Brevet FR2214404A1 — publié le 19740819

La présente invention a pour objet des aquariums d'expérimentation Le secteur technique concerné par l'invention est celui de la construction du matériel destiné à l'équipement des laboratoires biologiques. Les aquariums existants,destinés aux études biologiques,sont soit des aquariums de taille trop réduite pour permettre de reconstituer les conditions naturelles, soit des viviers ou bassins d'aquaculture de grand volume.qui se prêtent mal aux observations, aux mesures et surtout a la modification des pa ramètres expérimentaux. Un des objectifs de la. présente invention est de procurer aux chercheurs des laboratoires de biologie un aquarium de taille intermédiaire remédiant à ces inconvénients. Un autre objectif est de procurer des aquariums comportant plusieurs cellules pouvant être successivement connectées pour égaliser la composition de la phase liquide et obtenir un équilibre biologique, puis isolées afin de faire varier les paramètres du- milieu liquide dans certaines cellules d'expérimentation tout en conservant des cellules témoins où ces paramètres restent inchangés. Un autre objectif est de procurer en même temps des aquariums permettant de soumettre les cellules témoins et les cellules d'experimentation a des conditions rigoureusement égales de température et d'éclairement. Ces objectifs sont atteints au moyen d'un aquarium composé de plusieurs cellules identiques, disposées symétriquement autour d'un axe vertical et présentant des faces planes en regard,parallèles entr'ellescomportant des ouvertures placées en regard l'une de l'autre, lesquelles ouvertures sont placées en partie au moins au-dessous de la surface de l'eau et sont réunies entr'elles par un conduit d'intercommunication équipé d'un obturateur étanche. Les cellules ont une section horizontale polygonale ou en forme de secteurs circulaires tronqués rayonnant autour. de l'axe de symétrie. Afin d'égaliser les conditions de température et d'eclairement, l'ensemble des cellules est animé d'un mouvement de rotation autour de l'axe de sy métrie vertical, lequel est de préférence. un mouvement alternatif dont l'amplitude est égale à- un nombre entier de tours. Le résultat de l'invention est un nouveau produit constitue par un aquarium d'experimentation dont chaque cellule peut contenir un volume d'eau relativement important de l'ordre de cent à mille litres. Les avantages de cet aquarium sont très importants. On sait que l'é- tude de la pollution des eaux par les rejets de toute nature est un problème d'actualité, que les proportions de certains produits toxiques tels que des insecticides ou des pesticides qui se retrouvent dans les eaux peuvent être très réàuites et que les effets de ces produits sur les organismes vivants peuvent ne devenir perceptibles qu'après de longues périodes. I1 est donc très important que les chercheurs puissent disposer d'un outil de recherche leur permettant d'étudier avec une très grande précision et de façon prolongée les effets infimes de certains facteurs tout en maintenant rigoureusement constants les autres facteurs du milieu liquide et leur permettant de comparer l'évolution d'organismes vivants placés dans des milieux aqueux expérimentaux à l'évolution d'autres organismes placés dans des milieux témoin. L'aquarium selon l'invention permet de réaliser facilement et directe- ment la mise en communication et l'isolement des cellules, sans utiliser des canalisations de mise en communication qui introduisent des risques d'erreur dans les conditions expérimentales, ceci grâce aux ouvertures de communication entre cellules disposées dans'leurs faces planes juxtaposés. La disposition des cellules symétrique autour d'un axe vertical permet d'animer facilement l'ensemble d'un mouvement de rotation autour de cet axe afin de rendre les conditions moyennes d'éclairement- et de température égales malgré les différences qui peuvent exister dans le laboratoire. En utilisant un mouvement de rotation alternatif, on obtient, grâce à l'inertie du liquide, une agitation et un brassage du liquide au début et à la fin de chaque mouvement