Brevet FR2631558A1 — publié le 19891124

1i 2631558 1 La présente invention concerne un appareil de cristallogé- nèse, particulièrement mais non exclusivement destiné à être utilisé à bord d'un vaisseau spatial, comportant un récipient étanche, susceptible de recevoir une substance à cristalliser, et un dispositif de distribution de deux liquides destinés à contrôler la cristallisation. On sait que l'une des méthodes d'étude des susbstances macromoléculaires consiste à former des cristaux desdites substances et à soumettre lesdits cristaux à des examens, notamment spectrographiques. Toutefois, les cristaux obtenus dans les laboratoires terrestres ne sont pas parfaits, tant en qualité qu'en taille, notamment à cause des phénomènes de convexion dûs à la pesanteur. Pour remédier à cet inconvénient, il serait avantageux de pouvoir utiliser de tels appareils à bord de vaisseaux spatiaux, les conditions d'apesanteur éliminant ces phénomènes de connexion. Cependant, le dispositif de distribution des liquides, notamment un agent précipitant et un agent diluant, dans les appareils de cristallogénèse connus, présente en fait un réservoir pour chacun des liquides intervenant dans la cristallisation, et, pour chacun de ces réservoirs, des moyens particuliers d'injection du liquide dans le récipient de cristallisation. De tels appareils présentent donc un encombrement et une masse non négligeables. De ce fait, il est difficile d'envisager d'utiliser de tels appareils à bord de vaisseaux spatiaux, o les critères d'encombrement et de masse sont déterminants. 2 26315.58 1 La présente invention a pour but d'éviter cet inconvénient, et concerne un appareil de cristallogénèse, ayant un encombrement et une masse réduits par rapport aux appareils existants, ce qui le rend particulièrement apte à être utilisé à bord d'un vaisseau spatial. A cette fin, l'appareil de cristallogénèse, du type indiqué ci-dessus est remarquable, selon l'invention, en ce que le dispositif de distribution comprend: - une enceinte divisée en deux chambres par un moyen de séparation déplaçable, chacune desdites chambres étant destinée à, contenir un desdits liquides, - des moyens d'alimentation en liquide reliant chacune desdites chambres audit récipient, et - des moyens de retour de liquide, munis de moyens d'obturation sensibles à la pression, reliant ledit récipient à chacune desdites chambres, de façon que, lorsque du liquide contenu dans une desdites chambres est amené dans ledit récipient, le trop-plein de liquide correspondant dans ledit récipient est ramené dans l'autre chambre. Ainsi, le dispositif de distribution de l'appareil ne comprend plus qu'une enceinte unique, définissant deux chambres destinées, chacune, à recevoir un des liquides contrôlant la cristallisation. En conséquence, l'encombre- ment et la masse de l'appareil, selon l'invention, sont réduits par rapport aux appareils existants. Cet effet est renforcé du fait que le liquide de trop-plein dudit récipient est ramené dans les chambres de l'enceinte, par des moyens.de retour, en évitant ainsi un encombrement et une masse supplémentaires dûs à des moyens de stockage des liquides utilisés et devant être évacués à cause du trop-plein. 3 2631558 1 En outre, grace aux moyens de retour particuliers de l'invention, les liquides contrôlant la cristallisation sont ramenés dans l'enceinte par un simple jeu de surpres- sion et de dépression. En effet, le déplacement du moyen de séparation dans l'enceinte entraîne une surpression dans une chambre et une dépression dans l'autre chambre. Un certain volume de liquide contenu dans la chambre en surpression est, alors, injecté dans ledit récipient. En même temps, un volume identique de liquide contenu dans le récipient est ramené dans la chambre en dépression grâce aux moyens d'obturation sensibles à la pression adaptés pour cela. Avantageusement, l'enceinte est constituée par un cylindre, et ledit moyen de séparation est un piston à double effet commandé de l'extérieur du cylindre par l'intermédiaire d'une tige de piston. Dans un mode particulier de réalisation, il est avantageux que lesdits moyens d'alimentation soient constitués par une première conduite reliant une première-chambre de l'enceinte audit récipient et par une deuxième conduite reliant la deuxième chambre de celle-ci audit récipient. Selon ce mode particulier de réalisation, des moyens d'obturation sensibles à la pression peuvent être disposés dans