FR3043573A1 - Dispositif de depollution d’air a materiau(x) adsorbant(s) propre(s) a detruire des polluants adsorbes - Google Patents

Dispositif de depollution d’air a materiau(x) adsorbant(s) propre(s) a detruire des polluants adsorbes Download PDF

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Abstract

Un dispositif de dépollution d'air (DD), équipe un système (V) comprenant une enceinte (H) alimentée en air, et comprend au moins un filtre (FP) comportant au moins un matériau adsorbant propre à adsorber au moins un polluant contenu dans un flux d'air entrant. Ce matériau adsorbant est en outre propre à détruire partiellement ou totalement le polluant adsorbé par réaction d'oxydation en générant des produits non nocifs lorsqu'il est chauffé à une température supérieure à un premier seuil modulable, compris entre la température ambiante et 300°C.

Description

DISPOSITIF DE DÉPOLLUTION D’AIR À MATÉRIAU(X) ADSORBANT(S) PROPRE(S) À DÉTRUIRE DES POLLUANTS ADSORBÉS L’invention concerne les dispositifs qui sont chargés de dépolluer de l’air devant alimenter une enceinte d’un système.
On entend ici par « système » aussi bien un véhicule qu’un bâtiment (ou local).
De nombreux systèmes sont équipés d’au moins un dispositif de dépollution chargé de dépolluer l’air qui alimente leur enceinte et qui provient de l’extérieur et/ou de l’intérieur de cette enceinte. Cet air est en effet fréquemment pollué par des polluants, tels que des poussières (de tailles importantes), des particules fines (par exemple de type PM10, PM2,5 et PM1), et des gaz (par exemple des oxydes d’azote (ou NOx), du monoxyde de carbone (ou CO) ou des composés organiques volatils (ou COVs) (comme par exemple de l’acétaldéhyde ou du toluène)).
Ce type de dispositif de dépollution peut faire partie d’une installation de traitement d’air (comme par exemple une installation de chauffage et/ou climatisation), ou peut être un équipement fonctionnant indépendamment d’une telle installation de traitement d’air. L’invention concerne plus particulièrement les dispositifs de dépollution qui comprennent au moins un filtre comportant au moins un matériau adsorbant qui est propre à adsorber au moins un polluant contenu dans un flux d’air entrant à dépolluer. Par exemple, ils comprennent un filtre à pollens (pour filtrer les éléments solides en suspension dans l’air (poussières et pollens)) et/ou un filtre à polluants gazeux. A titre d’exemple dans un véhicule, éventuellement de type automobile, le filtre peut être positionné dans l’auvent, ou dans l’installation de chauffage et/ou climatisation (ou HVAC (« Heating Ventilation and Air Conditionning >>)), ou encore à l’intérieur de l’habitacle, par exemple dans l’accoudoir central qui est situé entre les sièges des passagers avant.
Le matériau adsorbant, utilisé dans ce type de filtre, est généralement un charbon actif constitué d’un assemblage de cristallites de graphite obtenu par carbonisation de matière carbonée, comme par exemple de la tourbe, du bois ou une coque de noix de coco. Les charbons actifs sont très souvent utilisés car ils présentent plusieurs avantages, et notamment une grande surface spécifique, une forte capacité d’adsorption et un coût réduit. Cependant, ils perdent en efficacité au cours du temps du fait de leur saturation rapide, ce qui contraint de remplacer régulièrement les filtres et donc nécessite des interventions de maintenance onéreuses et chronophages, et/ou de nettoyer ou régénérer activement et spécifiquement les filtres avec des moyens dédiés qui augmentent généralement sensiblement la complexité et le coût de leur dispositif de dépollution.
De plus, les charbons actifs ne présentent pas une même capacité d’adsorption pour tous les COVs. En outre, les charbons actifs commencent à désorber spontanément les polluants adsorbés lorsque la température de l’air est supérieure à environ 25°C, ce qui limite notabëment, voire empêche, l’implantation de leur filtre à l’intérieur d’une enceinte où peut parfois régner une température élevée (notamment sous le pavillon (ou toit) d’un véhicule), ou bien à proximité d’une source de chaleur (par exemple d’une installation de chauffage et/ou climatisation). L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.
