FR3073746A1 - Dispositif de captation et de traitement de polluants emis dans l'air par un vehicule - Google Patents

Dispositif de captation et de traitement de polluants emis dans l'air par un vehicule Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un dispositif (10) de captation et traitement de polluants (20) émis dans l'air par au moins un véhicule, ledit dispositif (10) étant destiné à être monté sur un véhicule, et comportant un moyen de captation (50) de l'air autour du véhicule connecté à une cellule photo-électrochimique (60) apte à produire du dihydrogène à partir de lumière et de composés organiques présents dans l'air capté.

Description

[001] L’ invention concerne le domaine des véhicules automobiles, et plus particulièrement le domaine des dispositifs anti-pollution, aptes à capter des particules polluantes émises par des véhicules, et destinés notamment à être utilisés sur des véhicules routiers.
[002] II est connu que les véhicules en circulation génèrent directement ou indirectement un ensemble de polluants, tels que des particules polluantes et des composés organiques. Par exemple, des particules polluantes peuvent résulter de l'abrasion de certaines pièces, telles que les freins et les pneus, ou encore, résulter de la combustion du carburant (microparticules émises par les moteurs diesels par exemple).
[003] A titre d’exemples, les plaquettes de frein émettent 30 mg/km de particules ayant un diamètre de 1 μιτι, les pneumatiques émettent 73 mg/km de particules ayant un diamètre de 2μπΊ, et enfin, le pot d’échappement émet 5mg/km de particules.
[004] Ces polluants (particules et composée organiques) sont donc dispersées dans l’air, à l’arrière des véhicules en fonctionnement. Or, il est connu que ces particules dispersées dans le milieu ambiant sont nocives pour la santé des êtres vivants.
[005] On connaît des systèmes de freinage équipant un véhicule, aptes à capter directement au niveau des freins les particules émises par les freins de ce même véhicule.
[006] De tels systèmes sont par exemple décrits dans les documents suivants : FR28115099, US8191691 et FR2997743.
[007] Les solutions ainsi connues sont dédiées au véhicule polluant lui-même, et dédiées uniquement au système de freinage. La solution est donc partielle, car de nombreux autres types de particules polluantes sont émis par les véhicules en fonctionnement, telles que les composés organiques par exemple.
[008] II est donc apparu un besoin d'améliorer les solutions pour capter un plus grand nombre de polluants.
[009] De plus, les dispositifs anti-pollution connus sont des dispositifs de captation, c’est-à-dire que les polluants de l’air sont stockés sur un filtre au sein même du véhicule. II y a donc un risque de dispersion de polluants en cas de choc ou d’accident. De plus, le filtre est de plus en plus encrassé, et une maintenance est alors nécessaire : nettoyage ou remplacement du filtre.
[0010] A cet effet, selon la présente invention, il est proposé d’équiper l’avant d’un véhicule d’un dispositif de captation de polluants (particules et composée organiques) émis par des véhicules précédant le véhicule équipé du dispositif, le système de captation étant apte à dégrader au moins une partie de ces polluants, tout en produisant de l’énergie.
[0011] Ainsi, l’invention concerne un dispositif de captation de polluants émise dans l’air par au moins un véhicule, ledit dispositif étant destiné à être positionné à l’avant d’un véhicule. Le dispositif comporte un moyen de captation de l’air autour du véhicule connecté à une cellule photo-électrochimique apte à produire du dihydrogène à partir de lumière et de composés organiques présents dans l’air capté.
[0012] Le dispositif aspire et collecte ainsi une partie des polluants présents dans l'air ambiant, que ce soit les polluants résiduels ou les polluants récemment produits par le véhicule précédent. Cette aspiration entraîne le flux d'air vers un système de traitement qui produit du dihydrogène gazeux par oxydation d’au moins une partie des polluants, notamment les composés organiques volatiles (VOC).
[0013] Grâce au dispositif selon l’invention, la maintenance est limitée par rapport à une simple filtration, et l’on évite un stockage de produits polluants, tout en produisant du dihydrogène utilisable comme source d’énergie au sein du véhicule.
[0014] Le dispositif peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :
- la cellule photo-électrochimique comporte :
o un premier compartiment comportant une anode photosensible, au niveau de laquelle les composés organiques sont oxydés ;
o un second compartiment comportant une cathode, au niveau de laquelle le dihydrogène est produit par réduction de protons ;
o une membrane électrolytique solide conductrice de proton, séparant les deux compartiments.
- le dispositif comporte un moyen de stockage du dihydrogène.
- le dispositif comporte un dispositif de conversion du dihydrogène en électricité.
- le dispositif comporte un moyen de stockage de l’électricité produite, du type batterie.
