Titre : Système et procédé de production d'une solution désinfectante à base d’acide hypochloreux

[Domaine technique.

[1] L’invention concerne un système de production d'une solution désinfectante contenant de l’acide hypochloreux. L’invention concerne également un procédé utilisant ce système.

[2] Le domaine de l'invention est celui de la fabrication et la conception d'appareils et de systèmes de production par voie électrochimique d’acide hypochloreux. L’invention trouve une application particulière dans le domaine de la désinfection de, par exemple, mais sans s’y limiter, l’eau, l’air, les surfaces dures ou molles, les surfaces végétales, animales ou humaines, les surfaces de dispositifs médicaux.

État de la technique.

[3] L’acide hypochloreux (No CAS 7790-92-3) est un acide inorganique faible de formule HOCI. Il se dissocie partiellement dans l’eau pour produire l’ion hypochlorite (OCI ) selon la réaction d’équation 1 :

HOCI(aq) H ⁺ (aq> + OCI'(aq) pKa d’environ 7.5 (1 )

[4] En solution aqueuse, la distribution des deux espèces de chlore (HOCI/OCr) dépend du pH de l’eau comme l’indique la figure 1 annexée.

[5] Comme on peut le voir d'après la figure 1 , l’acide hypochloreux est l’espèce prédominante à pH < 7,6 et la forme hypochlorite devient prédominante à pH > 7,6 (pH alcalin). À des valeurs de pH inférieures à 3,5, du chlore gazeux commence à se former. Pour maintenir la solution d’acide hypochloreux (HOCI) sous une forme stable, maximiser ses activités antimicrobiennes et minimiser les produits secondaires indésirables, le pH doit de préférence être maintenu entre 3,5 et 7,5.

[6] L'acide hypochloreux (HOCI) est, par ailleurs, un composé bactéricide majeur de l'immunité innée. Il est produit naturellement chez les mammifères par les globules blancs pour combattre les infections. Il possède des propriétés germicides contre un large éventail de micro-organismes (bactéries, virus, champignons, etc.). Comparé à l'hypochlorite de sodium (constituant principal de l’eau de javel) qui est souvent utilisé comme agent stérilisant, l'acide hypochloreux serait 80 à 120 fois plus efficace tout en étant moins irritant pour la peau.

[7] L'acide hypochloreux a de nombreuses utilisations tel qu'en traitement de l’eau, en hygiène et sécurité alimentaire, en assainissement de tous types de surfaces, objets ou aliments, ainsi qu’en pharmacie et en médecine notamment pour le soin des plaies et la désinfection de la peau. Il faut noter que l'acide hypochloreux est autorisé par la FDA (Food and Drug Administration) (FDA) des États-Unis comme produit biocide. Par ailleurs, la commission européenne a approuvé, en juillet 2021 , le chlore actif libéré à partir d’acide hypochloreux (n° CE : 232-232-5) en tant que substance active dans les produits biocides utilisés pour l’hygiène humaine. La récente épidémie du nouveau coronavirus Covid-19 a non seulement entraîné une rupture de stock des produits de désinfection à base d'alcool sur le marché, mais a également démontré l'importance de l’acide hypochloreux dans la désinfection des lieux susceptibles d'être contaminés par le coronavirus Covid-19. En conséquence, on assite donc aujourd'hui à une demande croissante en solutions désinfectantes à base d’acide hypochloreux dans des secteurs d’application très variés (ex. traitement de l’eau, agroalimentaire, cosmétiques, médecine, etc.).

[8] Différents systèmes et procédés permettant de préparer des solutions désinfectantes contenant de l’acide hypochloreux ont été proposés dans l'art antérieur. Parmi les systèmes et procédés connus, on peut, à titre d'exemple, citer :

- l’hydrolyse du chlore gazeux selon la réaction d'équation 2 ci-dessous,

- l’acidification d’ion hypochlorite selon la réaction d’équation 3 ci-dessous,

- l’électrolyse d’une solution aqueuse de chlorure de sodium selon les réactions d’équations 4-6 ci-dessous.

Cl2(g) + H2O(|) HOCI(aq) + H ⁺ (aq) + Cl’(aq) (2)

OCI (aq) + H ⁺ (aq) HOCI(aq) (3)

2CI'(aq) -> Cl2(g) + 2e’ (4) 2H2O(i) + 2e" H2(g) + 20H'(aq) (5)

Cl2(g) + 20H'(aq) —> OCI'(aq) + Cl'(aq) + H2O ) (6)

[9] Le procédé selon l’équation 2 est rapide et efficace pour préparer des solutions désinfectantes contenant de l’acide hypochloreux, Toutefois, il est très peu utilisé en raison des risques inhérents à la manipulation du chlore gazeux et des dangers liés au stockage de ce dernier.

[10] Le procédé selon l’équation 3 consiste à acidifier une solution aqueuse d’un sel d’hypochlorite tel que l'hypochlorite de calcium ou de sodium, avec une solution aqueuse d’un acidifiant tel que l’acide hydrochlorique pour obtenir une solution désinfectante contenant de l’acide hypochloreux. Cependant, ce procédé nécessite un contrôle très précis du pH et de la température pendant le processus d’acidification pour empêcher ou réduire la génération de chlore gazeux toxique. En outre, ce procédé oblige la fabrication, le transport et le stockage de sels d’hypochlorites et de produits acides qui sont des produits chimiques corrosifs.

[11] Le procédé selon la réaction d’équations 4-6, est le plus largement utilisé pour la production de solutions désinfectantes contenant de l’acide hypochloreux. Ce procédé ne nécessite généralement pas la présence, dans l’eau, de produits chimiques autres qu’un chlorure alcalin tel que le chlorure de sodium ou de potassium. En particulier, ce procédé consiste à alimenter une cuve ou enceinte munie d’une cellule électrolytique comportant des électrodes dont au moins une anode et au moins une cathode, en solution aqueuse contenant une certaine proportion de chlorure alcalin, notamment de chlorure de sodium, à électrolyser cette solution aqueuse afin de produire une solution aqueuse d'acide hypochloreux, ensuite à transférer, par exemple par pompage, cette solution d'acide hypochloreux dans une autre enceinte ou cuve pour y être diluée avec de l’eau pour obtenir une solution désinfectante contenant de l’acide hypochloreux. Il faut noter que la réaction d’équation 4 (oxydation des ions chlorure) a lieu au niveau de l’au moins une anode et conduit à la formation du chlore gazeux et celle d’équation 5 (réduction de l'eau) a lieu au niveau de l’au moins une cathode et conduit à la génération du dihydrogène. [12] Pour rappel, les cellules électrolytiques impliquées dans les procédés connus existent en deux catégories :

- La première catégorie comprend les cellules divisées qui utilisent des membranes pour maintenir une séparation complète des produits d'anode et de cathode dans les cellules, ainsi, le chlore gazeux produit à chaque anode selon l’équation se dissout dans l’eau pour former de l’acide hypochloreux selon la réaction d’équation 2 mentionnée plus haut.

- La deuxième catégorie comprend les cellules non divisées qui n'utilisent pas de membranes. Dans ce cas, le chlore gazeux généré à chaque anode peut directement réagir avec l’anion hydroxyde produit à chaque cathode pour former des ions hypochlorites selon la réaction d’équation 6, lesquels ions hypochlorites peuvent être en équilibre avec l’acide hypochloreux selon la réaction d’équation 1 mentionnée plus haut.

[13] Les procédés et systèmes d’électrolyse de l’art antérieur présentent tous l’un ou plusieurs des inconvénients suivants :

- Les solutions désinfectantes produites sont généralement contaminées par des quantités importantes de sel de chlorure et/ou sont très diluées et/ou faiblement concentrées en acide hypochloreux (< 3 ppm).

- Ils impliquent généralement de grandes installations et/ou sont relativement complexes et donc coûteux.

- Ils ne répondent pas au besoin de l’utilisateur qui désire avoir la possibilité d’adapter la production de la solution désinfectante en fonction de la concentration souhaitée en acide hypochloreux. Comme évoqué plus haut, les applications d'utilisation de la solution désinfectante sont multiples, il est bien entendu souhaitable de laisser la possibilité à l'utilisateur de choisir la concentration en acide hypochloreux qui convient le mieux à l’opération de désinfection qu'il doit effectuer.

L’invention a pour objectif de remédier à tout ou partie des inconvénients précités. Un autre objectif de l’invention est de proposer un système ou procédé de production d'une solution désinfectante à base d’acide hypochloreux qui laisse la possibilité à un utilisateur d’obtenir ladite solution désinfectante avec la concentration en acide hypochloreux qui convient le mieux à l’utilisation qu’il souhaite en faire. Encore un autre objectif de l’invention est de proposer un tel système ou tel procédé qui soit simple dans sa conception, aisément réalisable et facile à mettre en œuvre, à petite ou grande échelle et qui soit peu coûteux. Un autre objet de l'invention vise à proposer un tel système ou tel procédé qui permet à l'utilisateur de surveiller la production de ladite solution désinfectante de manière efficace

Présentation de l’invention.

[14] La solution proposée par l’invention est un système de production d'une solution désinfectante contenant de l’acide hypochloreux. Ce système est remarquable en ce qu’il comprend :

- une cuve de dilution dédiée à la préparation de la solution désinfectante, laquelle cuve comporte une entrée d’eau permettant le remplissage de ladite cuve avec de l’eau,

- au moins un électrolyseur disposé en-dessous de la cuve de dilution, et comportant :

- une enceinte d’électrolyse stockant du chlorure alcalin sous forme solide,

- au moins un jeu d’électrodes comprenant au moins une anode et au moins une cathode agencées dans l’enceinte d’électrolyse,

-- un conduit mettant en communication fluidique l’enceinte d’électrolyse et la cuve de dilution.

[15] Ce système est en outre remarquable en ce que ledit conduit est agencé de sorte que le remplissage de la cuve de dilution en eau entraîne le remplissage de l’enceinte d’électrolyse en eau, pour préparer une solution aqueuse contenant des ions chlorures par dissolution d’une partie du chlorure alcalin stocké dans ladite enceinte, et de sorte que lorsque ladite solution aqueuse est électrolysée dans l’enceinte d’électrolyse à l’aide du jeu d’électrodes pour produire de l’acide hypochloreux, au moins une partie de l’acide hypochloreux puisse migrer de ladite enceinte vers ladite cuve , et puisse se diluer dans l’eau présente dans ladite cuve afin de former la solution désinfectante.

[16] Le système de production d'une solution désinfectante contenant de l’acide hypochloreux selon la présente invention a de nombreux avantages, notamment celui d’être simple dans sa conception, aisément réalisable, facile à mettre en œuvre, à petite ou grande échelle et peu coûteux. En outre, Le système selon la présente invention permet à un utilisateur d’obtenir la solution désinfectante avec la concentration en acide hypochloreux qui convient le mieux à l’utilisation qu’il souhaite en faire. En effet, l’utilisateur peut régler ce système de façon que la solution désinfectante soit concentrée en acide hypochloreux avec la teneur en chlore libre désirée (par exemple, 5 ppm, 100 ppm, 250 ppm, 1500 ppm, 3000 ppm, ou plus de 3000 ppm). Pour cela, il a à sa disposition différentes manières pour régler le système, il peut par exemple augmenter le nombre d’électrolyseurs et/ou le nombre de jeux d’électrodes par électrolyseur et/ou le nombre l’électrodes par jeu d’électrodes. On notera, que le système selon la présente invention ne comprend aucun moyen de transfert par exemple du type pompes pour transférer l’acide hypochloreux (et/ou les ions hypochlorites) généré dans l’enceinte d’électrolyse depuis cette dernière vers la cuve de dilution dans laquelle l’acide hypochloreux doit être mélangé avec l’eau pour former la solution désinfectante. On notera aussi qu’avant l’électrolyse, la cuve de dilution disposée au-dessus de l’enceinte d’électrolyse contenait de l’eau, et qu’après l’électrolyse cette eau a été remplacée par la solution désinfectante.