Elle propose notamment à cet effet un dispositif de dépollution d’air, destiné à équiper un système comprenant au moins une enceinte alimentée en air, et comprenant au moins un filtre comportant au moins un matériau adsorbant propre à adsorber au moins un polluant contenu dans un flux d’air entrant.
Ce dispositif se caractérise par le fait que le (chaque) matériau adsorbant est en outre propre à détruire partiellement ou totalement le (chaque) polluant adsorbé par réaction d’oxydation en générant des produits non nocifs lorsqu’il est chauffé à une température supérieure à un premier seuil modulable, compris entre la température ambiante et 300 °C. L’utilisation d’un tel (de tels) matériau(x) adsorbant(s) permet très avantageusement d’auto-régénérer le filtre en ne faisant que porter ce dernier à une température supérieure à son (leur) premier seuil.
Le dispositif de dépollution d’air selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - le premier seuil modulable peut être compris entre 150°C et 200°C ; - le (chaque) matériau adsorbant peut comprendre au moins un matériau poreux cristallin hybride comprenant des éléments inorganiques et des ligands organiques connectés par des liaisons fortes, plus connu sous l’acronyme MOF (« Metal-Organic Framework >>) ou PCP (« Porous Coordination Polymer >>) ; > le matériau adsorbant peut, par exemple, être choisi parmi les MOFs que sont (au moins) le trimésate de fer, l’amino-téréphtalate de titane, et le téréphtalate de zirconium, ce dernier pouvant être éventuellement dopé au cérium ; > le matériau adsorbant peut comprendre également des nanoparticules métalliques combinées au matériau poreux cristallin hybride (par exemple de palladium ou de platine) ; - le (chaque) matériau adsorbant peut être un matériau hydrophobe ou peut être enduit sur une couche extérieure amont (par rapport au sens de circulation du flux d’air) d’un matériau hydrophobe, et/ou le filtre peut comprendre en amont du (de chaque) matériau adsorbant au moins un matériau hydrophobe ou un matériau plus hydrophile que le matériau adsorbant ; - le (chaque) matériau adsorbant peut présenter une capacité de stockage sans fuite du (de chaque) polluant adsorbé à une température ambiante comprise entre 15°C et 25°C. On entend ici par « opacité de stockage sans fuite >> la capacité du matériau, lorsque qu’il est traversé par un flux d’air en présence d’un ou plusieurs polluants à adsorber 100% du ou des polluants à traiter, en un seul passage, avant saturation du filtre. Il est rappelé que certains matériaux adsorbants comme les charbons actifs ne retiennent pas la totalité du ou des polluants même avant saturation du matériau et à température ambiante ; - il peut comprendre un boîtier logeant le (chaque) filtre et comprenant, d’une part, une paroi diathermique propre à être couplée à un premier conduit dans lequel circule un fluide ayant une température supérieure au premier seuil de température, et, d’autre part, une sortie auxiliaire à accès contrôlé, située en aval du filtre et propre à être couplée à un second conduit destiné à évacuer hors du boîtier (et par exemple dans l’habitacle du véhicule ou à l’extérieur du véhicule) les produits non nocifs générés par oxydation (par exemple du gaz carbonique et de l’eau) ; > par exemple, ce fluide peut être du gaz prélevé dans un circuit d’évacuation de gaz d’échappement (lorsque le système est un véhicule), ou bien un fluide de refroidissement prélevé dans un circuit de refroidissement d’un moteur ; - le filtre peut comprendre au moins un matériau adsorbant complémentaire propre à adsorber au moins un autre polluant contenu dans le flux d’air entrant. L’invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant au moins une enceinte définissant un habitacle alimenté en air et au moins un dispositif de dépollution d’air du type de celui présenté ci-avant. L’invention propose également une installation de traitement d’air, destinée à équiper un système comprenant au moins une enceinte alimentée en air, et comprenant au moins un dispositif de dépollution d’air du type de celui présenté ci-avant. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 illustre schématiquement et fonctionnellement une partie d’un exemple de véhicule automobile comprenant un exemple de réalisation d’un dispositif de dépollution d’air selon l’invention, - la figure 2 illustre schématiquement et fonctionnellement une partie du dispositif de dépollution d’air de la figure 1, dans une configuration adaptée au traitement d’air (dépollution), et - la figure 3 illustre schématiquement et fonctionnellement une partie du dispositif de dépollution d’air de la figure 1, dans une configuration adaptée à la destruction in-situ de polluant(s) par oxydation totale. L’invention a notamment pour but de proposer un dispositif de dépollution d’air DD destiné à équiper un système V comprenant au moins une enceinte alimentée en air.
Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le système V est un véhicule de type automobile, comme par exemple une voiture. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de système. Elle concerne en effet tout système comprenant au moins une enceinte devant être alimentée en air dépollué. Ainsi, elle concerne tout type de véhicule comprenant au moins un habitacle, qu’il soit terrestre, maritime (ou fluvial), ou aérien, et tout type de bâtiment (ou local), qu’il soit individuel ou collectif.
On a schématiquement et fonctionnellement représenté sur la figure 1, une partie d’un exemple de système V (ici un véhicule automobile) comprenant une enceinte H définissant un habitacle et un exemple de réalisation d’un dispositif de dépollution d’air DD selon l’invention.
Dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1, le dispositif de dépollution d’air DD est un équipement dédié à la dépollution de l’air de l’enceinte H (ici un habitacle) du système V (ici un véhicule automobile). Cet équipement est, ici, indépendant d’une éventuelle installation de chauffage/climatisation que peut comprendre le véhicule V pour alimenter son habitacle H en air traité. Il est rappelé qu’une telle installation de chauffage/climatisation comprend généralement un pulseur (alimenté en air extérieur et/ou en air intérieur), une boucle froide (ou boucle de climatisation), une boucle chaude (ou boucle de chauffage), un volet d’alimentation, un volet de mixage et des volets de distribution, ainsi qu’éventuellement au moins un filtre.
Mais dans une variante de réalisation non illustrée, le dispositif de dépollution d’air DD pourrait faire partie d’une installation de traitement d’air du véhicule V, comme par exemple une installation de chauffage/climatisation.
Comme illustré sur les figures 1 à 3, un dispositif de dépollution d’air DD, selon l’invention, comprend au moins un filtre FP comportant au moins un matériau adsorbant qui est propre à adsorber au moins un polluant (ou espèce chimique) contenu(e) dans un flux d’air entrant (flèche F1 de la figure 2).
Dans l’exemple illustré non limitativement sur les figures 1 à 3, le filtre FP est installé dans un boîtier BF qui est lui-même installé dans l’habitacle H, et plus précisément, ici, solidarisé fixement au pavillon (ou toit) du côté intérieur.
Mais le/chaque filtre FP pourrait, par exemple, être installé dans une console centrale (ou un accoudoir central) implanté(e) entre les sièges avant du véhicule, ou sous les sièges avant, ou dans une boîte à gants, ou dans un vide-poches, ou sur la tablette arrière, ou derrière la planche de bord, ou encore dans le compartiment moteur, éventuellement à côté d’un, ou dans un échangeur thermique dans lequel circule un fluide chaud.
On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur les figures le dispositif de dépollution d’air DD comprend également un pulseur PU qui est alimenté en flux d’air entrant issu de l’intérieur de l’habitacle Fl (flèche F1 de la figure 2) et qui alimente le filtre FP. Le boîtier BF comprend donc une entrée permettant au flux d’air entrant F1 d’alimenter le pulseur PU et une sortie permettant au flux d’air F2 traité par le filtre FP de rejoindre l’habitacle Fl au moins partiellement dépollué.
Le fonctionnement de ce pulseur PU est contrôlé par des moyens de contrôle MC qui sont, par exemple, implantés dans un calculateur CA, dédié ou non. Ce contrôle peut se faire, par exemple, en fonction de mesures effectuées par un capteur analysant la pollution de l’air dans l’habitacle Fl, et plus précisément la proportion (ou quantité) d’au moins un polluant devant être adsorbé par le filtre FP, et/ou d’une commande fournie par un passager du véhicule V au moyen d’un organe de commande ou d’une sélection d’option de dépollution dans un menu affiché sur un écran (par exemple celui du combiné central).
Ces moyens de contrôle MC peuvent être réalisés sous la forme de modules logiciels (ou informatiques ou encore « software >>), ou bien d’une combinaison de circuits électroniques (ou « hardware >>) et de modules logiciels.
