Brevet FR2311302A1 — publié le 19761210

La présente invention consiste à utiliser les variations des propriétés électriques d'une membrane échangeuse d'ions qui subit l'action d'agressifs chie tues ou thermiques pour en apprécier leur importance et leur nature. On connaissait jus qu'à présent des appareils du type caloristat permettant d'apprécier une quantité intégrée de chaleur perçue pour un temps donné. Slestimation des données n'était pas en rapport direct avec la dégradation de l'épiderme de la peau, d'autres appareils fournissent des évaluations empiriques ne présumant pas des conséquences qu'un agressif peu avoir sur la peau en"in vive. Le dispositif décrit içi peut être utilisé soit pour détecter une zone dangereuse pour l'homme, soit pour évaluer l'importance des dangers que peut subir un être vivant placé dans cette zone, soit encore pour tester l'agression de composée chimiques.L'invention peut être encore utilisée pour évaluer l'onde thermique d'un foyer, d'une explosion nucléaire, lors qu'elle est employée sous forme de détecteurs groupés ou isolés la membrane cathioniquelpour être assimilée à un tissu épidermique cutané vivant doit.être soumise d'une part à l'action hydratante d'une solution aqueuse et d'autre part à l'action polarisante d'un champ électrique. Ce dernier phêno- mène est connu sous le nom d'électroosmose. On sait que la peau assume plusieurs fonctions essentiel les - en premier lieu elle constitue une membrane de couver- ture, de soutènement et de protection s'opposant dans une certaine mesure à l'action des agents physiques, chimiques et bactériologiques du monde environnant. les organes sensitifs, nerfs terminaux renseignent le cerveaux, sur la notion du chaud et du froid, sur la perception de la douleurs des formes par des messages électriques, - en-second lieu, elle possède des r.ropriétés sélectives d'imperméabilité et de perméabilité, la peau empêche la régné tration-âe certains corps chimiques étrangers alors cu'elle permet le passage d'autre éléments (rejet ou absorption), Le plus important de ces échanges a trait à l'élimination de l'-eau par la sudation. C1 est par ce mécanisme d'élimination aqueuse (évaporation) à base de sels minéraux associés à des réflexes électriques et vasomoteurs que s'exerce une des prin cipales fonctions de la peau. la peau est formée de deux types de tissus répondant à sa dualité embryologique, l'un est superficiel, l'épiderme, de nature épithéliale ; l'autre, sous-jacent, le derme, de nature conjonctive. La peau du corps humain est constituée de ces deux types de tissus (sauf pour la bouche et les organes gmitaus) dont le fonctionnement peut être assimilé à une membrane échangeuse d'ions cathioniques relargant des anions, en effet, la polariabilité négative de la peau est connue. La fonction perspiration, ou transpiration secrète une sueur normale contenant 99% d'eau, 5 /00 de chlorure de potas slum et 5 /oo de substance organique dont l'urée et lucide hyaluronique. tette sueur électrolytique est légèrement acide (ph = 5,5 à 6) Sous l'action d'un agressif chimique cu thermique l'épi derme et le derme subissent une incitation nerveuse d'ordre électrique produisant une sécrétion sudorale.hydratante entratnant l'expulsion de la sueur au niveau de l'orifice des canaux sudorifères. Ce mécanisme obéirait à un phénomène électrophy- siologique : électroosmose. Ce phénomène d'électroosmose est connu en électrochimie, il s'observe en réalisant L'expérience suivante. Séparans deux compartiments contenant un électrolyte dilué par une membrane indifférente ; chacundes deux compartiments contient une anode et une cathode que l'on va alimenter par un courant électrique de quelques milliampères. après quelques minutes on observera que le compartiment anodique se vide au profit du compartiment cathodique et ce, ai la membrane est choisie avec une porosité Judicieuse et reste indifférente au passage des catchions Te phénomène sera d'autçnt plus important que la solution sera diluée et que le courant sera important I phénomène peut être inversé si lton choisi une membrane cathionique. Dans ce cas or observe un épurement du compartiment cathodique au profit du compartiment anodique. En outre, le phénomène d'épuisement peut être suivi soit par la variation du volume de liquide du compartiment soit par la variation du champ électrique mesurées au niveau de la membrane par des électrodes indifférentes. L'invention objet de ce dépôt utilise ce dernier dispositif permettant de suivre la variation du flux électroosmotique par l'intermédiaire du champ électrique. Ce flux électroosmotique répond aux propriétés capillaires de la membrane échangeuse d'ions cathioniques assimilable à une peau vivante. Les agressifs quelconques modifient les propriétés de la membrane perturbant le flux électroosmotique et produisant par compensation la variation du champ électrique. Cette variation permettra d'apprécier l'importance de l'agressivité l'invention objet du présent dépôt présente de nombreux avantages et notamment - d'apprécier directement l'effet dégradant d'un agressif sur une membrane par une Tresure électrique, - de relier cette mesure électrique à un phénomère dégradant une membrane elle-même assimilable à une peau in vivo, - d'estimer aussi bien l'action agressive d'un flash thermique que l'action errodante d'un agreseif chimique, - d'chtenir un appareil de poids et d'encombrement réduit facilitant une détection et une analyse ponctuelle, - d'exploiter rationnellement les mesures électriques obtenues afin de les comparer aux estimations empiriques telles que brasures du ler 2ème et 3ème degré afin de quantifier