TITRE: SYSTEME ET PROCEDE DE TRAITEMENT DE MICROORGANISMES

Domaine technique L’invention se rapporte au domaine du traitement des milieux contaminés, et concerne plus particulièrement un système et un procédé de traitement de microorganismes par exemple pour réduire la quantité de microorganismes dans un milieu liquide ou gazeux.

Technique antérieure Le terme générique microorganisme regroupe l’ensemble des êtres vivants microscopiques tels que les bactéries, les mycètes, les parasites et les virus. Différentes qualifications peuvent être attribuées à ces microorganismes en fonction de leur effet sur l’être humain, leur mode de développement, etc... On distingue par exemple les microorganismes dits pathogènes (désignés sous le nom de microbes en langage courant) capables de provoquer des désordres organiques, les microorganismes dits cultivables, etc... Bien entendu, un même microorganisme peut se voir attribuer plusieurs qualifications. Par exemple, la bactérie Escherichia Coli est notamment considérée comme un microorganisme cultivable et pathogène, alors qu’un virus est généralement considéré comme un agent pathogène non cultivable.

Dans le cas particulier des microorganismes pathogènes et cultivables tels que la bactérie Escherichia Coli (E.Coli), différentes solutions antimicrobiennes sont développées dans le but de ralentir ou d’empêcher la croissance de ces microorganismes. En particulier, il est connu que les rayonnements UV, certains métaux et certains oxydes semi-conducteurs, lorsqu’ils sont mis en œuvre séparément, présentent des effets antimicrobiens, avec des modes d'action et des conditions d'action différentes.

Les rayonnements ultraviolets (UV) provoquent des altérations moléculaires des cellules vivantes, et ce de façon plus ou moins importante en fonction de leur longueur d’onde. On distingue notamment :

- les UV de type A (UV-A), de longueurs d’ondes comprises entre 315nm et 400nm, qui provoquent une altération moléculaire des cellules vivantes ;

- les UV de type B (UV-B), de longueurs d’ondes allant de 280nm à 315nm, plus dommageable que les UV-A pour les cellules vivantes ; et

- les UV de type C (UV-C), de longueurs d’ondes comprises entre lOOnm et 280nm et qui sont très nocives, voire mortels pour l’Homme, mais qui ont l’avantage de présenter une très bonne action germicide.

Brièvement, au niveau des mécanismes connus, les cycles aromatiques des bases (A, G, T, C) de la molécule d’ADN absorbent l’énergie des photons associés à une longueur d’onde comprise entre 230 et 290 nm (UV-C et UV-B de basse longueur d’onde). L’énergie absorbée au niveau de deux pyrimidines (C ou T) adjacentes fournit l’énergie nécessaire à la formation d’une liaison covalente entre ces deux bases, formant essentiellement des dimères cyclobutaniques de pyrimidines (cyclobutane pyrimidine dimer, CPD) et les pyrimidines (6-4) pyrimidone (6-4 PP) qui entraînent alors une distorsion de la double hélice d’ADN et bloquent notamment la progression des polymérases réplicatives. En l’absence de réparation, il y a risque d’insertion d’une base incorrecte (mutation) au cycle réplicatif suivant et selon le nombre de mutations et leur importance, un effet délétère sur la cellule peut être observé.

En ce qui concerne les UVA, ils ne sont que faiblement absorbés par les bases de l’ADN mais ils peuvent exciter des chromophores cellulaires, appelés photo -sensibilisateurs qui reviennent à leur état d’énergie fondamental par dissipation de chaleur ou émission de photons (c’est le phénomène de fluorescence) mais peuvent également subir une transition vers un état énergétique plus stable appelée état triplet. Ce triplet joue un rôle clé dans l’induction des dommages liés aux UV-A en réagissant directement avec d’autres molécules, comme les bases de l’ADN, (photosensibilisation de type I) ou en transférant son énergie aux molécules d’oxygène (photosensibilisation de type II), menant ainsi à la formation d’espèces réactives de l’oxygène (reactive oxygen species, ROS) : l’oxygène singulet 6 ¹ 02) ou l’anion superoxyde (O2 ^' ). De plus, le radical hydroxyle (OH) peut être formé en présence de métaux de transition à partir de peroxyde d’hydrogène (H2O2) lui- même issu par dismutation de l’anion superoxyde. L’accumulation de ROS dans la cellule peut provoquer des lésions directes sur tous les composants cellulaires dont l’oxydation des protéines et l’altération des acides nucléiques, en particulier des cassures de l’hélice d’ADN (simple ou double-brin).

Parmi les oxydes semi-conducteurs on peut citer le dioxyde de titane (T1O2) connu pour ses propriétés photocatalytiques contribuant notamment à une inactivation des bactéries, des virus et des moisissures. En pratique, un film mince à base de T1O2 est déposé ou formé sur un substrat. L’activation du photocatalyseur par irradiation, par exemple, sous rayonnement ultraviolet (UV), produit une réaction d’oxydoréduction générant des paires "électron- trou". Ces paires "électron-trou" réagissent avec l'oxygène et l'humidité contenus dans le milieu, tel que l’air ou l’eau, pour donner des radicaux libres nocifs pour les microorganismes. Par exemple, le document FR2910341 de la Demanderesse, décrit le dépôt d’une couche de T1O2 sur des fibres optiques configurées pour émettre un rayonnement UV.

