Système de plasma modulaire assure des surfaces hygiéniques

L'outil de désinfection par plasma du Fraunhofer IST. sur le robot DeKonBot 2 du Fraunhofer IPA. © Fraunhofer IPA, Rainer Bez

Source de plasma modulaire pour le nettoyage et la désinfection des surfaces. © Fraunhofer IST, Paul Kurze / Source de plasma modulaire pour le nettoyage et la désinfection des surfaces. © Fraunhofer IST, Paul Kurze

Moins de risques de contagion et donc une réduction des nouvelles infections sont des objectifs qui sont devenus encore plus importants, notamment pendant la pandémie de COVID-19. Un facteur clé dans ce contexte est le nettoyage ou la désinfection des surfaces potentiellement contaminées. Dans le cadre du projet « MobDi – Désinfection mobile », 12 instituts Fraunhofer ont travaillé sur de nouvelles solutions techniques pour une désinfection robotisée efficace et ciblée. L'Institut Fraunhofer pour la technique des couches et des surfaces IST a développé un système plasma modulaire, qui peut être intégré dans ces robots de désinfection mobiles.

Particulièrement dans les bâtiments publics ou les moyens de transport, le nettoyage et la désinfection des surfaces jouent un rôle crucial, surtout face à la situation actuelle des infections. L'idéal serait que les pièces très fréquentées et leurs surfaces associées soient nettoyées régulièrement, idéalement plusieurs fois par jour, ce qui n'est cependant possible que de manière limitée en raison de l'énorme charge de personnel. Des robots de service mobiles pourraient apporter une solution à ce problème et contribuer également à réduire le risque de contagion.

Le défi pour les chercheurs impliqués était de trouver des approches appropriées pour nettoyer efficacement les surfaces sans les endommager. Dans le cadre du projet, différentes méthodes et technologies de désinfection ont été testées et évaluées, en fonction du matériau, de la géométrie et du degré de saleté des surfaces à nettoyer.

Combattre les virus et bactéries avec du plasma

En fournissant suffisamment d'énergie à un gaz, il est possible de générer un plasma. Ce plasma se compose d'électrons, de particules ionisées et excitées, ainsi que de lumière UV, qui entraînent notamment des réactions chimiques et biologiques très utiles pour le nettoyage et la désinfection. L'Institut Fraunhofer IST s'est concentré principalement sur la sélection et l'intégration d'une source de plasma adaptée. Après des investigations approfondies, un système Piezojet a été développé, dans lequel la surface est traitée de manière douce à l'aide d'un « plasma froid ».

Le problème initial était la formation d'ozone, qui se produit lors de la génération du plasma. « Pour empêcher l'échappement de l'ozone dans l'environnement, nous avons identifié, par simulation, les conditions optimales d'aspiration et conçu un concept correspondant », explique le Prof. Dr. Michael Thomas, chef du département à l'Institut Fraunhofer IST. « L'utilisation de substances absorbantes garantit en outre la réduction complète de l'ozone dans le système d'aspiration, ce qui permet d'utiliser la source de plasma en toute sécurité pour le nettoyage et la désinfection dans le cadre d'une utilisation quotidienne. » La dernière étape du travail à l'Institut Fraunhofer IST a été la mise en œuvre des résultats obtenus dans un design approprié et la construction d'un système plasma complet, pouvant être intégré directement dans le robot de nettoyage.

Thomas se réjouit de cette réussite. « C'est agréable de pouvoir contribuer, ne serait-ce qu'un peu, à rendre le nettoyage et la désinfection des surfaces plus efficaces et plus sûrs, surtout en cette période », explique-t-il. « Le résultat de nos recherches est un système plasma entièrement autonome, avec un générateur intégré ainsi qu'une unité d'aspiration équipée d'un filtre à ozone, qui grâce à sa conception modulaire peut être facilement utilisé dans différents robots de nettoyage. » Le nettoyage et la désinfection des surfaces, notamment en intérieur, constituent un domaine de recherche important à l'Institut Fraunhofer IST. Les marchés concernés incluent notamment l'intérieur des véhicules et moyens de transport, ainsi que les espaces dans des infrastructures sensibles telles que les hôpitaux ou les établissements de soins.

Le projet

Le projet « MobDi » fait partie du programme d'action « Fraunhofer contre le COVID » de la société Fraunhofer, qui soutient également de nombreuses autres initiatives pour lutter contre la pandémie.