peut également s'agir de traiter des objets discrets tels que des pots ou des opercules répartis sur une surface de grande largeur. 30 De préférence, le module est agencé pour qu'une projection orthogonale d'au moins une source d'illumination sur le plan de la zone d'illumination, soit décentrée par rapport à une projection orthogonale d'une surface réfléchissante du réflecteur sur le plan de la zone d'illumination. Par « décentré » on entend décalé d'un côté de la projection orthogonale de ladite 35 surface réfléchissante, relativement à un axe de la projection orthogonale de -7- ladite surface réfléchissante, lequel axe étant central et orienté selon la direction longitudinale. En d'autres termes, une projection orthogonale d'au moins une source d'illumination sur le plan de la zone d'illumination est déportée vers un côté d'une projection orthogonale de la surface réfléchissante du réflecteur sur le plan de la zone d'illumination, relativement à un axe central de la projection de la surface réfléchissante du réflecteur (l'axe central de ladite projection étant défini de façon similaire à l'axe central de la zone d'illumination). On peut également dire qu'au moins une source d'illumination est 10 déportée vers un côté de la surface réfléchissante du réflecteur, relativement à un axe de ladite surface réfléchissante, lequel axe étant central et orienté selon la direction longitudinale. Le réflecteur comprend avantageusement une surface réfléchissante 15 présentant une géométrie cylindrique. Une surface présentant une géométrie cylindrique désigne une surface dans l'espace définie par une droite appelée génératrice, passant par un point variable décrivant une courbe plane appelée courbe directrice et gardant une direction fixe. 20 Il ne faut confondre un cylindre et un cylindre de révolution qui est le cas particulier d'un cylindre droit dont la courbe directrice est un cercle. On parle de cylindre droit puisque le plan du cercle est perpendiculaire à la génératrice du cylindre de révolution. Le réflecteur et en particulier sa surface réfléchissante peuvent ainsi être 25 fabriqués de façon simplifiée, puisque seules deux dimensions de l'espace sont critiques. En particulier, le réflecteur comprend une surface réfléchissante présentant une géométrie cylindrique ayant pour génératrice une parallèle à 30 la direction longitudinale. Le réflecteur comprend avantageusement une surface réfléchissante présentant une géométrie cylindrique avec une courbe directrice comprenant une suite de sections de coniques. -8- L'utilisation d'une suite de section de coniques, c'est-à-dire des formes régulières connues, permet de simplifier la conception de la surface réfléchissante du réflecteur (modélisation de sa forme géométrique, optimisation de sa forme géométrique, fabrication, ...).

Les moyens de connexion peuvent comprendre en outre des moyens de refroidissement pour refroidir la source d'illumination. Les moyens de connexion peuvent comprendre en outre des moyens 10 d'isolement électrique pour isoler électriquement la source d'illumination. L'invention concerne également un dispositif pour la décontamination d'une zone de traitement étendue par lumière ultra-violette, comprenant plusieurs modules selon l'invention, chacun juxtaposé à au moins un autre 15 module, du côté des moyens de connexion d'un des modules. Le dispositif selon l'invention forme ainsi une zone d'illumination globale continue étendue selon la direction longitudinale d'un module. De préférence, les directions longitudinales associées à chacun des 20 modules sont sensiblement parallèles entre elles. Elles sont par exemple parallèles entre elles à plus ou moins 5° près (où 360° vaut 2r radians). Selon un mode de réalisation privilégié, les modules sont alors sensiblement identiques les uns aux autres et agencés en alternance dans un 25 sens puis dans l'autre, leurs sources d'illuminations respectives agencées en alternance de part et d'autre d'une parallèle à la direction longitudinale commune. Par modules sensiblement identiques, on désigne de préférence des modules présentant des dimensions voisines à 5% près et délivrant des 30 puissances optiques voisines à 10% près. On peut ainsi former une zone d'illumination globale rectangulaire. Le dispositif selon l'invention peut comprendre en outre des moyens de transfert agencés pour faire défiler un objet selon une cadence de défilement, -9- relativement à une zone d'illumination globale dudit dispositif selon l'invention. La zone d'illumination globale dudit dispositif est la zone d'illumination formée par l'ensemble des modules selon l'invention formant ledit dispositif.