Selon l’invention, le (chaque) matériau adsorbant est propre à détruire partiellement ou totalement in-situ (c’est-à-dire dans son filtre FP) le ou les polluants (qu’il a préalablement adsorbés) par réaction d’oxydation en générant des produits non nocifs lorsqu’il est chauffé à une température supérieure à un premier seuil modulable, compris entre la température ambiante et 300°C, et de préférence entre 150°C e1200oC. Les produits non nocifs résultant de l’oxydation peuvent être, par exemple, du gaz carbonique (ou C02) et de l’eau (H20).
On entend ici par « température ambiante » une température comprise entre 15°C et 25°C.
Cela permet avantageusement de réaliser de temps en temps des cycles d’auto-régénération destinés à détruire partiellement, voire totalement, par oxydation totale les polluants adsorbés dans le filtre FP. Chaque cycle d’auto-régénération par destruction (ou oxydation) peut être déclenché périodiquement par les moyens de contrôle MC en fonction d’une période programmée et/ou d’une détection d’un dépassement d’un seuil prédéfini de saturation du matériau adsorbant, ou bien par une commande fournie par un passager du véhicule V au moyen d’un organe de commande ou d’une sélection d’option d’auto-régénération (par oxydation) dans un menu affiché sur un écran (par exemple celui du combiné central). On notera que ce déclenchement peut également se faire par le calcul d’une estimation du temps de saturation à partir des taux moyen et maximum de pollution dans l’habitacle H et de la durée d’utilisation du filtre FP, en conservant une marge d’incertitude suffisante pour ne pas dépasser la saturation.
Plusieurs solutions peuvent être envisagées pour réaliser l’auto-régénération par destruction précitée. L’une de ces solutions est illustrée sur les figures 2 et 3 (en complément de la figure 1).
Elle consiste à prévoir dans le boîtier BF qui loge le filtre FP une paroi diathermique et une sortie auxiliaire SA à accès contrôlé. Cette paroi diathermique est propre à être couplée à un premier conduit C1 dans lequel circule un fluide ayant une température strictement supérieure au premier seuil (par exemple égal à environ 200°C). On comprendra qu’une partie des calories du fluide est transférée dans le boîtier BF via sa paroi diathermique et induit un chauffage du matériau adsorbant à une température supérieure au premier seuil et donc propre à provoquer une oxydation totale de tout ou partie des COVs adsorbés. Il en résulte une auto-régénération partielle ou totale du filtre FP par oxydation totale des polluants.
La sortie auxiliaire SA est située en aval du filtre FP et propre à être couplée à un second conduit C2 qui est destiné à évacuer hors du boîtier BF (flèche F4 de la figure 3) le fluide contenant les produits non nocifs de la réaction d’oxydation du filtre FP. L’accès à l’entrée du second conduit C2 est contrôlé par un volet VC qui peut, également, contrôler l’accès à l’habitacle H pour le flux d’air traité (flèche F2) en fonctionnement relatif à l’adsorption et à la réaction d’oxydation. La position de ce volet VC est contrôlée par les moyens de contrôle MC.
Dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1, la sortie du second conduit C2 communique avec le circuit d’évacuation des gaz d’échappement CEG, éventuellement en amont des systèmes de dépollution (catalyseur d’oxydation ou catalyseur trois voies). Cette communication se fait via un volet VC’ dont la position est contrôlée par les moyens de contrôle MC.
Dans des variantes de réalisation non illustrées, la sortie du second conduit C2 pourrait communiquer avec la zone d’admission du moteur thermique MT, ou avec l’habitacle H (car les produits de l’oxydation sont non nocifs), ou encore avec l’environnement extérieur du véhicule V.
