Brevet FR2632729A1 — publié le 19891215

DISPOSITIF DE PRELEVEMENT, DE TRANSPORT ET D'ANALYSE D'ECHANTILLONS LIQUIDES CONTENANT DES PARtICULES EN SUSPENSION, ET SA CELLULE D'OBSERVATION DESCRIPTION L'invention concerne le domaine de l'observation et de l'analyse des échantitions liquides, dans lesquels sont- en suspension des particules étrangères, dont il faut analyser La nature, la forme, et qu'il faut compter. Dans de nombreux domaines, des particules, telles que des algues marines unicellulaires dans le cas de L'étude de L'océanographie, doivent être comptées et identifiées de manière visuelle avec un microscope, ou par l'utilisation de compteurs automatiques de particules. Dans ce but, il existe plusieurs méthodes pour compter ces particules. Une première méthode consiste à mesurer les variations d'un champ électrique causé par les particules, et plus particulièrement l'amplitude du champ électrique qui change en proportion avec le volume de particules. Un autre type d'appareil est un analyseur de dimension des particules. Il fonctionne automatiquement et utiLise le principe de bloquage de la lumière. Ces deux types de compteurs définissent les dimensions des particules en fournissant leur diamètre sphérique équivalent et produisent une distribution dimension-fréquence et une énumération des particules. De manière générale, ltexploitation d'observations de particules, c'est-à-dire le comptage, l'identification, le classement, et les calculs et statistiques élaborés à partir de ces données, peut etre effectuée de façon automatique au moyen de calculateurs, micro-ordinateurs ou ordinateurs. D'autre part, une observation à l'aide d'un dispositif optique, tel qu'un microscope, demande beaucoup de temps et s'averse très laborieuse, en particulier Lorsque l'on doit observer un grand nombre d'échantillons. Il en est de meme pour les prises de vues à L'aide d'appareils photographiques ou caméras vidéo. De plus, la présence d'un opérateur reste toujours nécessaire et la préparation demande beaucoup de temps. De manière générale, le comptage de particules contenues par un échantillon fluide, ou moyen d'un système optique, se fait sur une goutte d'échantillon étalée sur une lame de verre. Pour en minimiser l'épaisseur et pour permettre l'analyse optique, ladite goutte est recouverte par une lamelle de verre. Dans d'autres cas, les particules sont immobilisées sur la lamelle ; après séchage complet de la goutte, on observe directement, après sédimentation des particules sur le fond de la lame. Cette mise en oeuvre demande beaucoup de temps, de matériel et de manipulation et implique la présence d'un opérateur. Le but de l'invention est de permettre d'effectuer automatiquement et sans opérateur à la fois les prélèvements de liquide contenant les particules en suspension et leur transfert dans un dispositif appelé cellule d'observation qui permet leur analyse par tout système optique relié à un système d'analyse d'image automatique. Dans ce but, un premier objet de L'invention est une cellule d'observation de particules en suspension dans un fluide. Elle se caractérise en ce qu'elle comprend au moins une canalisation extra-plate dans laquelle circule le fluide, ayant une face transparente pour permettre l'observation, l'épaisseur de la canalisation étant très faible, pour que, lors d'un arrêt de la circulation du fluide, les particules a observer se déposent rapidement par gravité sur une surface interne de la canalisation et permettent ainsi l'observation des particules fixées, et comportant également un orifice d'entrée et un orifice de sortie du fluide. En effet, plus La descente des particules est courte, plus elle es rapide, par conséquent, plus l'analyse des particules dans un échantillon sera faite rapidement, et plus rapidement sera faite L'analyse d'une série d'échantillons différents. Dans une première réalisation prévue de cette cetiute d'observation, les orifices sont hermétiquement fermés. Cette cellule peut alors être réalisée à L'aide d'une première pLaque inférieure sur laquelle sont collées deux plaques entretoises délimitant la canalisation, l'épaisseur de ces deux plaques entretoises correspondant à La faible épaisseur de la canalisation, la cellule étant fermée par une pLaque supérieure fixée par deux embouts de fixation. Une deuxième réalisation de la ceLlule est prévue, dans Laquelle les orifices sont ouverts, la circulation du fluide étant assurée par dépression. Un deuxième objet principal de l'invention est un dispositif de prélèvement de transport et d'observation d'echantilLons Liquides contenant des particules en suspension et à analyser dans une cellule d'observation telle qu'elle est définie dans les paragraphes précédents, l'observation étant optique, automatique et continue. Dans sa réalisation, Le dispositif comprend un dispositif de stockage d'échantillons Liquides, des moyens de prélèvement desdits échantillons, un dispositif d'observation optique des échantillons, les particules de L'échantillon à observer devant être fixes dans La cellule d'observation pendant L'observation dudit échantillon, et des moyens de transport desdits échantillons prélevés pour les