- l’énergie produite alimente un système électrique, tel qu’un capteur ou une diode.
- le dispositif comporte une source de lumière apte à émettre des photons sur une anode de la cellule photo-électrochimique.
la source de lumière est une décoration lumineuse du véhicule.
- le moyen de captation de l’air comporte une conduite d’entrée d’air dont une ouverture est orientée vers l’extérieur du véhicule lorsque le dispositif est monté sur le véhicule.
- le moyen de captation de l’air comporte une conduite d’entrée d’air, dont une ouverture est orientée vers l’avant du véhicule lorsque le dispositif est monté sur le véhicule.
- l’ouverture est munie d’un volet d’obturation ;
- le dispositif comporte :
o un diffuseur d’air permettant de capter l’air en sortie de la cellule photoélectrochimique et d'augmenter la pression de l'air capté ;
o un moyen collecteur des particules présentes dans l'air issu du diffuseur d'air.
- la sortie de l’air de la cellule photo-électrochimique est connectée à un conduit 120 comportant un moyen, tel que des aubages inclinés, pour diriger l’air sous forme de tourbillon dans une partie du conduit de forme conique tronquée.
- le diffuseur d’air comporte un ventilateur permettant de faciliter l’aspiration de l’air au niveau de la sortie de l’air de la cellule photo-électrochimique.
le moyen collecteur comporte un filtre.
- le dispositif comporte une chambre de tranquillisation montée entre le diffuseur d’air et le moyen collecteur.
- le moyen collecteur est monté démontable sur la chambre de tranquillisation.
- le moyen collecteur constitue un filtre à particule de véhicule.
[0015] L’invention concerne également une pièce de carrosserie destinée à être montée sur un véhicule, comportant au moins un dispositif selon l’invention.
[0016] La pièce de carrosserie peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :
- la pièce de carrosserie constitue une face avant pour véhicule automobile.
- la pièce de carrosserie comporte une ouverture en regard du moyen de captation.
- la pièce de carrosserie comporte au moins une partie transparente, translucide ou semi-opaque apte à laisser passer la lumière extérieure jusqu’à une anode de la cellule photo-électrochimique.
- la pièce de carrosserie comporte au moins un dispositif positionné au niveau d’au moins un des emplacements suivants, de préférence en chacun de ces emplacements :
o une entrée d’air de refroidissement centrale ;
o une entrée d’air de refroidissement latérale gauche ;
o une entrée d’air de refroidissement latérale droite.
- la pièce de carrosserie comporte un système électrique alimenté par l’énergie produite par le dispositif.
[0017] L’invention concerne également un véhicule automobile comportant une pièce de carrosserie selon l’invention.
[0018] Le véhicule peut comporter un contrôleur adapté à mettre en route le dispositif de captation de polluants en permanence, ou seulement lorsque l’une et/ou l’autre des situations suivantes se produit :
- une présence d’un véhicule devant le véhicule ;
- un freinage dudit véhicule ;
- une vitesse inférieure à 50km/h dudit véhicule.
[0019] L'invention sera mieux comprise à la lecture des figures annexées, qui sont fournies à titre d'exemples et ne présentent aucun caractère limitatif, dans lesquelles :
- la figure 1 illustre, en coupe, un exemple de réalisation d’un dispositif de captation et de traitement de polluants émis dans l’air par un véhicule ;
- la figure 2 illustre l’émission par un véhicule de polluants, qui peuvent être captés par un véhicule équipé d’un dispositif de captation ;
- la figure 3 représente un schéma d’un exemple de cellule photo-électrochimique (PEC) utilisé dans le dispositif selon l’invention ;
- la figure 4A illustre un exemple de réalisation d’un dispositif comportant un moyen de stockage du dihydrogène produit dans le second compartiment de la cellule ;
- la figure 4B illustre un exemple de réalisation d’un dispositif comportant un dispositif de conversion du dihydrogène en électricité ;
- la figure 5 illustre un exemple de moyen de captation ;
- la figure 6 illustre un mode de réalisation dans lequel la sortie de l’air de la cellule est connectée à un conduit permettant de diriger l’air capté vers l’habitacle ou vers l’extérieur du véhicule ;
- la figure 7 illustre une face avant de véhicule automobile comportant au moins un dispositif selon l’invention ;
- les figures 8A, 8B et 8C illustrent un véhicule automobile comportant au moins un dispositif selon l’invention.
[0020] On se réfère maintenant à la figure 1 qui illustre un exemple de réalisation d’un dispositif 10 de captation et traitement de polluants 20 émis dans l’air par un véhicule 30. Le dispositif 10 est destiné à être positionné sur un véhicule 40. Selon les exemples illustrés par les figures et décrits ci-après, le dispositif est monté à l’avant du véhicule. Mais l’on ne sortirait pas du cadre de l’invention en positionnant le dispositif 10 ailleurs sur le véhicule.