Sur la figure 2 le volet VC obstrue totalement la sortie auxiliaire SA (et donc l’entrée du second conduit C2) et donc le dispositif de dépollution d’air DD fonctionne en mode classique de dépollution (flux F1 et F2). Sur la figure 3, le volet VC obstrue totalement la sortie d’air traité du boîtier BF et le volet VC’ permet au second conduit C2 de communiquer (ici) avec le circuit d’évacuation des gaz d’échappement CEG. Par conséquent, le dispositif de dépollution d’air DD fonctionne en mode d’auto-régénération par destruction de polluants (flux F1 et F4), et les produits non nocifs résultant de cette destruction (par oxydation totale) sont évacués dans le circuit d’évacuation des gaz d’échappement CEG, via le second conduit C2. A titre d’exemple illustratif, et comme illustré sur la figure 1, le circuit qui contient le fluide de chauffage peut être un circuit de refroidissement CRM d’un moteur de propulsion MT du véhicule V. Cette solution est adaptée au cas où le premier seuil est inférieur à 100°C. Un fel circuit de refroidissement CRM comprend un échangeur de chaleur RR (tel qu’un radiateur air/eau) couplé à au moins un conduit d’échange CD défini dans le moteur de propulsion MT. Ce dernier est par exemple un moteur thermique. Dans ce cas, le premier conduit C1 comprend une entrée, éventuellement à accès contrôlé, et chargée de prélever du fluide de refroidissement circulant dans le circuit de refroidissement CRM, par exemple en aval du moteur de propulsion MT, et une sortie, éventuellement à accès contrôlé, et chargée d’injecter le fluide de refroidissement qui a servi à auto-régénérer le filtre FP dans le circuit de refroidissement CRM en amont de son échangeur de chaleur RR.
En variante, le circuit qui contient le fluide de chauffage peut être le circuit d’évacuation de gaz d’échappement CEG du véhicule V. Cette variante est adaptée au cas où le premier seuil est supérieur à 100°C. Dans ce cas, l’entrée du premier conduit C1 est connectée au circuit d’évacuation de gaz d’échappement CEG afin de prélever dans ce dernier (CEG) une petite partie des gaz d’échappement qui circulent. L’entrée de ce premier conduit C1 peut être, par exemple, à accès contrôlé. Cet accès est par exemple contrôlé par un volet (de type drapeau ou papillon) ou une électrovanne. On notera que pour réduire la température des gaz d’échappement (qui peuvent parfois atteindre 800 °C), on peut prévoir un échangeur de chaleur entre le premier conduit C1 et la paroi diathermique du boîtier BF.
On notera qu’au lieu d’utiliser comme source de chauffage un fluide circulant dans un circuit du véhicule V, on pourrait utiliser une résistance électrique placée au voisinage du filtre FP.
On notera également qu’il peut être avantageux dans certaines applications que le/chaque matériau adsorbant présente une capacité de stockage sans fuite du (de chaque) polluant adsorbé à une température ambiante comprise entre 15°C et 25°C. Il est rappeé que l’on entend ici par « capacité de stockage sans fuite » la capacité du matériau, lorsque qu’il est traversé par un flux d’air comprenant un ou plusieurs polluants, à adsorber 100% du ou des polluants à traiter, en un seul passage, avant saturation du filtre. Il est également rappelé que certains matériaux adsorbants comme les charbons actifs ne retiennent pas la totalité du ou des polluants même avant saturation du matériau et à température ambiante.
Par exemple, le trimésate de fer et le téréphtalate de zirconium présentent une telle capacité de stockage sans fuite du polluant adsorbé à une température ambiante comprise entre 15°C et 25 C.
Par exemple, le matériau adsorbant peut comprendre un matériau poreux cristallin hybride comportant des éléments inorganiques et des ligands organiques connectés par des liaisons fortes. Ce type de matériau adsorbant microporeux ou méso-poreux est plus connu sous l’acronyme MOF (« Metal-Organic Framework >>) ou PCP (« Porous Coordination Polymer >>). Il est constitué d’une charpente tridimensionnelle délimitant des pores à l’échelle nanométrique.
Les MOFs sont généralement synthétisés à partir d’un ligand et d’un précurseur métallique (généralement un sel, ou alternativement un oxyde, hydroxyde ou métal) par voie hydro-solvothermale à une température comprise entre 0°C et 250°C, pour une durée compris entre quelques minutes et quelques jours, voire quelques semaines. Il existe des méthodes de synthèse alternatives par thermo-mécano-synthèse, « spray-drying >>, irradiation micro-ondes ou assistée par sonification. Ce type de synthèse met généralement en jeu un ou plusieurs précurseurs ou additifs en présence d’un solvant polaire (comme par exemple de l’eau, des alcools ou un DMF (Diméthylformamide)) dans un milieu confiné. L’un des intérêts majeurs de ces matériaux adsorbant réside dans le très large choix des éléments qui peuvent entrer dans leur composition. Ce choix très large induit une grande versatilité chimique et structurale, notamment pour ce qui concerne la taille des pores (de quelques angstroms à plusieurs nanomètres), qui conduisent à des propriétés d’adsorption très différenciées. Il est donc possible d’identifier des MOFs ayant une capacité d’adsorption et d’auto-régénération par destruction (par oxydation totale au-delà du premier seuil de température modulable), et possédant éventuellement une capacité de stockage sans fuite à température ambiante (15°C à 25°C).
