Brevet FR2622971A1 — publié le 19890512

La présente invention est relative à un dispositif de comptage d'éléments discrets en suspension dans un milieu fluide. Le comptage d'éléments discrets en suspension dans un milieu fluide, tels que notamment de très importantes colonies d'alevins pouvant présenter plusieurs millions d'individus dans un bassin de pisciculture, ne peut être réalisé à ce jour que de façon empirique et basé sur un calcul statistique très approximatif. Bien que les techniques modernes de calcul permettent d'envisager des précisions de calcul de plus en plus performantes, la saisie des données permettant d'induire un nombre correspondant d'éléments discrets reste très délicate et ne permet pas, notamment dans le cas d'éléments discrets constitués par des organismes vivants, conférant à la colonie à dénombrer un caractère irréductible de mouvance, d'obtenir une évaluation de dénombrement de grande précision. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités par la mise en oeuvre d'un dispositif de comptage - d'éléments discrets en suspension dans un milieu fluide. Un autre objet de la présente invention a pour but la mise en oeuvre du dispositif de comptage d'éléments discrets en suspension dans un milieu fluide, lequel, dans le cas où les éléments discrets sont des organismes vivants tels que des alevins, peut être facilement intégré aux bancs ou bassins de piscicultures. Un autre objet de la présente invention est enfin la mise en oeuvre d'un dispositif d'une très grande fiabilité et nécessitant de faibles dépenses de maintenance. Le dispositif de comptage d'éléments discrets en suspension dans un milieu fluide objet de l'invention est remarquable en ce qu'il comporte, un réservoir tampon dudit fluide dans lequel se trouvent lesdits éléments discrets en suspension, des moyens de mise en écoulement tourbillonnaire d'une partie dudit fluide contenu dans le réservoir tampon, des moyens de formation d'une veine d'écoulement de fluide connectés auxdits moyen se mise en écoulement tourbillonnaire, lesdits moyens de mise en écoulement tourbillonnaire et lesdits moyens de formation d'une veine d'écoulement de fluide permettant à partir d'une colonie quelconque d'éléments en suspension, I'ordonnancement de chaque élément suivant une file successive d'élément unique dans ladite veine d'écoulement de fluide, des moyens de comptage de chaque élément disposés au voisinage de ladite veine d'écoulement de fluide. Le dispositif de comptage d'éléments discrets en suspension dans un milieu fluide objet de l'invention trouve application au comptage d'éléments discrets inertes ou lentement mobiles en suspension dans un fluide ou d'organismes vivants mobiles, tels que des alevins ou des coquillages par exemple. Le dispositif objet de l'invention sera mieux compris à la lecture de la description ci-après et à l'observation des dessins dans lesquels - la figure la représente une vue en coupe longitudinale du dispositif de comptage d'éléments discrets en suspension dans un milieu fluide selon l'invention, - la figure lb représente une vue de dessus du dispositif de comptage d'éléments discrets en suspension dans un milieu fluide selon l'invention, - la figure lc représente, de manière schématique, le principe de fonctionnement du dispositif selon l'invention, tel que représenté en figure la, - les figures 2a, 2b et 2c représentent un détail de réalisation d'un moyen de mise en écoulement tourbillonnaire du milieu fluide utilisé dans le dispositif objet de l'invention, - les figures 3a et 3b représentent à titre illustratif un dispositif de comptage d'éléments discrets en suspension dans un milieu fluide, plus particulièrement adapté à la pisciculture, - la figure 4 représente un schéma illustratif d'un dispositif de détection et de comptage d'éléments discrets Ed à titre d'exemple non limitatif, - la figure 5 représente un mode de réalisation non limitatif des moyens de détection et de comptage des éléments discrets Ed, - la figure 6 représente un mode de réalisation préféré, non limitatif, d'un