[0021] La figure 2 illustre l’émission, par un véhicule 30, de polluants, qui peuvent être captés par un véhicule 40 équipé d’un dispositif 10 de captation et de traitement, lorsque ce dispositif 10 est monté à l’avant du véhicule.
[0022] Le dispositif 10 comporte un moyen de captation 50 de l’air autour du véhicule connecté à un dispositif dépolluant producteur d’énergie.
[0023] Ce dispositif dépolluant producteur d’énergie est avantageusement une cellule photo-électrochimique 60, dite cellule PEC, apte à produire du dihydrogène à partir de lumière et de composés organiques présents dans l’air capté. On appelle composé organique, un composé contenant au moins l'élément carbone et au moins l’élément hydrogène.
[0024] Un exemple d’une telle cellule est décrit dans les documents suivants :
- Sammy W. Verbruggen, et al., 2017, “Harvesting Hydrogen Gas from Air Pollutants with an Unbiased Gas Phase Photoelectrochemical Cell”, ChemSusChem, February 2017, ChemSusChem 2017, 10, 1413-1418
J. Rong, D. Nijs, S. Kerkhofs, K. Masschaele, J. A. Martens, Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 9315-9325.
[0025] Une telle cellule permet de dégrader les composés organiques du gaz pollué en dihydrogène gazeux. La production du dihydrogène a lieu dans un compartiment séparé du compartiment recevant le gaz pollué, comme l’illustre la figure 3, schématisant le principe d’une telle cellule.
[0026] Même en présence d’oxygène dans le gaz pollué, un photo-courant est généré au sein de cette cellule, ce qui permet d’utiliser l’air ambiant comme gaz pollué. II est ainsi possible de dépollué l’air tout en générant du dihydrogène gazeux.
[0027] Comme l’illustre la figure 3, une telle cellule photo-électrochimique 60 comporte deux compartiments 62 et 66, séparés par une membrane 65 électrolytique solide conductrice de proton.
[0028] Le premier compartiment 62 comporte une entrée d’air 62A, et une sortie d’air 62B, ainsi qu’une anode 64 photosensible, au niveau de laquelle les composés organiques sont oxydés grâce à la lumière, le second compartiment 66 comporte une cathode 68, au niveau de laquelle le dihydrogène est produit par réduction de protons, l’anode 64 et la cathode 68 étant reliées par une connexion électrique 69.
[0029] Le principe de fonctionnement d’une telle cellule PEC se déroule comme suit. La photoanode est en contact avec un gaz contenant des composés organiques. Les photons du rayonnement lumineux (solaire ou issu d’une lampe) arrivant sur la photoanode 64 apportent l'énergie nécessaire à l'éjection d'électrons et la production d’ions hydrogène H+ au cours d’une réaction d’oxydation. Les électrons produits à la photoanode 64 sont transportés vers la cathode 68 via la connexion électrique 69, et les ions hydrogènes H+ sont transportés vers la cathode 68 au sein de la membrane 65 pour réagir avec les électrons selon une réaction de réduction, et former ainsi du dihydrogène (gaz H2).
[0030] L’anode 64 est par exemple constituée de dioxyde de titane (TiO2.) La cathode 68 est par exemple constituée de platine, avantageusement recouvert de noir de carbone. La membrane 65 est par exemple constituée de Nation ®.
[0031] On note également qu’une telle cellule est apte à produire du dihydrogène à partir de l'eau de l'humidité de l'air capté. L'eau est alors décomposée en dihydrogène et en oxygène sous l'effet d'une réaction chimique en présence de particules d'aluminium.
[0032] Selon un exemple de réalisation (figure 4A), le dispositif 10 comporte également un moyen de stockage 80 du dihydrogène produit dans le second compartiment 66. L’hydrogène peut alors être stocké pour une utilisation ultérieure (ou peut être libéré immédiatement). De cette façon, l’hydrogène peut être utilisé comme source d’énergie, uniquement lorsque c’est nécessaire.
[0033] Selon un mode de réalisation avantageux (figure 4B), le dispositif 10 comporte un dispositif de conversion 90 du dihydrogène en électricité. II est ainsi possible d’utiliser directement au sein du véhicule, et pour les besoins du véhicule l’hydrogène formé, afin de fournir de l’énergie au véhicule.
[0034] Selon un exemple de réalisation, le dispositif 10 comporte un moyen de stockage 100 de l’électricité produite (figure 4B), du type batterie. De cette façon, le dihydrogène peut être utilisé comme source d’énergie, uniquement lorsque c’est nécessaire.