amener les uns après les autres dans ladite ceLlule d'observation. Ce dispositif peut donc fonctionner de façon automatique, en étant commandé par exemple, par un ordinateur ou un micro-ordinateur utilisant un ou plusieurs programmes pré-étabLis. Le dispositif optique peut être un microscope. Dans La réalisation complète du dispositif selon L'invention, tes moyens de transport comprennent egalement une pompe péristaltique pour faire circuler le liquide, constitué des différents échantillons, dans la cellule d'observation, la pompe ayant une action en amont de la cellule d'observation pour pousser le liquide et une action aval de la cellule d'observation pour aspirer le liquide, ladite pompe ayant des moyens de commande pour arrêter la circulation du fluide de manière à immobiliser chaque échantillon dans la position d'observation. L'invention et ses caractéristiques seront mieux comprises à la lecture de la description qui va suivre et qui est annexée des deux figures suivantes ; - figure 1, un schéma représentatif de l'ensemble du dispositif selon l'invention ; - figure 2, une premiére réalisation de la cellule d'observation selon l'invention ; - figure 3, une deuxième réalisation de la cellule d'observation selon L'invention ; - figure 4, une troisième réalisation de la cellule d'observation selon l'invention. Sur la figure 1, on peut distinguer deux parties principales qui sont le dispositif de stockage 2 et un moyen d'observation optique 4, en l'occurrence un microscope. Ce dernier est associé à un dispositif de prise de vue 24 dans le but de transmettre des images vidéo à un moniteur de contrôle 10 et à un ordinateur pour le traitement informatique de l'image. Une imprimante 8 peut également compléter cet ensemble d'exploitation des résultats. Le dispositif de stockage 2 comprend principalement un tambour vertical 6 supportant des échantillons 20. Ces derniers sont maintenus en permanence sur ce tambour vertical 6 dans des conditions favorables à leur stockage, par exemple une température déterminée, et subissant une agitation créée par la rotation du tambour vertical 6. Les échantillons, bouchés par un bouchon du type septum ou équivalent, sont prévelés grâce à une aiguille de prélèvement 22 qui, lorsque ctest nécessaire, pénètre à l'intérieur de l'échantillon à prélever en traversant le bouchon. Des moyens de transport des échantillons prélevés sont prévus pour amener ces échantillons, dans une cellule d'observation munie d'une paroi transparente, les uns après les autres, en position fixe d'observation. Ces moyens de transport comprennent une pompe 12, placée à l'intérieur du dispositif -de stockage -2 et permettant d'acheminer l'échantillon prélevé dans uneconduite 14. Pour que Les échantitlons successifs à observer soient positionnés successivement de façon favorable, en position d'observation, on prévoit selon l'invention, d'utiliser une cellule d'observation 16 affectant dans sa partie centrale la forme d'une canalisation très plate appelée canalisation extraplate 26 et possédant un orifice d'entrée 28 et un orifice de sortie 29. Cette cellule d'observation sera décrite en détail plus loin. Les échantillons observés sont évacués par une conduite 18. Celle-ci peut être branchée sur une pompe, qui peut être la pompe initiale 12 pour l'acheminement des échantillons, à l'intérieur du dispositif de stockage 2. La pompe initiale 12 peut avantagement être du type péristaltique, avec le tuyau amont et le tuyau aval écrasé par Les mêmes gaLets. En référence aux figures 2, 3 et 4, la section interne de la cellule 16 doit être extra-plate pour obtenir le résultat voulu. En effet, pour observer les particules en suspension dans cet échantillon, il est nécessaire d'étaler selon une épaisseur minimale cet échantillon pour que-le comptage de ses particules par l'observation au microscope soit possible. Une autre condition nécessaire pour que l'observation au microscope soit possible, est que les particules en suspension doivent être fixes. Dans ce but, on a pour habitude de fairé reposer l'échantillon, de façon à ce que les particules tombent par gravité sur la surface interne inférieure de la canalisation. Selon l'invention, la section de cette canalisation d'observation est donc d'une hauteur minimale. Cette minimisation de la hauteur de cette section est déterminée par. la taille des particules à observer. La largeur de la section de la canalisation extra-plate 26 doit être plus large que l'image observée par te dispositif optique, ceci pour éviter l'influence des effets de bord sur l'observation. Dans la première réalisation de la cellule d'observation, représentée sur la figure 2, la canalisation extra-plate est complètement enfermée dans la cellule. Elle ne communique avec l'extérieur que par les orifices d'entrée et de sortie 28 qui sont réalisés de manière étanche, le liquide constitué des différents échantillons n'étant jamais au contact de l'air ambiant. Cette première version de la cellule d'observation est réalisée par un fraisage de la plaque de base 42. En référence à la figure 3, la cellule d'observation 16 peut être réalisée au moyen d'un première plaque inférieure 30 