de rotation ce qui améliore l'homogénéité de la phase liquide. Un aquarium selon l'invention peut être facilement couplé avec-un ordinateur qui commande automatiquement les mouvements de rotation afin d'égaliser les conditions ambiantes, qui enregistre en continu les informations provenant des capteurs placés sur les différentes cellules, qui peut traiter ces informations suivant un programme donné pour en déduire des résultats et qui peut commander automatiquement la mise en communication ou l'isolement-des cellules ainsi que la variation de certains paramètres. Un aquarium selon l'invention permet d'effectuer des mesures biologiques, chimiques ou biochimiques par exemple dénombrements de micro organismes, dosages dans les liquides, dosages dans les organismes vivants, soit directement (comptages) soit sur des micro prélèvements ne perturbant pas le milieu, soit sur des prélèvements plus importants compensés par un apport de liquide. I1 permet par exemple de réaliser des etudes de transfert et de concentration des produits toxiques sur différentes chaines trcphiques ,d'étudier la biodégradabilité de certains produits tels que les détergents et les pesticides, de mettre au point des tests biologiques de toxicité en choisissant les organismes spécifiques pour un polluant déterminé, de mettre au point des capteurs et des appareils de mesure automatique pour la surveillance des eaux, etc. La possibilité d'effectuer de nombreuses mesures automatiques des divers paramètres physico-chimiques du milieu, d'enregistrer ces informations dans une mémoire accessible 1un ordinateur, de les traiter ensuite pour en tirer des courbes d'évolution et pour faire des comparaisons avec les cellules témoins placées dans des conditions physiques rigoureusement égales, augmente considérablement la valeur, la précision et la durée des observations biologiques et favorisent la compréhension des phénomènes observés. La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent, à titre d'exemple non limitatif,des modes de réalisation d'un aquarium selon l'invention. La figure 1 est une vue d'ensemble en perspective d'un premier mode de réalisation. La figure 2 est une vue en plan d'un deuxième mode de réalisation. La figure 3 est une vue latérale suivant III III d'une cellule de la figure 2. La figure 4 est une coupe transversale à travers un sas. La figure 5 est une coupe transversale de la communication entre deux cellules. La figure 1 représente un plateau 1 entrainé en rotation autour d'un axe vertical x x'. Sur le plateau 1 sont disposées, symétriquement autour de l'axe x huit cellules identiques 2 constituant des-aquariums. Bien entendu, le nombre de cellules pourrait être différent. Chaque cellule est composée d'un fond, d'un dessus et de parois laté- rales. Les parois latérales sont transparentes afin de permettre d'observer l'intérieur de l'aquarium. Elles sont constituées, de préférence, par une seule feuille de méthacrylate de methyle,mise~en forme,dont les deux bords sont raccordés par une soudure. Chaque cellule a une capacité utile de plusieurs centaines de litres pouvant atteindre un mètre cube. Sur l'exemple de la figure chaque cellule a une forme de secteur circulaire, tronqué par une face interne 3 et délimité par deux faces latérales 2a et 2b concourrantes sur l'axe x x' et par une face externe 4 formée par une portion de cylindre centrée sur l'axe x x'. Afin d'augmenter la capacité des cellules, la face externe peut être une face courbe ayant une convexité plus accusée ou-être remplacée par plusieurs faces planes, trois par exemple comme le représente la figure 2. Le mécanisme d'entraînement en rotation du plateau 1 ntest pas repré senté. Il n'est pas spécifique de l'invention et tout mécanisme bien connu de l'homme de l'art peut convenir. Par exemple, le plateau 1 est posé sur un chemin de roulement circulaire constitué par des billes ou des galets et il est- entraîné en rotation par fine couronne dentée placée à la périphérie ou bien par un axe central situé au dessous du plateau. De préférence, l'installation ne comporte pas d'arbre vertical dans l'espace situé entre