Parmi les différents MOFs, on pourra notamment utiliser l’amino-téréphtalate de titane, le téréphtalate de zirconium, ce dernier pouvant être éventuellement dopé au cérium, et le trimésate de fer, qui offrent une capacité d’oxyder totalement tout ou partie du méthanol adsorbé (en produisant du CO2 et du H2O) lorsqu’ils sont chauffés à très haute température (typiquement supérieure ou égale à 200 °C).
Le trimésate de fer présente une surface spécifique d’environ 2000 m2/g et une méso-porosité tridimensionnelle avec un réseau de cages mésoporeuses dont la plus grande a un diamètre de 29 Â avec une accessibilité au travers de fenêtres hexagonales et pentagonales de diamètres respectifs de 8,6 Â et 5,5 Â, la cage de 25 Â de diamètre n’étant accessible qu’au travers des fenêtres pentagonales. L’amino-téréphtalate de titane présente une surface spécifique d’environ 1500 m2/g et une microporosité tridimensionnelle avec des cages tétraédriques ou octaédriques de diamètres accessibles de 12,5 Â ou de 7 Â. A titre de comparaison, les charbons actifs couramment utilisés dans les filtres hybrides de véhicule automobile présentent une surface spécifique d’environ 770 m2/g. De plus, le trimésate de fer, l’amino-téréphtalate de titane, le téréphtalate de zirconium et le téréphtalate de zirconium dopé au cérium présentent une capacité d’adsorption du méthanol jusqu’à 50°C et une capacté de rétention du méthanol jusqu’à 200°C.
On notera que le matériau adsorbant peut également comprendre des nanoparticules métalliques combinées à un matériau poreux cristallin hybride. En effet, certains MOFs acquièrent la capacité d’oxyder totalement tout ou partie de certains au moins des COVs adsorbés lorsqu’ils sont combinés à des nanoparticules métalliques, comme par exemple le palladium ou le platine. C’est notamment le cas du téréphtalate de chrome dopé au palladium et du 1,3,5-benzenetribenzoate de zinc dopé au platine. Cette combinaison de nanoparticules métalliques avec un MOF peut se présenter sous différentes formes. Ainsi, des nanoparticules métalliques peuvent être insérées dans les pores d’un MOF, greffées au ligand organique, substituées au cation métallique de la partie inorganique, ou des MOFs peuvent être déposés autour des nanoparticules métalliques ou sur une surface métallique, ou encore un MOF peut être déposé sur un support de type oxyde métallique.
Le matériau adsorbant pourra être utilisé dans un filtre FP sous la forme de granules telles que des extrudés, seuls ou déposés sur un support comme par exemple un filtre à poussières adapté à traiter l’air de l’habitacle. Lorsqu’il se présente sous la forme de granules, le matériau adsorbant peut être notamment mélangé à un liant. Il est également possible de le mettre sous la forme d’une structure en nid d’abeilles.
On notera également que le filtre FP peut également, mais éventuellement, comprendre au moins un matériau adsorbant complémentaire propre à adsorber au moins un autre polluant (ou de l’eau) contenu dans le flux d’air entrant. Ce matériau adsorbant complémentaire peut être adapté aux éléments solides (poussières ou particules fines), ou aux gaz (éventuellement des composés organiques volatils (ou COVs)). Par conséquent, il pourra s’agir, par exemple, de charbons actifs, d’une zéolithe ou d’un MOF.
On notera également que le matériau adsorbant peut être éventuellement un matériau hydrophobe ou peut être enduit sur une couche extérieure amont (par rapport au sens de circulation du flux d’air) d’un matériau hydrophobe, et/ou le filtre FP peut éventuellement comprendre en amont de son matériau adsorbant au moins un matériau hydrophobe ou un matériau plus hydrophile que son matériau adsorbant.