surmontée de deux plaques entretoises 32 collées sur la première plaque inférieure de façon à délimiter la section de la canalisation extra-plate 26. Une quatrième plaque supérieure 34 est montée par dessus cet ensemble pour fermer la canalisation extra-plate 26.Sa fixation est réalisée à l'aide de deux embouts de fixation 36. Dans la troisième réalisation de cette cellule d'observation, représentée sur la figure 4, la canalisation extra-plate 26 a la même forme que sur la figure 2 et peut être réalisée de la même manière. Par contre, les orifices d'entrée 42 et de sortie 43 sont à l'air libre, c'est-à-dire que la canalisation extra-plate 26 est elle même à l'air libre. Le fluide est acheminé et retiré de cette canalisation au moyen de deux conduits 38 traversant des embouts de fixation 40, l'extrémité de ces conduits 38 ne formant pas une jonction étanche avec la canalisation extra-plate 26 au niveau des orifices d'entrée et de sortie 38. La circulation du fluide constituée des différents échantillons est assurée par la pompe péristaltique, qui assure un refoulement en amont et une dépression en aval. La pompe 12 possédant des moyens de commande pour stopper ou reprendre le parcours du fluide constitué par les échantillons, on constate que l'on peut positionner facilement un échantillon déterminé en face du dispositif optique, à savoir l'objectif du microscope 4. Un tel dispositif, avec ses différents éléments, tels que le prélèvement automatique des échantillons, la caméra de prise de vues vidéo, un microscope à platine motorisée ou tout autre système optique, un micro-ordinateur, permet d'analyser toute image de particule en suspension aqueuse, et ceci de manière simple et rapide pour un non spécialiste. De la sorte, 40 échantillons peuvent par exemple être traités entièrement et automatiquement. Le système selon l'invention se prête effectivement très bien à L'ana lyse en continu de nombreux échantillons. La deuxième réalisation de la cellule d'observattion permet le démontage de celle-ci, et donc sont nettoyage. L'invention permet en outre la dissociation de la création de L'image vis-à-vis de son exploitation. Ceci peut être mis en valeur lorsque Le dispositif optique est remplace par un appareil photographique, un enregistreur magnétique ou tout appareil d'enregistrement d'image. L'image ainsi stockée, pourra être exploitée ultérieuvement dans des laboratoires équipés à cet effet. REVENDICATIONS 1. Cellule d'observation de particules en suspension dans un fluide, caractérisée en ce qu'elle comprend, au moins une canalisation extra-plate 26 dans laquelle circule le fluide, ayant une face transparente pour permettre l'observation, l'épaisseur de la canalisation étant très faible, pour que, lors d'un arrêt de la circulation du fluide, les particules à observer se déposent rapidement par gravité sur une surface interne de la canalisation et permettent ainsi l'observation des particules fixées, et un orifice d'entrée (28, 42) et un orifice de sortie (29, 43). 2. Cellule selon la revendication 1, caractérisée en ce que les orifices d'entrée (28 > et de sortie (29) sont hermétiquement fermés, le fluide ne pouvant être en contact avec l'air ambiant. 3. Cellule selon la revendication 1, caractérisée en ce que les orifices d'entrée (42) et de sortie (43) sont ouverts. 4. Cellule selon la revendication 2, caractérisée en ce qu' elle comprend une première plaque inférieure (30), deux plaques entretoises (32) affectant la forme de la canalisation extra-plate et collées sur la première plaque inférieure (30), et une quatrième plaque supérieure (34) fixée sur les deux plaques des entretoises (32) par l'intermédiaire de deux embouts de fixation (36 > . 5. Dispositif de prélevement, de transport et d'observation d'échantillons liquides contenant des particules en suspension, et à analyser dans une cellule d'observation selon l'une quelconque des revendications précédentes pour une observation optique, automatique et continue. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend - un dispositif de stockage rotatif (2) d'échantillons liquides ; - des moyens de prélèvement (22) desdits échantillons ; - un dispositif optique d'observation des échantillons, les particules de l'échantillon à observer devant être fixes dans la cellule d'observation (16) pendant l'observation dudit échantillon, et - des moyens de transport desdits échantillons prélevés, pour les amener les uns après les autres dans Ladite cellule d'observation (16). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif optique d'observation est un microscope (4). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que les moyens de transport comprennent une pompe péristaltique (12) pour faire circuler le liquide constitué des différents échantillons dans Ladite cellule d'observation (16), la pompe (12) ayant une action en amont de la cellule d'observation (16) pour pousser le Liquide, et une action en aval de La cellule d'observation (16) pour aspirer le liquide, ladite pompe ayant des moyens de commande pour arrêter la circulation du fluide, de manière à immobiliser successivement chaque échantillon dans la position d'observation.