[0035] L’énergie ainsi produite par le dispositif 10, peut être utilisée par le véhicule.
[0036] Ainsi, selon un mode de réalisation (figure 4B), le dispositif 10 est connecté à un système électrique 110, tel qu’un capteur ou une diode, afin d’alimenter ce système en énergie produite directement par le dispositif 10. II est notamment avantageux d’utiliser l’énergie produite par le dispositif 10 pour le système électrique 110 à proximité du dispositif 10, car cela limite le câblage. Le système électrique 110 pourra encore plus avantageusement être localisé sur la même pièce de carrosserie.
[0037] Selon l’emplacement du dispositif 10 au sein d’une pièce de carrosserie du véhicule, il peut être nécessaire d’adjoindre au dispositif 10 une source de lumière 70 (figure 3). Cette source de lumière 70 est apte à émettre des photons sur l’anode 64 de la cellule photo-électrochimique 60.
[0038] De façon avantageuse, la source de lumière 70 est une décoration lumineuse du véhicule. En effet, il est connu que de nombreux véhicules, et de plus en plus de véhicule, sont équipés de dispositif lumineux (diode, fibre de verre, ...) afin de participer à l’éclairage du véhicule, et/ou à un aspect esthétique. Ces dispositifs lumineux équipant déjà le véhicule peuvent alors être avantageusement utilisés pour envoyer une partie des photons vers l’anode 64 de la cellule 60. On utilise avantageusement une source de lumière 70 dont l’intensité lumineuse au niveau de l’anode 64 est comprise entre 3 et 5mW/cm2, de préférence 4mW/cm2.
[0039] Un exemple de moyen de captation 50 est illustré sur la figure 5. Selon un mode de réalisation, le moyen de captation 50 de l’air autour du véhicule, comporte une conduite d’entrée d’air 51, dont l’ouverture 54 est orientée vers l’avant du véhicule lorsque le dispositif 10 est monté sur un véhicule 40. L’ouverture 54 peut avoir toute forme, rectangulaire, circulaire...
[0040] Selon un exemple de réalisation, l’ouverture 54 a une forme rectangulaire de dimension 0,8m par 0,15m pour un positionnement du dispositif 10 sous l’entrée d’air de refroidissement centrale, de dimension 0,25m de haut sur 0,05m de large pour un positionnement du dispositif 10 sous une entrée d’air de refroidissement latérale.
[0041] Selon un mode de réalisation avantageux, l’ouverture 54 est munie d’un volet d’obturation 56, du type « active shutter >>. Un tel volet est contrôlable depuis un contrôleur du véhicule, qui gère ainsi le mouvement du volet 56 afin d’obturer ou d’ouvrir l’ouverture 54. En position d’ouverture, l’ouverture 54 n’est pas obturée, lorsque le véhicule suit un autre véhicule. Une telle information peut être donnée par un radar de type ACC par exemple. L’ouverture peut avantageusement être commandée en fonction de la vitesse du véhicule 40 équipé du dispositif 10. En effet, pour des raisons aérodynamiques, il peut être nécessaire de fermer l’ouverture 54, même si le véhicule 40 suit un autre véhicule émettant des polluants 20.
[0042] Selon un mode de réalisation (figure 6), la sortie de l’air 62B est connectée à un conduit 120 permettant de diriger l’air capté vers l’habitacle ou vers l’extérieur du véhicule (par exemple au niveau des roues).
[0043] Selon un mode de réalisation, le conduit 120 comporte :
- un diffuseur d'air 150 permettant de capter l’air issu de la sortie 62B et d'augmenter la pression de l'air capté ;
- un moyen collecteur 160 des polluants 20 encore présents dans l'air issu du diffuseur d'air 150, notamment les particules polluantes.
[0044] Selon un mode de réalisation avantageux, le conduit 120 comporte un moyen 122 pour diriger l’air sous forme de tourbillon dans une partie 123 du conduit 120 de forme conique tronquée (de forme sensiblement en entonnoir). Les moyens 122 pour diriger l’air sous forme de tourbillon peuvent être des aubages inclinés 122 comme l’illustre la figure 6. Cette solution facilite l’aspiration de l’air par l’ouverture 62B.
[0045] Le moyen 122 et la partie 123 du conduit 120 permettent de générer un mouvement centrifuge ayant tendance à expulser l'air vers le moyen collecteur 160.
