FR3128129A1 - Dispositif passif de capture des microparticules en suspension dans l’air - Google Patents

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Abstract

DISPOSITIF PASSIF DE CAPTURE DES MICROPARTICULES EN SUSPENSION DANS L’AIR Un dispositif pour la capture des microparticules en suspension dans l’air dépourvu de moyens d’alimentation en énergie électrique, le dispositif comportant un support structuré traversé par un grand nombre d’ouvertures de dimension minimale supérieure à 1 millimètre et de dimensions moyenne de l’ordre de 5 millimètres, ledit support structuré présentant un taux de vide supérieur à 85%, le support structuré étant enduit d’un milieu de capture des microparticules en suspension dans un flux d’air choisi parmi : les huiles végétale, les huiles minérales, les huiles de silicone, ou les graisses animale, le support structuré enduit dudit milieu de capture étant configuré pour être traversé par un flux d’air de vitesse linéaire comprise entre 0.1 et 5 m/s sans provoquer une perte de charge supérieure à 250 Pa. La présente demande vise également un procédé de capture des microparticules en suspension dans l’air et l’utilisation du dispositif, tout particulièrement sur un réseau souterrain dédié au transport ferroviaire de passagers. Figure pour l'abrégé : figure 7

Description

DISPOSITIF PASSIF DE CAPTURE DES MICROPARTICULES EN SUSPENSION DANS L’AIR
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
La présente invention relève du domaine des dispositifs et procédés d’épuration de l’air. Plus particulièrement, elle concerne les dispositifs et procédés permettant de capter une partie significative des microparticules contenues dans l’air ambiant. L’invention trouve une application particulièrement avantageuse dans l’épuration de l’air ambiant des réseaux souterrains de circulation et de transport. La présente invention vise un dispositif doté d’un support structuré pour la capture des microparticules en suspension dans l’air dépourvu de moyens actifs de ventilation mécanique et de moyens d’alimentation en énergie électrique. La présente invention vise également un procédé de capture des microparticules par un dispositif objet de l’invention.
ART ANTÉRIEUR
La pollution particulaire de l’air des milieux urbains et périurbains par diverses sources induit des problèmes importants de santé publique et est à l’origine de maladies respiratoires pour les populations exposées et de surcoûts pour les organismes de santé.
Dans son rapport de 2018, l’Agence Européenne pour l’Environnement indique que les concentrations trop importantes en particules en suspension (ou "PM", abrévié de l’anglais « Particulate matter ») ont été responsables d’environ 422 000 décès prématurés annuels dans 41 pays européens, dont environ 391 000 dans les 28 états de l’Union Européenne. Ainsi, la fourniture d’un air présentant une moindre concentration en particules en suspension est un enjeu de santé publique.
Pour réduire la concentration en particules suspendues dans l’air dans un espace clos où cette concentration est particulièrement importante, on peut mettre en œuvre un système efficace de ventilation. Cette solution, principalement mise en œuvre dans les réseaux souterrains, consiste à renouveler l’air du réseau souterrain avec de l’air moins chargé en particules provenant de l’extérieur, l’air souterrain étant rejeté à l’extérieur sans aucun traitement. Cette solution présente l’inconvénient de ne pas éliminer les polluants, mais de seulement les déplacer de l’intérieur vers l’extérieur, ce qui augmente la pollution de l’air extérieur. De plus, cette solution n’est pas adaptée pour une mise en œuvre en dehors d’un espace clos, par exemple en plein air.
D’autres systèmes actuellement mis en œuvre visent à capturer, et à retenir, les microparticules en suspension dans l’air. Parmi les technologies le plus courantes on peut citer l’utilisation de milieux filtrant dotés de de pores d’une taille appropriée pour retenir les particules, la précipitation électrostatique des microparticules par application d’un champ électrique ou encore l’absorption des microparticules dans un flux de liquide circulé au travers du système.
Ces technologies nécessitent une alimentation électrique pour leur bon fonctionnement, ce qui empêche l’implantation de tels systèmes à des endroits sans raccordement au réseau électrique ou à des endroits où le changement d’une batterie serait impraticable.