L'invention concerne enfin une utilisation du dispositif selon l'invention, pour décontaminer une zone de traitement plus large que la longueur d'un seul module selon l'invention. Il peut s'agir de la décontamination de laizes présentant une grande 10 largeur, comme d'objets discrets tels que des pots ou des opercules répartis sur une surface de grande largeur. Description des figures et modes de réalisation D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la 15 lecture de la description détaillée de mises en oeuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants : - les figures 1A et 1B illustrent respectivement une vue de côté et une vue en perspective d'un dispositif selon l'art antérieur ; - la figure 1C illustre une vue de dessus de deux dispositifs selon 20 l'art antérieur juxtaposés du côté de leurs moyens de connexion ; - les figures 2A et 2B illustrent respectivement une vue de côté et une vue en perspective d'un module selon l'invention ; - la figure 2C illustre une vue de dessus de deux dispositifs selon l'invention juxtaposés du côté de leurs moyens de connexion ; 25 - la figure 2D illustre la définition d'une bande s'étendant le long de l'ensemble du périmètre selon l'invention ; - la figure 3 illustre une section d'un réflecteur selon l'invention ; - la figure 4 illustre une section de deux réflecteurs adjacents d'un dispositif selon l'invention ; 30 - la figure 5 illustre une carte de l'énergie surfacique obtenue sur une zone d'illumination selon l'invention ; et - la figure 6 illustre une utilisation particulière d'un dispositif selon l'invention. -10- On va tout d'abord décrire, en référence aux figures 1A, 1B et 1C l'art antérieur et ses limitations. On connaît dans l'art antérieur des dispositifs 50 de décontamination par lumière ultra-violette comprenant : - une source d'illumination 51 ; - un réflecteur 52 ; et - des moyens de connexion 53 (ou connecteur 53) situés à une extrémité de la source d'illumination 51. Pour des raisons de clarté des figures, les moyens de connexion 53 ne 10 sont pas représentés sur toutes les figures. La source d'illumination 51 est située dans une cavité optique formée par le réflecteur 52 et fermée par une fenêtre transparente 54 de préférence en quartz. Pour des raisons de clarté des figures, la fenêtre transparente 54 n'est 15 pas représentée sur toutes les figures. La source d'illumination 51 est par exemple une lampe flash au xénon de forme tubulaire. Elle émet par exemple une puissance moyenne optique de l'ordre de 750 Watts pour des impulsions de 150 Joules émises à 5 Hertz. Bien que dans la suite, on prenne comme exemple de lampe ultra-20 violette la lampe flash, l'invention n'est aucunement limitée à ces exemples et l'on pourra en particulier utiliser toute lampe de forme tubulaire émettant une lumière ultra-violette, de façon continue ou pulsée. Un tel dispositif 50 selon l'art antérieur est représenté en vue de côté à la figure 1A. 25 Le dispositif 50 est adapté pour projeter de la lumière sur un plan 55 d'une zone 56 d'illumination plane. Une zone de traitement est située de préférence entre la zone d'illumination 56 et le dispositif 50 de décontamination par lumière ultra-violette. La zone d'illumination 56 désigne une surface recevant via la source 30 d'illumination 51 et/ou le réflecteur 52, une énergie surfacique supérieure à un seuil prédéterminé. Ce seuil d'énergie surfacique (on parle également de fluence) dépend de la nature des microorganismes à détruire et du taux de destruction souhaité. On voit à la figure 1B une vue en perspective du dispositif 50 selon l'art 35 antérieur.

La source d'illumination 51 et le réflecteur 52 présentent une forme allongée, avec le grand côté selon une direction longitudinale 57. La direction longitudinale 57 correspond à la direction de la longueur pour la source d'illumination 51, le réflecteur 52, et les moyens de connexion 53. La direction longitudinale 57 correspond à la direction de la largeur de la zone d'illumination 56 et d'une laize pouvant être traitée grâce à au moins deux modules selon l'invention (voir figure 6). On se repère dans tout le texte par rapport au plan 55 de la zone d'illumination 56.

Dans l'art antérieur, source d'illumination 51 est centrée par rapport à la partie réfléchissante du réflecteur 52 de sorte que la projection des moyens de connexion 53 sur le plan 55 de la zone d'illumination 56, orthogonalement audit plan 55, est centrée sur la zone d'illumination 56. Cette projection orthogonale est représentée par les segments 80 en pointillés. Il s'agit d'un centrage relativement à un axe central 58 de la zone d'illumination rectangulaire, où l'axe central 58 est orienté selon la direction longitudinale 57 et découpe en deux parties de surfaces égales la zone d'illumination 56 (voir figure 1C).