[17] D’autres caractéristiques avantageuses de l’invention sont listées ci-dessous. Chacune de ces caractéristiques peut être considérée seule ou en combinaison avec les caractéristiques remarquables définies ci-dessus, et faire l’objet, le cas échéant, d’une ou plusieurs demandes de brevet divisionnaires :

[18] Avantageusement, l’électrolyse de la solution aqueuse dans l’enceinte d’électrolyse est réglée pour générer la formation de bulles de gaz, de sorte que lesdites bulles créent des turbulences aptes à forcer la migration de l’au moins une partie de l’acide hypochloreux de l’enceinte d’électrolyse vers la cuve de dilution par le conduit.

[19] L’au moins un électrolyseur peut être un ou deux ou trois ou plus de trois électrolyseurs.

[20] L’au moins un jeu d’électrodes peut être un ou deux ou plus de deux jeux d’électrodes. [21] De préférence, l’au moins un jeu d’électrodes comprend en outre une pluralité d’électrodes bipolaires intercalées entre une anode et une cathode de l’au moins un jeu d’électrodes.

[22] Préférentiellement, l’au moins une anode, l’au moins une cathode et la pluralité d’électrodes bipolaires de l’au moins un jeu d’électrodes sont toutes sous forme de plaques planes, parallèles et régulièrement espacées les unes des autres.

[23] Dans une variante de réalisation, l’au moins un jeu d’électrodes comprend une pluralité d’anodes et une pluralité de cathodes, lesquelles pluralités d’anodes et de cathodes se présentent sous forme de plaques planes disposées en rangées parallèles de polarité alternée.

[24] L’enceinte d’électrolyse de l’au moins un électrolyseur peut avoir une capacité d’au moins 10 litres.

[25] La cuve de dilution peut en outre comprendre des moyens pour briser (ou réduire la taille) les bulles de chlore gazeux pouvant être provenir dans l’enceinte d’électrolyse de l’au moins un électrolyseur afin de favoriser la dissolution du chlore gazeux dans l’eau, lesdits moyens pour briser lesdites bulles de chlore gazeux étant agencés au fond de la cuve de dilution au moins en regard du conduit mettant en communication fluidique l’enceinte d’électrolyse et la cuve de dilution.

[26] Les moyens pour briser les bulles de gaz peuvent être constitués par au moins une plaque plane ayant des perforations dont le diamètre est suffisant pour réduire la taille des bulles de gaz à des dimensions favorisant la dissolution du chlore dans l’eau.

[27] De préférence, les perforations de l’au moins une plaque ont un diamètre inférieur à 5 mm, de préférence, inférieur à 1 mm.

[28] En particulier, les moyens pour briser les bulles de gaz sont constitués par plusieurs plaques planes et perforées, ces plaques sont superposées de telle sorte que les perforations d’une plaque sont décalées par rapport aux perforations d’une autre plaque qui lui est adjacente [29] Avantageusement, le système selon la présente invention comprend en outre un dispositif de mesure comportant :

- un capteur adapté pour mesurer la teneur en chlore libre dans la solution désinfectante en formation dans la cuve de dilution,

- un afficheur adapté pour afficher la teneur en chlore libre mesurée par le capteur de chlore libre.

[30] Typiquement, le système selon la présente invention comprend en outre des moyens de régulation pour réguler le pH de la solution désinfectante en formation dans la cuve de dilution.

[31] Avantageusement, le système selon la présente invention comprend en outre une unité de commande fonctionnellement raccordée au dispositif de mesure de la teneur en chlore libre, laquelle unité de commande est adaptée pour comparer la teneur en chlore libre mesurée par le capteur et une valeur seuil de la teneur en chlore libre, et interrompre l’électrolyse lorsque la teneur en chlore libre mesurée par le capteur est égale ou supérieure à la valeur seuil de la teneur en chlore libre.

[32] En particulier, la valeur seuil de la teneur en chlore libre est fixée à une valeur maximale sélectionnée dans une plage de 5 ppm à 3000 ppm, en particulier dans une plage de 10 ppm à 1500 ppm.

[33] En pratique, la cuve de dilution présente une entrée d’eau qui est raccordée à une source d’eau par un circuit d’amenée d’eau comportant, en direction de la cuve de dilution, une électrovanne et une pompe de circulation.

[34] En pratique encore, la cuve de dilution présente une sortie de prélèvement de la solution désinfectante, laquelle sortie de prélèvement est reliée à un piquage prévu sur le circuit d’amenée d’eau entre l’électrovanne et la pompe de circulation de sorte que la ligne de prélèvement forme avec la pompe et la partie du circuit d’amenée d’eau située après cette pompe une boucle de recirculation qui est configurée pour faire circuler la solution désinfectante depuis la sortie de prélèvement vers l’entrée d’eau. [35] De préférence, le dispositif de mesure de chlore libre est placé sur la boucle de recirculation, notamment sur la ligne de prélèvement, de sorte à permettre de réaliser des mesures en continu sur la solution désinfectante.

[36] La solution aqueuse à électrolyser peut avoir un pH de 3 à 8, de préférence, un pH de 6 à 8.

[37] Selon un autre aspect, la présente invention concerne un procédé de production d'une solution désinfectante contenant de l’acide hypochloreux. Ce procédé est remarquable en qu’il comporte : a) une étape de fourniture d’un système selon la présente invention ; b) une étape de remplissage de la cuve de dilution dudit système avec de l’eau, et dans laquelle le remplissage de la cuve de dilution en eau entraîne le remplissage de l’enceinte d’électrolyse de l’au moins un électrolyseur dudit système par le conduit mettant en communication fluidique ladite enceinte d’électrolyse et ladite cuve de dilution, afin de préparer une solution aqueuse contenant des ions chlorures par dissolution d’une partie du chlorure alcalin stocké dans ladite enceinte d’électrolyse ; c) une étape d’application d’un courant électrique aux électrodes de l’au moins un jeu d’électrodes dudit au moins un électrolyseur pour électrolyser la solution aqueuse contenant des ions chlorures dans ladite enceinte afin de produire de l’acide hypochloreux, et dans laquelle au moins une partie de l’acide hypochloreux migre de ladite enceinte vers ladite cuve de dilution par ledit conduit, l’au moins une partie d’acide l’hypochloreux ayant migré se diluant dans l’eau présente dans ladite cuve de dilution afin de former la solution désinfectante ; d) une étape de mesure de la teneur en chlore libre de la solution désinfectante en formation dans ladite cuve de dilution ; e) une étape d’interruption de l’électrolyse lorsque la teneur en chlore libre mesurée à l’étape d) atteint une valeur de teneur en chlore libre désirée pour la solution désinfectante ; f) optionnellement, une étape de mesure de la teneur en chlore libre par un capteur apte à mesurer la teneur en chlore libre de la solution désinfectante en formation dans ladite cuve de dilution ; g) optionnellement, l’interruption de l’électrolyse prévue à l’étape e) est prise en charge par une unité de commande adaptée pour comparer la teneur en chlore libre mesurée par le capteur à l’étape f) et une valeur seuil de la teneur en chlore libre et pour interrompre l’électrolyse lorsque la teneur en chlore libre mesurée par le capteur est égale ou supérieure à la valeur seuil de la teneur en chlore libre ; h) optionnellement, une étape de mesure d’au moins un paramètre intrinsèque de la solution désinfectante en formation dans la cuve de dilution, lequel paramètre intrinsèque est choisi dans la liste de paramètres comprenant le pH, la température, la conductivité, et la dureté ; i) optionnellement, une étape de régulation du pH de la solution désinfectante en formation dans la cuve de dilution.

[38] Dans des modes de réalisation particuliers, la tension de courant appliquée aux électrodes, à l’étape c) du procédé, est comprise entre 1 et 15 volts, de préférence entre 2 et 10 volts.

[39] Avantageusement, la solution désinfectante contenant l’acide hypochloreux a un pH d’environ 5,1 à environ 6,9, de préférence un pH d’environ 6,5.

De préférence, à l’étape optionnelle g) du procédé, la valeur seuil de la teneur en chlore libre est fixée à une valeur maximale sélectionnée dans une plage de 5 ppm à 3000 ppm, en particulier dans une plage de 10 ppm à 1500 ppm.

Brève description des figures.

[40] D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description des mode de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d’exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels :

[Fig. 1] est une illustration de courbes de dissociation de l’acide hypochloreux dans l’eau en fonction du pH ;

[Fig. 2] est une représentation schématique d'un système de production d'une solution désinfectante selon l’invention équipé d'une cuve de dilution et d’un électrolyseur ;

[Fig. 3] est une représentation schématique d'un autre système de production d'une solution désinfectante selon l’invention équipé d’une cuve de dilution et de deux électrolyseurs ;

[Fig. 4] est une représentation photographique d'un système de production d'une solution désinfectante selon l’invention équipé d’une cuve de dilution et de trois électrolyseurs ;

[Fig. 5] est une vue en perspective d’un exemple d’électrolyseur convenant à la présente invention ;

[Fig. 6] est une vue en perspective d’un exemple de tube creux pouvant servir d’élément support à un jeu d’électrodes du système selon l’invention ;

[Fig. 7] est une vue en perspective d’un exemple d’un jeu d’électrodes convenant à la présente invention ;

[Fig. 8] est une représentation schématique du système de la figure 2 équipé en outre d’un dispositif de mesure de la teneur en chlore libre ;

[Fig. 9] est une représentation schématique du système de la figure 8 équipé en outre d’une unité de commande ;

[Fig. 10] est une représentation schématique du système de la figure 9 selon une première variante, le système étant en outre équipé d’une boucle de recirculation et dont la cuve de dilution est munie de détecteurs de niveaux ;

[Fig. 11] est une représentation schématique du système de la figure 9 selon une autre variante de réalisation, le système en outre étant équipé d’une autre forme de boucle de recirculation et dont la cuve de dilution est munie de détecteurs de niveaux ;

[Fig. 12] est une représentation schématique d’un exemple de cuve de dilution du système de l’invention selon une variante de réalisation, dans laquelle la cuve de dilution est munie d’une jauge tubulaire.

Description des modes de réalisation.

[41] La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique exposée seulement dans un mode de réalisation pouvant être généralisée aux autres modes de réalisation. De même, une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être combinées avec une ou plusieurs autres caractéristiques exposées seulement dans un autre mode de réalisation. [42] La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique exposée seulement dans un mode de réalisation pouvant être généralisée aux autres modes de réalisation. De même, une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être combinées avec une ou plusieurs autres caractéristiques exposées seulement dans un autre mode de réalisation. On note dès à présent que les figures annexées sont très simplifiées, les éléments qui y sont représentés ne sont donc pas nécessairement à l'échelle les uns par rapport à l'autre ou d'une figure à l'autre. Chaque référence conserve la même signification d'une figure à l'autre.

[43] La présente invention vise en premier lieu un système destiné à produire une solution désinfectante à base d’acide hypochloreux, de préférence, une solution désinfectante contenant de l’acide hypochloreux à une teneur en chlore libre supérieure 5 ppm. Ce système peut être utilisé par des utilisateurs pour produire la solution désinfectante à petite échelle, sur site ou à la demande ou encore à échelle industrielle.