[0046] Afin d’améliorer encore l’aspiration, le conduit 120 peut comporter un ventilateur 128 (figure 6) permettant de faciliter l’aspiration de l’air au niveau de l’ouverture 62B. Le ventilateur 128 permet de générer un mouvement centrifuge ayant tendance à expulser l'air vers le moyen collecteur 160. Il permet ainsi de créer une pression supplémentaire de l’air arrivant au niveau du moyen collecteur 160.
[0047] Entre le diffuseur d’air 150 et le collecteur 160, un volume peut être prévu en tant que chambre de tranquillisation 170, pour stabiliser le flux d’air et la pression. Ce conduit est de préférence en matière plastique. Selon un mode de réalisation, il est fabriqué monobloc avec le conduit 120.
[0048] Le diffuseur d'air 150 (appelé aussi volute) permet de transformer la vitesse (énergie cinétique) en pression (énergie potentielle) nécessaire pour faire passer l’air à travers le moyen collecteur 160 (filtre captant les particules polluantes 20). Ainsi en positionnant un tel diffuseur 150 au niveau du conduit 120, juste après l’ouverture 62B, il est possible de réduire la vitesse de l’air aspiré et d’augmenter sa pression.
[0049] Le moyen collecteur 160 peut comporter un filtre, de sorte que toutes les particules 20 soient piégées dans le filtre. Il peut s’agir d’un filtre en média fibreux tissé ou non tissé, ou un média alvéolaire tel qu’une mousse ouverte (porosité connectée).
[0050] De façon avantageuse, le moyen collecteur 160 peut être démonté du reste du dispositif, afin de récupérer les particules. Il est ainsi possible de nettoyer le moyen collecteur 160. Ainsi, le moyen collecteur est monté sur la chambre de tranquillisation 170, de façon étanche, et démontable.
[0051] Selon un mode de réalisation, le moyen collecteur 160 constitue un filtre à particule (FAP) de véhicule diesel. Lorsque le dispositif 10 est monté sur le véhicule 40, le filtre à particule (FAP) est classiquement positionné sur la ligne d’échappement du véhicule 40.
[0052] Selon un mode de réalisation, le dispositif 10 comporte un moyen d’aspiration 180 afin d’améliorer le tirage de l’air au niveau du moyen collecteur 160. Ce moyen d’aspiration 180 peut être positionné en aval du moyen collecteur, comme illustré sur la figure 6. Un tel moyen d’aspiration 180 crée une dépression en aval du moyen collecteur 160. Le moyen d’aspiration 180 peut par exemple être un ventilateur (non représenté sur les figures). Ce ventilateur est placé en aval du moyen collecteur 160, contrairement au ventilateur 128 placé en amont.
[0053] Afin d’améliorer encore l’aspiration de l’air du dispositif 10, le moyen collecteur 160 peut déboucher dans une zone dépressionnaire à forte vitesse afin de bénéficier d’un effet venturi (sortie d’air 159) qui augmente l’effet dépressionnaire en aval du moyen collecteur 160. Le flux d’air en sortie du collecteur 160 est entraîné par le flux d’air autour du véhicule.
[0054] L’invention concerne également une pièce de carrosserie 140 comportant au moins un dispositif 10 selon l’invention positionné en regard d’une ouverture réalisée dans ladite pièce 140.
[0055] Selon un exemple avantageux la pièce de carrosserie 140 est destinée à être positionnée à l’avant d’un véhicule 40.
[0056] On décrit ci-après un exemple d’une telle pièce 140, constituant une face avant pour véhicule automobile, en particulier du type comportant des entrées d’air permettant de refroidir le moteur du véhicule.
[0057] On appelle face avant pour véhicule automobile, un ensemble de composants situés en avant des refroidisseurs d’air, comportant au moins le parechoc. Une face avant peut en outre comporter : des éléments de choc (absorbeurs), une poutre, des éléments de carénage, des éléments de conduite d’air, des ailes avant, un pare boue (arche de roue)...
[0058] On connaît des faces avant de véhicules comportant des entrées d’air de refroidissement qui sont prévues à l’avant des véhicules automobiles pour en refroidir le moteur. En général, le refroidissement s’opère par l’intermédiaire d’un échangeur air/liquide de refroidissement, également désigné radiateur, et/ou d’un refroidisseur d'air de suralimentation, appelé aussi en abrégé RAS. Ces deux dispositifs doivent être alimentés par un flux d’air provenant de l’extérieur pour assurer leur fonction de refroidissement.
[0059] Le radiateur est généralement alimenté au moyen d’une entrée d’air de refroidissement centrale, alors que le RAS est généralement alimenté au moyen d’une entrée d’air de refroidissement latérale en face avant du parechoc, qui peuvent diriger le flux d’air arrivant sur la face avant, vers des parties latérales du parechoc pour ressortir au niveau des roues avant du véhicule.