Pour positionner la projection orthogonale des moyens de connexion 53 sur le plan 55 de la zone d'illumination 56, on peut considérer un axe central de cette projection, orienté selon la direction longitudinale 57 et découpant ladite projection en deux parties de surfaces égales. La figure 1C illustre une vue de dessus de deux dispositifs 50 selon l'art 25 antérieur juxtaposés du côté de leurs moyens de connexion 53. Les zones d'illumination 56 respective de chacun des deux dispositifs 50 sont hachurées dans un sens. On voit entre ces deux zones une zone d'ombre 59 hachurée dans l'autre sens, et séparant les deux zones d'illumination 56. La largeur de la 30 zone d'ombre 59 (dimension selon la direction 57) est sensiblement égale à la longueur cumulée de deux connecteurs 53 (dimension selon la direction 57). La longueur d'un connecteur 53 est de plusieurs centimètres. En outre, la largeur (dimension selon la direction orthogonale à la direction 57) relative des moyens de connexion 53 et du réflecteur 52 est telle -12- qu'il n'est pas possible d'agencer deux réflecteurs adjacents sans décaler considérablement les zones d'illumination de deux modules voisins. On voit donc que les dispositifs 50 selon l'art antérieur présentent une géométrie qui incite l'homme du métier à prévoir plutôt un dispositif 50 adapté à chaque taille souhaitée de zone d'illumination, puisqu'ils ne permettent pas en étant juxtaposés d'obtenir une grande zone d'illumination rectangulaire et continue. Une idée à la base de l'invention consiste à préférer un agencement modulaire pour former un dispositif à partir de plusieurs modules 1 selon l'invention. Comme le montre la figure 1C, l'homme du métier était incité à rejeter ce principe, en raison des connecteurs 53 formant des zones d'ombres ce qui ne permettait pas de réaliser une juxtaposition de plusieurs zones d'illumination côté connecteur 53.

Par « côté connecteur » on entend « en direction d'un connecteur ». On va maintenant décrire l'invention, en référence aux figures 2A, 2B et 2C. Ces figures ne seront décrites que pour leurs différences avec les figures respectivement 1A, 1B et 1C.

La source d'illumination 51 est décentrée par rapport à la partie réfléchissante 92 du réflecteur 52, de sorte que la projection des moyens de connexion 53 sur le plan 55 de la zone d'illumination 56, orthogonalement audit plan 55, est décentrée vers un bord de la zone d'illumination 56. Cette projection orthogonale est représentée par les segments 80' en pointillés.

Il s'agit d'un décentrage relativement à un axe central 58 de la zone d'illumination rectangulaire, où l'axe central 58 est orienté selon la direction longitudinale 57 et découpe en deux parties de surfaces égales la zone d'illumination 56. La zone d'illumination 56 désigne une surface recevant via la source 30 d'illumination 51 et/ou le réflecteur 52, une énergie surfacique supérieure à un seuil prédéterminé. Ce seuil peut être par exemple de 300 mJ/cm2. Le module 1 est adapté pour projeter de la lumière sur un plan 55 d'une zone 56 d'illumination plane. Une zone de traitement est située de préférence entre la zone d'illumination 56 et le module 1 de décontamination 35 par lumière ultra-violette. -13- La figure 2D présente une carte de l'énergie surfacique obtenue sur une zone d'illumination 56 selon l'invention. Les références 72, 73 et 75 seront précisées dans la partie de la description faisant référence à la figure 5.

La zone 75 forme une boucle fermée présentant une énergie surfacique homogène valant 300 mJ/cm2 plus ou moins 10%. Une bande d'épaisseur 5 mm, située dans cette zone 75, forme une bande 71 s'étendant le long de l'ensemble du périmètre de la zone d'illumination.