dispositif de comptage d'éléments discrets en suspension dans un milieu fluide Mf plus particulièrement adapté au comptage d'organismes vivants tels que des alevins. Le dispositif de comptage d'éléments discrets en suspension dans un milieu fluide objet de l'invention, sera décrit tout d'abord en liaison avec les figures la, lb, lc. Conformément à la figure la précitée, le dispositif de comptage d'éléments discrets noté Ed sur la figure la, en suspension dans un milieu fluide, noté Mf, objet de l'invention, comporte un réservoir tampon 1, le réservoir tampon comportant une réserve de fluide dans lequel se trouvent les éléments discrets Ed en suspension. En outre, ainsi qu'on l'a représenté en figure la, le dispositif de comptage d'éléments discrets Ed objet de l'invention comporte des moyens 2 de mise en écoulement tourbillonnaire d'une partie du fluide contenue dans le réservoir tampon I. Des moyens 3 de formation d'une veine d'écoulement de fluide sont connectés aux moyens 2 de mise en écoulement tourbillonnaire, les moyens de mise en écoulement tourbillonnaire 2 et les moyens 3 de formation d'une veine d'écoulement de fluide permettant à partir d'une colonne quelconque d'éléments en suspension, l'ordonnancement de chaque élément Ed, suivant une file successive d'éléments uniques dans la veine d'écoulement de fluide. On comprendra bien entendu que le dispositif de comptage d'éléments discrets Ed en suspension dans un milieu fluide Mf selon l'invention, est basé sur le principe de l'accélération de Coriolis dite encore accélération complémentaire. En effet, l'influence de la rotation de la terre se manifeste lors de l'écoulement d'un fluide dans un orifice de section circulaire, où il est facile de constater, pour des conditions d'écoulement sensiblement régulières, que le fluide au niveau de l'ouverture de l'orifice circulaire se met en écoulement selon un écoulement tourbillonnaire. Les éléments discrets Ed en suspension dans le fluide Mf sont alors entrainés par le tourbillon et les éléments discrets Ed sont accélérés de façon constante et se séparent les uns des autres avant d'entrer dans la veine de fluide. Des moyens 4 de comptage de chaque élément discret Ed sont disposés au voisinage de la veine d'écoulement de fluide afin d'assurer un comptage sensiblement régulier de chaque élément discret Ed disposé dans la veine d'écoulement de fluide. Bien entendu, la veine d'écoulement de fluide située en aval des moyens 2 de mise en écoulement tourbillonnaire présente une longueur suffisante pour que, après une distance de parcours convenable, I'écoulement dans la veine de fluide puisse être considéré comme sensiblement laminaire, les éléments discrets Ed étant alors séparés. Sur la figure lb, on a représenté une vue de dessus du réservoir tampon I et la séparation successive des éléments discrets Ed lorsque ceux-ci sont entraînés dans l'écoulement tourbillonnaire. Sur la figure lc, on a représenté au contraire, suite à la séparation des éléments discrets Ed dans la zone d'écoulement tourbillonnaire, ces mêmes éléments discrets ordonnancés successivement et séparés sensiblement à la queue leu leu dans la veine d'écoulement de fluide, laquelle est lors alors'sensiblement en écoulement laminaire. Ainsi qu'on l'a représenté notamment en figure 2a, les moyens 2 de mise en écoulement tourbillonnaire d'une partie du fluide Mf contenu dans le réservoir tampon 1 comportent au moins un entonnoir 20 de type conique. Ainsi que représenté en figure 2b et 2c, les moyens de mise en écoulement tourbillonnaire 2 d'une partie du fluide contenue dans le réservoir tampon peuvent également être constitués par au moins un avantageusement en fonction des conditions d'accélération nécessaires à la séparation de chaque élément discret Ed. Ainsi qu'on l'a représenté en figure la et lc notamment, les moyens de mise en écoulement tourbillonnaire 2 comportent également une vanne 21 symbolisée par un robinet, cette vanne de type électrovanne pouvant être commandée simplement à l'ouverture et/ou à la fermeture. Ainsi, la seule commande