Parmi les métaux présentant une propriété antibactérienne, on peut citer l’argent (Ag). Les ions argent (Ag+) ont la faculté de pénétrer au sein même des bactéries, et d’inactiver leurs enzymes vitales ou de générer du peroxyde d'hydrogène, ce qui aboutit immanquablement à la mort bactérienne. En revanche et contrairement au dioxyde de titane, l’argent ne permet pas l'élimination des résidus bactériens ainsi générés. On peut également citer le cuivre (Cu) pour ses propriétés antimicrobiennes. Dans l’eau, la capacité des bactéries à se reproduire peut être fortement affectée en fonction de la quantité d’ions cuivre présents. En pratique, on constate que les ions cuivre attaquent la membrane cellulaire des bactéries, asphyxie la bactérie, puis attaque le matériel génomique (ADN) de la bactérie induisant sa mort. L’association de métal, tel que l'argent ou le cuivre, et du dioxyde de titane dans différentes formulations sous la forme de poudres composites ou films composites minces, dans le but d'améliorer l'activité photocatalytique du dioxyde de titane T1O2, a été envisagée. Il a notamment été démontré que l’argent, en favorisant la séparation des charges, diminue la recombinaison des paires "électron-trou" photo-générées. Ainsi des particules de cuivre ou d’argent peuvent être incorporées sous la forme de film mince combiné avec des particules de dioxyde de titane T1O2, l’ensemble déposé sur un substrat.

Par ailleurs, pour augmenter l’efficacité de l’action du métal sur les bactéries, une solution consiste à augmenter la surface de contact de la surface métallique avec les cellules bactériennes. Afin de limiter l’encombrement du substrat, une solution consiste par exemple à créer des rugosités dans le film mince pour emprisonner les bactéries dans ces rugosités, augmentant ainsi la surface de contact.

Cette solution de film mince reste cependant complexe à mettre en œuvre puisqu’elle nécessite de maîtriser les différents facteurs liés au procédé de dépôt du film sur le substrat, tels que la taille des particules métalliques à incorporer pour combler les interstices entre les particules T1O ₂ , l’apport de la quantité de gaz, etc... En outre, un problème majeur rencontré dans les solutions à base de films minces est le pelage et l’appauvrissement prématuré de particules de cuivre. Par ailleurs, dans la plupart des solutions, le rayonnement UV est généralement apporté par une source lumineuse extérieure, telle qu’une lampe ou plusieurs lampes placées à une certaine distance du substrat pour pouvoir activer une plus grande zone du film. Cette solution induit un coût plus important et une efficacité non optimale. Une autre solution tout aussi complexe et coûteuse, consiste à déposer le film antimicrobien sur un substrat en verre permettant de capter la lumière émise par le soleil et de la véhiculer pour activer les particules photocatalytiques.

Présentation de l’invention

La présente invention propose ainsi une solution alternative, facile à mettre en œuvre, peu encombrante, qui ne nécessite pas d’étapes de fabrication complexe et qui présente néanmoins un effet sur l’activité des microorganismes, bien meilleure par rapport aux solutions existantes.

La présente invention vise notamment à proposer une solution alternative permettant d’empêcher la croissance de microorganismes, par exemple des microorganismes cultivables pathogènes ou non pathogènes, présents dans un milieu, par réduction ou ralentissement de l’activité de ces microorganismes, par inactivation ou inhibition de ces microorganismes, par élimination, ou encore par réduction de la quantité de ces microorganismes dans le milieu.

La solution de l’invention présente notamment les avantages suivants :

- action rapide et efficace sur des contaminants organiques, mais également sur les microorganismes tels que les germes ;

- plus compact ;

- malléable et modulable ;

- fabrication moins complexe par rapport au dépôt chimique de particules métalliques ; - plus durable.

L’invention propose donc une nappe textile comprenant des fibres optiques en chaînes et/ou en trame tissées avec des fils de liage en chaîne et/ou en trame. Chaque fibre optique présente des altérations invasives le long de la fibre, et autorise l’émission, au niveau de ces altérations, de lumière se propageant dans la fibre. La nappe textile comprend en outre des fils métalliques en chaîne et/ou en trame tissés également avec des fils de liage, qui peuvent être identiques ou distinctes de ceux associés aux fibres optiques. Les fils métalliques sont à base d’un métal ayant un effet négatif sur la croissance de microorganismes, de préférence à base d’un métal présentant des propriétés antimicrobiennes .

L’effet négatif sur la croissance de microorganismes peut notamment se traduire par la réduction de l’activité d’au moins des microorganismes ciblés dans le milieu traité, ou leur inactivation (ou inhibition), ou la réduction de la quantité de ces microorganismes ciblés présents dans le milieu traité.

Cette nappe textile est destinée à être mise en œuvre dans un système de traitement de microorganismes, tel qu’un système antimicrobien, comprenant donc au moins une nappe textile telle que définie ci-avant, ainsi qu’une source lumineuse agencée en regard de l’une des deux extrémités libres des fibres optiques et apte à générer un faisceau lumineux ayant également un effet négatif sur la croissance des microorganismes. En pratique le faisceau lumineux peut comporter au moins une longueur d’onde dans le spectre du visible ou de l’ultraviolet. En pratique, l’effet négatif de la nappe textile sur les microorganismes est obtenu avec un faisceau lumineux comprenant de préférence au moins un rayonnement électromagnétique/lumineux de longueurs d’ondes comprises entre lOOnm et 400nm. Le rayonnement lumineux peut ainsi être avantageusement un rayonnement ultraviolet (c’est- à-dire dans la bande spectrale 100nm-400nm) ou visible-proche ultraviolet (c’est-à-dire dans la bande spectrale 400nm-500nm). En pratique, cette nappe textile peut aussi bien être réalisée sous la forme d’un tissu, d’un tricot que d’un tressé. Généralement, la nappe textile lumineuse est préférentiellement un tissu qui est composé de fils de chaîne et de fils de trame agencés selon des motifs prédéterminés que l’homme du métier saura déterminer selon les applications. Avantageusement, ce tissu peut être obtenu par un procédé Jacquard au cours duquel le mode de répartition des fils de chaîne et/ou trame mais également celui des fibres optiques et des fils métalliques est maîtrisé avec précision. Ainsi, les fibres optiques et les fils métalliques sont avantageusement tissés au sein d’une âme textile de manière contigüe et repérable. L’âme textile sert notamment de support pour le maintien des fibres optiques et des fils métalliques.