[44] Par « ppm », il faut comprendre partie par million. Il faut savoir que dans le cas d’une solution aqueuse, une concentration de 1 ppm peut être exprimée de la façon suivante 1 ppm = 1 mg/kg = 1 mg/L.

[45] Le système objet de l’invention, comprend :

- au moins un électrolyseur 100, et

- une cuve de dilution 300 dédiée à la préparation de la solution désinfectante.

[46] Par « au moins un électrolyseur » il faut comprendre un électrolyseur (voir figure 2), deux électrolyseurs (voir figure 3), trois électrolyseurs (voir figure 4) ou plus de trois électrolyseurs. Aussi, par souci de simplification, seul le cas du système avec un seul électrolyseur, représenté sur la figure 2, sera abordé dans la suite de la description, mais le système et le procédé selon la présente invention fonctionne de façon similaire avec deux, trois ou plus de trois électrolyseurs, et, avantageusement, avec des performances élevées en production d’acide hypochloreux et de solutions désinfectantes le contenant.

[47] Par ailleurs, l’électrolyseur 100 mis en œuvre comporte une enceinte d’électrolyse 110 équipée d’au moins un jeu d’électrodes 120. [48] Par « au moins un jeu d’électrodes », il faut comprendre un jeu d’électrodes (voir par exemple la figure 2), deux ou plus de deux jeux d’électrodes (voir figure 5). Là aussi, par souci de simplification, seul le cas de l’électrolyseur avec un seul jeu d’électrodes, représenté sur la figure 2, sera abordé dans la suite de la description, mais le système et le procédé selon la présente invention fonctionne de façon similaire avec deux ou plus de deux jeux d’électrodes, et, avantageusement, avec des performances élevées en production d’acide hypochloreux et de solutions désinfectantes le contenant.

[49] D’un autre côté, comme nous le décrirons par la suite, la cuve de dilution 300 du système est munie d’au moins une sortie de fond 303. En principe, chaque au moins une sortie de fond 303 est destinée à être utilisée avec à un électrolyseur 100. La cuve de dilution 300 peut être munie de deux, trois ou plus de trois sorties de fond 303 mais dont seulement une sortie de fond 303 est raccordée à un électrolyseur 100. Par exemple, en relation avec la figure 2, un seul électrolyseur 100 équipe le système selon l’invention, et la cuve de dilution 300 est représentée avec une seule sortie de fond 303. Cependant, la cuve de dilution 300 peut être une cuve à plusieurs sorties de fond dans laquelle les sorties de fond non utilisées peuvent être fermées par un moyen de fermeture approprié (par exemple bouchon, robinet, vanne de fermeture, etc.).

[50] Electrolyseur 100

[51] Le ou les jeux d’électrodes 120 de l’au moins un électrolyseur 100, sont destinés chacun à être alimentés en électricité par une source d’énergie 101 produisant un courant électrique. Celui-ci peut être un courant continu et/ou pulsé.

[52] En se référant à la figure 2, l’électrolyseur 100 comprend une enceinte d’électrolyse 110 stockant du chlorure alcalin sous forme solide, et présentant généralement une ouverture supérieure 111 , laquelle peut être fermée de façon étanche par un couvercle amovible 130.

[53] Le chlorure alcalin stocké sous forme solide dans l’enceinte d’électrolyse 110 est destiné à être mélangé avec de l’eau dans cette enceinte 110 afin de produire la solution aqueuse contenant des ions de chlorure dont l’électrolyse permet d’obtenir de l’acide hypochloreux.

[54] Par « chlorure alcalin » on entend selon la présente invention le chlorure de sodium, le chlorure de potassium et leur mélange. Par souci de simplification, seul le cas du chlorure de sodium sera abordé dans la suite de la description, mais le système et le procédé selon la présente invention s'applique à tous types de chlorure alcalin.

[55] Par « forme solide » on entend selon la présente invention toute forme solide ayant un poids d’environ 5 g à 30 g. De préférence, la forme solide de chlorure alcalin tel que le chlorure de sodium est choisie parmi des pastilles, des comprimés, et des tablettes. Les avantages d'utiliser le chlorure alcalin sous forme solide seront discutés ultérieurement.

[56] L’enceinte 110 peut être réalisée en n'importe quelle matière appropriée électriquement isolante et résistante à la corrosion par la solution aqueuse contenant le chlorure alcalin tel que le chlorure de sodium ainsi que par les produits générés lors de l’électrolyse. De préférence, l’enceinte 110 est réalisée en verre ou en plastique rigide, de préférence, transparent, par exemple, en chlorure de polyvinyle (PVC), en polypropylène renforcé de fibres de verre (PRV), ou en Acrylonitrile-Butadiène-Styrène (ABS) ou en polycarbonate (PC). Il est clair cependant que cette liste n'est pas limitative. L’utilisation d’une matière, verre ou plastique, transparente permet de réaliser une inspection visuelle des composants internes de la cellule 110 et d’observer l’électrolyse pendant les opérations normales.

[57] En pratique, l’enceinte 110 a la forme d’un cylindre à section circulaire qui s'étend selon la direction verticale. Sa hauteur varie par exemple de 15 cm à 150 cm ou plus de 150 cm, et son diamètre varie par exemple de 10 cm à 80 cm, ou plus de 80 cm. Les formes et dimensions décrites pour l’enceinte 110 ne sont données qu'à titre d'exemple, car cette dernière peut avoir toute autre forme (ex. parallélépipédique ou cylindre de section ovale, ou autres forme) et dimensions appropriées, convenant au mieux à l'utilisation à laquelle l’enceinte 110 et le système selon l’invention sont destinés. Par ailleurs, l’enceinte 110 peut présenter toute forme engendrée par une droite qui se déplace parallèlement à un axe, en s'appuyant sur deux plans fixes. Ainsi la section circulaire d’une enceinte cylindrique peut être tronquée pour présenter une partie plane 112 dans presque toute sa hauteur telle qu'illustré sur la figure 5.

[58] Comme représenté sur les figures 2 et 8 à 12, l’enceinte d’électrolyse 110 du système selon l’invention est munie d’un jeu d’électrodes 120, lequel est destiné à être raccordé la source d’énergie 101 produisant un courant électrique. Nous pouvons rappeler ici que l’invention n’est pas limitée à ce mode de réalisation et que deux, trois voire plus de trois jeux d'électrodes 120 peuvent équiper l’enceinte d’électrolyse 110. Le nombre de jeux d’électrodes 120 à utiliser peut être choisi en fonction des performances globales souhaitées (ex. temps de production de la solution désinfectant contenant de l’acide hypochloreux). En effet, la Demanderesse a pu constater qu’avec un système selon l’invention comprenant une seule enceinte d’électrolyse 110, plus le nombre de jeux d’électrodes augmente plus le temps de production de la solution désinfectante ayant une teneur en chlore libre donnée est réduit. Ceci est mis en évidence dans le [Table 1] des exemples et qui montre l’effet du nombre de jeu d’électrodes 120 par électrolyseur 100 sur le temps de production de la solution désinfectante selon la présente invention.

[59] Le ou les jeux d’électrodes 120 comprennent chacun au moins une anode et une cathode (non représentées). Nous rappelons ici que, selon des définitions bien connues de l'homme du métier, doit être entendu : par « anode » une électrode positive, laquelle va être le siège de la réaction d’oxydation d’équation n°4 (2CI'(aq) Cl2(g) + 2e' ) mentionnée plus haut, et par « cathode » une électrode négative , laquelle va être le siège de la réaction de réduction mentionnée plus haut.

[60] Les électrodes du (au moins un) jeu d’électrodes 120 peuvent être réalisées en titane, en titane recouvert par un revêtement catalytique contenant des oxydes métalliques, tels que l’oxyde de titane, l’oxyde de ruthénium, l’oxyde d’iridium et l’oxyde d’étain ; en alliage de titane ; en alliage hastelloy® (alliage nickel-chrome-molybdène) ou en tout autre métal ou alliage résistant à la corrosion. A titre d’exemple, un tel revêtement catalytique peut être constitué de 45 à 55% d'oxydes de titane, 25 à 30 % d'oxyde de ruthénium et 20 à 20% d'iridium. Les électrodes peuvent avoir une forme du type plaques planes ou d’autres formes appropriées convenant au mieux à l'utilisation à laquelle le (au moins) un jeu d'électrodes 120 est destiné dans le cadre de la présente invention. De préférence, les électrodes du (au moins) un jeu d’électrodes 120 sont sous forme de plaques planes faites d'une épaisseur suffisante (ex. 1 mm à 4 mm) pour être rigides. Ces plaques planes peuvent avoir une largeur allant par exemple de 25 mm à 100 mm et une longueur suffisante pour pouvoir insérer le (au moins) un jeu d’électrodes 120 dans le sens diamétral dans l’enceinte 110 et de sorte que les électrodes de l’au moins un jeu d'électrodes 120 soit au moins partiellement disposées à l’intérieur l’enceinte 110. A titre d’exemple pour une enceinte de 25 cm de diamètre, les plaques planes peuvent avoir une largeur inférieure à 25 cm, par exemple une longueur comprise entre 15 cm à 24 cm. En particulier, l'espace inter-électrodes est compris entre 0,1 cm et 1 ,2 cm, de préférence entre 0,1 cm et 0,5 cm. Il convient de noter que plus les électrodes sont proches les unes des autres, plus la surface de contact/échange par unité de volume est importante et donc moins la tension nécessaire est importante. En effet, à mesure que la distance augmente, le besoin énergétique pour faire passer le courant électrique (transporté par les ions) à travers la solution aqueuse contenant des ions chlorures augmente. L'augmentation de la distance augmente la résistance électrique et donc à intensité de courant identique, il faut augmenter la tension (loi d'Ohm).

[61] Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention, non représentés, les électrodes du (au moins) un jeu d’électrodes 120 sont au nombre de deux électrodes dont une anode et une cathode, lesquelles anode et cathode sont sous forme de plaques planes parallèles l’une de l’autre, et sont assez espacées l’une de l’autre, par exemple de 0,1 cm et 1 ,2 cm, de préférence entre 0,1 cm et 0,5 cm.

[62] Dans d’autres modes de réalisation particuliers de l’invention, non représentés, un jeu d’électrodes 120 peut comprendre deux ou plusieurs anodes et deux ou plusieurs cathodes, lesquelles anodes et cathodes sont sous forme de plaques planes parallèles les unes des autres, et sont alternées dans le jeu d’électrodes 120 et assez espacées les unes des autres, par exemple de 0,1 cm et 1 ,2 cm, de préférence entre 0,1 cm et 0,5 cm.

[63] De préférence, le (au moins) un jeu d’électrodes 120 comprend en outre une ou plusieurs électrodes bipolaires agencées entre une anode et une cathode du (au moins) un jeu d’électrodes 120.

[64] Par le terme « électrode bipolaire » on entend selon la présente invention, une électrode se trouvant à un potentiel intermédiaire entre une électrode à un potentiel plus élevé et une autre électrode à un potentiel plus faible, de sorte que ladite électrode agit simultanément comme une anode sur la partie en vis-à-vis de l'électrode à potentiel inférieur et comme une cathode sur la partie en vis-à-vis de l'autre. Dans le cas d'électrodes planes, des réactions de type anodiques s'y produisent sur une face et de type cathodique sur l'autre face.