les cellules afin que celui-ci-reste accessible. De même, le plateau est de préférence appuyé sur un chemin de roulement à cause du poids à supporter. Bien entendu, le platèau peut être remplacé par tout support rigide, par exemple par un châssis formé par une structure en profilés. Le mouvement de rotation a pour objet d'égaliser les eondi-tions moyennes d'éclairement et de température des cellules. C'est un mouvement lent. Ce pourrait être un mouvement continu toujours dans le même sens mais on adopte de préférence un mouvement alternatif dont- l'amplitude est égale à un tour ou à un nombre entier de tours. Le mouvement alternatif présenté l'avantage de produire une légère agitation du liquide en début et fin de mouvement. D'autre part, de nombreux instruments de mesure comportant des conducteurs électriques doivent etre placés dans chaque cellule. Grâce à leur souplesse, les câbles électriques accompagnent facilement un mouvement alternatif dont l'amplitude est égale à un tour sans qu'il soit nécessaire de prévoir des liaisons par balais et collecteur qui ne conviendraient pas pour des faibles courants de mesure. Quelle que soit la forme des cellules, elles sont délimitées par des faces latérales planes 2a et 2b placées en regard des faces latérales des cellules juxtaposées. Dans chacune de ces faces est ménagée une ouverture 5a, 5b, placée en partie au-dessous du niveau N de l'eau. L'ouverture 5a d'une cellule est placée en regard de l'ouverture 5b de la cellule juxtaposée et ces deux ouvertures sont réunies entr'elles par un manchon qui constitue une communication entre cellules. Ce manchon déborde à l'intérieur d'une cellule et un bouchon, manoeuvrable manuellement de l'inté- rieur de la cellule, permet d'interrompre éventuellement la communication. Sur la face avant de chaque cellule, -au-dessous du niveau de l'eau est disposée une ouverture 6. A la périphérie de cette ouverture est disposé une garniture souple sur laquelle peut etre monté un sas amovible 7 permettant de prélever ou d'introduire dans l'aquarium des organismes vivants. Dans le dessus de chaque cellule sont ménagés un trou d'homme 8, fermé par un couvercle, permettant le passage d'une personne pour le nettoyage in térieur de l'aquarium et un ou plusieurs trous 9 fermés par des couvercles, pour le passage-des conducteurs des appareils de mesure. La face arrière 3 de chaque cellule peut comporter une ouverture analogue à l'ouverture 6, pouvant être également équipée d'un sas. La figure 2 représente une vue de dessus d'un autre mode de réalisation comportant huit cellules dont la forme est légèrement différente. La partie externe de chaque cellule comporte trois faces planes 10, 11 et 12 au lieu d'une face courbez On voit sur le dessus le trou d'homme 8 et deux ouvertures 9 pour le passage des conducteurs. La figure 3 est une vue latérale d'une cellule de la figure 2 sur laquelle on voit la face latérale 2a comportant une ouverture d'intercornnnica- tion Sa-et une face avant 12, comportant, au dessus du niveau de liteau, une ouverture 13. Chacune des trois faces avant 10, 11 et 12 comporte une-ouverture analogue. Ces ouvertures permettent le passage de la maint de:l'avant-bras pour accéder à l'intérieur de la cellule afin de manoeuvrer les obturateurs, de manipuler les appareils de mesure ou d'effectuer des prélèvements. Ces ouvertures 13 peuvent être munies de gants raccordés de façon étanche à la périphérie de l'ouverture de sorte que l'atmosphère surmontant le liquide est à l'abri de tout contact avec l'atmosphère externe.Pour certaines expériences, cette atmos phère peut être enrichie ou appauvrie en oxygène. Les figures 2 et 3 montrent un mode de réalisation dans lequel chaque cellule est constituée d'une plaque de base 14 et d'une plaque supérieure 15, rigides, assemblées entr'elles par des tirants 16 placés dans les angles. Les parois latérales sont constituées par une seule feuille 17 de méthacrylate de méthyle, mise en forme, dont les deux bords sont réunis par soudure. L'étanchéité entre les parois latérales et les plaques 14 et 15 est obtenue au moyen de joints 18. Chaque cellule