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Title:
AEROSOL COLLECTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/006374
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an aerosol (A) collector (10) comprising at least one mesh (20) comprising a plurality of elongate liquid (L) collection units (42) which are spaced apart from one another, each collection unit (42) comprising a collection space (46) which extends longitudinally along the collection unit (42) and is configured to collect the liquid (L) from the aerosol in the form of a liquid column extending into the collection space (46) along the collection unit (42), the collection spaces (46) having a transverse dimension c which is smaller than the smallest distance in the transverse direction D between the adjacent collection units (42), the collection units (42) having a transverse dimension of 6 mm or less.

Inventors:
DUPRAT CAMILLE (FR)
LABBE ROMAIN (FR)
Application Number:
PCT/EP2022/068859
Publication Date:
February 02, 2023
Filing Date:
July 07, 2022
Export Citation:
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Assignee:
ECOLE POLYTECH (FR)
CENTRE NAT RECH SCIENT (FR)
International Classes:
E03B3/28; B01D17/04; B01D45/08
Domestic Patent References:
WO2016062877A12016-04-28
WO2019165187A12019-08-29
Foreign References:
RU2006263C11994-01-30
Other References:
LABBÉ R. ET AL: "Capturing aerosol droplets with fibers", SOFT MATTER (PRINT), vol. 15, no. 35, 26 July 2019 (2019-07-26), GB, pages 6946 - 6951, XP055901882, ISSN: 1744-683X, DOI: 10.1039/C9SM01205B
LABBÉ R ET AL: "Supplementary information: Capturing aerosol droplets with fibers", 26 July 2019 (2019-07-26), XP055902100, Retrieved from the Internet [retrieved on 20220316]
LABBÉ RDUPRAT C: "Capturing aérosol droplets with fibers", SOFT MATTER, vol. 15, no. 35, 2 August 2019 (2019-08-02), pages 6946 - 6951, XP055901882, DOI: 10.1039/C9SM01205B
Attorney, Agent or Firm:
CABINET NONY (FR)
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Claims:
Revendications

1. Collecteur (10) d’aérosol (A) comportant au moins un filet (20) comportant une pluralité d’unités collectrices (42) de liquide (L) de forme allongée espacées les unes des autres, chaque unité collectrice (42) comportant un espace de collecte (46) s’étendant longitudinalement le long de l’unité collectrice (42) et configuré pour collecter le liquide (L) de l’aérosol sous forme d’une colonne liquide s’étendant dans l’espace de collecte (46) le long de l’unité collectrice (42), les espaces de collecte (46) présentant une dimension transverse c inférieure à la plus petite distance dans le sens transversal D entre les unités collectrices (42) adjacentes, les espaces de collectes (4) présentant une dimension transverse inférieure ou égale à 6 mm.

2. Collecteur selon la revendication 1, dans lequel la dimension trans verse d des unités collectrices (42) est inférieure ou égale à 3 mm, mieux inférieure ou égale à 1 mm.

3. Collecteur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les unités collectrices (42) du filet (20) sont sensiblement parallèles entre elles et sont équiréparties dans le filet (20).

4. Collecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le filet (20) présente une solidité s, définie comme l’aire du filet occupée par les unités collectrices (42) par rapport à l’aire totale du filet (20), comprise entre 0, 1 et 0,8, mieux entre 0,3 et 0,6.

5. Collecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque espace de collecte (46) présente une dimension transverse c inférieure ou égale à 75%, mieux à 70%, encore mieux comprise entre 65% et 55%, encore mieux entre 62% et 58% de la dimension transverse d de l’unité collectrice (42) correspondante.

6. Collecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque unité collectrice (42) peut comporter : un fil (44) présentant une gorge longitudinale (60) formant l’espace de collecte (46), ou au moins deux fils (44a, 44b) formant entre eux l’espace de collecte (46).

7. Collecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque unité collectrice (42) comporte au moins deux fils (44a, 44b) espacées l’un de l’autre et formant entre eux l’espace de collecte (46).

8. Collecteur selon la revendication 7, dans lequel les fils (44a, 44b) de chaque unité collectrice (42) sont sensiblement identiques entre eux et sensiblement parallèles entre eux.

9. Collecteur selon la revendication 7 ou 8, dans lequel les fils (44a, 44b) de chaque unité collectrice (42) sont espacés transversalement entre eux d’une distance e inférieure ou égale à 3 mm, mieux inférieure ou égale à 2 mm, encore mieux inférieure ou égale à 1 mm, encore mieux inférieure ou égale à 0,5 mm.

10. Collecteur selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel les fils (44a, 44b) de chaque unité collectrice (42) sont espacés d’une distance inférieure ou égale à 1,4 * L/G, G étant le rapport du plus petit des diamètres des fils (44a, 44b) de l’unité (42) sur le plus grand des diamètres des fils (44a, 44b) de l’unité collectrice (42), mieux entre 0,3 * L/G et 0,6 * L/G, encore mieux entre 0,5 * G et 0,6 * VG.

11. Collecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les unités collectrices (42) présentent une tension longitudinale supérieure ou égale à

Tghίh y étant la tension de surface du liquide, f la largeur du fil le plus fin de l’unité collectrice, L la longueur de l’unité collectrice et D la distance entre les unités collectrices adjacentes.

12. Collecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le filet (20) comporte un cadre de maintien (32) des unités collectrices (42) entre elles, le cadre de maintien (32) comportant deux structures opposées de maintien (34a, 34b) entre lesquelles les unités collectrices (42) sont tendues, les structures opposées de maintien (34a, 34b) comportant chacune des systèmes de fixation des unités collectrices (36), notamment des paires de trous ou d’encoches de passage et de fixation des fils (44a, 44b) des unités collectrices (42).

13. Collecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant une pluralité de filets superposés entre eux (20a, 20b, 20c), notamment entre 1 et 10 filets superposés, s’étendant sur des plans d’extension différents, notamment alignées entre eux selon des plans parallèles, les filets superposés (20a, 20b, 20c) étant de solidités s différentes, notamment de solidités s décroissantes ou croissantes d’un filet de surface (20a) du collecteur à l’autre (20c).

14. Collecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant une pluralité de filets juxtaposés (201, 202, 2O3) non superposés.

15. Collecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant des systèmes de fixation modulaire des filets juxtaposés (20i, 202, 2O3) et/ou superposés (20a, 20b, 20c) entre eux permettant l’ajout ou le retrait d’un ou plusieurs filets superposés ou juxtaposés.

16. Procédé de collecte de liquide (L) dans un aérosol (A) par un collecteur selon l’une quelconque des revendications précédentes comportant les étapes consistant à orienter le collecteur (10) par rapport à la direction de déplacement (A) de l’aérosol de sorte que le ou les filets (20 ; 20a, 20b, 20c ; 20i, 2O2, 2O3) soient au moins partiellement orientés transversalement, de préférence sensiblement perpendiculairement, à la direction (A) de déplacement de l’aérosol et que le ou les unités collectrices (42) soient au moins partiellement verticales, de préférence sensiblement verticales, collecter le liquide (L) s’écoulant sous forme de colonne liquide le long des unités collectrices (42) du ou des filets (20) par gravité.

17. Procédé selon la revendication 16, dans lequel le ou chaque filet (20) présente une solidité s prédéterminée, notamment permettant un débit de liquide optimal, en fonction de la longueur caractéristique F de l’aérosol à collecter définie comme F = où p est la densité du liquide dont sont composées les gouttes de l’aérosol, notamment l’eau, ra est la taille moyenne des gouttes dans l’aérosol, U est la vitesse de déplacement de l’aérosol, m est la viscosité du fluide porteur, notamment l’air à une dimension transverse d des unités collectrices donnée.

18. Procédé selon la revendication 16 ou 17 dans lequel le collecteur comporte plusieurs filets superposés (20a, 20b, 20c) de solidité s croissante ou décroissante d’un filet de surface (20a) à l’autre (20c) et est orienté par rapport à la direction (A) de déplacement de l’aérosol de sorte que les filets superposés (20a, 20b, 20c) soit de solidité s décroissante dans la direction de déplacement (A) de l’aérosol.

19. Procédé selon l’une quelconque des revendication 16 à 18, comportant la collecte d’eau douce à partir de brouillard atmosphérique, notamment pour l’analyse météorologique, l’alimentation ou la gestion forestière, ou la collecte de polluants atmosphérique sous forme d’aérosols pour purifier l’air, notamment la collecte de pesticides lors d’un épandage, ou la collecte d’eau à partir d’aérosols industriels.

Description:
Description

Titre : Collecteur d’aérosol

La présente invention concerne un collecteur d’aérosol et un procédé de collecte d’un aérosol à l’aide du collecteur d’aérosol.

Domaine technique

Différents types d’aérosols sont intéressants à collecter.

Le brouillard atmosphérique constitue une importante source d’eau dont la collecte présente un intérêt majeur, en particulier dans les régions arides. La collecte du brouillard atmosphérique permet également l’analyse météorologique de ce dernier.

Les polluants atmosphériques se présentant sous forme d’aérosol sont également intéressant à collecter pour purifier l’air, notamment il est intéressant de capturer les pesticides lors d’un épandage en périphérie de la zone traitée ou de capturer le liquide des aérosols issus de l’industrie qui sont rejetés dans l’atmosphère.

Il est également intéressant de récupérer certains composants des aérosols issus de l’industrie à moindre frais pour les réutiliser.

Technique antérieure

Il est connu dans les régions arides de tendre des filets à coalescence sur lesquels les gouttes du brouillard coalescent de sorte à pouvoir être récupérées dans un réservoir sous les filets, notamment à des fins alimentaires ou d’irrigation. Un tel filet est par exemple l’objet de la demande internationale WO2016/062877.

Il est également décrit dans la demande internationale WO 2019/165187 un collecteur de brouillard présentant des fibres parallèles verticales régulièrement espacées entre elles permettant de récolter le brouillard sous forme de gouttelettes sur une ou deux fibres adjacentes, selon l’écartement des fibres.

L’article Labbé R, Duprat C. Capturing aérosol droplets with fibers. Soft Matter. 2019 Sep 21 ; 15(35):6946-6951. doi: 10.1039/c9sm01205b. Epub 2019 Aug 2. PMID: 31373596, concerne l’utilisation d’un filet présentant des fibres de Nylon verticales régulièrement espacées entre elles pour capturer efficacement le liquide d’un aérosol et faciliter sa récupération par écoulement le long des fibres. Cet article décrit que le rapprochement de fibres flexibles permet de former des colonnes liquides facilitant le drainage vertical du liquide collecté vers un réservoir. Il existe un besoin pour collecter efficacement un aérosol par un système passif, quelques soient les caractéristiques de l’aérosol, avec un drainage performant du liquide collecté.