Sur cette bande 71, l'énergie surfacique est sensiblement constante (par exemple à 10% près). Cette bande 71 situé sur la zone d'illumination 56 entoure une surface qui présente une longueur 220 (dimension selon la direction orthogonale à la direction longitudinale 57) supérieure à au moins un dixième de sa largeur 15 221. De préférence, cette bande 71 entoure une surface qui présente une longueur 220 supérieure à au moins un quart de sa largeur 221. De préférence, sa largeur 221 est égale à la largeur (dimension selon la direction longitudinale 57) de la projection orthogonale du réflecteur 52 dans 20 le plan 55. On voit à la figure 2C que le module 1 selon l'invention peut être juxtaposé à un autre module 1 du même type (mais de dimensions éventuellement différentes), côté connecteur 53, tout en formant une zone d'illumination globale 66 étendue selon la direction longitudinale 57. La zone 25 d'illumination globale 66 désigne la zone d'illumination formée par au moins deux modules 1 selon l'invention adjacents. La zone d'illumination globale 66 est dite continue, puisqu'on ne distingue pas de zone d'ombre (zone sur laquelle l'énergie surfacique est au moins cinq fois voire dix fois inférieure au maximum d'énergie surfacique sur la zone d'illumination). 30 Le déport des zones d'illumination permet d'éviter que deux connecteurs 53 se chevauchent, éliminant ainsi la surface d'une zone d'ombre 59. On peut positionner adjacents plusieurs modules 1 selon l'invention, pour former un ensemble peu encombrant. -14- La zone d'illumination globale 66 présente une forme de rectangle étendu selon cette direction longitudinale 57, sans zone d'ombre. De façon générale, un rectangle inscrit dans la zone d'illumination globale selon l'invention est plus large qu'un tel rectangle qui aurait 5 éventuellement pu être obtenu par la simple juxtaposition de plusieurs dispositifs selon l'art antérieur. Dans l'exemple représenté sur les figures 2A à 2C, la projection orthogonale des moyens de connexion 53 sur le plan 55 de la zone d'illumination 56 se trouve même à l'extérieur de la zone d'illumination. 10 La projection orthogonale de la source d'illumination 51 sur le plan 55 de la zone d'illumination 56, est décentrée par rapport à la projection orthogonale de la surface réfléchissante 92 du réflecteur 52 sur le plan 55 de la zone d'illumination 56. En d'autres termes, la source d'illumination 51 est déportée vers un 15 côté du réflecteur 52 vu de côté. Cet agencement permet le déport de la zone d'illumination correspondante 56. Les moyens de connexion 53 tels que représentés sur les figures sont présents à chaque extrémité de la source d'illumination 51, mais on pourrait 20 prévoir que la source d'illumination présente par exemple une forme en U, avec un connecteur 53 unique du côté opposé à la jonction des deux branches du U. On peut prévoir plusieurs sources d'illumination 51 pour un même réflecteur. 25 Par exemple, on peut agencer plusieurs lampes flash en faisceau (les unes au-dessus des autres par exemple) dans un même réflecteur, par exemple pour augmenter l'énergie surfacique reçue sur la zone d'illumination 56, ou pour augmenter la largeur et/ou la longueur de ladite zone. Le réflecteur 52 peut comprendre des moyens de refroidissement, par 30 exemple via une conduite d'air ou d'eau. Ces moyens de refroidissement permettent de refroidir en particulier la surface réfléchissante 92. Les moyens de connexion 53 réalisent la connexion électrique de la source d'illumination 51 à une source d'énergie électrique. -15- Les moyens de connexion 53 peuvent comprendre des moyens de refroidissement permettant de faire circuler de l'eau froide autour de la lampe flash. Les moyens de connexion 53 peuvent en outre comprendre des moyens 5 d'isolement électrique. Les lampes flashs nécessitent de fortes tensions électriques, d'où l'utilité de prévoir ces moyens d'isolement pour la sécurité du personnel et des appareils électriques environnants. Comme à la figure 1A, on voit à la figure 2A une fenêtre transparente 54 qui peut consister en une plaque de quartz. On peut prévoir une fenêtre 10 transparente 54 par réflecteur 52, ou une fenêtre transparente 54 globale, commune à plusieurs réflecteurs 52 adjacents. La fenêtre transparente peut présenter plusieurs fonctions : - elle forme un bouclier de protection entre la zone de traitement et la source lumineuse 51, protégeant la zone de traitement en cas de 15 destruction de la source lumineuse 51 ; - elle forme un bouclier de protection entre la zone de traitement et la source lumineuse 51, protégeant la source lumineuse d'éventuelles projections provenant de l'environnement extérieur, - elle ferme une éventuelle conduite d'air ou d'eau destinée à 20 refroidir la source lumineuse 51 sur tout son long. On voit également sur les figures 2A à 2C que le réflecteur 52 s'étend selon la direction longitudinale 57. La surface réfléchissante 92 du réflecteur 52 présente une géométrie cylindrique dans l'axe de la source d'illumination 51. A la figure 2A, la surface réfléchissante 92 est représentée en trait épais. 25 Dans cet exemple particulier, c'est l'ensemble du réflecteur 52 qui présente la forme d'un cylindre droit dont la génératrice est une droite parallèle à la direction longitudinale 57. Une telle géométrie simplifie la fabrication de la surface réfléchissante 92 du réflecteur 52, en permettant un usinage sans facettes. Le réflecteur 52 30 est par exemple en aluminium, usiné dans la masse. La forme de la surface réfléchissante 92 est par exemple réalisée par découpe au fil, en particulier par électroérosion, suivie d'un polissage. On va maintenant décrire en référence à la figure 3 une section du réflecteur perpendiculairement à la direction longitudinale 57. -16- A la figure 3, le plan 55 de la zone d'illumination est horizontal et le réflecteur est placé horizontal au-dessus. Dans un exemple particulier et non limitatif, on a comme données d'entrées : - la source d'illumination 51 est une lampe flash 33 dans un tube de quartz synthétique (non représenté) de diamètre 15 mm rempli d'eau, avec un plasma de longueur 254 mm et de diamètre 4,8 mm (distance L6) ; - le réflecteur 52 est en aluminium, de forme cylindrique dans l'axe de la lampe flash, de longueur 264,5 mm et d'épaisseur au moins égale à 12 mm (distance L5) ; - la fenêtre transparente 54 est une plaque de quartz synthétique d'épaisseur 3mm ; - la distance entre la lampe flash 33 (son centre) et la plaque de quartz 54 est de 20,3 mm (distance L7) ; - la distance entre le réflecteur 52 et la lampe flash 33 (son centre) est de 15 mm (distance L8) ; - la distance entre le réflecteur 52 et la plaque de quartz 54 est de 0,5 mm (distance L4) ; - la distance entre la plaque de quartz et la zone d'illumination 56 est de 20 mm (distance L3); - la longueur de la zone d'illumination est de 80 mm (distance L2) ; - la largeur de chaque moyen de connexion 53 (non représentés à la figure 3) est de 80 mm (distance L9), centrée sur le centre de la lampe flash 33 ; - la lampe flash 33 est décentrée de 85 mm par rapport à la zone d'illumination (distance L1). On remarque que la longueur du réflecteur 52 est supérieure à la 30 longueur de la lampe flash. Cette faible différence de longueur, combinée au fait que le réflecteur 52 est surélevé par rapport au plan 55 de la zone d'illumination 56, ne créée pas de zone d'ombre lorsque deux réflecteurs sont agencés adjacents côté connecteur. -17- Typiquement, la lampe flash est décentrée d'une distance correspondant à la somme de la demi-longueur de la zone d'illumination, la demi-largeur des moyens de connexion et quelques millimètres (par exemple 5 mm) de marge (toujours selon la direction orthogonale à la direction longitudinale 57). Les différentes distances présentées en référence aux figures 3 et 4 sont mesurées dans le plan de la section considérée du réflecteur, et selon un axe vertical ou horizontal (voir figures, sachant que la zone d'illumination 56 est horizontale).