[0060] La figure 7 une face avant 140 de véhicule automobile, comportant au moins un dispositif 10 selon l’invention.
[0061] Si la face avant 140 comporte plusieurs dispositifs 10, alors la face avant 140 comporte une ouverture en regard de chaque moyen d’entrée d’air 150 des dispositifs 10.
[0062] Le demandeur a établi (voir figure 2) que la plupart des particules issues du freinage sont émises sur les côtés du véhicule, à droite et à gauche, au niveau des roues. Au contraire, les particules issues des pneumatiques sont émises vers le centre du véhicule (par opposition à droite et gauche, et donc proche de l’axe Y0 du véhicule).
[0063] Partant de cette constatation, la face avant 140 comporte un dispositif 10 au niveau d’au moins un des emplacements suivants, de préférence en chacun de ces emplacements :
- l’entrée d’air de refroidissement centrale ;
- l’entrée d’air de refroidissement latérale gauche ;
- l’entrée d’air de refroidissement latérale droite.
[0064] La figure 7 illustre le cas où un dispositif 10 est monté au niveau de ces trois emplacements.
[0065] Selon un autre mode de réalisation, la face avant 140 comporte un dispositif 10 au niveau d’au moins un des emplacements suivants, situés en partie basse de la face avant 140, de préférence en chacun de ces emplacements :
- une ouverture centrale positionnée sous l’entrée d’air de refroidissement centrale ;
- une ouverture latérale positionnée sous l’entrée d’air de refroidissement latérale gauche ;
- une ouverture latérale positionnée sous l’entrée d’air de refroidissement latérale droite.
[0066] Selon un mode réalisation avantageux, le moyen collecteur 160 est positionné derrière la poutre de la face avant 140. Ainsi, en cas d’accident lors d’un choc avant du véhicule, la poutre protège le moyen collecteur 160, évitant ainsi une dispersion des particules 20 polluantes stockées sur le moyen collecteur 160.
[0067] L’invention concerne également un véhicule automobile 40 comportant une pièce de carrosserie 140 selon l’invention.
[0068] Les figures 8A, 8B et 8C illustrent un véhicule automobile 40 comportant au moins un dispositif 10 selon l’invention.
[0069] Selon un exemple de réalisation, le dispositif 10 de captation et de traitement de polluants est placé à l'extérieur du véhicule (figure 8A), préférentiellement sur le bouclier afin de bénéficier de la lumière du soleil. Le dispositif 10 peut être aussi protégé par le bouclier en étant placé derrière ce bouclier tout en bénéficiant de la lumière du soleil via une zone du bouclier transparente, translucide ou encore semi-opaque.
[0070] Selon un autre exemple de réalisation, le dispositif 10 est placé derrière la pièce de carrosserie 140, c’est-à-dire sur sa face non visible depuis l’extérieur du véhicule (figures 8B et 8C). Selon l’exemple de la figure 8B, le véhicule est équipé d’une source lumineuse dédiée, c’est-à-dire ayant pour unique fonction d’illuminer la photoanode 64, ou une source lumineuse décorative, dont une partie au moins de la lumière est dirigée vers photoanode 64.
[0071] Selon l’exemple de la figure 8C, le véhicule est équipé d’un système permettant de diriger la lumière extérieure vers le dispositif 10, au niveau de la photoanode 64, ou d’un système d’éclairage artificiel interne. Le véhicule peut ainsi être équipé d’une paroi transparente, translucide ou semi-opaque, ou encore d’une grille.
[0072] Le véhicule comporte un contrôleur permettant de mettre en oeuvre un procédé de captation et de traitement de polluants émis dans l’air, utilisant le dispositif 10 selon l’invention.
[0073] Le contrôleur est adapté à mettre en route le ou les dispositifs 10 de captation et de traitement de polluants en permanence, ou seulement lorsque l’une et/ou l’autre des situations suivantes se produit :
- présence d’un véhicule 30 devant le véhicule 40 ;
- uniquement au freinage du véhicule 40 équipé du dispositif 10 ; en effet, 80% des freinages sont dus au freinage du véhicule 30 précédent ;
- à petite vitesse (inférieure à 50km/h), car on souhaite agir préférentiellement en mode urbain.
[0074] La mise en route du dispositif 10 signifie l’ouverture du ou des volets d’obturation de l’ouverture 54, et la mise en marche du ventilateur.
[0075] Selon un mode de réalisation, le véhicule 40 comporte une trappe de maintenance afin d’accéder au moyen collecteur 160. Il est ainsi aisé de nettoyer ou changer le moyen collecteur lorsqu’il est saturé en particules 20.