Il existe également un besoin pour avoir des collecteurs avec de bonnes propriétés de résistance mécaniques, un coût de fabrication faible et un entretien facile.

Exposé de l’invention

L’invention répond à tout ou partie de ces besoins à l’aide d’un collecteur d’aérosol comportant au moins un filet comportant une pluralité d’unités collectrices de liquide de forme allongée espacées les unes des autres, chaque unité collectrice comportant un espace de collecte s’étendant longitudinalement le long de l’unité collectrice et configuré pour collecter le liquide de l’aérosol sous forme d’une colonne liquide s’étendant dans l’espace de collecte le long de l’unité collectrice, les espaces de collecte présentant une dimension transverse inférieure à la plus petite distance dans le sens transversal entre les unités collectrices adjacentes, les espaces de collectes présentant une dimension transverse inférieure ou égale à 6 mm.

Par « aérosol », on comprend un ensemble de gouttes en suspension dans un milieu fluide, notamment gazeux, notamment l’air. De préférence, les gouttes présentent un diamètre moyen en nombre inférieur ou égal à 500 pm, mieux inférieur ou égal à 100 pm, encore mieux inférieur ou égal à 50 pm, encore mieux inférieur ou égal à 10 pm.

Par « espacées les uns des autres », on comprend que les unités collectrices ne sont pas en contact les unes des autres.

Par « colonne liquide », on comprend un dépôt continu de liquide le long de l’unité collectrice correspondante, formé par étalement du liquide de l’aérosol le long de l’unité collectrice.

Par « espace de collecte », on désigne l’espace de l’unité collectrice dans lequel le liquide est collecté sous forme de colonne liquide.

Par « dimension transverse », il faut comprendre la dimension dans un plan perpendiculaire à l’axe longitudinal des unités collectrices et sensiblement parallèle au plan d’extension du filet.

Un tel collecteur d’aérosol par colonne liquide permet que le liquide de l’aérosol coalesce avec la colonne liquide et soit drainé continûment par gravité vers un réservoir, tout en présentant une grande surface de collecte du liquide et en préservant un encombrement minimum des unités collectrices, contrairement à des gouttes individuelles obtenues sur des fils simples. Ceci permet une meilleure efficacité de collecte.

Les unités collectrices permettent, en orientant le filet de sorte que les unités collectrices soient au moins partiellement verticales, que le liquide s’écoule par gravité le long des colonnes liquide, ce qui facilite la récolte du liquide.

Le fait que les espaces de collecte présentent une dimension transversale plus petite que la plus petite distance entre les unités collectrices permet de s’assurer que les colonnes liquides se formeront bien dans l’espace de collecte des unités collectrices et non entre les unités collectrices de sorte à laisser des espaces de circulation de l’aérosol entre les unités collectrices. Le fait que l’aérosol ne soit jamais totalement empêché de circuler permet d’améliorer la résistance mécanique du collecteur en présence d’écoulements ayant une grande vitesse. Ceci permet également de faciliter l’écoulement du liquide au niveau des colonnes liquides en évitant les contacts entre plusieurs colonnes liquides et d’éviter que le brouillard ne dévie du filet s’il ne peut pas circuler au travers de ce dernier, ce qui empêcherait toute collecte de liquide.

Le fait que des colonnes liquides se forment sur les unités collectrices permet une meilleure efficacité de captation en jouant le rôle de film de captation ayant une grande affinité avec le liquide à capter dans les unités collectrices.

De préférence, la dimension transverse des unités collectrices est inférieure ou égale à 3 mm, mieux inférieure ou égale à 1 mm.

De préférence, les unités collectrices du filet sont toutes de même dimension transverse. En variante, les unités collectrices peuvent être de dimension transverse différentes.

De préférence, les unités collectrices du filet sont sensiblement parallèles entre elles.

De préférence, les unités collectrices sont équiréparties dans le filet, c’est-à-dire sensiblement à égale distance les unes des autres. En variante, la distance entre les unités collectrices du filet peut varier.

De préférence, le filet comporte au moins 5 unités collectrices, mieux au moins 10 unités collectrices, encore mieux au moins 20 unités collectrices, encore mieux au moins 50 unités collectrices. De préférence, le filet présente une solidité, définie comme l’aire du filet occupée par les unités collectrices par rapport à l’aire totale du filet observée dans une direction normale au filet, comprise entre 0,1 et 0,8, mieux entre 0,3 et 0,6. Une telle solidité permet à la fois un débit de collecte de l’aérosol efficace et une bonne circulation de l’aérosol entre les unités collectrices. Une solidité plus faible ne permet pas un nombre suffisant d’unités collectrices pour collecter efficacement l’aérosol et une solidité plus grande génère des interactions entre les unités collectrices adjacentes qui diminuent l’efficacité de la collecte.

De préférence, les espaces de collecte s’étendent sur toute la hauteur des unités collectrices.

De préférence, les espaces de collecte sont configurés pour collecter le liquide de l’aérosol sous forme d’une colonne liquide sur toute la hauteur de l’unité collectrice correspondante.