chacune desdites conduites. Préférentiellement, lesdites conduites présentent une embouchure commune dans ledit récipient, en aval des moyens d'obturation sensibles à la pression. Selo:i un mode particulier de réalisation de l'invention, les moyens de retour peuvent être constitués par une conduite divisée, au voisinage desdites chambres, en deux 4 2 6 2631558 1 branches dans lesquelles sont disposés les moyens d'obturation sensibles à la pression. Il est avantageux que les moyens d'obturation sensibles à la pression soient des clapets anti-retour. Selon une autre caractéristique de l'invention, le récipient comprend un creuset muni d'une cavité dans laquelle est disposée ladite substance à cristalliser. De plus, des moyens d'observation, du type caméra, sont prévus pour observer la cristallisation de ladite substance. En outre, un dispositif de commande et de traitement, du type calculateur, relié auxdits moyens d'observation, peut commander un actionneur, du type moteur, pour déplacer les moyens de séparation en fonction des informations provenant desdits moyens d'observation. La figure unique du dessin annexé fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Cette figure représente, schématiquement, un exemple de réalisation de l'appareil de cristallogénèse, selon l'invention. L'appareil de cristallogénèse comprend un récipient 1 étanche, dans lequel est disposé un creuset 2 muni d'une cavité 3 destinée à recevoir la substance à cristalliser. Le récipient 1 est alimenté en agents diluant et précipi- tant liquides, agents contrôlant la cristallisation, à partir d'un dispositif de distribution 4 comprenant un cylindre 5, constitué de deux chambres 6,7 pour lesdits -5 226315.58 1 liquides, séparées par un piston 8. En outre, le piston 8 peut être déplacé, depuis l'extérieur du cylindre 5, par l'intermédiaire d'une tige de piston 9, reliée à un moteur 10. Par exemple, la chambre 6 peut contenir l'agent précipitant et la chambre 7, l'agent diluant. La chambre 6 est reliée audit récipient 1 par une conduite 11, munie d'un clapet anti-retour 12. De même, la chambre 7 est reliée audit récipient 1 par une conduite 13 munie d'un clapet anti-retour 14. Comme montré sur le dessin, les deux conduites 11,13 se rejoignent, en aval des clapets 12,14, en formant une embouchure commune 15-dans ledit récipient 1. - - Par ailleurs, une conduite 16 de retour de liquide relie le récipient 1 à chacune desdites chambres 6,7. Cette conduite 16, au voisinage desdites chambres, se divise en deux branches 16a,16b, chacune desdites branches étant munie d'un clapet anti-retour 17,18, respectivement. - En outre, une caméra 19, disposée en regard du creuset 2 et de sa cavité 3, permet d'observer l'évolution de la cristallisation. Elle est reliée à un dispositif de commande et de traitement 20, analysant les informations' transmises par ladite caméra 19, qui est lui-même relié au moteur 10 actionnant la tige du piston 9. Le fonctionnement de l'invention sera décrit ci-après. Dans l'état initial, on introduit la substance à cristalli- ser dans la cavité 3 du creuset 2 du récipient 1, ainsi que de l'agent précipitant, à une concentration inactive, recouvrant le creuset 2, comme indiqué en traits pointillés sur la figure. 6 2631558 1 On déplace, dans un premier temps, le piston 8 par l'intermédiaire de sa tige 9, dans le cylindre 5 du côté de la chambre 6, contenant l'agent précipitant. Une surpres- sion est alors créée dans cette chambre 6, entraînant l'ouverture du clapet 12 dans la conduite 11 et la fermeture du clapet 14 dans la conduite 13, la chambre 7 étant en dépression. Ainsi, un certain volume d'agent précipitant est injecté dans le récipient 1. En même temps, un volume identique de liquide contenu dans le récipient 1 est ramené par la conduite 16 et sa branche 16b dans la chambre 7 du cylindre 5, le clapet 18 étant ouvert du fait de la dépression régnant dans la chambre 7. La caméra 19 observe l'évolution de la cristallisation et transmet les informations correspondantes au dispositif de commande et de traitement 20 qui les analyse. S'il détermine qu'un volume de précipitant est encore nécessaire pour parachever la cristallisation, il commande le moteur 10 pour que celui-ci actionne la tige de piston 9 de façon à déplacer le piston 8 dans le cylindre 5 vers la gauche sur la figure, c'est-à-dire pour injecter un certain volume du liquide contenu dans la chambre 6. En revanche, si le dispositif de