à l'ouverture de la vanne 21 permet la mise en écoulement tourbillonnaire du milieu fluide Mf contenue dans le réservoir tampon 1. En outre, ainsi qu'on l'a représenté en figure la, une buse 22 d'alimentation en eau limpide est connectée à une pompe 23, I'ensemble de la buse 22 et de la pompe 23 permettant dès l'ouverture de la vanne ou électrovanne 21 d'alimenter le réservoir tampon 1 avec un débit sensiblement identique au débit d'écoulement de la veine d'écoulement, ceci afin de maintenir la hauteur h du milieu fluide Mf, dans le réservoir tampon 1 sensiblement constante. La hauteur h de milieu fluide Mf dans le réservoir tampon 1 est bien entendu déterminée afin d'assurer des conditions d'écoulement tourbillonnaire puis des conditions d'écoulement dans la veine d'écoulement sensiblement laminaire, pratiquement régulières, tout au long du processus de comptage des éléments discrets Ed. Ainsi qu'on pourra le noter en figure la, lb, lc, les moyens 3 de formation d'une veine d'écoulement du fluide connectés au moyen de mise en écoulement tourbillonnaire sont constitués par un ajutage ou tube abouchant au niveau de la partie la plus étroite de l'entonnoir 20, en aval de la vanne 21. Le tube ou ajutage présente au moins une partie transparente aux ondes électromagnétiques afin d'assurer le comptage des éléments discrets Ed par l'intermédiaire d'un système détecteur d'ondes électromagnétiques ainsi qu'il sera décrit ci-après dans la description. Un mode de réalisation plus particulièrement adapté au comptage d'éléments discrets Ed constitués par des organismes vivants tels que des alevins dans le domaine piscicole sera décrit en liaison avec les figures 3a et 3b. Ainsi qu'on l'a représenté eÀ figure 3a et 3b précitée, les moyens 2 de mise en écoulement tourbillonnaire peuvent être constitués avantageusement par au moins un entonnoir dont l'ouverture la plus évasée abouche directement en fond du réservoir tampon 1. Les entonnoirs 20 sont disposés verticalement pour soumettre la partie de fluide Mf du réservoir tampon 1 en accélération de Coriolis et créer ainsi un écoulement tourbillonnaire. Ainsi qu'on l'a représenté en figure 3a et 3b, les entonnoirs 20 peuvent être disposés soit en fond du réservoir tampon I constituant un bassin d'élévage, soit latéralement à celui-ci, ainsi que représenté en figure 3b. Bien entendu, le dispositif tel que représenté en figure 3a ou 3b peut comprendre plusieurs entonnoirs en parallèle ou éventuellement plusieurs entonnoirs en cascade. Selon un mode de réalisation particulier, le tube 30 ou ajutage présentant au moins une partie transparente est constitué par un tube de verre transparent à la lumière visible. Compte tenu du mode de réalisation du tube 30 précédemment décrit, une description plus détaillée des moyens de comptage 4 de chaque élément discrets Ed sera donnée en liaison avec la figure 4. Selon la figure précitée, les moyens de comptage 4 de chaque élément discret Ed disposés au voisinage de la veine d'écoulement comportent des moyens 40 d'émission de rayonnement électromagnétique de longueur d'onde déterminée, et des moyens 41 de focalisation du rayonnement sur la partie transparente au rayonnement électromagnétique dudit tube 30 ou ajutage. En outre, des moyens de réception 42, 43 du rayonnement électromangnétique transmis par la partie transparente du tube 30 ou ajutage siège de la veine d'écoulement sont prévus. Des moyens de détection et de comptage 44 de la variation d'intensité du rayonnement électromagnétique transmis lors du passage dans la veine d'écoulement d'un élément discret Ed en suspension sont également prévus. Dans un mode de réalisation avantageux non limitatif, les moyens 40 d'émission du rayonnement électromagnétique sont constitués par une diode électroluminescente. Les moyens de focalisation 41 sont constitués par une lentille ou une optique appropriée et les moyens de focalisation 42 sont également constitués par une optique appropriée. Les moyens de réception 43 du rayonnement électromagnétique peuvent alors être avantageusement