Dans la description de la figure 3, on considère des projections dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale 57. En l'absence de réflecteur, seule une faible portion de la lumière émise par la lampe flash 33 arrive sur le plan de la zone d'illumination 56. Pour la conception du réflecteur, on détermine la zone angulaire correspondant à la lumière arrivant directement sur une zone d'illumination margée. La zone d'illumination margée correspond à la zone d'illumination souhaitée légèrement élargie dans le sens de sa longueur (5 mm de plus de chaque côté, en vue de côté comme à la figure 3) pour tenir compte des effets de bord.

On prévoit un réflecteur, tel que la section de sa surface réfléchissante présente la forme d'une suite de sections de coniques. Utiliser des segments de coniques comme point de départ pour la conception de cette surface réfléchissante simplifie la conception de celle-ci. De préférence, on prévoit d'abord une portion de cercle 35 autour de la 25 lampe flash 33. De préférence, on prévoit un demi-cercle de rayon 15 mm (distance entre le centre de la lampe flash et le réflecteur). La portion de cercle 35 renvoie la lumière sur elle-même. La lampe flash 33 est avantageusement enfermée dans une portion de demi-cercle 35 qui forme obstacle entre le plan 55 de la zone d'illumination et 30 la lampe flash 33. Un segment 36 relie l'extrémité de la portion de cercle 35 à l'extrémité de la surface réfléchissante 92 côté zone d'illumination. On place à la suite de la portion de cercle 35 une portion de parabole 37. Les différentes portions de coniques sont séparées à la figure 3 par des 35 segments en pointillés. -18- Cette portion de parabole 37 est placée de façon que le centre de la lampe flash 33 soit au foyer de la parabole. Le rayon de courbure de la parabole est prévu de façon que la portion de parabole 37 et la portion de cercle 35 se rejoignent sans empiéter sur le tube de quartz synthétique. La portion de parabole 37 permet de renvoyer des rayons à l'écart de la lampe flash 33. On ajoute ensuite au moins une portion d'ellipse à la suite de la portion de parabole 37. Dans l'exemple représenté, on a joint bout à bout trois portions d'ellipse 38, 38" et 38".