[65] La ou les électrodes bipolaires peuvent être réalisée en tout métal ou alliage résistant à la corrosion comme pour les autres électrodes de l’au moins un jeu d’électrodes 120. Par ailleurs, la ou les électrodes bipolaires peuvent aussi avoir une forme sensiblement similaire ou identique à celle de l’anode et de la cathode du (au moins un) jeu d’électrodes 120. Préférentiellement, l’anode, la cathode et la ou les électrodes bipolaires sont toutes sous forme de plaques planes, parallèles et régulièrement espacées les unes des autres, par exemple de 0,1 cm à 1 cm. Le nombre d’électrodes bipolaires par jeu d’électrodes 120 peut par exemple aller de 1 à 20, en particulier de 2 à 18, par exemple peut être égal à 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 , 12, 13, 14, 15, 16 ou 17.

[66] Il convient de rappeler que, par jeu d’électrodes 120, le nombre d’anode(s) peut être égal à un ou plus et le nombre de cathode peut être égal à un ou plus.

[67] Les électrodes bipolaires sont bien connues dans l’art (JP2004237165A, EP0065889A1 , WO2012172118A1 ).

[68] De préférence, l’au moins un jeu d’électrodes est de type non divisé (non

[69] Dans des modes de réalisation particuliers, non représentés, l’électrolyseur 100 ou le système selon l’invention peut également comprendre au moins un commutateur ou un circuit électrique de commande utilisable pour inverser périodiquement, par exemple toutes les 90 min avec un temps de pause de 5 min, les polarités des électrodes de l’au moins un jeu d’électrodes, de sorte que le courant électrique circule, entre les électrodes, dans un sens, puis dans le sens opposé (fonctionnement bipolaire). L'inversion de la polarité des électrodes a pour but d’éliminer ou d'empêcher une accumulation de dépôts (ex. dépôt de calcium) sur les surfaces des électrodes pendant le fonctionnement. Elle entraîne un fonctionnement amélioré des électrodes et permet de prolonger leur durée de vie. Lors de l’inversions de polarités, un de temps de pause après une dépolarisation et une repolarisation des électrodes de 5 min est optimal, ceci permet d'éviter la formation de courts-circuits entre les électrodes de l’au moins un jeu d’électrodes 120. Ces courts circuits peuvent détériorer progressivement ces électrodes. L’inversion des polarités des électrodes et le temps de pause peuvent être commandés pour l’unité de commande 600 qui sera décrite plus en détail plus loin.

[70] Avantageusement, le (au moins un) jeu d’électrodes 120 est configuré ou adapté pour être inséré, de façon amovible et étanche, dans l’enceinte d’électrolyse 110 à travers une ouverture 114, respective, ménagée à cet effet dans une paroi de l’enceinte d’électrolyse 110, et de sorte que, en usage, les électrodes dudit (au moins un) jeu d’électrodes 120 soient au moins en partie immergées dans la solution aqueuse saline à électrolyser. Le maintien en position du ou des jeux d’électrodes 120 dans la paroi de l’enceinte 110 peut être réalisé par tout moyen convenant à l’homme du métier, notamment par insertion avec emboîtement par baïonnette ou par vissage sur la paroi à travers laquelle le (au moins un) jeu d’électrodes 120 est inséré. L’ouverture 114 de la paroi 112 a par exemple un diamètre d’environ de 90 mm.

[71] Dans des modes de réalisation particuliers (non représenté), le (au moins un) jeu d’électrodes 120 se présente sous forme de ou est disposé dans un boîtier, cylindrique ou parallélépipédique, insérable dans l’enceinte d’électrolyse 110 et présentant des ouvertures ou perçages périphériques appropriés de sorte que, en fonctionnement, les électrodes du (au moins un) jeu d’électrodes soient en contact avec la solution aqueuse à électrolyser, d’une part, et le chlorure alcalin tel que le chlorure de sodium, sous forme solide, ne puisse pas venir s’incruster entre les électrodes du (au moins un) jeu d’électrodes (120) et provoquer des courts-circuits dans le l’électrolyseur 100, d’autre part.

[72] Dans un mode de réalisation particulier, présenté notamment sur la figure 5, l’enceinte d’électrolyse 110 est munie de tubes creux allongés 121 , d’axe horizontal, disposés chacun dans l’enceinte 110. Chacun de ces tubes creux 121 sert d’élément support pour un jeu d’électrodes 120 et est conçu pour faciliter l’insertion du jeu d’électrodes 120 dans l’enceinte 110, d’une part, et le retrait du jeu d’électrodes 120 de l'enceinte 110, d’autre part, par exemple lorsque l’on souhaite effectuer des opérations de contrôle à réaliser sur les électrodes et/ou de remplacement de ces dernières. En pratique, les tubes creux allongés 121 présentent chacun des perçages périphériques prévus pour que, en usage, les électrodes du (au moins) un jeu d’électrodes 120 insérées dans le tube creux 121 , respectif, se trouvent en contact avec la solution aqueuse saline à électrolyse. De tels perçages périphériques ont par ailleurs pour but de d’éviter que le chlorure alcalin tel que le chlorure de sodium, sous forme solide, vienne s’incruster entre les électrodes du (au moins un) jeu d’électrodes (120) et provoquer des courts-circuits dans le l’électrolyseur. Les tubes creux allongés peuvent être réalisés en une matière sensiblement identique ou similaire à celle constituant l’enceinte 110. Leurs perçages périphériques peuvent avoir un diamètre de 10 mm ou moins.

[73] Sur la figure 6, il est montré un tube creux allongé 121 dont l’extrémité qui est destinée à être fixée dans la paroi 112 de l’enceinte 100, présente un filetage extérieur 119 prévu pour fixer par vissage un jeu d’électrodes 120 pourvu d'un contre-filetage (non représenté). Bien entendu, on peut prévoir d'autres moyens ou techniques de fixation que ceux décrits avec référence à la figure 6 pour assurer la fixation réversible et étanche d’un jeu d’électrodes 120 dans un tube creux allongé 121 .

[74] Concernant l’agencement du (au moins un) jeu d’électrodes 120 dans l’enceinte d’électrolyse 110, on peut se référer à la demande de brevet WO2012172118A1 au nom de la demanderesse.

[75] De manière générale, en se rapportant aux figures 2, 3, 8 à 12, l’enceinte 110 est surmontée d’un couvercle 130. Celui-ci est configuré ou adapté pour fermer l’ouverture supérieure 111 de ladite enceinte 110, de façon étanche. Ce couvercle 130 est amovible de manière à permettre le chargement du chlorure alcalin sous forme solide dans l’enceinte 110, d’une part, et à autoriser un accès facile à l’intérieur de l’enceinte 110, en vue notamment de pouvoir réaliser des opérations de vidage et/ou de nettoyage de l’enceinte 110, d’autre part. Le couvercle 130 est réalisé en une matière sensiblement similaire ou identique à celle de l’enceinte 110, notamment en PVC, en ABS ou en PC.

[76] Le couvercle 130 peut être fixé sur l’enceinte par vissage. Sur la figure 5, la partie supérieure de l’enceinte 110 présente un filetage extérieur 113 prévu pour fixer par vissage le couvercle 130 pourvu d'un contre-filetage (non représenté). Bien entendu, on peut prévoir d'autres moyens ou techniques de fixation que ceux décrits avec référence à la figure 5 pour assurer la fermeture réversible de l’enceinte 110. A titre d’exemple de ces autres moyens ou techniques on peut citer ceux couramment utilisés dans le domaine des systèmes d'ouverture et de fermeture pour autocuiseurs.

[77] Par ailleurs, le couvercle 130 peut être équipé d’un joint d'étanchéité (non représenté) approprié, par exemple en élastomère, permettant de réaliser ou de renforcer l’étanchéité entre l’enceinte 110 et le couvercle 130.

[78] Sur les figures 2 à 5, et 8 à 12, le couvercle 130 est muni d’un conduit 200 (dénommé conduit de communication). Celui-ci est destiné à permettre une communication fluidique entre l’intérieur et l'extérieur de l’enceinte d’électrolyse 110. Le conduit de communication 200 peut être utilisé pour le remplissage de l’enceinte d’électrolyse 110 en eau pour la dissolution du chlorure alcalin qui y est déjà chargé sous forme solide (via l’ouverture supérieure 111 ) afin de former la solution aqueuse contenant des ions chlorures à électrolyser. Le conduit de communication 200 autorise également le déplacement du gaz d’hydrogène, d’au moins une partie d’acide hypochloreux et le, cas échéant, du chlore gazeux générés dans l’enceinte 110 pendant la réaction d’électrolyse depuis cette enceinte 110 vers la cuve de dilution 300 dédiée à la préparation de la solution désinfectante comme cela sera décrit plus en détail par la suite.

[79] Ce conduit de communication 200 est réalisé en une matière sensiblement similaire ou identique à celle de l’enceinte 110 ou au couvercle 130, notamment en PVC, en ABS ou en PC. Il a de préférence la forme d'un tube cylindrique de base circulaire. En usage, il débouche par son extrémité inférieure dans l’enceinte 110 à travers un orifice de couvercle 131 agencé dans le couvercle amovible130. L’extrémité supérieure libre de ce conduit de communication 200 est destinée à être raccordée à la cuve de dilution 300 comme cela sera décrit plus bas.

[80] Un tel conduit de communication 200 peut être réalisé monobloc avec le couvercle 130 ou être rapporté fixement de façon étanche, par exemple par l’intermédiaire d’une bague d’étanchéité en caoutchouc (non illustrée) dans ce couvercle 130.

[81] Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention (non représentés), l’enceinte d’électrolyse peut en outre comprendre à sa partie inférieure un orifice de sortie permettant son vidage. Cet orifice de sortie peut être par exemple fermé par tout moyen d’obturation approprié, par exemple par un bouchon, un robinet ou autres.

[82] Un exemple d’électrolyseur qui peut être utilisé avec le système selon la présente invention est décrit dans la demande de brevet WO2012172118A1 au nom de la Demanderesse, ou est commercialisé par cette dernière sous le nom de marque CHLOR’IN ( https://www.chlor-in.com/concept-chlor-in-p3.php ).

[83] Sur les figures annexées, le conduit 200 est un conduit droit et vertical ou sensiblement droit et vertical, mais il est envisageable de prévoir un conduit incliné, ou un conduit de forme hélicoïdale, vertical ou incliné.

[84] Cuve de dilution

[85] Le système selon la présente invention comporte en outre une cuve de dilution 300 dans laquelle la solution désinfectante va être préparée par dilution de l'acide hypochloreux provenant de l'au moins un électrolyseur dans de l'eau fournie par la source d’eau S.

[86] La cuve 300 est destinée à être placée au-dessus de l’au moins un électrolyseur 100. Le nombre d’électrolyseurs peut être de 1 , 2 ou 3 ou plus tel qu’indiqué plus haut. Comme on peut le voir sur les figures 2, 3 et 4, cette cuve 300 est placée au-dessus de, respectivement, 1 , 2 et 3 électrolyseurs 100. Le nombre d’électrolyseurs 100 est choisi en fonction des performances globales souhaitées (ex. temps de production de la solution désinfectant contenant de l’acide hypochloreux, teneur en acide hypochloreux souhaitée pour la solution désinfectant). En effet, la Demanderesse a pu constater que pour une cuve de dilution 300 d’un volume donné d’eau, plus il y a d’électrolyseurs plus la solution désinfectante est obtenue avec une concentration donnée en acide hypochloreux en un temps plus court. Ceci est mis en évidence dans le [Table 1] des exemples présentés plus avant, et qui montre l’effet du nombre d’électrolyseurs 120 sur le temps de production de la solution désinfectante selon la présente invention.