Les fils métalliques s’étendent de préférence parallèlement aux fibres optiques. La nappe textile peut ainsi comprendre des fils de liage permettant le maintien des fibres optiques et des fils métalliques au sein de l’âme textile tissée. Ces fils de liage sont des fils de chaîne lorsque les fibres optiques et les fils métalliques sont insérés en trame, et ces fils de liage sont des fils de trame lorsque les fibres optiques et les fils métalliques sont insérés en chaîne. Toutefois, les fibres optiques et les fils métalliques sont préférentiellement insérés en trame et dans ce cas, les fils de liage sont des fils de chaîne. Par ailleurs, la nappe textile peut présenter avantageusement des fils de liage répartis sur les fibres optiques selon une armure de type satin de manière à optimiser la surface de diffusion des fibres optiques. Le dispositif lumineux peut présenter différents agencements et ce selon les applications visées. La solution de la présente invention se compose donc d’une nappe textile à base de fibres optiques à émission latérale et de fils métalliques, le tout maintenu par tissage via des fils de liage. Le rayonnement lumineux, tel que l’ultraviolet, est donc guidé de façon répartie à l’intérieure de la nappe textile grâce aux fibres optiques à émission latérale et est donc véhiculé au cœur même du milieu à traiter. En outre, les interstices de la nappe textile au niveau des entrecroisements des fils la constituant, augmentent la surface de contact de la nappe textile avec les organismes présents dans le milieu, et optimisent donc l’action des rayonnements lumineux combinée à l’action des fils métalliques sur les microorganismes ciblés. Par ailleurs, du fait de l’intégration de composés antimicrobiens sous la forme de fils métalliques, la source antimicrobienne par unité de surface peut être en quantité plus importante par rapport aux solutions intégrant des films minces métalliques et reste donc disponible plus longtemps. De ce fait, la durée de vie de la nappe textile de l’invention en tant que système de traitement est plus importante. Par ailleurs, l’intégration d’une source métallique sous forme de fils évite les problèmes de pelage et donc l’appauvrissement prématuré de la source antimicrobienne.

La nappe textile ainsi formée est par ailleurs facilement manipulable et modulable. En particulier, l’épaisseur et la souplesse d’une telle nappe textile est comparable à celles d’un tissu. De ce fait, elle peut notamment être utilisée telle quelle ou être solidarisée à des supports de différentes formes. Par exemple, une simple découpe de la nappe textile aux dimensions souhaitées permet de réaliser des dispositifs de décontamination de toutes dimensions.

Avantageusement, le métal est de préférence choisi dans le groupe comprenant l'argent (Ag) et le cuivre (Cu). En pratique, un fil métallique peut être constitué d’un seul filament (monofilament) sous la forme d’un fil de métal (cuivre ou argent) dit pur, comprenant par exemple 99,9% de métal (cuivre ou argent), et présentant par exemple un diamètre sensiblement de l’ordre de 10 à 300mhi. Il est également possible d’utiliser un fil métallique monofilament constitué d’un mélange de deux métaux à base de cuivre et d’argent, par exemple un fil constitué de cuivre recouvert d’argent ou un fil d’argent recouvert de cuivre. Le fil métallique monofilament peut également être sous la forme d’un fil textile revêtu d’une couche métallique. Selon une autre variante, un fil métallique peut être composé de plusieurs filaments (multifilament) combinés entre eux via différentes techniques d’assemblage. Ainsi, à titre d’exemple, un fil métallique multifilament peut se présenter sous la forme d’un fil guipé, d’un fil tordu. En pratique, un fil métallique multifilament comprend de préférence au moins un fil textile assemblé avec au moins un fil de métal pur ou un fil textile revêtu d’une couche métallique. Selon un mode de réalisation, le fil métallique peut comprendre un ou plusieurs fil(s) tordu(s) à base de métal (argent et/ou cuivre) avec un ou plusieurs fil(s) textile(s), tels que le polyester, polyamide ou tout autre fibre. Le fil métallique ainsi formé peut présenter un titrage compris entre 50 et 1000 décitex (Dtex). Par ailleurs, la source lumineuse génère de préférence un rayonnement ultraviolet de type A (UV-A) ou de longueur d’onde comprise entre 315 nm et 400 nm. En effet, il est observé que la synergie des fils de cuivre ou d’argent et le rayonnement UV-A sur certaines bactéries, telles que Escherichia coli (E. coli ), est considérablement accrue. Une telle solution est donc moins nocive pour les humains contrairement aux solutions préconisant l’utilisation d’UV-C qui nécessite des précautions d’utilisation et des mises en garde particulières. De préférence, l’intensité lumineuse appliquée suffisante est de 100 qW/cm ² .