La dimension transverse des espaces de collecte peut être monotone le long des unités collectrices.

Les espaces de collecte présentent, de préférence, une dimension transverse inférieure à la plus petite distance dans le sens transversal entre les unités collectrices adjacentes en l’absence d’eau à collecter.

De préférence, la dimension transverse des espaces de collecte est sensiblement identique sur toute leur longueur et/ou entre eux.

De préférence, le filet est dépourvu de fils se croisant.

De préférence, chaque espace de collecte présente une dimension transverse inférieure ou égale à 75%, mieux à 70%, encore mieux comprise entre 65% et 55%, encore mieux entre 62% et 58% de la dimension transverse de l’unité collectrice correspondante.

De préférence, la dimension transverse minimale de chaque espace de collecte est supérieure ou égale à 55% de la dimension transverse de l’unité collectrice.

La hauteur du filet peut être inférieure ou égale à 3 m.

Chaque unité collectrice peut comporter : un fil présentant une gorge longitudinale formant l’espace de collecte, ou au moins deux fils espacés l’un de l’autre et formant entre eux l’espace de collecte. De façon préférentielle, chaque unité collectrice comporte au moins deux fils espacés l’un de l’autre et formant entre eux l’espace de collecte. De préférence, les fils d’une même unité collectrice sont sensiblement identiques entre eux. En variante, les fils d’une même unité collectrice sont différents, notamment en des matières différentes ou de diamètres différents. De préférence, les fils présentent une dimension trans verse, notamment un diamètre, inférieure ou égale à 1,5 mm, encore mieux inférieure ou égale 0,8 mm.

De préférence, les fils de chaque unité collectrice sont sensiblement identiques entre eux. En variante, les fils sont de dimensions transverses différentes.

De préférence, les fils de chaque unité collectrice sont sensiblement parallèles entre eux. En variante, les deux fils de chaque unité collectrice sont inclinés l’un par rapport à l’autre de sorte que la dimension transverse de l’espace de collecte soit toujours telle que mentionnée précédemment en toute section de l’unité collectrice.

Les fils de chaque unité collectrice peuvent être espacés transversalement entre eux d’une distance inférieure ou égale à 3 mm, mieux inférieure ou égale à 2 mm, encore mieux inférieure ou égale à 1 mm, encore mieux inférieure ou égale à 0,5 mm.

De préférence, les fils de chaque unité collectrice, notamment lorsque les unités collectrices comportent au moins deux fils, sont espacés d’une distance inférieure ou égale à 1,4 * VG, G étant le rapport du plus petit des diamètres des fils de l’unité collectrice sur le plus grand des diamètres des fils de l’unité collectrice., mieux entre 0,3 * \j ~ G et 0,6 * G, encore mieux entre 0,5 * L/G et 0,6 * G.

Les unités collectrices peuvent être configurées pour que les espaces de collectes soient chacun de dimension transverse sensiblement identique en utilisation et hors utilisation.

De préférence, les unités collectrices présentent une tension longitudinale supérieure ou égale à T min = étant la tension de surface du liquide, f la largeur du fil le plus fin de l’unité collectrice, L la longueur de l’unité collectrice et D la distance entre les unités collectrices adjacentes. Une telle tension permet un bon maintien des fils entre eux et évite les déformations dues à la tension de surface de la colonne liquide.

Les fils peuvent être en un matériau choisi parmi le polyester (PET), le nylon, le polyamide, le polyéthylène (PE), le PEHD, l’acier, le carbone, le verre, le coton, le chanvre, le lin, le polypropylène, le polyétheréthercétone (PEEK), les polymères à cristaux liquides. Les fils peuvent être chacun mono-filament ou multi-filament, tressé ou non. Les fils peuvent chacun être obtenu par filage, tressage, extrusion, tirage ou pultrusion.

Tous les fils des unités collectrices du ou de chacun des filets peuvent être coplanaires.

Le filet peut être de forme polygonale, notamment en forme de triangle, hexagone ou parallélogramme. De préférence, le filet est sous forme d’un parallélogramme et les unités collectrices sont tendues entre deux côtés opposés du parallélogramme. La longueur des unités collectrices peut être identiques pour toutes les unités collectrices ou être variable, notamment en fonction de la forme du filet.

De préférence, le filet comporte un cadre de maintien des unités collectrices entre elles, notamment souple ou rigide.

Le cadre de maintien peut comporter deux structures opposées de maintien entre lesquelles les unités collectrices sont tendues, les structures opposées de maintien comportant chacune des systèmes de fixation des unités collectrices, notamment des paires de trous ou d’encoches de passage et de fixation des fils des unités collectrices. Les structures opposées de maintien peuvent être rectilignes ou courbes.

Le cadre de maintien peut comporter un système permettant de faire varier simultanément la dimension transverse de tous les espaces de collecte, notamment l’espacement entres les fils des unités collectrices.

Le cadre de maintien peut comporter des structures latérales d’espacement des structures opposées de maintien, les structures latérales d’espacement pouvant être de longueurs variables de sorte à faire varier la tension appliquée aux unités collectrices, notamment des barres latérales sur lesquelles les structures opposées de maintien sont fixées de façon mobile en translation.

De préférence, le filet comporte une partie support, constituée notamment du cadre de maintien, et une partie collectrice supportée par la partie support, la partie collectrice étant constituée des unités collectrices telles que définies précédemment.