[87] La cuve 300 selon l’invention présente à sa partie supérieure une entrée d’eau 302 et à son fond 305 au moins une sortie (ou orifice) de fond 303 (une sortie de fond par électrolyseur).

[88] L’entrée d’eau 302 est dédiée à l’introduction d’eau dans la cuve de dilution 300. Il est destiné à être reliée à une source d'alimentation en eau ”S” telle que par exemple un robinet ou un conduit d’eau municipale, ou autre.

[89] En pratique, l'eau à apporter dans la cuve de dilution 300 est une eau de ville, mais il est bien évidement possible d’utiliser une eau de source naturelle, une eau distillée, ou une eau désionisée ou filtrée.

[90] Aussi, dans un mode de réalisation particulier (non représenté), le système selon la présente invention peut en outre comprendre un filtre à eau agencé entre la source d'alimentation en eau S et l’entrée d’eau 302 de la cuve de dilution 300. Ce filtre à eau a pour but d’éliminer, ou tout au moins de réduire, des éventuels composés organiques (ou polluants organiques) qui seraient présents et qui pourraient interagir avec le chlore, entre autres produits d’électrolyse de l’eau saturée en chlorure de sodium. Le filtre à eau peut être de n’importe quel type connu de l'Homme du métier tel que par exemple un filtre particulaire (filtre cartouche, membrane de microfiltration, sable) ; un filtre à charbon actif ; une membrane d'ultrafiltration ; un contacteur membranaire ou une membrane de filtration gazeuse.

[91] La sortie de fond 303 de la cuve de dilution 300 est configurée ou adaptée pour se raccorder au conduit de communication 200 de l’électrolyseur 100 afin de permettre une communication fluidique entre cette cuve de dilution 300 et l’intérieur de l’enceinte d’électrolyse 110 de cet électrolyseur 100.

[92] La sortie de fond 303 peut être raccordée au conduit de communication 200 de l’électrolyseur 100, par exemple, au moyen de tout type de raccord rapide et étanche approprié connu de l’homme du métier (voir par ex. US5580099A; US20190063652A1 ; EP0829671A2, US20180252347A1).

[93] Par « sortie de fond 303 » on désigne un orifice de fond de la cuve 300 ou un conduit de fond approprié inséré dans ledit orifice de fond de la cuve 300, lequel conduit de fond peut être rapporté et monté sur la cuve de dilution 300 afin de pouvoir y être fixé à demeure, ou de façon démontable.

[94] La cuve de dilution 300 peut avoir toute forme (ex. parallélépipédique ou cylindrique de section ovale, ou autres forme) et dimensions appropriées, convenant au mieux à l'utilisation à laquelle l’enceinte 110 et le système selon l’invention sont destinés. En pratique, la cuve 300 a la forme d’un parallélépipède à section carrée ou rectangulaire. Le volume de la cuve de dilution 300 peut aller de 1 litre à 500 litres ou plus. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à ces formes ou dimension pour la cuve de dilution 300.

[95] En pratique, la cuve de dilution 300 est réalisé en une matière sensiblement similaire ou identique à celle de l’enceinte 110, notamment en PVC, en ABS ou en PC. Il est de préférence protégé contre la lumière ambiante, par exemple par un dispositif auxiliaire de protection contre la lumière ambiante (non représenté). Ce dispositif auxiliaire peut prendre la forme d’une boîte ou une armoire dont les parois sont en matière opaque, par exemple, mais sans s’y limiter, bois, plastique (ex. PVC, PEHD) opaque, verre opaque, métal (ex. Inox).

[96] Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention (non représentés), la cuve de dilution 300 peut en outre comprendre à sa partie inférieure un orifice de sortie permettant la distribution de la solution désinfectante ou le vidage de la cuve 300. Cet orifice de sortie peut être fermé par exemple au moyen d’un robinet ou être raccordé par des moyens de raccordement (ex. conduite) à un réservoir de stockage apte à recevoir la solution désinfectante ou à un tuyau flexible de distribution de cette dernière. [97] Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention (non représentés), la cuve de dilution 300 peut en outre comprendre des moyens pour briser les bulles de chlore gazeux pouvant provenir de l’enceinte d’électrolyse 110 de l’au moins un électrolyseur 100 afin de favoriser la dissolution du chlore gazeux dans l’eau, lesdits moyens pour briser lesdites bulles de chlore gazeux étant agencés au fond de la cuve de dilution 300 au moins en regard du conduit 200 mettant en communication fluidique ladite enceinte d’électrolyse et la cuve de dilution 300. Les moyens pour briser les bulles de gaz peuvent être constitués par au moins une plaque plane et présentant des perforations dont le diamètre est suffisant pour réduire la taille des bulles de gaz à des dimensions favorisant la dissolution du chlore dans l’eau. De préférence, les perforations de l’au moins une plaque ont un diamètre inférieur à 5 mm, de préférence, inférieur à 1 mm.

Préférentiellement, les moyens pour briser les bulles de gaz sont constitués par plusieurs plaques planes et perforées. Ces plaques sont généralement superposées de telle sorte que les perforations d’une plaque sont décalées par rapport aux perforations d’une autre plaque qui lui est adjacente.

[98] Dans une variante, non représentée, les moyens pour briser les bulles de gaz sont constitués par une crépine en métal inoxydable ou en plastique (ex. PVC) et à mailles dont la taille est inférieure à 5 mm, de préférence, inférieure à 1 mm.

[99] Utilisation du système selon l’invention.

[100] Le système selon la présente invention peut être monté de la manière décrite ci-après, qui se déduit aisément des explications précédentes en relation avec notamment la figure 1 , et sans que cette description du montage ou d’utilisation du système selon l’invention ne doit être interprétée dans un sens limitatif.

[101] Etape 1 : on commence par l’enceinte d’électrolyse 110, laquelle est en pratique déjà munie du (au moins) un jeu d’électrodes 120. On charge l’enceinte d’électrolyse avec le chlorure alcalin tel que le chlorure de sodium sous forme solide. On peut indiquer que la quantité de chlorure alcalin tel que le chlorure de sodium à charger dans l’enceinte d’électrolyse doit être suffisante pour préparer une solution aqueuse dans laquelle une partie du chlorure alcalin tel que le chlorure de sodium est dissoute, par exemple une saumure ou une solution aqueuse saturée en ce chlorure alcalin. On rappelle ici que dans le cas du chlorure de sodium, celui-ci présente une solubilité d’environ 357 g par litre d’eau à CTC. Dans un exemple particulier, on charge environ 25 kg de chlorure de sodium sous forme de pastilles d’environ 15 g dans une enceinte d’électrolyse d’une capacité d’environ 40 litres. On peut par ailleurs indiquer que le chlorure de sodium sous forme de pastilles d’environ 15 g est disponible sous le nom de marque AXAL® PRO, auprès de l’entreprise K+S Minerais and Agriculture GmbH, située en Allemagne. En variante de l'exemple particulier décrit ici, on peut utiliser du chlorure de potassium ou un mélange de chlorure de sodium et chlorure de potassium pour préparer la solution aqueuse à électrolyser.

[102] Etape 2 : on ferme ensuite l’enceinte d’électrolyse 110 par son couvercle amovible 130.

[103] Etape 3 : on place l’enceinte d’électrolyse 110 chargée en chlorure alcalin tel que le chlorure de sodium, et fermée par son couvercle 130 sous la cuve de dilution 300. En relation avec l’exemple particulier précité, on choisit une cuve de dilution de 260 litres pour au moins une enceinte d’électrolyse dont la capacité est d’environ 40 litres.

[104] Etape 4 : on raccorde le conduit 200 de l’électrolyseur 100 à la sortie de fond 303 correspondante de la cuve de dilution 300. Le raccordement peut se faire par tout moyen d’accouplement rapide et étanche approprié connu de l'homme du métier, comme mentionné plus haut. A présent, la cuve de dilution 300 et l’enceinte d’électrolyse 110 de l’électrolyseur 100 sont en communication fluidique l’une avec l’autre.

[105] Etape 5 : on relie la cuve de dilution 300 à la source d’alimentation en eau S, le cas échéant, via un filtre d’eau approprié comme mentionné plus haut.

[106] Etape 6 : on introduit l’eau dans la cuve de dilution 300 jusqu’à remplissage de cette dernière et aussi de l’enceinte d’électrolyse 110, cette dernière se remplissant en eau via la sortie de fond 303 de la cuve de dilution 300 et le conduit 200 de l’enceinte d’électrolyse 110 auquel cette sortie de fond 303 est raccordée. On peut mentionner ici l’avantage d’utiliser du chlorure alcalin, tel que le chlorure de sodium, sous forme solide qui est que lors du remplissage de l’enceinte d’électrolyse 110, le sel de chlorure alcalin reste au fond de cette dernière.

[107] Etape 7 : on attend un temps suffisant pour permettre la formation d'ions chlorures dans l’eau, par dissolution d’au moins une partie du chlorure alcalin, tel que le chlorure de sodium. En pratique, ce temps d’attente est d’environ 5 min à 1 h.

[108] Etape 8 : Une fois que le système complet est monté, on alimente l’au moins un électrolyseur en électricité par la source d’énergie 101 afin de démarrer l’électrolyse proprement dite.

[109] En pratique, le courant électrique d’alimentation des électrodes de l’au moins un jeu d’électrodes 120 (ou électrodes de l’au moins un électrolyseur 100) est un courant continu. En variante, l’électrolyse selon l'invention peut être conduite avec un courant pulsé.

[110] L’électrolyse dans l’enceinte d’électrolyse 110 est généralement conduite à un pH d’environ 6-8, sous une tension comprise entre 1V à 15 V, préférentiellement, entre 2 et 10 V.

[111] Le courant continu (et/ou pulsé) utilisé peut avoir une densité de courant comprise entre 0,1 A/dm ² et 10 A/dm ² , ou même au-dessus de 10 A/dm ² . De préférence, on conduit l’électrolyse avec un courant continu (et/ou pulsé) ayant une densité de courant comprise entre 0,1 A/dm ² et 5 A/dm ² .

[112] Après une période d’électrolyse suffisante pour obtenir une solution désinfectante contenant de l’acide hypochloreux avec la teneur souhaitée de chlore libre, on interrompe l’électrolyse (nous reviendrons sur ce dernier point en détail plus loin).

[113] Durant l’électrolyse, au moins une partie des ions chlorures présents dans la solution aqueuse contenue dans l’enceinte d’électrolyse est oxydée au niveau de l’au moins une anode de l’électrolyseur pour générer du chlore (Chfg)) suivant la réaction d’équation 4 mentionnée plus haut. Le chlore ainsi généré réagit instantanément avec l’eau présent dans la solution aqueuse pour produire l’acide hypochloreux (HOCI( _aq )) et de l’acide chlorhydrique (HCI(aq)) suivant la réaction réversible d’équation 2 mentionnée plus haut. Parallèlement à la réaction d’oxydation des ions chlorures, il y a une réduction de l’eau, au niveau de l’au moins une cathode de l’électrolyseur, en hydrogène gazeux (H2(g)) et en ions hydroxyde (OH ) suivant la réaction d’équation 5 mentionnée plus haut. Ainsi, globalement l’électrolyse de la solution aqueuse contenant du chlorure alcalin tel que le chlorure de sodium, à un pH de 6 à 8 (pH de l’eau de ville), conduit à la formation de produits de chlore (chlore gazeux, acide hypochloreux et/ou ions hypochlorites) et de l’hydrogène gazeux, au sein de l’enceinte d’électrolyse 110. Or, celle-ci se trouve en communication fluide avec la cuve de dilution 300, laquelle est remplie d’eau.