Différentes techniques d’assemblage ou de tissage peuvent être mises en œuvre selon que l’on souhaite obtenir une nappe textile présentant des fibres optiques et/ou des fils métalliques visibles sur uniquement une face ou sur les deux faces la nappe.

Selon une variante, la nappe textile présente deux faces visibles opposées, et des fibres optiques et des fils métalliques sont visibles sur les deux faces opposées de la nappe. Dans cette variante, les fibres optiques et les fils métalliques sont tissées avec les fils de liage de manière à former un tissu. Les fils métalliques s’étendent parallèlement aux fibres optiques et le tissu est formé d’une alternance de fibres optiques et de fils métalliques sur chacune de ses faces.

Selon une autre variante, la nappe textile présente deux faces visibles opposées, les fibres optiques et les fils métalliques étant visibles sur une seule des deux faces. En d’autres termes, une technique de tissage particulière des fils métalliques avec des fils de liage et des fibres optiques avec ces mêmes fils de liage permet de positionner les fibres optiques et les fils métalliques visibles sur uniquement une même face de la nappe textile.

Selon une autre variante, la nappe textile présente deux faces visibles opposées, les fibres optiques étant visibles sur l’une des faces et les fils métalliques étant visibles sur l’autre face. En d’autres termes, une technique de tissage particulière des fils métalliques avec des fils de liage et des fibres optiques avec ces mêmes fils de liage permet de positionner les fibres optiques visibles sur uniquement une face de la nappe textile et de positionner les fils métalliques visibles uniquement sur l’autre face de la nappe textile.

Selon une autre variante, la nappe textile présente deux faces visibles opposées, les fibres optiques étant visibles sur uniquement l’une des faces et des fils métalliques étant visibles sur les deux faces. En d’autres termes, une technique de tissage particulière des fils métalliques avec des fils de liage et des fibres optiques avec ces mêmes fils de liage permet de positionner les fibres optiques de manière à les rendre visibles sur uniquement une face de la nappe textile et de positionner les fils métalliques de sorte que à les rendre visible sur les deux faces de la nappe. En d’autres termes, dans cette autre variante, une première face visible de la nappe textile comprend une alternance de fibres optiques et de fils métalliques, et une deuxième face visible de la nappe textile comprend exclusivement des fils métalliques.

De façon similaire, selon une autre variante, il est également possible de positionner les fibres optiques de sorte à les rendre visible sur les deux faces de la nappe et de positionner les fils métalliques de manière à les rendre visible uniquement sur une seule face de la nappe.

Selon une autre variante, la nappe textile peut être formée d’une superposition de couches textiles, chaque couche textile comprenant des fibres optiques et de fils métalliques qui sont maintenus ensemble par des fils de liages, et qui sont visibles sur une ou les deux faces de la couche, par l’exemple selon au moins l’une des variantes exposées ci-dessus. La nappe textile présente ainsi plus d’interstices (et donc de surfaces de contacts) pour capter/piéger les microorganismes cibles.

Selon une autre variante, la nappe textile peut comprendre une superposition de couches textiles dans laquelle une première couche textile est formée de fibres optiques maintenues par des fils de liages au sein d’une âme textile et une deuxième couche textile est formée de fils métalliques maintenus par des fils de liages au sein d’une autre âme textile. La nappe textile peut ainsi présenter une alternance de première et deuxième couches textiles.

Selon un mode de réalisation, il est possible d’intégrer des particules photocatalytiques à la nappe textile de manière à augmenter l’effet recherché. Les particules photocatalytiques peuvent être rapportées de différentes manières sur la nappe textile et peuvent former une couche recouvrant toute la nappe textile ou seulement des zones prédéfinies. Par exemple, les particules photocatalytiques peuvent d’abord être rapportées sur les différents composants de la nappe textile, avant tissage. Ainsi, la nappe textile peut en outre comprendre une couche d'enduction intégrant des particules photocatalytiques déposée sur tout ou partie des fibres optiques et/ou tout ou partie des fils de liages (fil de chaîne et/ou trame) avant tissage. De préférence, la couche d’enduction intégrant les particules photo catalytiques est déposée sur les fils de liage.

Les particules photocatalytiques peuvent également être rapportées après tissage des fibres optiques avec les fils de liage. Les particules photocatalytiques peuvent être déposées sur tout le tissu formé par les fibres optiques associées avec les fils de liage ou sur des zones prédéfinies. Ainsi, la nappe textile peut en outre comprendre une couche d'enduction intégrant des particules photocatalytiques déposée sur tout ou partie d’au moins une des faces du tissu formé par les fibres optiques tissé avec les fils de liage. Les fils métalliques sont majoritairement dépourvus de cette couche d’enduction. Cette couche d’enduction peut notamment être déposée de différentes manières, par exemple par bain, foulardage, émulsion, pulvérisation, impression, encapsulation, électrodéposition.

En pratique, les particules photocatalytiques sont formées dans un matériau choisi parmi le groupe comprenant le dioxyde de titane, l’oxyde de zinc, le dioxyde de zirconium, et le sulfure de cadmium. De préférence, le photocatalyseur est à base de dioxyde de titane (TiCL), par exemple du TiCL anatase et/ou rutile. Dans ce cas, l’intensité lumineuse appliquée suffisante est avantageusement de 1 OOpW/cm ² dans la gamme de longueur d’onde inférieure à 400nm, de manière à activer les photocatalyseurs.