En outre, ces technologies nécessitent pour leur bon fonctionnement un flux d’air orienté qui circule d’une entrée d’air où pénètre un flux d’air à épurer vers une sortie d’air d’où s’échappe un flux d’air déchargé d’une partie de ses particules en suspension. Le caractère orienté d’un système d’épuration de l’air signifie que le système d’épuration de l’air cesse de fonctionner correctement en l’absence d’un flux d’air dirigé selon l’orientation prévue. Ce caractère orienté peut également impliquer un risque de relargage, c’est-à-dire un risque que les particules captées par le système d’épuration de l’air soient libérées en cas d’inversion du flux d’air. Afin de garantir un flux d’air constant et orienté, le flux d’air est habituellement généré par un ventilateur tout ou autre moyen mécanique équivalent, ce qui présente l’inconvénient de complexifier l’installation par l’ajout de parties mouvantes. Tout particulièrement, les systèmes mettant en œuvre un milieu filtrant, c’est-à-dire dont les tailles de pores retiennent les particules en suspension, nécessitent un flux d’air suffisamment puissant pour compenser la perte de charge importante occasionnée par le filtre.
OBJETS DE L’INVENTION
On rappelle qu’une microparticule est une particule dont la taille est comprise entre 0,1 µm et 100 μm. Dans le cadre de l’invention, les termes « particules en suspension » désignent les microparticules en suspension dans l’air et tout particulièrement les microparticules de taille inférieure ou égale à 10 µm de diamètre, aussi appelées PM10, ainsi que les microparticules de tailles inférieures à 2,5 µm, aussi appelées PM2.5 et de taille inférieure à 1 µm, aussi appelées PM1.
La demanderesse s’est donnée pour objectif de réduire la concentration en microparticules en suspension dans l’air des espaces urbains collectifs, en particulier à proximité des infrastructures de transport routier ou ferroviaire et tout particulièrement pour application dans un réseau de transport souterrain, qui peut notamment être routier ou ferroviaire. Pour ces applications, la demanderesse a cherché un dispositif qui cumule une bonne facilité d’entretien, une certaine robustesse, une capacité à fonctionner sans alimentation électrique et une perte de charge très faible. Aucune des solutions de l’art antérieur ne répondant à l’ensemble de ces critères, la demanderesse a développé le dispositif et le procédé objets de la présente invention. La présente invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients des solutions de l’art antérieur.
À cet effet, selon un premier objet, la présente invention vise un dispositif pour la capture des microparticules en suspension dans l’air qui présente les caractéristiques suivantes :
- le dispositif est dépourvu de moyens actifs de ventilation et dépourvu de moyens d’alimentation en énergie électrique,
- le dispositif comporte un support structuré traversé par un grand nombre d’ouvertures de dimension minimale comprise entre 1 millimètre et 15 millimètres, ledit support structuré présentant un taux de vide supérieur à 80%, préférentiellement supérieur à 85%, préférentiellement supérieur à 90%, très préférentiellement de l’ordre de 95%,
- le support structuré étant enduit d’un milieu de capture des microparticules en suspension dans un flux d’air choisi parmi : les huiles végétale, les huiles minérales, les huiles de silicone ou les graisses animale,
- le support structuré enduit dudit milieu de capture étant configuré pour être traversé par un flux d’air de vitesse linéaire comprise entre 0,1 et 5 m/s sans provoquer une perte de charge supérieure à 250 Pa.
Au sens de l’invention, la dimension minimale d’une ouverture traversant le support structuré correspond au diamètre de l’ouverture mesuré en son point le plus étroit. En d’autres termes, une dimension minimale d’une ouverture de 1 millimètre signifie qu’une particule sphérique de 1 millimètre de diamètre peut traverser ladite ouverture sans être bloquée.
Préférentiellement, la dimensions moyenne des ouvertures est de l’ordre de 5 millimètres. Par exemple, la dimension moyenne des ouvertures est comprise entre 3 et 10 millimètres.
Ces ouvertures sont présentes dans le support structuré d’un dispositif selon l’invention « en grand nombre », et un nombre minimal peut être fixé, de manière plus ou moins arbitraire, à environ mille. Par exemple le support structuré comporte en moyenne au moins une ouverture par centimètre carré, ou au moins 4 ouvertures par centimètre carré, ou au moins 16 ouvertures par centimètre carré.
Au sens de l’invention, le taux de vide correspond au rapport entre le volume du support structuré qui est vide et le volume de l’espace délimité par le support structuré qui est occupé par de la matière solide.