[114] Le gaz d’hydrogène, et le cas échéant une partie du gaz de chlore, généré(s) dans l’enceinte d’électrolyse 110 emprunte donc le conduit 220 de cette dernière, puis la sortie de fond 303 de la cuve de dilution 300 et ensuite traverse la cuve de dilution 300 contenant l’eau pour s’évacuer dans l’atmosphère.

[115] D’un autre côté, l’eau contenue dans la cuve de dilution 300 et la solution aqueuse contenue dans l’enceinte d’électrolyse 110 forment ensemble un système qui a une tendance automatique à rendre les concentrations des espèces chimiques (En l’espèce ici : l’eau, l’acide hypochloreux et/ou les ions hypochlorites et les ions chlorures) qui le composent homogènes. Ce phénomène de déplacement « irréversible » des espèces chimiques qui tend à homogénéiser la composition du système correspond à ce qu'on appelle en chimie-physique la « diffusion » chimique.

[116] Ainsi, en l’espèce, l’acide hypochloreux et/ou les ions hypochlorites ainsi que les ions chlorures ont donc tendance à se déplacer (ou migrer) de la solution aqueuse depuis l’enceinte d’électrolyse 110 vers la cuve de dilution 300 et, inversement, de l’eau a tendance à se déplacer (ou migrer) depuis la cuve de dilution 300 vers l’enceinte d’électrolyse 110.

[117] Il convient de préciser que la diffusion chimique est un phénomène qui, en principe, se produit très lentement si aucune agitation ne vient l’accélérer.

[118] Or, il est du mérite de l'auteur de la présente invention d'avoir trouvé, en dépit de ce préjugé hautement défavorable, qu'il est possible de produire une solution désinfectante dont la teneur en chlore libre (acide hypochloreux et/ou ions hypochlorites) peut atteindre 1000 ppm voire plus de 1000 ppm en des temps acceptables, en pratique industrielle, par exemple moins de 12 h, en disposant la cuve de dilution 300 au-dessus de l’enceinte d’électrolyse 110, en les raccordant de manière fluidique, et en se servant du mouvement des bulles de gaz d’hydrogène et le cas échéant de gaz de chlore, générées dans la solution aqueuse de l’enceinte d’électrolyse 110. En effet, ce mouvement de bulles de gaz engendre de minuscules tourbillons qui favorise le déplacement ou la diffusion d’au moins une partie des molécules d’acide hypochloreux et/ou d’ions hypochlorites (ou produit de chlore) du milieu concentré qui est représenté en l’espèce par la solution aqueuse contenue dans l’enceinte d’électrolyse 110 vers le milieu le moins concentré qui est représenté en l’espèce par l’eau de la cuve de dilution 300.

[119] Par ailleurs, il est possible de régler l’électrolyse de manière à générer la formation de bulles de gaz notamment de gaz d’hydrogène, de sorte que ces bulles créent des turbulences aptes à forcer la migration de l’au moins une partie de l’acide hypochloreux de l’enceinte d’électrolyse 110 vers la cuve de dilution 301 . Pour cela, l'auteur de la présente invention a montré qu’augmenter le nombre d’électrodes par jeu d’électrodes 120 et/ou le nombre jeux d’électrodes par électrolyseur permet de favoriser la génération de telles bulles de gaz et de réduire la durée de production d’une solution désinfectante contenant de l’acide hypochloreux à une teneur en chlore libre donnée ou désirée.

[120] Par ailleurs, l’auteur de la présente invention a trouvé de manière surprenante et inattendue que les solutions désinfectantes obtenues grâce au système selon la présente invention peuvent éventuellement contenir du chlorure alcalin tel que le chlorure de sodium, mais en des teneurs très faibles, inférieures à 1 ppm, ce qui est très avantageux dans un procédé ou un système de production de solutions désinfectantes.

[121] Nous revenons ici sur la notion de « période d’électrolyse suffisante » mentionnée plus haut. En fait la présente invention laisse le choix à l’utilisateur du système de production de la solution désinfectante comprenant l’acide hypochloreux de déterminer lui-même la teneur en chlore libre qui convient le mieux à l’opération de désinfection qu'il envisage d’effectuer, par exemple désinfection de l’air, désinfection de surfaces dures ou molles, désinfection de dispositifs médicaux, désinfection de la peau, désinfection de coupures sur la peau, désinfection de végétaux (ex. salades, fruits, légumes, vignes, plantes), désinfections de bâtiments d’élevages d’animaux, etc.

[122] Aussi, pour obtenir la solution désinfectante avec une teneur en chlore libre donnée qui est adaptée à l’utilisation qu’il souhaite en faire, l’utilisateur peut surveiller, pendant le processus de production, la teneur en chlore libre de l’eau contenue dans la cuve de dilution 300. Par ailleurs, lorsque la valeur de la teneur en chlore libre correspond à ce qu’il désire, l’utilisateur peut interrompre l’électrolyse dans le ou les électrolyseurs.

[123] Nous désignons par « chlore libre » : l’acide hypochloreux (HOCI) et les ions hypochlorites (OCI ).

[124] Pour surveiller l’évolution de la production de la solution désinfectante contenant l’acide hypochloreux, l’utilisateur peut prélever des échantillons de solution désinfectante en formation dans la cuve de dilution 300 et analyser ces échantillons pour déterminer leur teneur en chlore libre. Les prélèvements des échantillons comme les analyses de ces derniers peuvent être réalisés de façon ponctuelle ou en ligne, de préférence, en ligne.

[125] La détermination ponctuelle de la teneur en chlore libre de la solution désinfectant peut être réalisée selon des méthodes d’analyse classiques connues de l’homme de l’art : dosage par colorimétrie, titrage acido-basique, dosage par ampérométrie, analyse par spectrophotométrie (voir par ex. WO2013121294A1 ), dosage de Potentiel d'Oxydo-Réduction (ORP).

[126] De préférence, comme illustré sur les figures 8 à 12, le système selon la présente invention comprend en outre un dispositif de mesure 400 comportant :

- un capteur 411 adapté pour mesurer la teneur en chlore libre dans la solution désinfectante en formation dans la cuve de dilution 300,

- un afficheur 412 adapté pour afficher la teneur en chlore libre mesurée par le capteur 411 .

[127] La valeur seuil de la teneur en chlore libre correspond à une valeur maximale, choisie, que la teneur en chlore libre de la solution désinfectante en formation dans la cuve de dilution 300 ne doit pas dépasser. Elle est fixée par l’utilisateur par exemple à une valeur supérieure ou égale à 5 ppm. Elle est généralement choisie dans une plage comprise entre 5 ppm et 3000 ppm, en particulier entre 10 ppm et 1500 ppm. Il convient de rappeler que le système selon la présente invention pourrait être réglé, au besoin, par exemple de manière à obtenir une solution désinfectante concentrée en acide hypochloreux avec une teneur en chlore libre égale ou supérieure à 3000 ppm, en particulier, une teneur en chlore libre égale ou inférieure à 10000 ppm

[128] Le dispositif de mesure 400 avec son capteur 411 et son afficheur 412 peut être d’un type connu et disponible dans le commerce. Il peut être relié à un piquage de mesure situé sous le niveau de la solution désinfectante présente dans la cuve de dilution comme cela est illustré sur la figure 8, ou en pratique, être placé sur une boucle de recirculation 450, tel que représenté sur les figures 9 à 12.

[129] Le dispositif de mesure 400 permet grâce à son capteur 411 une mesure continue de la teneur en chlore libre de la solution désinfectante présente dans la cuve de dilution, ainsi d’avoir un suivi en temps réel de la production de cette solution désinfectante. L’affichage, en continu, de la teneur en chlore libre mesurée par le capteur 411 permet à l’utilisateur de surveiller, en temps réel, la production de la solution désinfectante contenant l’acide hypochloreux et de décider d’interrompre à tout moment l’électrolyse lorsqu’il considère que la solution désinfectante a une teneur en chlore libre suffisamment élevée pour l’utilisation qu'il prévoit d’en faire.

[130] Dans l’objectif d’automatiser la surveillance de la production de la solution désinfectante, le système selon la présente invention peut en outre comprendre une unité de commande, désignée par la référence 600 sur les figures 9 à 12. Cette unité de commande 600 est fonctionnellement reliée au dispositif de mesure 400 et est adaptée pour comparer la teneur en chlore libre mesurée par le capteur 411 et une valeur seuil de la teneur en chlore libre et pour interrompre l’électrolyse lorsque la teneur en chlore libre mesurée par le capteur 411 est égale ou supérieure à la valeur seuil de la teneur en chlore libre. [131] La valeur seuil de la teneur en chlore libre correspond à une valeur maximale, choisie, que la teneur en chlore libre de la solution désinfectante en formation dans la cuve de dilution 300 ne doit pas dépasser. Cette valeur seuil (ou maximale) peut être sélectionnée dans une plage de teneur en chlore libre supérieure ou égale à 5 ppm, en particulier, dans une plage allant de 5 ppm à 3000 ppm, par exemple, une plage de 10 ppm à 1500 ppm.

[132] Par ailleurs, la solution désinfectante en formation dans la cuve de dilution 300 présente généralement un pH supérieur à 3 et inférieur à 8, en particulier de 4 à 7,5. Elle est de préférence maintenue ou régulé dans une plage de pH de 5 à 7, préférentiellement, à un pH d’environ 5,1 à environ 6,9, en particulier à un pH d’environ 6,5.

[133] Il faut de noter que dans les différentes applications (ex. désinfection de l’air, des surfaces végétales, animales ou humaines, de dispositifs médicaux, etc.) auxquelles convient la solution désinfectante produite par le système selon la présente invention, un pH de 5,1 à 6,9, en particulier, un pH d’environ 6,5 peut être considéré comme optimal.

[134] Aussi, de préférence, le système selon la présente invention comporte en outre une sonde de pH 413 pour mesurer ou déterminer le pH de la solution désinfectante présente dans la cuve de dilution 300. Cette sonde de pH peut être d’un type connu et disponible dans le commerce. Elle peut être reliée à un piquage de mesure situé sous le niveau de la solution désinfectante présente dans la cuve de dilution 300 comme cela est illustré sur la figure 8, ou en pratique, être placé sur une boucle de recirculation 450 (représentée sur les figures 9 à 12). En variante, non représentée, la sonde de pH peut être disposée immergée dans la cuve de dilution 300 (ex. utilisation d’un pH-mètre numérique avec sonde déportée disponible sous la Réf 2201 LM auprès de MOINEAU Instruments, France).

[135] En pratique, la sonde de pH 413 est incluse dans le dispositif de mesure 400 comprenant capteur 411 , lequel dispositif de mesure 400 peut en outre être configuré pour afficher, grâce à l’afficheur 412, la valeur du pH mesurée par la sonde de pH 413 en plus de la valeur de la teneur en chlore libre mesurée par le capteur 411. [136] Le système selon la présente invention peut en outre comprendre un dispositif de régulation du pH (non représenté) connecté pour recevoir un signal en provenance de la sonde de pH 413 et étant adapté pour injecter un agent correcteur de pH dans la cuve de dilution en réponse au signal de la sonde de pH 413.

[137] Par « agent correcteur de pH » on entend toute solution aqueuse acide ou toute aqueuse solution basique n'altérant pas les caractères physico-chimiques de l’acide hypochloreux. Préférentiellement, l'agent correcteur de pH est sous forme d’une solution aqueuse contenant un acide, de préférence, choisi parmi les acides inorganique tels que l’acide borique, l’acide chlorhydrique, l’acide phosphorique et l’acide sulfurique et/ou les acides organiques tels que l'acide acétique, l’acide citrique, l’acide ascorbique et l’acide propionique.