comporte, à la base, une ouverture de vidange munie d'un obturateur manoeuvrable de l'extérieur. La figure 4 est une coupe transversale d'un sas 7. On voit sur cette figure la paroi verticale de l'enceinte de méthacrylate de méthyle qui est soit la paroi avant 2, soit la paroi arrière 3 et l'ouverture 6 circulaire découpée dans cette paroi. Autour de cette ouverture est soudée une pièce cylindrique 20 s'étendant vers l'extérieur. Cette pièce comporte une gorge périphérique 21,interrompue qui constitue un raccord à baionnette. Un bouchon 22 portant des ergots périphériques 23 venant se loger dans la gorge 21 peut être placé dans cette ouverture pour l'obturer. La mise en place et l'enlèvement du bouchon peuvent se faire de l'intérieur de l'enceinte. Le bouchon 22 porte un robinet 24 et une poignée 25. Une deuxième gorge parallèle à la gorge 21 contient un joint souple 26 qui assure l'étanchéité entre le bouchon et la pièce 20. Du côté extérieur, la pièce 20 comporte également une gorge interrompue 27 formant un raccord à balonnette dans laquelle sont engagés les ergots pé riphériques 28 du sas 7. Un joint souple 29 complète l'étanchéité. Le sas 7 est formé d'une virole 30 fermée à ses deux extrémités par des bouchons 31 et 32 engagés dans des raccords à baionette. Le bouchon 32 comporte un robinet 33 permettant d'égaliser les pressions. La figure 5 représente, en coupe, les deux parois en regard 2a, 2b de deux cellules et deux ouvertures circulaires 5a, 5b, découpées dans ces parois. A la périphérie de chacune de ces ouvertures est soudé un manchon de communica tipn 34, 35 après que les deux cellules ont été juxtaposées. Des joints souples 37 assurent l'étanchéité entre un manchon 36 et les manchons 34 et 35. Un couvercle 38, s'emboîtant autour du manchon 35, permet d'interrompre la communication entre cellules Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, diverses modifications équivalentes pourront être apportées par l'homme de lart au mode de réalisation qui vient d'être décrit, notamment le nombre de cellules et la forme de celles-ci pourront varier. REVENDICATIONS 1 - Produit nouveau constitué par un aquarium d'expérimentation, caractérisé m.n ce qu'il est composé de plusieurs cellules identiques, disposées symétrique ment autour d'un axe vertical et présentant des faces planes en regard,paral- leles entr'elles,comportant des ouvertures placées en regard l?une de l'au tre, lesquelles ouvertures sont placées au moins en partie au-dessous de la surface de l'eau et sont réunies entr'elles par un conduit d'intercommunica- tion équipé d'un obturateur étanche. 2 - Aquarium selon la revendication 1, caract-érisé en ce que lesdites cellules ont une section horizontale polygonale. 3 - Aquarium selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites cellules ont une forme de secteurs circulaires tronqués rayonnant autour dudit axe. 4 - Aquarium selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdites cellules sont montées sur un plateau tournant autour dudit axe vertical. 5 - Aquarium selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les parois verticales desdites cellules sont constituées d'une seule feuille de méthacrylate de méthyle mise en forme et soudée bord à bord. 6 - Aquarium selon la revendication 5, caractérisé en ce que ltensemble des cel lules est animé d'un mouvement de rotation alternatif autour dudit axe de symétrie vertical. 7 - Aquarium selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'amplitude dudit mouvement de rotation alternatif est égale à un nombre entier de tours. 8 - Aquarium selon l-'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque cellule est étanche et comporte, dans ses faces verticales, des - ouvertures de prélèvements et de mesure situées au-dessus du niveau de l'eau. 9 - Aquarium selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte sur lrune au moins de ses faces latérales avant ou arrière une ouverture située au-dessous du niveau de liteau, équipée d'un obturateur étanche et d'un raccord sur lequel peut être engagé de faç-on étanche un sas de prélèvement ou d'introduction des échantillons.