Le filet peut être assemblé par tissage ou broderie, notamment le cadre de maintien est similaire à un métier à broder, permettant de réaliser les unités collectrices sous forme de paires de fils parallèles insérés dans des paires de trous et nouées aux deux bouts, par moulage ou extrusion. Le collecteur peut comporter un système de récupération et/ou de stockage du liquide collecté par le filet, notamment au moins une gouttière ou un tube agencé sur le cadre pour diriger le liquide dans un réservoir intégré ou non au collecteur et/ou pour stocker le liquide.

Le collecteur peut comporter une pluralité de filets superposés entre eux, notamment entre 1 et 10 filets superposés, s’étendant sur des plans d’extension différents, notamment alignées entre eux selon des plans parallèles. De préférence, les filets superposés sont de solidités différentes, notamment de solidités décroissantes ou croissantes d’un filet de surface du collecteur à l’autre. De préférence, les filets superposés ont des unités collectrices sensiblement identiques, les filets superposés différant par la distance entre les unités collectrices du filet ; la distance entres les unités collectrices des filets peut croître ou décroître d’un filet de surface à l’autre.

De préférence, les filets superposés sont de contours identiques et se superposent exactement. En variante, les filets superposés sont de contours différents, notamment dans le cas où l’aérosol à collecter présente un gradient de vitesse de déplacement croissant à partir d’une paroi.

Le collecteur peut comporter une pluralité de filets juxtaposés, coplanaires ou non. De préférence, les filets juxtaposés ne se superposent pas. Ils peuvent être joints ou espacés entre eux.

Les filets juxtaposés peuvent être de solidités sensiblement identiques. En variante, les filets juxtaposés sont de solidités différentes pour s’adapter notamment à un aérosol présentant un gradient de vitesse de déplacement.

De préférence, le collecteur est modulable en fonction de l’utilisation, notamment il comporte des systèmes de fixation modulaire des filets juxtaposés et/ou superposés entre eux permettant l’ajout ou le retrait d’un ou plusieurs filets superposés ou juxtaposés. Par exemple, il est possible d’ajouter des filets juxtaposés pour couvrir une grande surface ou des filets superposés pour s’adapter à la vitesse de déplacement de l’aérosol. Il est également possible dans un cadre industriel d’adapter le collecteur aux caractéristiques de l’aérosol dans une tuyère, notamment à son profil de vitesse de déplacement dans la tuyère.

L’invention a également pour objet un procédé de collecte de liquide dans un aérosol par un collecteur selon l’invention comportant les étapes consistant à orienter le collecteur par rapport à la direction de déplacement de l’aérosol de sorte que le ou les filets soient au moins partiellement orientés transversalement, de préférence sensiblement perpendiculaires, à la direction de déplacement de l’aérosol et que le ou les unités collectrices soient au moins partiellement verticales, de préférence sensiblement verticales, collecter le liquide s’écoulant sous forme de colonne liquide le long des unités collectrices du ou des filets par gravité.

De préférence, le ou chaque filet présente une solidité prédéterminée, notamment permettant un débit de liquide optimal en fonction de la longueur caractéristique F de l’aérosol à collecter définie comme F = ~~~ , où p est la densité du liquide dont sont composées les gouttes de l’aérosol, notamment l’eau, ra est la taille moyenne des gouttes dans l’aérosol, U est la vitesse de déplacement de l’aérosol, m est la viscosité du fluide porteur, notamment l’air à une dimension transverse des unités collectrices donnée. De préférence, plus la longueur caractéristique de l’aérosol est grande à dimension transverse des unités collectrices constante, plus la solidité prédéterminée est grande.

De préférence, le ou chaque filet présente une solidité prédéterminée, notamment optimale, en fonction de la dimension transverse des unités collectrices à une longueur caractéristique de l’aérosol donnée. De préférence, plus la dimension transverse des unités collectrices est petite pour un aérosol donné, plus la solidité prédéterminée optimale est grande.

De préférence, le collecteur comporte plusieurs filets superposés de solidité croissante ou décroissante d’un filet de surface à l’autre et est orienté par rapport à la direction de déplacement de l’aérosol de sorte que les filets superposés soient de solidité décroissante dans la direction de déplacement de l’aérosol. Ceci permet d’avoir une collecte de liquide efficace adaptée à la longueur caractéristique de l’aérosol. Lorsqu’il rencontre un filet, l’aérosol est ralenti de sorte que sa longueur caractéristique définie ci-dessus diminue. Le fait que les filets superposés soient de solidité décroissante permet d’avoir une solidité pour chaque couche qui soit adaptée à la longueur caractéristique de l’aérosol qui le traverse et ainsi d’optimiser la collecte de liquide.

Le procédé peut comporter la collecte d’eau douce à partir de brouillard atmosphérique, notamment pour l’analyse météorologique, l’alimentation ou la gestion forestière, ou la collecte de polluants atmosphérique sous forme d’aérosols pour purifier l’air, notamment la collecte de pesticides lors d’un épandage, ou la collecte d’eau à partir d’aérosols industriels.

Le procédé peut comporter l’adaptation du collecteur, notamment la solidité du ou des filets, la dimension trans verse des unités collectrices du ou des filets et/ou le nombre de filets superposés et/ou juxtaposés et leur dimension et/ou arrangement, aux caractéristiques de l’aérosol à collecter, notamment à sa longueur caractéristique et/ou à son profil de vitesse de déplacement.