Chaque portion d'ellipse 38, 38" et 38" réfléchit vers la zone d'illumination 56 une portion de la lumière provenant de la lampe flash. Ici, le centre de la lampe flash 33 est situé à l'un des foyers de chaque ellipse. Le petit axe de l'ellipse permet de placer la portion d'ellipse contre la portion de conique voisine, côté source lumineuse. Les rayons lumineux réfléchis sur une portion d'ellipse sont focalisés en un point de focalisation. Le grand axe de l'ellipse définit l'écart du point de focalisation par rapport à la lampe flash, à hauteur donnée. L'orientation du grand axe détermine une hauteur de focalisation. Ici, l'axe défini par les deux foyers de l'ellipse 38' est horizontal. Plus on multiplie le nombre d'ellipses, plus la répartition lumineuse sur 20 la zone d'illumination 56 est homogène. Cependant, cela augmente également la difficulté de conception du réflecteur, d'où un compromis à trouver. Le nombre d'ellipses dépend également de la longueur souhaitée de la zone d'illumination 56. De préférence, on définit après ajout d'une ellipse, une région qui 25 manque de lumière sur la zone d'illumination souhaitée. L'ellipse suivante est placée de façon que son foyer image soit situé juste au-dessus de la limite de la région qui manque de lumière. On finit ensuite par une portion de parabole 39 et une portion de cercle 40 La portion de parabole 39 réfléchit la lumière provenant de la lampe flash 30 33 vers une région qui manque de lumière sur la zone d'illumination souhaitée. La portion de parabole 39 s'arrête avant que la portion de lumière qu'elle réfléchit n'arrive sur le bas de la portion de cercle 40. Le bas de la portion de cercle 40 est vertical et placé de façon à avoir 12 mm d'épaisseur de réflecteur. Les notions de « haut » et « bas » sont à comprendre en 35 considérant comme dit précédemment que le plan de la zone d'illumination -19- est horizontal et que le module selon l'invention est au-dessus de la zone d'illumination. Dans une dernière étape de conception de la section de la surface réfléchissante 92 du réflecteur, on réalise, par des petits cercles, la cassure 5 des angles formés entre deux portions de coniques telles que définies précédemment. L'ajout d'une portion de conique après l'autre se fait par une construction pas à pas, en examinant l'état d'une carte de fluence dans le plan de la zone d'illumination, et après ajout de chaque nouvelle portion de 10 conique. On dit que l'optimisation de la section du réflecteur se fait par morceaux, en étudiant une carte de fluence obtenue après chaque étape. La figure 4 montre une section d'un dispositif 100 de décontamination d'une zone de traitement global 66, comprenant deux modules 1 selon 15 l'invention. La section est perpendiculaire à la direction longitudinale 57 commune des modules 1. Pour des raisons de lisibilité de la figure, on n'a pas représenté les sections entières des réflecteurs, mais simplement leurs sections d'ouverture sur le plan de la zone d'illumination, c'est-à-dire leur section côté zone 20 d'illumination (en forme d'une suite de sections de coniques et correspondant à la section de la surface réfléchissante 92). On parlera dans la suite simplement de section d'ouverture d'un réflecteur. Les deux modules 1 sont juxtaposés du côté des moyens de connexion 53 (non représentés), comme illustré à la figure 2C. Par « du côté » on 25 entend ici « en direction de ». Les deux modules 1 partagent une même fenêtre transparente 54. Les modules 1 sont identiques les uns aux autres et agencés en alternance têtes bêches, leurs lampes flash 33 respectives agencées en alternance de part et d'autre d'un plan de symétrie 41, et de façon à former 30 une zone d'illumination globale 66 rectangulaire. Le plan de symétrie 41 coupe la zone d'illumination globale 66 selon un axe central parallèle à la direction longitudinale 57. Chaque module 1 représenté à la figure 4 correspond à un module 1 tel que représenté en coupe à la figure 3. -20- Pour des questions de lisibilité des figures, on précise à la figure 4 des dimensions du module 1 : - la distance L10 entre les deux extrémités de la section d'ouverture du réflecteur vaut 99,82 mm ; - la distance L11 entre le centre de la lampe flash 33 et le bord de la section d'ouverture du réflecteur, côté source d'illumination, vaut 18,18 mm ; - la distance L12 entre le centre de la lampe flash 33 et le bord inférieur de la fenêtre transparente 54 vaut 23,3 mm ; - la distance L13 entre le centre de la lampe flash 33 et le sommet de la section d'ouverture du réflecteur vaut 25,40 mm ; - la distance L15 entre l'axe central de la zone d'illumination 56 et le centre de la lampe flash 33 vaut 85 mm ; et - la distance L16 entre l'axe central de la zone d'illumination globale 66 et l'extrémité de la section d'ouverture du réflecteur, côté opposé à la lampe flash 33, vaut 33 mm. On peut prévoir de commercialiser soit des modules 1, soit des dispositifs 100 qui sont alors directement prêt à l'emploi et/ou agencés pour être reliés à d'autres modules selon l'invention.