Le support structuré peut par exemple être un support métallique en croisillons présentant de larges ouvertures ou encore un maillage de polyester formant de larges ouvertures hexagonales. Tout support structuré selon l’invention comporte de larges et nombreuses ouvertures de tailles sensiblement identiques, c’est-à-dire dans le même ordre de grandeur de taille. Le support structuré n’a pas un rôle de filtration mais plutôt un rôle de support du milieu de capture. En effet, le diamètre des ouvertures du support structuré selon l’invention, de l’ordre du millimètre, est très supérieur au diamètre des microparticules captées au moyen du dispositif, de l’ordre du micromètre ou de quelques dizaines de micromètres. Ces dispositions contribuent à la très faible perte de charge du support structuré.
Le milieu de capture enduit sur le support structuré assure la capture des microparticules soit par un mécanisme de collement des microparticules sur le milieu, soit par un mécanisme de pénétration partielle des microparticules dans le milieu, ou encore par une combinaison de ces mécanismes. Grâces à ces dispositions, une partie des microparticules présentes dans un flux d’air traversant le dispositif sont capturées par le milieu de capture. On comprend bien que le dispositif ne nécessite pas pour son bon fonctionnement que le flux d’air circule en travers du dispositif dans un sens prédéterminé, dès lors qu’un contact entre le flux d’air et le milieu de capture s’opère. En cela, le dispositif n’est pas orienté ce qui est particulièrement avantageux pour un positionnement du dispositif sur un lieu où la direction des flux d’air est susceptible de varier. La direction d’un flux d’air est notamment susceptible de varier lorsque le dispositif est positionné en extérieur, en fonction de la direction du vent ou lorsqu’il est positionné à proximité d’une voie de transport routier ou ferroviaire, en fonction du sens de passage des véhicules.
En outre, étant donné que les microparticules ne s’accumulent pas seulement sur une face du support structuré et que lesdites microparticules sont collées et/ou pénètrent au moins partiellement dans le milieu, le dispositif est peu susceptible de relarguer dans l’air des microparticules préalablement capturées en cas de changement de direction du flux d’air traversant le dispositif.
On comprend bien également que le dispositif objet de l’invention ne nécessite pas, pour son bon fonctionnement, de moyens actifs de ventilation, de type pales de ventilateurs, ni d’alimentation en énergie électrique, aucun composant du dispositif ne requérant une telle alimentation. Cela facilite énormément son implantation à un endroit voulu, qui peut être un endroit difficile d’accès, par exemple dans un tunnel ferroviaire, où la réalisation de travaux d’installation électrique spécifiques représenterait un coût inacceptable, et où le recours à des panneaux photovoltaïques n’est pas possible faute de lumière.
Au cours du temps, l’accumulation de microparticules dans le milieu sera susceptible d’abaisser l’efficacité de capture du dispositif objet de l’invention. Ainsi, à intervalles de temps régulier, il sera utile de remplacer le milieu de capture saturé par un milieu de capture frais (neuf ou recyclé). Préférentiellement, le milieu de capture est dépouillé du support structuré afin que le support structuré puisse être enduit à nouveau et utilisé à nouveau.
Dans des modes de réalisation, le support structuré est formé dans une matière non poreuse.
Dans le cadre de l’invention, on distingue les « pores » des « ouvertures ». Les pores sont des cavités de petite dimension, typiquement inférieure à 10 microns, et qui ne sont pas nécessairement traversantes. Par opposition, les ouvertures sont traversantes et leur taille est comprise entre 1 mm et 15 mm. Ainsi, la porosité d’une matière non poreuse selon l’invention, exprimée en pourcentage de vides laissés par les pores tels que définis plus haut, par rapport au reste du volume occupé par le support structuré est préférentiellement inférieure à 1%, très préférentiellement inférieure à 0,1%.
Grâce à ces dispositions, le milieu de capture n’est pas absorbé par la matière constituant le support structuré. Ces dispositions permettent de prévenir un abaissement de l’efficacité de capture des particules par le support structuré enduit de milieu de capture qui serait moindre si une partie significative du milieu de capture pénétrait dans les pores de la matière constituant le support structuré
Dans des modes de réalisation, le support structuré est disposé sensiblement verticalement et le milieu de capture est un matériau liquide aux températures ambiantes d’utilisation, maintenu par tension de surface sur le support structuré.
Par exemple, le support structuré est incliné d’un angle inférieur ou égal à 25°, préférentiellement inférieur à 15° par rapport à la verticale ; une si faible inclinaison est comprise ici comme une disposition « sensiblement verticale ».