Brève description des dessins

L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d’exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, et à l’examen des dessins annexés, sur lequel :

[Fig 1] la figure 1 représente un exemple de collecteur,

[Fig 2] la figure 2 représente un détail selon II du collecteur de la figure 1,

[Fig 3] la figure 3 représente schématiquement un détail du filet d’un exemple de collecteur,

[Fig 4] la figure 4 représente un détail selon IV du collecteur de la figure 3,

[Fig 5] la figure 5 est une vue selon V de la figure 4 avec une colonne liquide,

[Fig 6] la figure 6 représente schématiquement une structure de maintien des unités collectrices,

[Fig 7] la figure 7 représente schématiquement une variante de la structure de maintien des unités collectrices,

[Fig 8] la figure 8 est un graphique représentant le débit de collecte de l’aérosol en fonction de la solidité du filet pour différentes dimension transverse des unités collectrices,

[Fig 9] la figure 9 est un graphique représentant la solidité du filet en fonction de la dimension transverse des unités collectrices pour différentes longueurs caractéristiques de l’aérosol,

[Fig 10] la figure 10 représente schématiquement un détail d’un filet d’une variante de collecteur,

[Fig 11] la figure 11 représente schématiquement une variante de filet,

[Fig 12] la figure 12 représente schématiquement une variante de filet,

[Fig 13] la figure 13 représente schématiquement une variante de filet, [Fig 14] la figure 14 représente schématiquement une variante de filet,

[Fig 15] la figure 15 représente schématiquement une variante de collecteur,

[Fig 16] la figure 16 représente schématiquement une variante de collecteur,

[Fig 17] la figure 17 représente schématiquement une variante de collecteur,

[Fig 18] la figure 18 représente schématiquement une variante de collecteur, et

[Fig 19] la figure 19 représente schématiquement une variante de collecteur.

Description détaillée

On a illustré à la figure 1 un collecteur 10 d’aérosol comportant un filet 20. Le filet 20 comporte une partie support 30 et une partie collectrice 40 supportée par la partie support 30. La partie collectrice 40 est constituée d’une pluralité d’unités collectrices 42 du liquide de l’aérosol, par exemple dix unités collectrices 42, s’étendant longitudinalement sans se recouper entre elles et espacées entre elles d’une distance minimale D. Les unités collectrices 42 présentent un dimension transverse d inférieure ou égale à 1 mm.

Les unités collectrices 42 telles qu’illustrées sont parallèles entre elles et régulièrement espacées les unes par rapport aux autres par un espace de collecte 46 illustré notamment sur la figure 5. Il pourrait en être autrement. Par exemple, elles pourraient être inclinées entre elles sans se recouper et en gardant une distance minimale D entre elles.

De préférence, comme illustré, les unités collectrices 42 sont identiques. Comme cela est illustré sur la figure 3, les unités collectrices 42 comportent deux fils 44a et 44b s’étendant dans le plan du filet 20. Les deux fils 44a et 44b sont espacés entre eux dans le plan du filet d’une distance e pour former un espace de collecte 46 de dimension trans verse minimale c, définie entre les axes longitudinaux des deux fils 44a et 44b. La dimension transverse minimale c de l’espace de collecte 46 des unités collectrices est inférieure à la distance minimale D entre les unités collectrices. De préférence, la dimension transverse minimale c de l’espace de collecte 46 est comprise entre 62% et 58% de la dimension transverse d de l’unité collectrice 42.

De préférence, comme cela est illustré, les fils 44a et 44b sont de section circulaire et de même diamètre / Mais ils pourraient être de diamètres différents sans que cela n’empêche la formation de colonne liquide dans l’espace de collecte. De préférence, les fils 44a et 44b présentent un diamètre /inférieur ou égal à 1,5 mm. Dans l’exemple illustré, les fils 44a et 44b sont en Nylon mono-filament. Mais, ils pourraient être en tout autre matériau et/ou multi-filament. De préférence, comme cela est illustré, les fils 44a et 44b sont sensiblement parallèles entre eux, mais il pourrait en être autrement, ils pourraient être inclinés l’un par rapport à l’autre, notamment en se rapprochant l’un de l’autre vers un bord du filet, notamment le bord inférieur du filet 20 lorsque ce dernier est utilisé.

De préférence, la distance entre les fils 44a et 44b est comprise entre 0,5 et 0,6 fois le diamètre /des fils 44a et 44b.

La partie collectrice 40 présente une solidité s, définie par la formule ci-dessous

Nd

= —, N étant le nombre d’unités collectrices 42 et l la largeur de la partie

(N—l)D+Nd collectrice 40, c’est à dire comme l’aire de la partie collectrice 40 occupée par les unités collectrices 42 par rapport à l’aire totale de la partie collectrice 40, comprise entre 0,3 et 0,6.

La hauteur H du filet 20 est inférieure ou égale à 3 m.

Les unités collectrices 30 sont maintenues tendues par la partie support 30 composée d’un cadre de maintien 32.

Les fils 44a et 44b présentent une tension supérieure ou égale à T min = y g étant la tension de surface du liquide, f la largeur du fil le plus fin de T unité collectrice, L la longueur de l’unité collectrice et D la distance entre les unités collectrices adjacentes.