[0076] Selon un autre mode de réalisation, le véhicule 40 comporte une face avant 140 qui comporte au moins un dispositif 10 au niveau de l’ouverture centrale positionnée sous l’entrée d’air de refroidissement centrale. L’entrée d’air de refroidissement centrale est équipée de volets mobiles, appelés « active shutters >>, qui permettent d’obturer l’entrée d’air centrale lorsque les volets sont en position fermée. Pour améliorer l’efficacité du captage des particules 20, les volets mobiles sont en position fermée.
[0077] L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier.
[0078] II est notamment possible de positionner le dispositif 10 de captation et de traitement de polluants sur une autre pièce qu’une face avant, par exemple, au niveau des sous caisses, des passages de roue, et même à l’arrière du véhicule au niveau de 5 déflecteur ou de diffuseur.
[0079] II est également possible de positionner le diffuseur d'air 150 et le moyen collecteur 160 des polluants 20, en amont de la cellule photo-électrochimique 60. En effet, dans ce cas, le collecteur 160 collecte essentiellement les particules polluantes, alors que les composés organiques passent au travers, arrivant ainsi plus concentrés au niveau de la 10 cellule 60.
Liste des références : dispositif de captation et traitement de particules émises dans l’air par un véhicule : particules émises dans l’air par un véhicule : véhicule émettant dans l’air des particules : véhicule équipé d’un dispositif 10 de captation de particules : moyen de captation 50 de l’air autour du véhicule : conduite d’entrée d’air du moyen de captation 50 de l’air : ouverture de la conduite d’entrée d’air 51 : volet d’obturation de l’ouverture 54 : une cellule photo-électrochimique apte à produire du dihydrogène à partir de lumière et de composés organiques présentes dans l’air capté : premier compartiment de la cellule photo-électrochimique 60
62A : entrée d’air dans le premier compartiment 62 de la cellule photo-électrochimique 60
62B : sortie d’air dans le premier compartiment 62 de la cellule photo-électrochimique 60 : anode photosensible de la cellule photo-électrochimique 60 : membrane électrolytique de la cellule photo-électrochimique 60 : second compartiment de la cellule photo-électrochimique 60 : cathode de la cellule photo-électrochimique 60 : source de lumière apte à émettre des photons sur l’anode 64 de la cellule photoélectrochimique 60 : moyen de stockage du dihydrogène : dispositif de conversion du dihydrogène en électricité
100 : moyen de stockage de l’électricité produite, du type batterie
110: système électrique, tel qu’un capteur ou une diode
120 : conduit connecté à la sortie d’air 62B
122 : moyen pour générer un mouvement centrifuge de l’air aspiré ayant tendance à expulser l'air vers le moyen collecteur 160
124: partie du conduit 120 de forme conique tronquée permettant de générer un mouvement centrifuge de l’air aspiré ayant tendance à expulser l'air vers le moyen collecteur 160
128 : ventilateur permettant de faciliter l’aspiration de l’air au niveau de l’ouverture 54
140 : pièce de carrosserie comportant au moins un dispositif 10 de captation et traitement de particules
150 : diffuseur d’air du dispositif 10 de captation et traitement
159 : sortie d’air à effet venturi permettant de faciliter le passage d’air à travers le moyen collecteur 160
160: moyen collecteur du dispositif 10 de captation et traitement, pour collecter les particules 20
170 : chambre de tranquillisation, placée entre le diffuseur d’air 150 et le moyen collecteur
160
180 : moyen d’aspiration en aval du moyen collecteur 160

Claims (26)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif (10) de captation et traitement de particules (20) émises dans Pair par au moins un véhicule (30), ledit dispositif (10) étant destiné à être monté sur un véhicule (40), caractérisé en ce qu’il comporte un moyen de captation (50) de l’air autour du véhicule connecté à une cellule photo-électrochimique (60) apte à produire du dihydrogène à partir de lumière et de composés organiques présents dans l’air capté.
  2. 2. Dispositif (10) selon la revendication 1, dans lequel la cellule photo-électrochimique (60) comporte :
    - un premier compartiment (62) comportant une anode (64) photosensible, au niveau de laquelle les composés organiques sont oxydés ;
    un second compartiment (66) comportant une cathode (68), au niveau de laquelle le dihydrogène est produit par réduction de protons ;
    - une membrane (65) électrolytique solide conductrice de proton, séparant les deux compartiments (62, 66).
  3. 3. Dispositif (10) selon l’une des revendications précédentes, comportant un moyen de stockage (80) du dihydrogène.
  4. 4. Dispositif (10) selon l’une des revendications précédentes, comportant un dispositif de conversion (90) du dihydrogène en électricité.
  5. 5. Dispositif (10) selon la revendication précédente, comportant un moyen de stockage (100) de l’électricité produite, du type batterie.