constitués par une photodiode ou un phototransistor sensible à la longueur d'onde du rayonnement électromagnétique considéré. Les moyens de réception proprement dits 43 constitués par une photodiode ou un phototransistor convenablement polarisé sont directement connectés aux moyens de détection et de comptage 44. De façon non limitative, et à titre d'exemple avantageux, les moyens de détection et de comptage 44 peuvent comprendre un élément de circuit de type trigger de Schmidt délivrant un signal calibré pour toute variation d'amplitude du signal délivré par la photodiode ou le phototransitor 43 supérieur à une valeur de seuil déterminée et un circuit de comptage proprement dit, permettant de compter directement le nombre de transitions délivrées par le circuit du type trigger de Schmidt. Bien entendu, le circuit de type trigger de Schmid peut être suivi d'un circuit différentiateur ou d'un circuit monostable délivrant des impulsions de très faible durée. Ainsi qu'on l'a représenté en outre en figure 4, les moyens d'émission 40, 41 et de réception 42, 43 du rayonnement électromagnétique et la zone transparente du tube 30 ou ajutage sont enfermés dans une enceinte opaque 45. Ceci permet de se prémunir des effets des lumières parasites susceptibles de détériorer la précision du comptage. Une description plus détaillée des moyens de détection et de comptage 44 de la variation d'intensité de- rayonnement électromagnétique sera donnée en liaison avec la figure 5. Selon la figure précitée, les moyens de détection et de comptage 44 comportent avantageusement des moyens amplificateurs 40, 140 connectés en sortie des moyens de réception 43 du rayonnement électromagnétique et délivrent un signal amplifié. Un circuit déclencheur à seuil 441 constitué par exemple par l'amplificateur différentiel recevant une tension de référence déterminée, reçoit sur la borne positive par exemple le signal amplifié délivré par les moyens amplificateurs 440 et permet d'engendrer pour une variation d'amplitude du signal amplifié supérieur à la valeur de seuil VRef, un signal de déclenchement noté SD. Un circuit monostable 442 est connecté en sortie du circuit déclencheur à seuil 441 et constitue un circuit monostable rapide permettant d'engendrer une impulsion de comptage calibrée pour chaque élément discret Ed en suspension dans la veine d'écoulement. Un circuit de comptage 443 proprement dit reçoit les impulsions de comptage et permet d'emmagasiner le nombre d'éléments discrets Ed en suspension dans la veine d'écoulement, les éléments discrets étant ainsi décomptés. Un mode de réalisation plus particulièrement adapté au comptage d'éléments discrets Ed constitués par des organismes vivants tels que des alevins, sera maintenant décrit en liaison avec la figure 6. Dans ce cas, le réservoir tampon 1 en sa partie opposée au moyen de mise en écoulement tourbillonnaire d'une partie du fluide Mf, comporte des moyens transducteurs à ultrasons, notés 5, destinés à provoquer la migration des éléments discrets constitués par les alevins vers les moyens de mise en écoulement tourbillonnaire 2. A titre d'exemple non limitatif, le transducteur 5 peut émettre des ondes ultrasonores en régime pulsé, la fréquence de l'onde porteuse ultrasonore étant comprise entre 40 et 100 kHz. En outre, au voisinage des moyens 2 de mise en écoulement tourbillonnaire d'une partie du fluide Mf, peuvent être disposés des moyens générateurs de champ électrique notés 6. Le champ électrique ainsi engendré par les moyens 6 présente une densité de courant suffisante pour provoquer une inhibition temporaire des réactions motrices des éléments discrets Ed constitués par des organismes vivants, de façon à empêcher ceux-ci de se déplacer à contre courant de l'écoulement tourbillonnaire. Les moyens G générateurs de champ électrique peuvent, dans le cas où le réservoir tampon 1 est constitué par un réservoir en matériau métallique, comporter simplement une électrode en surface du milieu fluide Mf, cette électrode, en fonction de la hauteur h de fluide, étant portée à un