Dans des modes de réalisation, le milieu de capture est une huile végétale. Préférentiellement, l’huile végétale est choisie parmi les compositions contenant peu d’acides gras insaturés et polyinsaturés ou contenant une teneur élevée en antioxydant (par exemple de la vitamine E ou des polyphénols) qui leur confère une bonne stabilité dans le temps. A titre d’exemple, on préfère les huiles d’olive, de noyaux d’abricot, de jojoba, d’amande douce, de ricin, de coco, de karité, de noisette, de prune, d’argousier, d’argan, d’avocat, de chanvre, de macadamia, de tournesol oléique ou de palme. D’autres huiles végétales sont également utilisables dans les environnements peu éclairés ou lorsque la température ambiante est suffisamment basse (par exemple l’hiver).
Dans des modes de réalisation, la stabilité de l’huile végétale est prolongée par addition d’antioxydants.
Dans des modes de réalisation, le milieu de capture est une huile minérale, telle qu’une huile de paraffine, ou encore une huile de silicone.
Dans des modes de réalisation, le milieu de capture est une huile de silicone par exemple choisi parmi les polydiméthylsiloxanes, purs ou modifiés par des polyéthers. Les copolymères silicone-polyéthers ont l’avantage d’être hydrosolubles.
Dans des modes de réalisation, le support structuré comporte un textile tissé. Selon un mode de réalisation particulier, le textile est tissé en fibres de polyester.
Dans des modes de réalisation, le support structuré est une mousse alvéolaire dont les cellules sont ouvertes et dont la taille est comprise entre 2 mm et 10 mm. Ces structures alvéolaires peuvent être souples, typiquement en polyuréthane ou rigide, par exemple en métal ou en céramique à base d’alumine ou de mélange d’oxydes métalliques.
Dans des modes de réalisation, le support structuré comporte une pluralité de plaques assemblées entre elles. Lesdites plaques sont des pièces sensiblement planes, traversées de trous de diamètre minimal compris entre environ 1 mm et 15 mm et enduites de milieu de capture. Lesdites plaques peuvent par exemple être superposées ou encore jointes par l’une de leur extrémités et inclinées entre elles dans un arrangement en « V » ou en « W ». On souligne que le support structuré enduit de milieu de capture doit dans son ensemble, même lorsqu’il s’agit d’un assemblage, présenter une faible perte de charge selon les limites fixées par l’invention. Par exemple, le support structuré dans son ensemble est configuré pour être traversé par un flux d’air de vitesse linéaire de 5 m/s sans provoquer une perte de charge supérieure à 250 Pa.
Dans des modes de réalisation, le support structuré comporte une structure métallique. Plus particulièrement, le support structuré peut être une structure métallique en métal déployé, une plaque métallique obtenue par emboutissage ou une plaque métallique déployée et emboutie.
Dans des modes de réalisation le support structuré est un assemblage de plusieurs plaques métalliques. Dans des modes de réalisation le support structuré comporte une plaque métallique en métal déployé et ondulée par emboutissage intercalée entre deux plaques métalliques en métal déployé.
On rappelle qu’une plaque métallique en métal déployé est une plaque de métal coupée puis étirée. En d’autres termes, le métal déployé est réalisé par cisaillement d'une plaque ou d'une bobine de métal dans une presse, équipée de couteaux créant un maillage métallique généralement de forme de losange laissant des vides entourés par des barres en métal interconnectées. Préférentiellement, le métal constituant la plaque métallique est de l’acier ou de l’aluminium. L’aluminium est préféré car moins lourd. Par ailleurs, ce n’est pas un catalyseur connu pour l’oxydation des huiles végétales, contrairement au fer.
Dans des modes de réalisation, le support métallique est anodisé.
Grâces à ces dispositions, le métal présente une rugosité accrue et retient plus facilement le milieu enduit sur le support structuré.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de l’invention comporte un caisson abritant le support structuré enduit de milieu de capture. Préférentiellement, le caisson présente une épaisseur inférieure à 40 cm, de préférence inférieure à 30 cm et très préférentiellement inférieure à 25 cm. Cette faible épaisseur permet une implantation dans des espaces contraints, en particulier sous le nez d’un quai dans une station ferroviaire.