[138] Typiquement, le dispositif de régulation de pH comprend également une pompe doseuse apte à injecter dans la solution désinfectante une dose de l’agent correcteur de pH.

[139] Le dispositif de régulation de pH (pompe doseuse reliée au réservoir d'agent correcteur de pH) peut être d’un type connu et disponible dans le commerce. Sa pompe doseuse peut être reliée à la cuve de dilution 300 (mode de réalisation non représenté) ou être agencée à tout endroit d’une boucle de recirculation, telle que la boucle 450 représentée sur les figures 9 à 12.

[140] En pratique, la sonde de pH 413 mesure la valeur du pH de la solution désinfectant présente dans la cuve de dilution, de manière continue ou périodique, toutes les 10 minutes par exemple. Si la valeur du pH mesurée par la sonde 413 est supérieure, respectivement inférieure, à une valeur de consigne, généralement fixée dans une plage de pH de 5 à 7, préférentiellement, une plage de pH d’environ 5,1 à environ 6,9, en particulier à un pH d’environ 6,5, la pompe doseuse du dispositif de régulation de pH injecte une dose d’agent correcteur de pH de manière à diminuer, respectivement augmenter le pH de la solution désinfectant jusqu'à obtenir un pH égal à la valeur de consigne. [141] Le dispositif de régulation du pH est généralement disposé à proximité de la sonde pH 413 laquelle peut être incluse dans le dispositif de mesure 400 comme évoqué plus haut.

[142] La mesure et la régulation du pH de la solution désinfectante peut être automatisée comme pour la mesure de la teneur de chlore libre, et ce grâce à l’utilisation de l’unité de commande 600 présentée précédemment.

[143] En pratique, tel que représenté sur les figures 10 à 12, l’entrée d’eau 302 de la cuve de dilution 300 est raccordée à la source d’eau S par un circuit d’amenée d’eau 420 comportant, en direction de la cuve de dilution 300, une vanne, de préférence une électrovanne 440 ou 441 , et une pompe 430.

[144] Dans l'objectif d’homogénéiser la solution désinfectante dans la cuve de dilution 300 et de réaliser des mesures notamment de pH et de la teneur en chlore libre de solution désinfectante, le système selon la présente invention peut en outre comprendre une boucle de recirculation, externe, désignée par la référence 450 sur la figure 10.

[145] Cette boucle de recirculation 450 peut être formée par une ligne de prélèvement d’au moins une partie de la solution désinfectante, désignée par la référence 410 sur les figures 10 à 11 , et une partie du circuit d’amenée d’eau 420, la ligne de prélèvement 410 étant reliée, d’un côté, à une sortie de prélèvement 307 prévue sur la cuve de dilution 300 et, de l’autre côté, à un piquage, désigné par la référence 421 , situé sur le circuit d’amenée d’eau 420 entre l’électrovanne 440 et la pompe 430. Celle-ci est prévue pour pomper et faire circuler au moins une partie (ou fraction) de la solution désinfectante dans la boucle de circulation 450, depuis la sortie de prélèvement 307 en direction de l’entrée d’eau 302 de la cuve de dilution 300.

[146] Selon une variante possible, représentée sur la figure 11 , l’électrovanne 440 à deux voies, est remplacée par une électrovanne à trois voies 441 dont une première voie 441a est raccordée à la source d’eau S, une deuxième voie 441 b est raccordée à l'entrée de la pompe 430 et une troisième voie 441c est raccordée à la ligne de prélèvement à 410, la troisième voie 441c remplaçant le piquage 421 utilisé dans le mode de réalisation précédent. La fermeture de la première voie 441 a et l’ouverture des deuxième et troisième voies 441 b et 441 c de l’électrovanne 441 permet de former une boucle de recirculation 450’ équivalente à la boucle de recirculation 450 présenté précédemment.

[147] En pratique, tel que représenté sur les figures 10 à 12, la sortie de prélèvement 307 est prévue en partie inférieure, sur une paroi ou sur la base, de la cuve de dilution 300 et l’entrée d’eau 302 est prévue en partie supérieure de la cuve de dilution 300. Bien entendu, il est possible d'inverser cette disposition. On dispose alors la sortie de prélèvement 307 en partie supérieure de la cuve de dilution 300 et l'entrée d’eau 302 en partie inférieure de la cuve de dilution.

[148] Comme évoqué plus haut, les capteurs ou sondes de mesure (pH et taux de chlore libre), et les moyens de régulation du pH de la solution désinfectante peuvent être agencés au niveau d’une telle boucle de recirculation 450 ou 450’. Ceci permet à l’utilisateur d’avoir des informations en temps réel sur les paramètres de la solution désinfectante et donc de surveiller de façon optimale la production de cette dernière à la concentration voulue par l’utilisateur.

[149] Préférentiellement, l’électrovanne 440 ou 441 et la pompe 430 sont commandées par l’unité de commande 600.

[150] De préférence, la cuve de dilution 300 est dotée de détecteurs de niveau de la solution désinfectante dans le but d’optimiser le fonctionnement de la boucle de recirculation 450 ou 450’ et du système de la présente invention.

[151] Dans des modes de réalisation particuliers, représentés sur les figures 10 à 11 , trois détecteurs de niveau sont placés dans la cuve de dilution 300 à savoir un détecteur de niveau bas Ni , un détecteur de niveau haut N2 et un détecteur de niveau intermédiaire N3 situé entre les détecteurs de niveau bas Ni et niveau haut N2.

[152] Dans un autre mode de réalisation, représenté sur la figure 12, la cuve de dilution 300 est équipée d’une jauge tubulaire 310 qui est placée sur la paroi (ou l’une des parois) extérieure de la cuve de dilution 300 en étant agencée verticalement en parallèle à cette dernière. Comme on peut le voir sur cette figure 12, le tube 310 présente une extrémité inférieure 311 reliée fluidiquement à une ouverture 306 en partie inférieure de la cuve de dilution 300 et une extrémité supérieure 312 reliée fluidiquement à une ouverture 308 en partie supérieure de la cuve de dilution. Par ailleurs, un détecteur de niveau bas Ni’ est placé au niveau de l’ouverture 306 de la cuve de dilution 300 (ou au niveau de l’extrémité inférieure 311), un détecteur de niveau haut N2’ est placé au niveau de l’ouverture 308 de la cuve de dilution 300 (ou au niveau de l’extrémité supérieure 312), et un détecteur de niveau intermédiaire N3’ situé entre les détecteurs de niveau bas Ni’ et niveau haut N2’.

[153] Les différents détecteurs de niveau Ni, N2 et N3 (ou Ni’, N2’, et N3’) sont destinés à être reliés à l'unité de commande 600 laquelle peut être configurée pour commander, par exemple, :

- le remplissage en eau de la cuve de dilution 300 en réponse à un signal de niveau bas émanant du détecteur de niveau bas Ni (ou Ni ’),

- l’interruption du remplissage en eau de la cuve de dilution 300, et puis la mise en circulation de la solution désinfectante dans la boucle de circulation 450 (ou 450’) en réponse à un signal de niveau haut émanant du détecteur de niveau haut N2 (ou N2’), ou

- la mise en marche du dispositif de mesure 400 pour commencer à mesurer la teneur en chlore libre du contenu de la cuve de dilution 300, en réponse à un signal de niveau intermédiaire émanant du détecteur de niveau intermédiaire N3 (ou N3').

[154] En pratique, pour le remplissage en eau de la cuve de dilution 300, le détecteur de niveau bas Ni (ou Ni ’) détecte que le niveau d’eau ou de solution désinfectante dans la cuve de dilution 300 est égal ou inférieur à un niveau minimum prédéterminé, il produit un signal de niveau bas que l’unité de commande 600 reçoit. Celle-ci commande alors à l’électravanne 440 (ou 441) d’ouvrir le circuit d’amenée d’eau 420 pour permettre l’alimentation en eau de la cuve de dilution 300. Dans le cas particulier de l’électravanne 441 , l’unité de commande 600 va commander à cette dernière d’ouvrir les voies 441a et 441 b et de fermer la voie 441c.

[155] Pour ce qui concerne l’interruption du remplissage et la mise en circulation de la solution désinfectante dans la boucle de circulation, lorsque le détecteur de niveau haut N2 (ou N2’) détecte que le niveau d’eau ou de solution désinfectante dans la cuve de dilution est égal ou supérieur à un niveau maximum prédéterminé, il envoie un signal de niveau haut à l’unité de commande 600. Celle-ci commande alors à l’électrovanne 440 de se fermer (ou à l’électrovanne 441 de fermer sa voie 441a et d’ouvrir ses voies 441 b et 441c) et à la pompe 430 de commercer à aspirer une partie de la solution désinfectante hors de la cuve de dilution 300 de sorte que cette partie de solution désinfectante circule dans la boucle de recirculation 450 (ou 450’) en direction de l’entrée d’eau 302 de la cuve de dilution 300.

[156] Le système selon la présente invention peut comprendre un fonctionnement en marche forcée et en fonctionnement en marche automatique.

[157] En référence aux figures 10 à 12, l'unité de commande 600 peut comprendre une interface utilisateur 601 , du type comportant des boutons, permettant par exemple de sélectionner le fonctionnement en marche forcée ou en marche automatique, de régler les valeurs seuils notamment du pH et de la teneur en chlore libre, de gérer la production de la solution désinfectante (utilisation d’un ou plusieurs électrolyseurs et/ou jeux d’électrodes). L’interface utilisateur 601 peut aussi permettre de commander, via l’unité de commande 600, différents éléments du système selon la présente invention, par exemple,

- La mise en marche ou l’arrêt de la source d’énergie 101 alimentant en courant électrique le ou les jeux d’électrodes 120 de l’au moins un électrolyseur 100, et/ou

- La mise en marche ou l’arrêt d’au moins un électrolyseur 100, et/ou

- La mise en marche ou l’arrêt du dispositif de mesure 400, et/ou

- L’ouverture ou la fermeture de l’électrovanne 440, et/ou

- La mise en marche ou l’arrêt de la pompe 430, et/ou

- La mise en marche ou l’arrêt du dispositif de régulation du pH, et/ou

- L’inversion de la polarité des électrodes du ou des jeux d’électrodes 120 et le cas échéant, le temps de pause entre chaque inversion de polarité.

[158] L'interface utilisateur 601 peut encore permettre à l'utilisateur de se renseigner de façon séquentielle sur l'état de fonctionnement du système, sur la production de la solution désinfectante contenant l’acide hypochloreux, et en particulier, sur la valeur de pH mesurée par la sonde de pH 413, sur la valeur du taux de chlore libre mesurée par le capteur 411 , ou sur les temps de fonctionnements du ou des électrolyseurs 100 enregistrés par l'unité de commande 600 au cours du temps.

[159] Au cours du fonctionnement en marche forcée, l'unité de commande 600 ne commande l’interruption de l’alimentation en courant électrique du ou des électrolyseurs 100 que lorsque la teneur en chlore libre désirée pour la solution désinfectante est atteinte ou dépassée.

[160] Au cours du fonctionnement automatique, l'unité de commande 600 gère la production de la solution désinfectante contenant l’acide hypochloreux, par exemple, en autorisant ou en interdisant l’alimentation en courant électrique d’un ou de plusieurs électrolyseurs 100, lorsqu'il y en plusieurs, et/ou l’alimentation en courant électrique d’un ou de plusieurs d’électrodes 120, lorsqu'il y en plusieurs par électrolyseur 100.