Cela permet de limiter la compétition entre l’eau et les COVs polaires à s’adsorber sur le matériau adsorbant. Ainsi, on peut, par exemple, enduire une couche de matériau adsorbant d’un matériau hydrophobe (comme par exemple une silice) ou associer au matériau adsorbant un matériau dessicant positionné en amont qui pourra être éventuellement régénéré de la même manière que le matériau adsorbant une fois saturé en eau avec une fréquence possiblement différente de celle du matériau adsorbant. Parmi les matériaux dessicants, on pourra par exemple utiliser un gel de silice, un MOF, une zéolithe ou un sulfate de magnésium.
On notera également que dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1, le dispositif de dépollution DD ne comprend qu’un seul filtre FP. Mais le nombre de filtres FP peut prendre n’importe quelle valeur supérieure ou égale à un (1). L’utilisation de plusieurs filtres peut se faire en série ou en parallèle.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif de dépollution d’air (DD) pour un système (V) comprenant au moins une enceinte (H) alimentée en air, ledit dispositif (DD) comprenant au moins un filtre (FP) comportant au moins un matériau adsorbant propre à adsorber au moins un polluant contenu dans un flux d’air entrant, caractérisé en ce que ledit matériau adsorbant est en outre propre à détruire partiellement ou totalement ledit polluant adsorbé par réaction d’oxydation en générant des produits non nocifs lorsqu’il est chauffé à une température supérieure à un premier seuil modulable, compris entre la température ambiante et 300°C.
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier seuil modulable est compris entre 150°C et200°C.
  3. 3. Dispositif selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit matériau adsorbant comprend au moins un matériau poreux cristallin hybride comprenant des éléments inorganiques et des ligands organiques connectés par des liaisons fortes.
  4. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit matériau poreux cristallin hybride est choisi dans un groupe comprenant l’amino-téréphtalate de titane, le trimésate de fer, et le téréphtalate de zirconium, ce dernier pouvant être dopé au cérium.
  5. 5. Dispositif selon l’une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que ledit matériau adsorbant comprend également des nanoparticules métalliques combinées audit matériau poreux cristallin hybride.
  6. 6. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit matériau adsorbant est un matériau hydrophobe ou est enduit sur une couche extérieure amont d’un matériau hydrophobe, et/ou ledit filtre (FP) comprend en amont dudit matériau adsorbant au moins un matériau hydrophobe ou un matériau plus hydrophile que ledit matériau adsorbant.
  7. 7. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit matériau adsorbant présente une capacité de stockage sans fuite dudit polluant adsorbé à une température ambiante comprise entre 15°C et 25°C.
  8. 8. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il comprend un boîtier (BF) logeant ledit filtre (FP) et comportant, d’une part, une paroi diathermique propre à être couplée à un premier conduit (C1) dans lequel circule un fluide ayant une température supérieure audit premier seuil de température, et, d’autre part, une sortie auxiliaire à accès contrôlé, située en aval dudit filtre (FP) et propre à être couplée à un second conduit (C2) destiné à évacuer hors dudit boîtier (BF) lesdits produits non nocifs générés par oxydation.
  9. 9. Véhicule (V) comprenant au moins une enceinte (Fl) définissant un habitacle alimenté en air, caractérisé en ce qu’il comprend en outre au moins un dispositif de dépollution d’air (DD) selon l’une des revendications précédentes.
  10. 10. Installation de traitement d’air, propre à équiper un système (V) comprenant au moins une enceinte (Fl) alimentée en air, caractérisée en ce qu’elle comprend au moins un dispositif de dépollution d’air (DD) selon l’une des revendications 1 à 8.
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WO2010136677A1 (fr) * 2009-05-28 2010-12-02 Centre National De La Recherche Scientifique -Cnrs Utilisation d'un solide hybride cristallin poreux comme catalyseur de reduction d'oxydes d'azote et dispositifs

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AMANI M. EBRAHIM ET AL: "Ce(III) Doped Zr-Based MOFs as Excellent NO2 Adsorbents at Ambient Conditions", ACS APPLIED MATERIALS AND INTERFACES, vol. 5, no. 21, 7 October 2013 (2013-10-07), US, pages 10565 - 10573, XP055289920, ISSN: 1944-8244, DOI: 10.1021/am402305u *

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