La figure 5 illustre une carte 70 de l'énergie surfacique sur la zone d'illumination globale 66 d'un dispositif 100 selon l'invention tel que représenté à la figure 4 (avec deux modules selon l'invention). L'énergie surfacique ou fluence est partout supérieur à 300 mJ/cm2, sur 25 une longueur de 80 mm et une largeur de 476,5 mm (distance selon la direction longitudinale 57). En juxtaposant deux modules 1 selon l'invention, on obtient une zone d'illumination plus large que la somme des largeurs respectives des deux zones d'illumination des deux modules (80x200 mm2 pour un module seul). 30 En effet, sur les bords on somme les énergies surfaciques ce qui permet de dépasser un seuil donné. On peut déterminer ainsi la largeur LZ de la zone d'illumination globale pour N modules : LZ= [200+ (N-1)x276,5] mm. -21- On distingue une zone 75 formant une boucle fermée et présentant une énergie surfacique homogène valant 300 mJ/cm2 plus ou moins 10%. La bande 71 selon l'invention peut être définie dans cette zone 75. Sur une large zone 72 (hachurée en traits verticaux), l'énergie 5 surfacique est comprise entre 300 mJ/cm2 et 450 mJ/cm2. Sur des petites zones 73, l'énergie surfacique est comprise entre 300 mJ/cm2 et 600 mJ/cm2. Les pics à 600 mJ/cm2 sont très localisés, c'est pourquoi on considère que la répartition surfacique d'énergie sur la zone d'illumination est 10 homogène. La figure 6 illustre une utilisation particulière d'un dispositif 100 selon l'invention. A la figure 6, le dispositif 100 selon l'invention comprend cinq modules 1 selon l'invention, agencés comme représenté à la figure 4. 15 On peut prévoir un unique réflecteur 52 pour une juxtaposition selon la direction longitudinale 57 de plusieurs sources d'illumination 51. Le dispositif 100 éclaire une zone d'illumination sur laquelle défile une laize 61 ou film. On peut ainsi décontaminer des laizes 61 plus larges que la longueur 20 d'un seul module selon l'invention, en faisant défiler progressivement une laize 61 dans le sens de sa longueur sous le dispositif 100 selon l'invention, grâce à un tapis roulant 60 ou tout autre dispositif de défilement. La laize présente par exemple une largeur allant de 500 mm à plusieurs mètres. 25 Le défilement du tapis est perpendiculaire à la direction longitudinale 57 commune des modules 1. La vitesse de défilement du tapis roulant 60 définit, avec la longueur de la zone d'illumination, une cadence d'émission d'un maximum d'intensité lumineuse par la source d'illumination lorsque celle-ci émet des flashs de 30 lumière. On s'assure ainsi que chaque surface de la laize 61 reçoive un nombre donné de flashs. La vitesse de défilement dépend donc de l'utilisation du dispositif 100 selon l'invention. On peut également prévoir de déposer divers objets (flacons, bouchons, opercules, etc) sur le tapis roulant afin de les amener au niveau de la zone 35 d'illumination. -22- A la figure 6, on voit que dans module 1 ou un dispositif 100 selon l'invention, le réflecteur 52 peut être fermé sur le côté par un miroir plan 90 (face réfléchissante polie côté intérieur du réflecteur). Deux miroirs plans encadrant la surface réfléchissante 92 d'un réflecteur 52 ou d'un dispositif 100 selon l'invention et forment ainsi une cavité. On peut parler de « flasque » pour désigner le miroir plan 90. La surface réfléchissante 92 d'un réflecteur 52 étant surélevée par rapport au plan de la zone d'illumination, les miroirs plans 90 d'une épaisseur de l'ordre du centimètre ne créent pas de zone d'ombre.