Dans l’exemple illustré, le filet 20 est de forme rectangulaire.

Le cadre de maintien 32 comporte deux structures opposées 34a et 34b de maintien des unités collectrices 42 espacées entre elles, entre lesquelles les unités collectrices 42 sont tendues et deux structures latérales 38a et 38b d’espacement des structures opposées de maintien 34a et 34b. Comme cela est illustré sur les figures 6 et 7, les structures opposées 34a et 34b de maintien comportent chacune des systèmes de fixation 36 des fils 44a et 44b, notamment des paires de trous, comme illustré sur la figure 6, ou d’encoches, comme illustré sur la figure 7. Les fils 44a et 44b de chaque unité collectrice 42 peuvent alors être insérés dans les encoches ou trous correspondants et être noués entre eux à leurs deux extrémités. En variante, les unités collectrices comportent un unique fil plié pour former deux brins, reliés entre eux à une de leur extrémité par continuité du fil, chaque brin étant inséré dans une des encoches ou trous d’une paire et les brins étant noués ensemble à leur autre extrémité libre. L’invention n’est pas limitée à une manière de fabriquer le filet. Toute méthode permettant le maintien et la tension des deux fils 44a et 44b des unités collectrices 42 est possible. Les structures opposées de maintien 34a et 34b sont rectilignes, mais elles pourraient être courbes. De préférence, les structures latérales d’espacement 48a et 48b sont de longueurs variables de sorte à faire varier la tension T appliquée aux unités collectrices 42. Les structures latérales d’espacement 48a et 48b peuvent être des barres filetées sur lesquelles les structures de maintien 44a et 44b sont montées par l’intermédiaire de trous 45, visibles sur le figures 6 et 7, et fixées par des écrous 46 vissées sur les barres filetées de part et d’autre des structures de maintien 44a et 44b, comme cela est visible sur la figure 1.

Le cadre de maintien 32 peut comporter un système, non illustré, permettant de faire varier simultanément la dimension transverse de tous les espaces de collecte 46, notamment l’espacement entres les fils 44a et 44b des unités collectrices 42, par exemple des paires d’écarteurs de distance variable entre eux.

Le collecteur peut comporter un système de récupération et/ou de stockage 50 du liquide collecté par le filet 20. Le système de récupération et/ou de stockage peut comporter une ou plusieurs gouttières, une ou plusieurs rainures ou un ou plusieurs tubes permettant de guider le liquide vers un réservoir externe ou non.

Lors de son utilisation, le collecteur 10 est positionné de sorte que les unités collectrices 42 soient au moins partiellement orientées verticalement, comme cela est illustré sur la figure 1. Les unités collectrices peuvent être orientées verticalement ou incliné. Il est également positionné de sorte à être au moins partiellement perpendiculaire, i.e. incliné ou perpendiculaire, de préférence totalement perpendiculaire, par rapport à la direction de déplacement de l’aérosol.

L’aérosol va passer au travers du filet 20 et le liquide L va coalescer sur les fils 44a et 44b pour former un film entre ces derniers, comme cela est illustré sur la figure 5, et s’étendre le long des fils 44a et 44b sous la forme d’une colonne liquide.

Le liquide L va s’écouler par gravité le long de la colonne liquide sur chaque unité collectrice 42 et être récupéré par le système de récupération et/ou de stockage 50.

La figure 8 représente le débit de collecte Q en fonction de la solidité s pour différentes dimension transverse d des unités collectrices 42 pour un aérosol donné. Les courbes correspondent, de la courbe supérieure à la courbe inférieure respectivement, à des unités collectrices 42 de dimensions transverses d décroissantes. On déduit de cette courbe qu’il existe pour chaque dimension transverse d d’unité collectrice 42 une solidité du filet 20 pour laquelle le débit de collecte est optimal. La solidité s optimale est plus grande pour des unités collectrices de dimension transverse plus petite pour un aérosol donné. De préférence, la solidité s du filet 20 est choisie de sorte à correspondre à la solidité permettant un débit de collecte optimal en fonction de la dimension transverse d des unités collectrices 42 pour un aérosol donné. On déduit également des courbes de la figure 8 que la solidité optimale est comprise entre 0,4 et 0,6.

La figure 9 représente la solidité s optimale déterminée selon la méthode de la figure 8 en fonction de la dimension transverse d des unités collectrices 42 pour différents aérosols définis par leurs longueurs caractéristiques F, la longueur caractéristique pour un aérosol étant définie comme F = où p est la densité du liquide dont sont composées les gouttes, notamment l’eau, ra est la taille moyenne des gouttes dans l’aérosol, U est la vitesse de déplacement de l’aérosol et m est la viscosité du fluide porteur, notamment l’air. Plus la longueur caractéristique F de l’aérosol est grande, plus la solidité s optimale est grande à une dimension transverse des unités collectrices donnée. On en déduit également que plus l’aérosol a une vitesse de déplacement importante, plus la solidité du filet doit être importante. La solidité s optimale est comprise entre 0,35 et 0, 6. De préférence, la solidité s du filet 20 et la dimension transverse d des unités collectrices 42 sont choisies en fonction de la longueur caractéristique F de l’aérosol.