Selon un deuxième aspect, l’invention vise l’utilisation d’un dispositif de capture des microparticules en suspension dans l’air selon l’invention, mis en œuvre dans un souterrain, notamment dans un complexe dédié au transport collectif ferroviaire, particulièrement dans les zones de circulation pédestre des passagers, au nez d’un quai, à l’embouchure d’un tunnel ferroviaire, dans un tunnel ferroviaire en zone de freinage, ou encore dans un tunnel ferroviaire en zone d’accélération.
L’utilisation d’un dispositif objet de l’invention dans un réseau de tunnels ferroviaires destiné au transport de passagers est particulièrement utile car cet environnement clos voit transiter un grand nombre de voyageurs qui sont exposés à une concentration élevée en microparticules générées par le transport ferroviaire.
Dans des modes de réalisation, le dispositif de capture des microparticules objet de l’invention, placé dans un tunnel ferroviaire, comporte un support structuré sensiblement plan et ledit support structuré est sensiblement parallèle à l’axe principal d’un rail abrité par le tunnel ferroviaire.
Dans des modes de réalisation, le dispositif selon l’invention est positionné dans un tunnel ferroviaire sur une zone de freinage ou sur une zone d’accélération, de préférence sur une zone de freinage.
On définit une zone de freinage ou une zone d’accélération comme la zone située à moins de 5 mètres d’une section de rail le long de laquelle le train freine avant d’arriver en gare ou accélère en sortant de la gare. Les zones préférées sont celles éloignées de moins de 100 mètres de l’embouchure de la gare, et encore plus préférentiellement éloignées de moins de 50 mètres de l’embouchure de la gare.
On privilégie le placement du dispositif objet de l’invention au niveau des zones de freinage qui sont les principales zones d'émissions de microparticules dans un réseau souterrain de transport ferroviaire. Par exemple, le dispositif selon l’invention est placé à proximité de l’embouchure de la station, du côté où le train rentre dans la station, soit sur le mur du tunnel, soit sur la paroi vertical du quai à hauteur des boggies du train.
Dans des modes de réalisation, le dispositif selon l’invention est positionné dans les derniers mètres du tunnel avant l’arrivée en gare, le plus près possible du rail extérieur et idéalement en regard du système de freinage d’un train lorsque le train entre en gare, et positionné à une hauteur correspondante à la hauteur du système de freinage du train ou juste au-dessus.
Selon un troisième aspect, la présente invention vise un procédé de capture des microparticules en suspension dans l’air, qui comporte :
- la fourniture d’un support structuré traversé par un grand nombre de dimension minimale comprise entre 1 millimètre et 15 millimètres, ledit support structuré présentant un taux de vide supérieur à 80%, préférentiellement supérieur à 85%, préférentiellement supérieur à 90%, très préférentiellement de l’ordre de 95%,
- l’enduction du support structuré par un milieu de capture configuré pour capter par contact des microparticules en suspension dans un flux d’air et choisi parmi : une huile végétale, une huile minérale, une huile de silicone et une graisse animale,
- le support structuré enduit de milieu étant configuré pour être traversé par un flux d’air de vitesse linéaire comprise entre 0,1 m/s et 5 m/s sans provoquer une perte de charge supérieure à 250 Pa et
- la mise en contact du support structuré avec un flux d’air chargé en microparticules sans moyens actifs de ventilation permettant la circulation forcée du flux d’air chargé en microparticules.
Dans des modes de réalisation, le procédé comporte :
- une étape de dépouillement d’au moins une partie du milieu enduit sur le support structuré et
- une étape de remplacement du milieu de capture dépouillé par enduction du support structuré par un milieu de capture frais.
Dans des modes de réalisation, l’étape de dépouillement comporte un lavage du support structuré enduit de milieu à l’eau savonneuse.
Dans des modes de réalisation, l’étape de dépouillement comporte un décapage du support structuré enduit de milieu par un flux d’air sous pression.
Dans des modes de réalisation, l’étape de dépouillement comporte un décapage du support structuré enduit de milieu par un flux de vapeur d’eau sous pression.
Dans des modes de réalisation, l’étape de dépouillement comporte un nettoyage cryogénique.