L'épaisseur d'un miroir plan 90 est par exemple de 6 mm : ainsi, un ensemble formé par le réflecteur de largeur 264,5mm encadré de chaque côté par un miroir plan 90 respectif présente en tout une largeur de 276,5mm. Cette dimension, comparée à la largeur LZ= [200+ (N-1)x276,5] mm de la zone d'illumination globale pour N modules, indique que les miroirs plans 90 ne forment pas de zone d'ombre sur la zone d'illumination globale. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention.

En particulier toutes les dimensions et formes de réflecteurs, dimensions des modules, dimensions de zone d'illumination, seuils d'énergie surfacique définissant une zone d'illumination, répartition surfacique de l'énergie sur la zone d'illumination, peuvent être envisagées sans sortir du cadre de l'invention.25

Claims

REVENDICATIONS1. Module (1) pour la décontamination d'une zone de traitement par exposition à une lumière ultra-violette, comprenant : - au moins une source d'illumination (51) agencée pour émettre la lumière ultra-violette, s'étendant selon une direction dite longitudinale (57), et comprenant des moyens de connexion (53) à au moins une extrémité selon la direction longitudinale (57), - un réflecteur (52) agencé pour réfléchir la lumière issue de la source d'illumination (51) vers une zone d'illumination (56) plane, caractérisé en ce que la source d'illumination (51) est décalée d'un côté du réflecteur (52) relativement à un axe du réflecteur (52), lequel axe étant central et orienté selon la direction longitudinale, de sorte que la projection orthogonale des moyens de connexion (53) sur le plan (55) de la zone d'illumination (56) soit décentrée par rapport à la zone d'illumination (56), c'est-à-dire décalée d'un côté de la zone d'illumination relativement à un axe (58) de la zone d'illumination, lequel axe (58) étant central et orienté selon la direction longitudinale.
2. Module (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est agencé pour qu'une projection orthogonale des moyens de connexion (53) sur le plan (55) de la zone d'illumination (56), se trouve à l'extérieur de la zone d'illumination (56).
3. Module (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est agencé pour qu'une projection orthogonale d'au moins une source d'illumination (51) sur le plan (55) de la zone d'illumination (56), soit décentrée par rapport à une projection orthogonale d'une surface réfléchissante (92) du réflecteur (52) sur le plan (55) de la zone d'illumination (56).
4. Module (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le réflecteur (52) comprend une surface réfléchissante (92) présentant une géométrie cylindrique.35-24-
5. Module (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le réflecteur (52) comprend une surface réfléchissante (92) présentant une géométrie cylindrique ayant pour génératrice une parallèle à la direction longitudinale (57).
6. Module (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le réflecteur (52) comprend une surface réfléchissante (92) présentant une géométrie cylindrique avec une courbe directrice comprenant une suite de sections de coniques.
7. Module (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de connexion (53) comprennent en outre des moyens de refroidissement pour refroidir la source d'illumination (51). 15
8. Module (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de connexion (53) comprennent en outre des moyens d'isolement électrique pour isoler électriquement la source d'illumination (51).
9. Dispositif (100) pour la décontamination d'une zone de traitement 20 étendue par lumière ultra-violette, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs modules (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, chacun juxtaposé à au moins un autre module (1), du côté des moyens de connexion (53) d'un des modules (1). 25
10. Dispositif (100) selon la revendication 9, caractérisé en ce que les directions longitudinales associées à chacun des modules (1) sont sensiblement parallèles entre elles.
11. Dispositif (100) selon la revendication 10, caractérisé en ce que les 30 modules (1) sont sensiblement identiques les uns aux autres et agencés en alternance dans un sens puis dans l'autre, leurs sources d'illuminations (51) respectives agencées en alternance de part et d'autre d'une parallèle à la direction longitudinale commune (57). 10-25- 12 Dispositif (100) selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de transfert (60) agencés pour faire défiler un objet selon une cadence de défilement, relativement à une zone d'illumination globale (66) dudit dispositif (100). 13. Utilisation du dispositif (100) selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, pour décontaminer une zone de traitement plus large que la longueur d'un seul module (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.