Il est également possible de prévoir une couche protectrice à base de silice (S1O2) préalablement à l’enduction de la couche photocatalytique. En pratique, la couche de silice est déposée entre la couche intégrant les particules photocatalytiques et les fibres optiques et/ou les fils de liage. Préférentiellement, la couche de protection et la couche d’enduction intégrant les particules photo-catalytiques sont déposées sur les fils de liage.

L’invention propose également un procédé de traitement, par exemple de réduction de l’activité, des microorganismes dans un milieu liquide ou gazeux, comprenant :

- la mise en place de la nappe textile telle définie ci-dessus dans ledit milieu ; et - l’éclairage d’une ou des deux extrémités libres des fibres optiques avec ladite source lumineuse.

De préférence, la nappe textile n’est pas enfermée dans un logement ou boîtier, même transparent, mais mise en contact direct avec le milieu à traiter de sorte que les microorganismes présents dans le milieu à traiter peuvent être en contact direct avec les surfaces de la nappe textile.

En pratique, les paramètres de réglage tels que la longueur d’onde du rayonnement lumineux, l’intensité lumineuse, le temps ou la fréquence d’exposition, dépendent du type de microorganismes cibles et du milieu. Par exemple, pour des bactéries E. coli dans un milieu liquide, la nappe textile est plongée dans le milieu liquide et un rayonnement UV- A, de préférence de longueur d’onde comprise entre 315 et 400nm, et une intensité de 1 OOpW/cm ² est appliquée.

L’application de rayonnements dans le spectre du visible est également envisageable lorsque la nappe textile est dépourvue de T1O2. Un effet sur l’inactivation de microorganismes E.Coli a notamment été observé avec un rayonnement lumineux généré par une LED blanche permettant d’obtenir une intensité lumineuse en surface du textile de l’ordre de 500 Cd/m ² . Cependant, le temps constaté pour l’inactivation totale est plus long par rapport à l’application d’un rayonnement UV-A.

Brève description des figures

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :

[Fig 1] La figure 1 est une vue en perspective d’une nappe textile selon un mode de réalisation de l’invention ;

Les figures 2A-2G sont des vues en coupe de la nappe textile selon différentes variantes dans la disposition des fibres optiques et des fils métalliques ; [Fig 2A] La figure 2A est une vue en coupe de la nappe textile selon une variante dans laquelle les fibres optiques et les fils métalliques sont tissés de manière à être visibles sur les deux faces de la nappe textile ;

[Fig 2B] La figure 2B est une vue en coupe de la nappe textile selon une autre variante dans laquelle les fibres optiques et les fils métalliques sont tissés de manière à être visibles sur les deux faces de la nappe textile

[Fig 2C] La figure 2C est une vue en coupe de la nappe textile selon une variante dans laquelle les fibres optiques et les fils métalliques sont tissés de manière à être visibles sur une même face de la nappe textile ;

[Fig 2D] La figure 2D est une vue en coupe de la nappe textile selon une autre variante dans laquelle les fibres optiques et les fils métalliques sont tissés de manière à être visibles sur des faces différentes de la nappe textile ;

[Fig 2E] La figure 2E est une vue en coupe de la nappe textile selon une autre variante dans laquelle les fibres métalliques sont visibles sur les deux faces et les fibres optiques ne sont visibles que sur une seule face de la nappe textile ;

[Fig 2F] La figure 2F est une vue en coupe de la nappe textile selon une autre variante dans laquelle les fibres optiques sont visibles sur les deux faces et les fils métalliques ne sont visibles que sur une seule face de la nappe textile ;

[Fig 2G] La figure 2G est une vue en coupe selon une autre variante dans laquelle une nappe textile à base de fibres optiques est combinée à un autre textile à base de fils métalliques ;

[Fig 3] La figure 3 est une représentation schématique de la nappe textile en utilisation ; [Fig 4] La figure 4 est une représentation graphique montrant l’effet antimicrobien de la nappe textile pourvue de fils métalliques cuivre et/ou argent ;

[Fig 5] La figure 5 est une représentation graphique montrant l’effet antimicrobien du cuivre combiné ou non avec du T1O2 ;

[Fig 6] La figure 6 est une représentation graphique montrant l’effet antimicrobien de la nappe textile en milieu gazeux.

On notera que dans ces figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou analogues et les différentes structures ne sont pas à l’échelle. Par ailleurs, seuls les éléments indispensables à la compréhension de l’invention sont représentés sur ces figures pour des raisons de clarté. Description détaillée de l’invention

La solution de traitement de l’invention est décrite ci-après, à titre d’exemple non limitatif, dans le cas particulier d’un traitement antimicrobien. Suivant un mode de réalisation de l’invention, la solution de traitement comprend donc une nappe textile obtenue par tissage de fibres optiques, de fils métalliques et de fils de liage. L’extrémité des fibres optiques est couplée à une source lumineuse configurée pour générer des rayonnements UV. La nappe textile 1 selon un mode de réalisation est illustrée à la figure 1 et intègre donc des fibres optiques 2 à émission latérale et des fils métalliques 4 présentant notamment des propriétés antibactériennes et/ou antimicrobiennes. Les fibres optiques 2 et les fils métalliques 4 s’étendent parallèlement les unes par rapport aux autres. Ces fibres optiques 2 et ces fils métalliques sont agencés en chaîne et/ou trame, et sont tissés avec des fils de liage 3 agencés en chaîne et/ou en trame. Les extrémités 6 des fibres optiques 2 sont destinées à être agencées en regard d’une source lumineuse 7 configurée pour générer des rayonnements ultraviolets, notamment du type UV-A.