La partie collectrice 40 de la figure 10 diffère de celle des figures 1 à 7 en ce que les unités collectrices 42 comportent chacune un unique fil 44 présentant une gorge longitudinale 60 sur toute sa longueur formant l’espace de collecte 46 de dimension transverse c. De préférence, la dimension transverse c de la gorge 60 est comprise entre 62% et 58% de la dimension transverse d du fil 44.

Les figures 11 à 14 illustrent différentes formes possibles du filet 20.

Le filet 20 peut être de forme rectangulaire, comme illustré sur la figure 11, de forme triangulaire comme illustré sur la figure 12, de forme parallélépipédique, comme illustré sur la figure 14. Le filet peut comporter des structures de maintien 34a et 34b des unités collectrices 42 identiques, comme illustré sur les figures 11, 13 et 14, ou non, comme illustré sur la figure 12. Le filet peut comporter des structures de maintien 34a et 34b des unités collectrices 42 droites, comme illustré sur les figures 11 et 14, ou courbes, comme illustré sur la figure 13, ou en forme de ligne polygonale, comme illustré sir la figure 12. Il en est de même pour les structures latérales d’espacement 48a et 48b lorsqu’elles sont présentes. Les figures 15 à 18 illustrent différents collecteurs 10 comportant ou non plusieurs filets 20 juxtaposés. Sur la figure 15, le collecteur 10 comporte un unique filet 20 monté sur des pieds 70. Le filet 20 est configuré pour que les unités collectrices 42 s’étendent verticalement lorsque les pieds 70 sont fixés au sol. Sur les figures 16 à 18, le collecteur 10 comporte plusieurs filets 20i, 20 2 et 2O 3 juxtaposés. Les filets 20 peuvent être identiques comme illustrés sur les figures 16 et 17 en étant espacés les uns des autres par un espace comme illustré sur la figure 16 ou en étant joints par un de leurs côtés comme illustré sur la figure 17. Les filets 20 peuvent s’étendre dans un même plan, par exemple en étant montés sur un même cadre, comme illustré sur la figure 16, ou peuvent s’étendre dans des plans différents, par exemple en étant inclinés les uns par rapport aux autres, comme illustré sur la figure 17. Dans le mode de réalisation de la figure 17, les filets latéraux 20i et 2O 3 sont inclinés par rapport à la direction de déplacement de l’aérosol, perpendiculaire au filet central 2O 2 . Dans la variante illustrée sur la figure 18, les filets 20 sont de formes différentes en s’étendant ou non dans un même plan. Comme illustré sur la figure 18, les unités collectrices des filets 20i et 2O 3 peuvent être inclinées par rapport à la verticale.

Le mode de réalisation de la figure 19 diffère des modes de réalisation précédents en ce que le collecteur 10 comporte plusieurs filets, ici 3 filets 20 a , 20 b et 20 c , superposés les uns aux autres et s’étendant selon des plans respectifs d’extension parallèles entre eux. Les filets 20 a à 20 c présentent une solidité s décroissante du premier filet 20 a traversée par l’aérosol A au dernier filet 20 c traversé par l’aérosol A. En particulier, les unités collectrices 42 des filets 20 a à 20 c peuvent être identiques mais espacées entre elles d’une distance D a , D b et D c croissante du premier filet 20 a au dernier filet 20 c .

Les collecteurs 10 tels que décrits peuvent permettre la collecte d’eau douce à partir de brouillard atmosphérique, notamment pour l’analyse météorologique, l’alimentation ou la gestion forestière, ou la collecte de polluants atmosphériques sous forme d’aérosols pour purifier l’air, notamment la collecte de pesticides lors d’un épandage, ou la collecte d’eau à partir d’aérosols industriels.

Bien entendu, l’invention ne se limite pas aux exemples qui viennent d’être décrits.

Les unités collectrices peuvent comporter deux fils inclinés se rapprochant l’un de l’autre vers le bas du collecteur. Les unités collectrices peuvent être espacées entre elles d’une distance non constante, sans se recouper. La section transversale des fils peut ne pas être circulaire. Elle peut être de toute forme, notamment polygonale ou polylobée.

Les caractéristiques des différents modes de réalisation décrits ci-dessus peuvent être combinées au sein de variantes additionnelles. Notamment, le collecteur peut comporter une pluralité de filets juxtaposés et une pluralité de filets superposés.

Les filets superposés peuvent ne se superposer que partiellement et/ou être de formes différentes.

Le collecteur peut être totalement modulable en fonction de son application. Il peut comporter des systèmes de fixation modulaire des filets juxtaposés et/ou superposés entre eux, permettant l’ajout ou le retrait d’un ou plusieurs filets superposés ou juxtaposés. Par exemple, il est possible d’ajouter des filets juxtaposés pour couvrir une grande surface. Il est également possible dans un cadre industriel d’adapter le collecteur aux caractéristiques de l’aérosol dans une tuyère, notamment à son profil de vitesse de déplacement dans la tuyère. Les caractéristiques du collecteur et notamment du filet, notamment la solidité du filet, la dimension transverse des unités collectrices du ou de chaque filet et/ou le nombre de filets superposés et/ou juxtaposés et leur dimension et/ou arrangement, peuvent être adaptés aux caractéristiques de l’aérosol à collecter, notamment à sa longueur caractéristique pour la solidité et la dimension trans verse des unités collectrices et/ou à son profil de vitesse de déplacement pour l’arrangement.