[161] L'unité de commande 600 peut surveiller en continu la production de la solution désinfectante dans la cuve de dilution et commander l'arrêt du ou des électrolyseurs 100, lorsqu'il y en plusieurs en coupant l'alimentation en courant électrique au(x) jeu(x) d’électrodes correspondant(s), dans le cas où la teneur en chlore libre mesurée par le capteur 411 dépasse la valeur du seuil préenregistré.

[162] L'unité de commande 600 peut surveiller en continu la production de la solution désinfectante dans la cuve de dilution et commander l'arrêt du ou des électrolyseurs 100, lorsqu’il y en plusieurs en coupant l'alimentation en courant électrique au(x) jeu(x) d’électrodes correspondant(s), dans le cas où la sonde de pH a mesuré un pH en dehors de la plage seuil de pH préalablement enregistrée et où l'unité de commande 600 a détecté une anomalie dans le fonctionnement du le dispositif de régulation de pH, par exemple celui-ci n’est plus apte ou disponible pour injecter l’agent de correction de ph pour ramener le pH dans la plage de pH désirée.

[163] Dans des modes de réalisation particulier, non représentés, le système selon la présente invention peut en outre comprendre un système de transmission 603 des informations à distance et/ou un système de mémorisation de l'ensemble des informations du système selon l’invention : - le pourcentage de production,

- la valeur mesurée du pH de la solution désinfectante,

- la valeur mesurée de la teneur en chlore libre de de la solution désinfectante,

- les valeurs des seuils fixés, notamment pour le pH et la teneur en chlore libre,

- le temps de fonctionnement du système selon la présente invention, pour déterminer quand changer l’au moins un jeu électrodes 120,

- la période d'inversion de polarité de l’au moins un jeu d’électrodes 120,

- l'occurrence de chaque coupure de courant,

- la marche automatique ou la marche forcée,

- le déclenchement de diagnostiques.

[164] Ces informations peuvent être enregistrées au minimum trois fois par jour sur 30 jours en boucle. Cependant il peut être préférable de conserver les informations sur le diagnostic du système selon l’invention, l'occurrence de coupures de courant.

[165] L’unité de commande 600 est de préférence pourvue d’un écran 602 du type écran à cristaux liquides 82, ou Liquid Crystal Display en anglais soit LCD, communicant les informations sur le fonctionnement du système selon l’invention à l'utilisateur.

[166] Pour de plus amples informations au de l'unité de commande 600 (ses caractéristiques et utilisations) on pourra utilement se reporter à la demande de brevet WO2012172118A1 au nom de la demanderesse.

[167] En résumé, le système selon la présente invention peut fonctionner en mode manuel et/ou semi-automatique et/ou automatique, pour surveiller la production de solutions désinfectantes contenant de l’acide hypochloreux aux teneurs en chlore libre voulues par l’utilisateur.

[168] Aussi, la présente invention vise également un procédé pour produire la solution désinfectante. Ce procédé selon l’invention comporte :

- une étape a) dans laquelle on fournit un système selon la présente invention ;

- une étape b) dans laquelle on remplit la cuve de dilution 300 et l’enceinte d’électrolyse 110 avec de l’eau conformément à la présente invention;

- une étape c) dans laquelle on applique un courant électrique aux électrodes de l’au moins un jeu d’électrodes 120 de l’au moins un électrolyseur 100 pour électrolyser la solution aqueuse contenant des ions chlorures dans l’enceinte 110 afin de produire de l'acide hypochloreux, et dans laquelle au moins une partie de l’acide hypochloreux migre de ladite enceinte 110 vers ladite cuve de dilution 300 par le conduit 200, l’au moins une partie d’acide l’hypochloreux ayant migré se diluant dans l’eau présente dans ladite cuve de dilution 300 afin de former la solution désinfectante ;

- une étape d) dans laquelle on mesure la teneur en chlore libre de la solution désinfectante en formation dans la cuve de dilution 300 ;

- une étape e) dans laquelle on interrompe l’électrolyse lorsque la teneur en chlore libre mesurée à l’étape d) atteint une valeur de teneur en chlore libre désirée pour la solution désinfectante.

[169] Par valeur de teneur en chlore libre désirée, il faut comprend la valeur de teneur en chlore libre voulue ou sélectionnée par l’utilisateur et que celui-ci considère qu’elle est suffisamment élevée pour l’utilisateur qu’il souhaite faire de la solution désinfectante contenant l’acide hypochloreux.

[170] Le procédé selon la présente invention peut en outre comporter une étape f) dans laquelle on mesure la teneur en chlore libre par le capteur 411 apte à mesurer la teneur en chlore libre de la solution désinfectante en formation dans ladite cuve de dilution.

[171] Le procédé selon la présente invention peut en outre comporter une étape g) dans laquelle l’interruption de l’électrolyse prévue à l’étape e) est prise en charge par l’unité de commande 600 adaptée pour comparer la teneur en chlore libre mesurée par le capteur 411 à l’étape f) et une valeur seuil de la teneur en chlore libre et pour interrompre l’électrolyse lorsque la teneur en chlore libre mesurée par le capteur 411 est égale ou supérieure à la valeur seuil de la teneur en chlore libre. De préférence, cette valeur seuil de la teneur en chlore libre est fixée à une valeur maximale sélectionnée dans une plage de 5 ppm à 3000 ppm, en particulier dans une plage de 10 ppm à 1500 ppm.

[172] Le procédé selon la présente invention peut en outre comporter une étape h) dans laquelle on mesure au moins un paramètre intrinsèque de la solution désinfectante en formation dans la cuve de dilution 300, lequel paramètre intrinsèque peut être choisi dans la liste de paramètres comprenant le pH, la température, la conductivité, et la dureté.

[173] Le procédé selon la présente invention peut en outre comporter une étape g) dans laquelle on régule le pH de la solution désinfectante en formation dans la cuve de dilution 300.

[174] De préférence, à l’étape c) la tension de courant appliquée aux électrodes est comprise entre 1 et 15 volts, de préférence entre 2 et 10 volts.

[175] Avantageusement, la solution désinfectante contenant l’acide hypochloreux a un pH d’environ 5,1 à environ 6,9, de préférence un pH d’environ 6,5. Ces plages de pH sont optimales pour les applications auxquelles les solutions désinfectantes produits selon la présente invention sont destinées.

[176] Les différents éléments (cuve de dilution, électrolyseur(s), conduit de communication, tuyauteries, câblages, moyens de mesures (pH, teneur en chlore libre) et de régulation, unité de commande, etc.) du système selon la présente invention peuvent être agencés en un ensemble compact, de faible encombrement, qui est transportable et prêt à être installé et utilisé pour la production de solution désinfectante à base d’acide hypochloreux.

[177] En pratique, l'ensemble du système selon la présente invention est porté par une structure support verticale pouvant supporter au moins la cuve de dilution 300 et l’au moins un électrolyseur 100 (et son enceinte d’électrolyse 110) et assurant la rigidité de l’ensemble. Cette structure support verticale peut, par exemple, être du type comportant un châssis délimitant un espace dédié à la production de la solution désinfectante selon l’invention et dans laquelle sont disposés :

- un premier compartiment monté sur le châssis et dans lequel l’au moins un électrolyseur 100, et le cas échéant la pompe de circulation 430, peuvent être disposés ;

- un deuxième compartiment disposé au-dessus du premier compartiment et dans lequel la cuve de dilution 300 peut être placée, ce deuxième compartiment présentant dans sa partie inférieure, au moins une ouverture inférieure, pour pouvoir placer, à travers cette au moins une ouverture inférieure, le conduit de communication 200 respectif de l’au moins un électrolyseurs,

- les parois extérieures du premier compartiment PC1 et/ou de deuxième compartiment PC2 servant de support aux autres éléments du système selon la présente invention tels que la source d’alimentation électrique 101 , la conduite d’amenée d’eau, le/les câbles électriques, et le cas échéant, l’unité de commande 600, l’électrovanne 440 (ou 441 ), et autres composants/éléments considérées comme entrant dans le cadre de la présente invention.

[178] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à cette forme de montage du système de la présente. En particulier, on peut prévoir, une forme de châssis comprenant deux parois latérales parallèles opposées (ou deux paires de montants latéraux opposées), un plateau horizontal supérieur prévu pour supporter la cuve 300, et un plateau horizontal inférieur (ou base ou socle) prévu pour supporter l’au moins un électrolyseur 100 et le cas échéant la pompe 430, les plateaux supérieur et inférieur étant fixement reliés aux parois latérales opposées(ou aux paires de montant latéraux opposées) et le plateau supérieur présentant au moins une ouverture inférieure, pour le placement du conduit de communication 200 respectif de l’au moins un électrolyseurs.

[179] Un exemple de système selon la présente invention assemblé sous forme d’un ensemble compact est montré sur la photographie de la figure 4.

[180] En outre, une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être combinées avec une ou plusieurs autres caractéristiques exposées seulement dans un autre mode de réalisation. De même, une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être généralisées aux autres modes de réalisation, même si ce ou ces caractéristiques sont décrites seulement en combinaison avec d’autres caractéristiques :

- L’enceinte d’électrolyses 110 ou son couvercle 130 peut être muni d'un manomètre surveiller la pression dans cette enceinte d’électrolyse 110,

- La cuve de dilution 300 peut être munie d’un couvercle ou d’un plafond présentant un orifice pour l’évacuation de gaz (hydrogène et le cas échéant de chlore gazeux),

- Les électrodes de l’au moins un jeux d’électrodes 120 peuvent être pleines ou perforées,

- La ou les enceintes d’électrolyse 100 peuvent être montées sur un socle ou base,

- La structure support prévue pour supporter le système selon la présente invention peut être équipée de moyens de roulement telles que des roulettes afin de faciliter le déplacement de l’ensemble dudit système.

Exemples

[181] Différents essais de production d’une solution désinfectante contenant de l’acide hypochloreux à une teneur en chlore libre de 250 ppm ont été menés avec les conditions opératoires suivantes :

- Cuve de dilution 300 = 260 litres,

- Enceinte d’électrolyse = 40 litres,

- Jeu(x) d’électrodes = par jeu d’électrodes, 7 plaques planes disposées en rangées parallèles de polarité alternée. Les plaques ont une dimension de 210 mm de long sur 55 mm de large, et sont en titane revêtue d’oxyde de titane, d’oxyde de ruthénium et d’oxyde d’iridium,

- Température ambiante (environ 25°C),

- La solution désinfectante a été maintenue à pH = 6.5,

- La tension appliquée = entre 4 et 6 volts,

- L’intensité de courant = entre 15 et 30 ampères.

[182] [Table 1]

Nombre Nombre de jeux Durée de production d’électrolyseurs d’électrodes (en heures)

Essai 1 1 1 7 à 9

Essai 2 2 1 5 à 7

Essai 3 3 1 3 à 5

Essai 4 1 2 5 à 7

Essai 5 2 2 3 à 4

Essai 6 3 2 2 à 3 [183] Il ressort de ce tableau que pour la production d’une solutions désinfectante contenant de l’acide hypochloreux à une teneur donnée en chlore libre, plus le nombre d’électrolyseurs et/ou de jeux d’électrodes augmente plus la durée de production de ladite solution désinfectante est réduite.

[184] L'invention ne se limite pas aux seuls modes de réalisation décrits. En outre, dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication. Par ailleurs, l’usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n’exclut pas la présence d'autres éléments ou d'autres étapes que ceux énoncés dans une revendication. Bien entendu, une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être combinées avec une ou plusieurs autres caractéristiques exposées seulement dans un autre mode de réalisation. De même, une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être généralisées aux autres modes de réalisation.