En pratique, les fils de liage peuvent être tissés selon une armure de type toile qui procure une tenue mécanique et une uniformité de surface optimales. D’autres types de tissage peuvent être envisagés, tel que le satin, le sergé ou autre. Les fils de liage peuvent être formés dans un matériau choisi parmi le groupe comprenant le polyamide, le polyester, le polyéthylène et le polypropylène ou toute autre fibre textile. Par ailleurs, les fibres optiques peuvent comprendre une âme formée dans un matériau choisi parmi le groupe comprenant le polyméthacrylate de méthyle (PMMA), le polycarbonate (PC) et les cyclo-oléfïnes (COP). Dans ce cas, les fibres optiques sont réalisées en deux matériaux et présentent une âme recouverte d’une gaine qui peut être de différente nature. Les fibres optiques peuvent également être formées dans un matériau choisi parmi le groupe comprenant le verre, le quartz et la silice. Dans ce cas, une gaine polymère peut venir recouvrir les fibres optiques pour les protéger. Ces fibres optiques présentent par ailleurs soit une modification du matériau de la gaine optique, soit des altérations invasives sur leur surface extérieure, de sorte que la lumière se propageant dans la fibre s’échappe de la fibre au travers de la gaine modifiée ou de ces altérations. Ces altérations peuvent être réalisées de diverses manières, incluant par des procédés d’abrasion, d’attaque chimique ou par traitement laser. En outre, ces altérations peuvent être réparties de façon progressive sur la surface des fibres optiques de manière à assurer un éclairage homogène. La densité surfacique ou la dimension des altérations peuvent ainsi varier d’une zone à l’autre de la nappe. De manière générale, à proximité de la source lumineuse, la densité surfacique des altérations est faible, tandis qu’elle augmente plus on s’éloigne de la source.

La source lumineuse 7 destinée à éclairer les extrémités libres 6 des fibres optiques 2 peut être de différentes natures, et est choisie parmi celle capable de générer des rayonnements incluant des ultraviolets UV-A peu nocifs. La source lumineuse 7 peut par exemple se présenter sous la forme de diodes électroluminescentes, ou encore comprendre un collecteur apte à focaliser la lumière naturelle solaire, qui comprend environ 4-5% d’UVA, en direction des extrémités libres des fibres optiques.

Afin d’assurer une action antimicrobienne, les fils métalliques peuvent être des fils métalliques à base d’argent ou de cuivre. Les fils métalliques peuvent ainsi être des fils d’argent pur ou des fils de cuivre pur comprenant par exemple 99,9% d’argent ou de cuivre respectivement. Les fils métalliques peuvent également être des fils textiles revêtus de métal. Le diamètre des fils métalliques importe peu et dépend de la technique de tissage ou encore de la souplesse souhaitée de la nappe textile. A titre d’exemple, il est possible d’utiliser des fils textiles revêtus d’argent ayant un titre de l’ordre de 100 Dtex, ou des fils de cuivre pur ayant un diamètre de l’ordre de 0.1mm.

Pour augmenter l’effet antimicrobien de la nappe textile, il est possible, selon un autre mode de réalisation, d’intégrer des particules photocatalytiques ayant une efficacité sur l’inactivation des bactéries tel que le dioxyde de titane (TiC ).

Par exemple, les particules photocatalytiques peuvent d’abord être déposées sur les fibres optiques et/ou les fils de liage avant tissage, sous la forme d’une couche d’enduction de manière à former une gaine autour de chaque fibre optique et/ou autour de chaque fil de liage. Les fibres optiques et les fils métalliques sont ensuite maintenus ensemble par tissage avec les fils de liage. Pour éviter le vieillissement prématuré des fibres optiques causé par le dioxyde de titane, il est possible de prévoir le dépôt d’une couche de protection à base de silice préalablement au dépôt de la couche photocatalytique. Il est également possible de prévoir le dépôt de la couche photocatalytique après tissage des fibres optiques et des fils métalliques avec les fils de liage. Ainsi, on dépose après tissage une couche d’enduction intégrant des particules photocatalytiques, ainsi que la couche intermédiaire de silice.

Par ailleurs, en fonction de l’application dans laquelle la nappe textile est destinée à être mise en œuvre, il est possible de prévoir différentes configurations dans la disposition des fibres optiques et des fils métalliques.

Il est notamment possible d’envisager de choisir de rendre les fils métalliques et/ou les fibres optiques visibles sur les deux faces opposées de la nappe ou sur une seule des deux faces.

Par exemple, les fibres optiques 2 et les fils métalliques 4 peuvent être positionnés pour être visibles sur les deux faces opposées 10, 11 de la nappe textile 1 (figure 2A et 2B).

La technique de tissage des fils de liage avec les fibres optiques et les fils métalliques est telle que la nappe présente sur chacune de ces deux faces opposées 10, 11 une alternance de fibres optiques et de fils métalliques. Différentes configurations d’alternance entre les fibres optiques et les fils métalliques peuvent être envisagées sur chacune des faces de la nappe, comme celles illustrées aux figures 2A et 2B. Il est également possible d’envisager une alternance entre des groupes de fibres optiques et des groupes de fils métalliques. En d’autres termes, chacune des faces peut comprendre une alternance de groupes optiques et de groupes métalliques, chaque groupe optique étant constitué d’un ou de plusieurs fibres optiques et chaque groupe métallique étant constitué d’un ou de plusieurs fils métalliques.