Les buts, avantages et caractéristiques particulières du procédé objet de la présente invention étant similaires à ceux du dispositif objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier du dispositif et du procédé objets de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels :
représente, schématiquement, un premier mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention,
représente une photographie d’un support structuré mis en œuvre dans le premier mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention,
représente une photographie d’un support structuré mis en œuvre dans le premier mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention,
représente un support structuré mise en œuvre dans un deuxième mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention,
représente une photographie d’un support structuré mis en œuvre dans un troisième mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention,
représente, schématiquement et en perspective, un mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention qui comporte un caisson de protection,
représente une photographie d’un mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention, implanté sous un quai dans une gare ferroviaire et
représente, schématiquement et sous forme d’un logigramme, une succession d’étapes particulières du procédé objet de la présente invention.

Claims (25)

  1. Dispositif pour la capture des microparticules en suspension dans l’air, caractérisé en ce que :
    - le dispositif est dépourvu de moyens actifs de ventilation et dépourvu de moyens d’alimentation en énergie électrique,
    - le dispositif comporte un support structuré traversé par un grand nombre d’ouvertures de dimension minimale comprise entre 1 millimètre et 15 mm, ledit support structuré présentant un taux de vide supérieur à 80%, préférentiellement supérieur à 85%, préférentiellement supérieur à 90%, très préférentiellement de l’ordre de 95%,
    - le support structuré étant enduit d’un milieu de capture des microparticules en suspension dans un flux d’air choisi parmi : les huiles végétales, les huiles minérales, les huiles silicones, les graisses animales,
    - le support structuré enduit dudit milieu de capture étant configuré pour être traversé par un flux d’air de vitesse linéaire comprise entre 0,1 et 5 m/s sans provoquer une perte de charge supérieure à 250 Pa.
  2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le support structuré est formé dans une matière non poreuse.
  3. Dispositif selon l’une des revendications qui précèdent, dans lequel le support structuré est disposé sensiblement verticalement et dans lequel le milieu de capture est un matériau liquide à température ambiante maintenu par tension de surface sur le support structuré.
  4. Dispositif selon l’une des revendications qui précèdent, dans lequel le milieu de capture est une huile végétale choisie parmi l’huile d’olive, d’abricot, de jojoba, d’amande douce, de ricin, de coco, de karité, de noisette, de prune, d’argousier, d’argan, d’avocat, de chanvre, de macadamia, de tournesol oléique ou de palme.
  5. Dispositif selon l’une des revendications qui précèdent, dans lequel le milieu de capture est choisie parmi les huiles de silicone et de paraffine.
  6. Dispositif, selon l’une des revendications qui précèdent, dans lequel le support structuré comporte un textile tissé.
  7. Dispositif, selon la revendication qui précède, dans lequel le textile est tissé en fibres de polyester
  8. Dispositif, selon l’une des revendications qui précèdent, dans lequel le support structuré comporte une mousse alvéolaire dont les cellules sont ouvertes et dont la taille est comprise entre 2 et 10 mm, préférentiellement choisie parmi une mousse en polyuréthane et une mousse en métal ou en céramique à base d’alumine ou de mélange d’oxydes métalliques.
  9. Dispositif, selon l’une des revendications qui précèdent, dans lequel le support structuré comporte une pluralité de plaques assemblées entre elles.
  10. Dispositif, selon l’une des revendications qui précèdent, dans lequel le support structuré comporte une structure métallique.
  11. Dispositif, selon la revendication précédente, dans lequel le support structuré est une structure métallique en métal déployé ou obtenue par emboutissage
  12. Dispositif, selon l'une quelconque des deux revendications qui précédent, dans lequel le support structuré est un assemblage de plusieurs plaques métalliques, préférentiellement comportant une plaque métallique en métal déployé et ondulée par emboutissage intercalée entre deux plaques métalliques en métal déployé.
  13. Dispositif, selon l'une quelconque des trois revendications qui précédent, dans lequel le support métallique est anodisé.
  14. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications qui précédent, qui comporte un caisson (351) abritant le support structuré enduit de milieu de capture et dans lequel le caisson présente une épaisseur inférieure à 40 cm, de préférence inférieure à 30 cm et très préférentiellement inférieure à 25 cm.
  15. Utilisation d’un dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans un souterrain, notamment dans un complexe dédié au transport collectif ferroviaire, particulièrement dans les zones de circulation pédestre des passagers, au nez d’un quai, à l’embouchure d’un tunnel ferroviaire, dans un tunnel ferroviaire en zone de freinage, ou encore dans un tunnel ferroviaire en zone d’accélération.