  6. 6. Dispositif (10) selon l’une des revendications 4 à 5, dans lequel l’énergie produite alimente un système électrique (110), tel qu’un capteur ou une diode.
  7. 7. Dispositif (10) selon l’une des revendications précédentes, comportant une source de lumière (70) apte à émettre des photons sur une anode (64) de la cellule photoélectrochimique (60).
  8. 8. Dispositif (10) selon la revendication précédente, dans lequel la source de lumière est une décoration lumineuse du véhicule.
  9. 9. Dispositif (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le moyen de captation (50) de l’air comporte une conduite d’entrée d’air (51) dont une ouverture (54) est orientée vers l’extérieur du véhicule (40) lorsque le dispositif (10) est monté sur le véhicule (40).
  10. 10. Dispositif (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le moyen de captation (50) de l’air comporte une conduite d’entrée d’air (51), dont une ouverture (54) est orientée vers l’avant du véhicule (40) lorsque le dispositif (10) est monté sur le véhicule (40).
  11. 11. Dispositif (10) selon la revendication précédente, dans lequel l’ouverture (54) est munie d’un volet d’obturation (56).
  12. 12. Dispositif (10) selon l’une des revendications précédentes, comportant :
    - un diffuseur d’air (150) permettant de capter l’air en sortie (62B) de la cellule photoélectrochimique (60) et d'augmenter la pression de l'air capté ;
    - un moyen collecteur (160) des particules (20) présentes dans l'air issu du diffuseur d'air (150).
  13. 13. Dispositif (10) selon la revendication précédente, dans lequel la sortie de l’air (62B) de la cellule photo-électrochimique (60) est connectée à un conduit 120 comportant un moyen (122), tel que des aubages inclinés, pour diriger l’air sous forme de tourbillon dans une partie (123) du conduit (120) de forme conique tronquée.
  14. 14. Dispositif (10) selon la revendication précédente, dans lequel le diffuseur d’air (150) comporte un ventilateur (128) permettant de faciliter l’aspiration de l’air au niveau de la sortie de l’air (62B) de la cellule photo-électrochimique (60).
  15. 15. Dispositif (10) selon l’une des revendications 12 à 14, dans lequel le moyen collecteur (160) comporte un filtre.
  16. 16. Dispositif (10) selon l’une des revendications 12 à 15, comportant une chambre de tranquillisation (170) montée entre le diffuseur d’air (150) et le moyen collecteur (160).
  17. 17. Dispositif (10) selon la revendication précédente, dans lequel le moyen collecteur (160) est monté démontable sur la chambre de tranquillisation (170).
  18. 18. Dispositif (10) selon l’une des revendications 12 à 17, dans lequel le moyen collecteur (160) constitue un filtre à particule (FAP) de véhicule.
  19. 19. Pièce de carrosserie (140) destinée à être montée sur un véhicule (40), caractérisée en ce qu’elle comporte au moins un dispositif (10) selon l’une des revendications précédentes.
  20. 20. Pièce de carrosserie (140) selon la revendication précédente, constituant une face avant pour véhicule automobile.
  21. 21. Pièce de carrosserie (140) selon la revendication précédente, comportant une ouverture (142) en regard du moyen de captation (50).
  22. 22. Pièce de carrosserie (140) selon l’une des revendications 19 à 21, comportant au moins une partie transparente, translucide ou semi-opaque (144) apte à laisser passer la lumière extérieure jusqu’à une anode (62) de la cellule photo-électrochimique (60).
  23. 23. Pièce de carrosserie (140) selon l’une des revendications 19 à 22, comportant au moins un dispositif (10) positionné au niveau d’au moins un des emplacements suivants, de préférence en chacun de ces emplacements :
    - une entrée d’air de refroidissement centrale ;
    - une entrée d’air de refroidissement latérale gauche ;
    - une entrée d’air de refroidissement latérale droite.
  24. 24. Pièce de carrosserie (140) selon l’une des revendications 19 à 22, comportant un système électrique (110) alimenté par l’énergie produite par le dispositif (10).
  25. 25. Véhicule automobile (40) comportant une pièce de carrosserie (140) selon l’une des
    5 revendications 19 à 23.
  26. 26. Véhicule automobile (40) selon la revendication précédente, comportant un contrôleur adapté à mettre en route le dispositif (10) de captation et de traitement de particules en permanence, ou seulement lorsque l’une et/ou l’autre des situations suivantes se produit :
    10 - une présence d’un véhicule (30) devant le véhicule (40) ;
    - un freinage dudit véhicule (40) ;
    - une vitesse inférieure à 150km/h dudit véhicule (40).
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