Les fibres optiques 2 et les fils métalliques 4 peuvent également n’être visibles que sur une même et unique face 10 (figure 2C) de la nappe textile 1. Dans ce cas de figure, la nappe textile ne comprend qu’une face lumineuse pourvue de fils métalliques.

Les fibres optiques 2 et les fils métalliques 4 peuvent également être visibles sur des faces opposées 10, 11 (figure 2D) de la nappe textile 1. Ainsi, les fibres optiques ne sont visibles que sur une face de la nappe et les fils métalliques ne sont visibles que sur l’autre face de la nappe.

Une autre variante consiste à rendre les fils métalliques 4 visibles sur les deux faces 10, 11 de la nappe tandis que les fibres optiques 2 ne sont visibles que sur seule face de la nappe textile 1 (figure 2E), ou encore à rendre les fibres optiques 2 visibles sur les deux faces 10, 11 et les fils métalliques 4 visibles sur une seule face de la nappe (figure 2F).

Selon une autre variante, la nappe textile peut être formée d’une superposition de couches textiles, chaque couche textile comprenant des fibres optiques et de fils métalliques qui sont maintenus ensemble par des fils de liages, et qui sont visibles sur une ou les deux faces de la couche, par l’exemple selon au moins l’une des variantes exposées ci-dessus. La nappe textile présente ainsi plus d’interstices (et donc de surfaces de contacts) pour capter/piéger les microorganismes cibles.

Dans une autre variante illustrée à la figure 2G, une nappe textile à base de fibres optiques est superposée à une autre nappe textile à base de fils métalliques. La nappe textile peut ainsi comprendre une superposition de couches textiles, une première couche textile lb formée de fibres optiques 2 maintenus par des fils de liages et une deuxième couche textile la étant formée de fils métalliques 4 maintenus par des fils de liages.

Selon le même principe de la superposition de couches textiles, il est possible de superposer plusieurs nappes textiles, chacune pouvant être selon l’une des variantes exposées ci- dessus.

L’utilisation d’une telle nappe textile formée de fibres optiques et de fils métalliques, notamment de cuivre, pourvue ou non d’une couche photocatalytique est illustrée à la figure 3. La nappe textile 1 est représentée de manière simplifiée. Une source lumineuse 7 est positionnée en regard des extrémités libres 6 des fibres optiques 2 regroupées ou non en faisceaux. Ainsi, la lumière émise latéralement par les fibres optiques 2 peut être transmise de part et d’autre de la nappe textile 1 perpendiculairement à chacune de ces faces, mais également à l’intérieur de la nappe textile. De manière surprenante, on constate que la combinaison fils de cuivre et rayonnements UV-A émises par les fibres optiques disposées à proximité des fils de cuivre, permet de réduire ou détruire de manière significative les bactéries, notamment E. coli, contenues dans un milieu aqueux. En outre, une partie des ions cuivre relargués par les fils de cuivre dans le milieu aqueux peuvent se redéposer sur la surface de la nappe textile, permettant ainsi de maintenir un stock cuivre plus longtemps et donc d’assurer un effet antimicrobien sur une plus longue durée. Ainsi, au cours du procédé de traitement, la nappe textile peut donc présenter, en surface, des dépôts d’ions métalliques relargués par les fils métalliques au cours de l’utilisation.

Comme on peut le voir sur les courbes de la figure 4, le résultat de l’invention n’est pas la simple combinaison des effets du métal cuivre ou argent et de l’UV. On constate un réel accroissement et une synergie de l’effet antibactérien de la nappe textile pourvue de fils de cuivre et/ou d’argent combinés à un rayonnement UV et notamment au rayonnement UV- A.

Le protocole des essais permettant d’obtenir les courbes C1-C7 est le suivant : une suspension bactérienne standardisée de E. coli en milieu aqueux est réalisée. 180 mL de cette solution sont placés dans un réacteur et des mesures temporelles de la concentration en E. coli dans le milieu sont réalisées dans les cas suivants :

- courbe C0 : une nappe textile (dimensions 100* 100mm) à base de fibres optiques maintenues par des fils de liage est plongée dans le milieu aqueux. La nappe textile est dépourvue de fils métallique et de photocatalyseur, et n’est connectée à aucune source lumineuse. Le milieu aqueux n’est donc pas éclairé;

- courbe Cl : la nappe textile utilisée pour la courbe C0 est à présent connectée à une source lumineuse générant un rayonnement UV-A de longueur d’onde de l’ordre de 365nm. Le milieu aqueux est donc éclairé avec un rayonnement UV-A ;

- courbe C2 : une nappe textile (dimensions 100* 100mm) selon un mode de réalisation de l’invention, intégrant des fils métalliques mais dépourvue de photocatalyseur T1O2, est plongée dans le milieu aqueux. La nappe textile n’est connectée à aucune source lumineuse, et l’ensemble est mis dans l’obscurité de manière à éviter tout rayonnement lumineux. Chaque fil métallique est notamment formé d’un fil constitué de cuivre et d’argent tordu à fil textile en polyester ; - courbe C3 : une nappe textile (dimensions 100* 100mm) selon un mode de réalisation de l’invention, intégrant des fils métalliques également dépourvue de couche T1O2, est plongée dans le milieu aqueux. L’ensemble est également mis dans l’obscurité de manière à éviter tout rayonnement lumineux. La nappe textile n’est connectée à aucune source lumineuse, et l’ensemble est également mis dans l’obscurité de manière à éviter tout rayonnement lumineux. Chaque fil métallique est un monofilament de cuivre pur de diamètre 0.1 mm ;