ces estimations, - d'utiliser le dispositif comme détecteur d'agressifs chimiques, d'explosion nucléaire, de durée d'exposition solaire, d'agression cutanée insidieuse, L'invention sera mieux comprise gracie au dessin annexé qui n'est donné qu'à titre d'exemple et non limitatif. En se reportant à la planche 1 du dessin on trouve une cuve (1) en verre ou matériaux isolant vissable à une extrémité et contenant un électrolyte (2) composé d'uné solution aqueuse- de 10-2M de chlorure de potassium annuelle on a ajouté 10-5M d'acide hyaluronique. Sur une face-on a vissé un bouchon d'étan- chéité (16) en bakélite pouvant recevoir des orifices à électro- des, sur l'autre face on a fixé å l'aide d'une bague conductrice d'électricité (5) et des écrous (12) une membrane échangeuse-- d'ions cathioniques (9) perméable aux anions. Cette membrane est insérée entre un disque d'or (17) sur sa face interne et une métallisation (10) d'or colloidal sur sa face externe. Ces électrodes permettent par les eondueteurs (7) et (8) reliées au millivoltmètre (13) de suivre le potentiel de la membrane et du champ électrique qui s' trouve et de le mémoriser avec l'enregistreur (19). Le flux électroosmotique est créé par le jeu des électrodes conductrices (3) et (4) ou le disque (3) sert de cathode et la bague (5) reliée à la borne (4) cons- titue l'anode. Ces électrodes de nature inoxydable sont alimentées par la source d'électricité (ii) réglable par le potentiomètre (6).Le courant qui traverse ces électrodes est contrôlé par le milliampéremètre (i5). La chute de tension entre l'anode (4 > et la cathode (3) peut être accessoirement contrôlée par Le millivoltmètre (18). L'ensemble constitue un volume de quelques centainees de cm5 FONCTIONNE@ENT Grâce à ltalim.entation Il réglable par le potentiomètre 6 on applique entre la cathode 3 et l'anode 4 reliée à la bague 5 un courant continu de 5 à 10 milliampères. Ce courant crée un flux électroosmotique d'eau et d'anions à travers la membrane réalisant les conditions naturelles de fonctionnement d'une peau. Ce flux s'équilibre rapidement et le champ existant à travers la membrane eontrolé par les électrodes d'or-7 et 8 (relié à 17 et 10) s'équilibre. Dès que la face externe 10 est soumise à des agressifs quelconques la membrane modifie son flux électroosmotioue et son champ électrique. L'importance de la modification du champ électrique est proportionnelle à l'intensité de l'agressif thermique.ou chimique ou mécanique. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de mesures électriques des agressifs cutanés thermiques, chimiques ou mécaniques employant les variations du champ électrique créé à l'intérieur d'une membrane cathionique soumise à un phénomène électroosmotique caractérisé par le fait qu'il utilise une membrane échangeuse d'ions cathioniques dont l'une des faces ob- ture une cellule contenant une solution électrolysable et l'autre face subit l'exposition, cette membrane est soumise à une hydratation par électroosmose tandis que son champ électrique qui est proportionnel au flux d'hydratation est contrôlé par des électrodes secondaires et peu polarisables, la variation du flux d'hydratation est directement proportionnelle à l'agression produite et au champ électrique mesuré. 2/ Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la membrane échangeuse d'ions est cathionique. 3/ Dispositif suivant la revendication i, caractérisé par le fait que la solution électrolysable contient du chlorure de potassium et de l'acide hyaluronique de concentration inférieure à 10 M. et dans les proportions voisines de celles contenues dans la peau du corps humain. 4/ Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la membrane cathionique est soumise à un flux électroosmotique de telle façon que les a nions vont venir se décharger sur l'anode externe entrainant un volume d'eau simulant une sudation naturelle. 5/ Dispositif suivant les revendications 1. à 4 prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait que le champ électrique créé à l'intérieur de l'épaisseur de la membrane est évalué au moyen de deux électrodes d'or, l'une solide contigue à la face interne de la membrane l'autre constituée par un dépôt d'or colloidal reparti sur la face externe de la membrane. 6/ Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que l'électrode d'or extérieure constituée d'or colloidal est appliquée sur une épaisseur de quelques microns permettant de ne pas affecter le fonctionnement de la membrane. 7/ Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la membrane hydratée par électrolyse voit son champ varier lorsqu'une agression intervient et que ce champ mesuré an moyen de ces électrodes est estix sur un millivoltmètre de haute impédance raccordé à un enregistrement. 8/ Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le flux électroosmotique pentêtre accéléré par l'importance du courant d'électrolyse lui-même réglé par un potentiomètre. 9/ Dispositif suivant la revendication 1, caraetérise par le fait que la cellule d'électrolyse est rendue étanche au moyen d'un bouchon de bakélite muni d'orifices permettant le passage d'électrodes, 10/ Dispositif suivant les revendications 1 à 9 prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait que différents lieux peuvent etre con trônés aux moyens de différentes cellules détectrices d'agressifs dont les électrodes de mesure de champ électrique sont rénnissen parallèle sur un même système d'enregistrement. 11/ Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le bon fonctionnement de l'ensemble est contré au moyen d'un millivoltmètre appréciant la tension entre l'anode et la cathode.