potentiel, de préférence alternatif, pour ainsi créer un champ d'inhibition entre l'électrode et l'ouverture des moyens 2 de mise en écoulement tourbillonnaire d'une partie du fluide Mf. Enfin, des entonnoirs et des tubes ou ajutages de différents calibres peuvent être prévus, l'ouverture de chaque entonnoir 20 abouchant au niveau du réservoir tampon 1, étant muni par exemple d'un tamis calibré noté 24. Dans un mode de réalisation non limitatif, le tamis calibré 24 est constitué par une grille métallique et l'électrode 60 constituant moyens générateurs de champ électrique est disposée au-dessus du tamis calibré 24 à la surface du milieu fluide Mf. En outre, ainsi qu'on l'a également représenté en figure 6, la paroi interne des entonnoirs 20 peut être munie de nervures hélicoldales en vue de favoriser la mise en écoulement tourbillonnaire du milieu fluide. Les nervures hélicoldales sont notées 25 sur la figure 6. On a ainsi décrit un dispositif de comptage d'éléments discrets en suspension dans un milieu fluide, particulièrement performant en raison du fait que ce type de dispositif permet un comptage précis de colonies d'éléments discrets très importantes, telles que des colonies d'alevins présentant plusieurs millions d'alevins dans un bassin de pisciculture. Ce type de dispositif est particulièrement adpaté à une intégration dans les installations d'élevage piscicole et présente le grand avantage de ne nécessiter pratiquement aucun entretien dans la mesure où la mise en écoulement tourbillonnaire d'au moins une partie du- fluide Mf est effectuée grâce à un phénomène naturel en l'absence d'utilisation d'éléments moteurs à partie tournante. On comprendra en outre que les bassins de pisciculture étant équipés du dispositif objet de l'invention, ceux-ci peuvent bien entendu, en dehors de l'utilisation du dispositif objet de l'invention pour assurer le comptage des alevins, continuer à assurer leur fonction de bassin d'élevage. REVENDICATIONS 1. Dispositif de comptage d'éléments discrets (Ed) en suspension dans un milieu fluide (Mf), caractérisé en ce qu'il comprend - un réservoir tampon (1) dudit fluide dans lequel se trouvent lesdits éléments discrets (Ed) en suspension, - des moyens (2) de mise en écoulement tourbillonnaire d'une partie dudit fluide contenu dans ledit réservoir tampon, - des moyens (3) de formation d'une veine d'écoulement de fluide connectés auxdits moyens (2) de mise en écoulement tourbillonnaire, lesdits moyens de mise en écoulement tourbillonnaire (2) et lesdits moyens (3) de formation d'une veine d'écoulement de fluide permettant, à partir d'une colonie quelconque d'éléments en suspension, l'ordonnancement de chaque élément (Ed) suivant une file successive d'éléments uniques dans ladite veine d'écoulement de fluide, - des moyens (4) de comptage de chaque elément disposés au voisinage de ladite veine d'écoulement de fluide. 2. Dispositif selon la revendication I, caractérisé en ce que lesdits moyens (2) de mise en écoulement tourbillonnaire d'une partie du fluide contenu dans ledit réservoir tampon comportent au moins un entonnoir (20) de type conique. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de mise en écoulement tourbillonnaire d'une partie du fluide contenu dans ledit réservoir tampon sont constitués par au moitis un entonnoir de type paraboloidique ou hyperboloîdique. 4. Dispositif selon l'une des revendictions 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de formation d'une veine d'écoulement du fluide connectés auxdits moyens de mise en écoulement tourbillonnaire sont constitués par un ajutage ou tube abouchant au niveau de la partie la plus étroite de l'entonnoir, ledit tube ou ajutage présentant au moins une partie transparente aux ondes électromagnétiques. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1, 2 à 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de mise en écoulement tourbillonnaire sont constitués par au moins un entonnoir dont l'ouverture la plus évasée abouche directement au fond dudit réservoir tampon, lesdits entonnoirs étant disposés verticalement pour soumettre ladite partie de fluide du réservoir tampon à l'accélération de Coriolis et créer un écoulement tourbillonnaire. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il omprend plusieurs entonnoirs en parallèle et ou en cascade. 7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que ledit tube ou ajutage présentant au moins une partie transparente est constitué par un tube transparent à la lumière visible. 8. Dispositif selon l'une des revendications 5 et 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de comptage de chaque élément disposés au voisinage de ladite veine d'écoulement comportent - des moyens d'émission d'un rayonnement électromagnétique, de longueur d'onde déterminée, - des moyens de focalisation dudit rayonnement sur la partie transparente audit rayonnement électromagnétique dudit ajutage ou tube, - des moyens de réception dudit rayonnement électromagnétique transmis par ladite partie transparente dudit tube ou ajutage siège de la veine d'écoulement, - des moyens de comptage de la variation d'intensité du rayonnement électromagnétique transmis lors du passage dans la veine d'écoulement d'un élément en suspension. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens d'émission du rayonnement électromagnétique sont constitués par une diode électroluminescente. 10. Dispositif selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que les moyens de réception dudit rayonnement électromagnétique sont constitués par une photodiode ou un phototransistor. 11. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que les moyens d'émission et de réception du rayonnement électromagnétique, et la zone transparente du tube ou ajutage sont enfermés dans une enceinte opaque. 12. dispositif selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que lesdits moyens de comptage de la variation d'intensité du rayonnement électromagnétique comportent - des moyens amplificateurs connectés en sortie des moyens de réception du rayonnement électromagnétique délivrant un signal amplifié, - un circuit déclencheur à seuil recevant le signal amplifié délivré par lesdits moyens amplificateurs et permettant d'engendrer, pour une variation d'amplitude du signal amplifié supérieure à ladite valeur, un signal de déclenchement, - un circuit monostable rapide recevant le signal de déclenchement et permettant d'engendrer une impulsion de comptage calibrée, pour chaque élément en suspension, - un circuit de comptage proprement dit recevant lesdits impulsions de comptage et permettant d'emmagasiner le nombre d'éléments en suspension décomptés. 13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que dans le cas où lesdits éléments en suspension dans le liquide sont des organismes vivants, tels que des alevins, ledit réservoir tampon, en sa partie opposée auxdits moyens de mise en écoulement tourbillonnaire d'une partie dudit fluide, comporte des moyens transducteurs à ultrasons destinés à provoquer la migration desdits éléments vers lesdits moyens de mise en écoulement tourbillonnaire. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit transducteur émet des ondes ultrasonores en régime pulsé. 15. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'au voisinage des moyens de mise en écoulement tourbillonnaire d'une partie du fluide sont disposés des moyens générateurs de champ électrique, ledit champ électrique présentant une densité de courant suffisante pour provoquer une inhibition temporaire des réactions motrices dudit organisme vivant de façon à empêcher celui-ci de se déplacer à contre-courant. 16. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 15, caractérisé en ce que des entonnoirs et des tubes ou ajutages de différent calibre sont prévus, l'ouverture de chaque entonnoir abouchant au niveau du réservoir tampon étant munie d'un tamis calibré. 17. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 16, caractérisé en ce que la paroi interne desdits entonnoirs est munie de nervures hélicoidales en vue de favoriser la mise en écoulement tourbillonnaire dudit liquide.