- courbe C4 : La nappe textile utilisée pour la courbe C4 est similaire à celle utilisée pour la courbe C2 à la différence que chaque fil métallique est obtenu par assemblage d’un fil en polyamide imprégné d’argent et d’un fil en polyester. La nappe textile est plongée dans le milieu aqueux et l’ensemble est également mis dans l’obscurité de manière à éviter tout rayonnement lumineux ;

- courbe C5 : la nappe textile ayant servi à obtenir la courbe C2 est à présent connectée à une source lumineuse, une LED, générant un rayonnement UV-A de longueur d’onde de l’ordre de 365nm ;

- courbe C6 : la nappe textile ayant servi à obtenir la courbe C3 est à présent connectée à la source lumineuse générant un rayonnement UV-A de longueur d’onde de l’ordre de 365nm ;

- courbe C7 : la nappe textile ayant servi à obtenir la courbe C4 est à présent connectée à la source lumineuse générant un rayonnement UV-A de longueur d’onde de l’ordre de 365nm.

Le milieu est en recirculation. Les mesures sont réalisées toutes les heures pendant 8h. On détermine notamment la quantité de bactéries viables cultivables restant dans le milieu par numération des bactéries sur milieu riche.

On constate un réel accroissement et une synergie de l’effet antibactérien de la nappe textile pourvue de fibres optiques à émission latérale tissées avec des fils métalliques argent et/ou cuivre (courbes C5, C6 et Cl) combinés à un rayonnement UV et notamment au rayonnement UV-A. Le résultat de l’invention n’est donc pas la simple combinaison des effets du métal cuivre ou argent et de l’UV.

La figure 5 montre également l’effet notoire de la nappe textile de l’invention à base de fils de cuivre et de fibres optiques diffusant un rayonnement UV-A. Le protocole des essais est identique à celui décrit ci-dessus. Une suspension bactérienne standardisée de E. coli en milieu aqueux est réalisée. 180 mL de cette solution sont placés dans un réacteur et des mesures temporelles de la concentration en E. coli dans le milieu sont réalisées dans les cas suivants :

- courbe C8 : une nappe textile (dimensions 100* 100mm) à base de fibres optiques maintenues par des fils de liage est plongée dans le milieu aqueux. La nappe textile est dépourvue de fil métallique et de particule de T1O2 et est connectée à une source lumineuse générant un rayonnement UV-A de longueur d’onde de l’ordre de 365nm ;

- courbe C9 : une nappe textile (dimensions 100* 100mm) selon un mode de réalisation de l’invention intégrant des fils de cuivre pur et dépourvue de couche T1O2, est plongée dans le milieu aqueux. La nappe textile n’est pas connectée à une source lumineuse et l’ensemble est mis dans l’obscurité de manière à éviter tout rayonnement lumineux ;

- courbe CIO : la nappe ayant servi à obtenir la courbe C9 est cette fois-ci connectée à une source lumineuse générant un rayonnement UV-A de longueur d’onde de l’ordre de 365nm ;

- courbe Cl 1 : une nappe textile (dimensions 100* 100mm) selon un mode de réalisation de l’invention intégrant des particules TiCL et des fils de cuivre pur, est plongée dans le milieu aqueux et est connectée à la source lumineuse générant un rayonnement UV-A de longueur d’onde de l’ordre de 365nm.

On constate également un avantage supplémentaire de l’effet antibactérien de la nappe textile enduite de photocatalyseur (T1O2) selon l’invention combiné au rayonnement UV- A (courbe 11) par rapport à une nappe textile de l’invention sans T1O2 (Courbe CIO).

En milieu gazeux, par exemple dans l’air environnant, les bactéries peuvent se trouver temporairement en suspension dans l’air et le protocole employé vise donc à mimer ce type de contamination bactérienne aérienne. Un aérosol d’une solution bactérienne d ’E.coli standardisée est généré durant 5h en flux continu à travers un dispositif étanche (chambre) contenant la nappe textile de l’invention intégrant des fils de cuivre et un photocatalyseur. En sortie du dispositif étanche, le flux d’air contenant l’aérosol bactérien vient barboter dans un flacon contenant une solution aqueuse, permettant de récolter les bactéries encore en suspension dans l’air. Ainsi, la courbe 02 représente la quantité de bactéries viables cultivables présentes initialement, déterminée par numération des bactéries sur milieu riche et la courbe 03 représente la quantité de bactéries comptabilisées à la fin du test après 5h sous irradiation UV-A via la nappe textile de l’invention. Dans ces conditions expérimentales, il est observé une inactivation bactérienne significative lorsque les UV-A activent le T1O2 comparé aux résultats obtenus avec les conditions du témoin. La présente invention trouve ainsi des applications diverses telles que le traitement de l’air dans les hôpitaux, le traitement de liquide ou le traitement de surface. La structure même de la nappe textile permet notamment une mise en place aisée dans des endroits où l’apport d’un rayonnement lumineux n’est pas toujours aisé, par exemple dans une chaussure pour une phase de désinfection via la connexion de la nappe textile à une LED générant un rayonnement UV.

La solution de traitement de l’invention est essentiellement décrite en rapport avec la bactérie E.Coli mais elle peut également être mise en œuvre pour l’inactivation ou l’élimination d’autres microorganismes tels que ceux identifiés pour le cuivre et l’argent.