commande 20 détermine que la zone de cristallisation a été dépassée, il commande le moteur 10 pour que celuici actionne la tige de piston 9 de façon à déplacer le piston 8 dans le cylindre 5 vers la droite sur la figure, en créant alors une surpression dans la chambre 7 et une dépression dans l'autre chambre 6. Un certain volume d'agent diluant est ainsi injecté dans ledit récipient 1 par la conduite 13, le clapet 14 étant ouvert par la surpression. Simultanément, un volume identique de liquide contenu dans ledit récipient 1 est ramené, par la 7 2631558 1 conduite 16 et sa branche 16a, dans la chambre 6, le clapet 17 étant ouvert par la dépression régnant alors dans la chambre 6. Il est à noter que le fait d'évacuer un certain volume de liquide, contenu dans le récipient 1, dans une des chambres ne perturbe pas le bon fonctionnement de l'appareil. En effet, la concentration en l'un ou l'autre liquide contenu dans les chambres est toujours supérieure à la concentra- tion de ce liquide dans le récipient 1. 8 2631558 REVENDICATIONS 1 - Appareil de cristallogénèse, notamment destiné à être utilisé à bord d'un vaisseau spatial, comportant un récipient étanche, susceptible de recevoir une substance à cristalliser, et un dispositif de distribution de deux liquides destinés à contrôler la cristallisation, caractérisé en ce que le dispositif de distribution (4) comprend: - une enceinte divisée en deux chambres (6,7) par un moyen de séparation déplaçable (8), chacune desdites chambres (6,7) étant destinée à contenir un desdits liquides, des moyens d'alimentation ou liquide (11,13) reliant chacune desdites chambres (6,7) audit récipient (1), et - des moyens de retour de liquide (16), munis de moyens d'obturation (17,18) sensibles à la pression, reliant ledit récipient (1) à chacune desdites chambres (6,7), de façon que, lorsque du liquide contenu dans une desdites chambres (6 ou 7) est amené dans ledit récipient (1), le trop plein de liquide correspondant dans ledit récipient (1) est ramené dans l'autre chambre (6 ou 7). 2 - Appareil de cristallogénèse selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enceinte est constituée par un cylindre (5), et en ce que ledit moyen de séparation (8) est un piston à double effet commandé de l'extérieur du cylindre par l'intermédiaire d'une tige de piston (9). 3 - Appareil de cristallogénèse selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d'alimentation (11, 13) sont constitués par une première conduite (11) reliant une premièrechambre (6) de l'enceinte audit récipient (1) et par une deuxième conduite (13) reliant la deuxième chambre (7) de celle-ci audit récipient (1). 9 2631558 1 4 - Appareil de cristallogénèse selon la revendication 3, caractérisé en ce que des moyens d'obturation (12,14) sensibles à la pression sont disposés dans chacune desdites conduites (11,13). 5 - Appareil de cristallogénèse selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites conduites (11,13) présentent une embouchure (15) commune dans ledit récipient (1), et en ce que les moyens d'obturation (12,14) sensibles à la pression sont situés en amont de ladite embouchure (15). 6 - Appareil de cristallogénèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, - caractérisé en ce que les moyens de retour (16) sont constitués par une conduite divisée, au voisinage desdites chambres (6,7), en deux branches (16a,16b) dans lesquelles sont disposés les moyens d'obturation (17,18) sensibles à la pression. 7 - Appareil de cristallogénèse selon la revendication 4 ou la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens d'obturation (12,14,17, 18) sensibles à la pression sont des clapets anti-retour. 8 - Appareil de cristallogénèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le récipient (1) comprend un creuset (2) muni d'une cavité (3) dans laquelle est disposée ladite substance à cristalliser. 9 - Appareil'de cristallogénèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que des moyens d'observation (19), du type caméra, sont prévus pour observer la cristallisation de ladite substance. 1 0 2631558 - Appareil de cristallogénèse selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'un dispositif de commande et de traitement (20), du type calculateur, relié auxdits moyens d'observation (19) peut commander un actionneur (10), du type moteur, pour déplacer les moyens de séparation (8) en fonction d'informations provenant desdits moyens d'observa- tion (19).