  16. Utilisation d’un dispositif selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif est positionné dans un tunnel ferroviaire à proximité d’une zone de freinage ou d’une zone d’accélération, plus préférentiellement d’une zone de freinage.
  17. Utilisation d’un dispositif selon la revendication 15, dans lequel le dispositif est positionné dans les derniers mètres du tunnel avant l’arrivée en gare, le plus près possible du rail extérieur et idéalement en regard du système de freinage d’un train lorsque le train entre en gare, et positionné à une hauteur correspondante à la hauteur du système de freinage du train ou juste au-dessus.
  18. Procédé de capture des microparticules en suspension dans l’air, caractérisé en ce qu’il comporte :
    - la fourniture d’un support structuré traversé par un grand nombre d’ouvertures de dimension minimale comprise entre 1 mm et 15 mm, ledit support structuré présentant un taux de vide supérieur à 80%, préférentiellement supérieur à 85%, préférentiellement supérieur à 90%, très préférentiellement de l’ordre de 95%,
    - l’enduction du support structuré par un milieu de capture configuré pour capter par contact des microparticules en suspension dans un flux d’air et choisi parmi : une huile végétale, une huile minérale, une huile silicone et une graisse animale,
    - le support structuré enduit d’huile étant configuré pour être traversé par un flux d’air de vitesse linéaire comprise entre 0.1 et 5 m/s sans provoquer une perte de charge supérieure à 250 Pa et
    - la mise en contact du support structuré avec un flux d’air chargé en microparticules sans moyens actifs de ventilation permettant la circulation forcée du flux d’air chargé en microparticules.
  19. Procédé de capture des microparticules en suspension dans l’air selon la revendication précédente, qui comporte :
    - une étape de dépouillement d’au moins une partie du milieu enduit sur le support structuré et
    - une étape de remplacement du milieu de capture dépouillé par enduction du support structuré par un milieu de capture frais.
  20. Procédé de capture des microparticules en suspension dans l’air selon la revendication précédente, dans lequel l’étape de dépouillement comporte un lavage du support structuré enduit de milieu à l’eau savonneuse.
  21. Procédé de capture des microparticules en suspension dans l’air selon l’une quelconque des revendications 20 ou 21, dans lequel l’étape de dépouillement comporte un décapage du support structuré enduit de milieu par un flux d’air sous pression.
  22. Procédé de capture des microparticules en suspension dans l’air selon l’une quelconque des revendications 20 à 22, dans lequel l’étape de dépouillement comporte un décapage du support structuré enduit de milieu par un flux de vapeur sous pression.
  23. Procédé de capture des microparticules en suspension dans l’air selon l’une quelconque des revendications 20 à 23, dans lequel l’étape de dépouillement comporte un nettoyage cryogénique.
  24. Procédé de capture des microparticules en suspension dans l’air selon l’une quelconque des revendications 19 à 24, dans lequel l’enduction du support structuré par un milieu de capture est réalisée par trempage du support structuré dans un milieu de capture ou par aspersion du milieu de capture sur le support structuré.
  25. Procédé de capture des microparticules en suspension dans l’air selon l’une quelconque des revendications 19 à 25, dans lequel l’enduction du support structuré par un milieu de capture comporte une étape de chauffage du milieu de capture utilisé pour le trempage ou l’aspersion.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102019119021A1 (de) * 2018-07-13 2020-01-16 Mann+Hummel Gmbh Bahnhof, insbesondere Tunnelbahnhof und Verwendung einer Filtereinheit in einem Bahnhof

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5951745A (en) * 1997-05-28 1999-09-14 Gibbs; Douglas P. Environmentally benign, washable wet filter
FR2832324B1 (fr) * 2001-11-19 2004-10-08 Bruno Georges Bordenave Additif de filtration anti-radicalaire
US20040250683A1 (en) * 2002-10-18 2004-12-16 Innovative Construction And Building Materials, Llc Advanced filtration devices and methods
DE10334905A1 (de) * 2003-07-29 2005-02-17 Neher Systeme Gmbh & Co. Kg Insektenschutzvorrichtung
DE202011104640U1 (de) * 2011-08-17 2011-11-16 Riensch & Held Gmbh & Co. Kg Filter für Heizkörper
KR20180099004A (ko) * 2017-02-28 2018-09-05 유장호 공기 청정기용 필터 및 그것을 구비한 공기 청정기

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