Brevet FR2635993A1 — publié le 19900309

PROCEDE ET DISPOSITIF DE TRI METTANT EN OEUVRE L'ETUDE DES SONS, APPLIQUES AU DOMAINE AQUACOLE. L'invention concerne un procédé et un dispositif de tri mettant en oeuvre l'étude des sons, appliqués au domeine aquaccle. Le tri des coquillages consiste à séparer les bons coquillages des mauvais coquillages, et intervient à tcus les niveaux de la production, de la récolte et surtout de la commercialisation. n existe une méthode empirique comn7unément utilisée, notamment par les ostrélculteurs, pour éliminer les huîtres impropres à la consomrration, et qui consiste à frapper manuelleitent une huître considérée comme bonne contre une deuxième huître à tester. Une huître mauvaise (morte) est plus ou moins ouverte car le muscle adducteur ne comprime plus le ligament de la charnière qui écarte alors les valves. Lorsque l'on frappe une huître ouverte, on obtient un son plus fort et p]us coloré que celui qui, toute chose étant égale par ailleurs, est donné par une huître fermée. On comprend toute l'importance d'éliminer au moment du conditionnement, en vue de la commercialisation, les huîtres ncn-consommables des autres. Or, il se trouve que, pour tenir compte des lois du marché, le ccnditionnement des coquillages en général et des huîtres en particulier se fait de plus en plus au moyen de channes de conditionnement de plus en plus performantes. Il est donc de moins en moins question de traiter menuellen:ent le tri qualitatif des bonnes et msuvaises huîtres. Un système de triage des objets comportant un système de percussion et un dispositif électronique d'aralyse du son associé à un système automatique de séparation des objets est revendiqué dans la demande de brevet français 2.298.377 déposé le 27 janvier 1975. L'application au domaine aquacole est cité mrds ne fait l'objet d'aucune description suffisante des moyens à mettre en oeuvre pour obtenir le résultat recherché. La présente invention a précisément pour objet de décrire un dispositif de tri capable d'être intégré dans une chaîne de conditionnement de coquillages, et notamment d'huîtres. Ce dispositif s'appuie sur de nombreuses observations et mesures faites par le Demandeur qui ont mis en évidence une relation entre la qualité du coquillage et la fréquer.ce de résonnance principale. L'irvention concerne plus précisément un procédé de tri de coquillages mettant en oeuvre l'étude des sons; caractérisé en ce qu'il consiste à filtrer le spectre des fréquences des sons émis par le coquillage soumis à un choc, par au moins un filtre passe-bande, à intégrer l'énergie sur un temps donné et à comparer le signal à une valeur de seuil. L'invention sera mieux comprise à l'aide des explications qui vont suivre et des figures jointes parmi lesquelles: - la figure 1 illustre schématiquement une première variante de réalisation d'un dispositif de tri conforme à l'invention; - la figure 2 - illustre schématiquement une seconde variante de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention; - la figure 3 est un schéma illustrant un exemple de réalisation d'un convoyeur adapté à la variante de la figure 2; - la figure 4 illustre une variante du circuit électronique d'analyse du son; - les figures 5 et 6 sont des courbes illustrant le procédé mis en oeuvre au moyen du dispositif conforme à l'invention; - la figure 7 est une autre variante du circuit électronique d'analyse du son;; - les figures 8 et 9 sont des courbes illustrant le procédé de mise en oeuvre du dispositif conforme à l'invention. Pour plus de clarté, les mêmes éIéments portent les mêmes références sur toutes les figures. Le Déposant a réalisé un certain nombre d'analyses des sons émis par un coquillage, notamment une huître fermée (vivante),.et par le même coquillage ouvert (mort), l'un et l'autre étant soumis, dans des conditions déterminées, à un choc identique. Il a constaté que, si le choc est provoqué sur l'une des valves, si la cavité est ouverte, le son s'en échappe. Cela se traduit par une fréquence de résonnance principale qui est fonction des dimensions du volume en résonnance et de la hauteur de l'ouverture. Pour une huître fermée, la vibration de la cavité est plus faible parce que les deux valves sont bien maintenues l'une contre l'autre, que par conséquent elles ne vibrent pas l'une par rapport à l'autre et que le son ne s'échappe pratiquement pas. Le procédé de tri conforme à l'invention est caractérisé en ce qutil consiste à étudier le spectre des fréquences de résonnance des coquillages, notamment des huîtres, soumis un à un à un choc. A titre d'exemple, pour une huître fermée, le son obtenu est constitué d'une multitude de fréquence de 1000 Hz à quelques dizaines de KHz dont l'énergie est amortie au bout de 0,5 à 1 milliseconde environ. Pour l'huître ouverte, on obtient le même signal auquel est superposée au moins une fréquence plus forte qui s'amortie au bout de 4 à 6 millisecondes environ. Dans une première variante illustrée au moyen de la figure 1, l'huître (1) est acheminée sur un convoyeur (2). Lorsqu'elle atteint l'extrémité (A) du convoyeur (2), elle bascule, tombe et vient, suivant une trajectoire (151), percuter un bloc insonore (150), Un détecteur optique (7) est positionné sur la trajectoire (151) et un microphone (8) correctement placé pour capter le son émis lors du choc deVhuître (1) contre le bloc (150). Dans cette variante, le convoyeur peut ne comporter qu'une seule bande de transfert (2c) puisque la position de l'huître sur le tapis n'intervient pas. L'essentiel est que l'agencement respectif du convoyeur et du bloc (150) soit tel que l'huître vienne forcément percuter le bloc (150). Celui-ci, selon une caractéristique de l'invention, doit être insonore: le choc de l'huître ne doit pas entraîner de vibration à son niveau. Il peut s'agir d'une plaque en acier inoxydable derrière laquelle est collée un matériau lourd qui absorbe le son, tel que du béton par exemple. Le détecteur optique (7) au passage d'une huître (1) déclenche la prise et l'analyse du son. Le signal de sortie du circuit électronique commande le volet (31) de telle sorte que l'huître (1), qui vient de frapper le bloc (150), soit dirigée vers une voie (fl) ou (f2) en fonction du signal sonore analysé. L'énergie sonore captée est amplifiée dans un amplificateur (10), filtrée dans un filtre passe-bandes (11) avant d'être redressée par un redresseur (12) pour être intégrée dans un intégrateur (13). L'une des sorties de l'intégrateur (13) est reliée à l'entrée d'un comparateur (15) pour être comparée à une valeur de seuil (s). Un calculateur (20) reçoit et traite les informations (signaux a, b) fournies respectivement par le comparateur (15), la cellule optique (7), pour commander par un signal (d) un système d'orientation (30) constitué d'un volet (31) conduisant rhuître (1) qui vient d'être choquée vers une voie (fl) ou (f2) en fonction du signal sonore analysé. Un signal de mise à zéro (z) complète le dispositif. Une seconde variante de réalisation d'un dispositif de tri conforme à l'invention est illustrée au moyen de la figure 2. Comme dans le cas précédent, l'exemple choisi est le tri des huîtres mais le procédé mis en oeuvre est valable pour tout type de coquillages, seules les valeurs des paramètres changent. Une huître (1) est posée sur un support souple (2) pour ne pas amortir les vibrations. Un exemple d'un tel support est plus particulièrement illustré au moyen de la figure 3. 1l s'agit de deux bandes (2a, 2b) séparées l'une de l'autre d'une distance (d) choisie en fonction de la taille de l'huître (1) pour laisser le passage à l'organe chargé de provoquer un choc sur IhLitre (1). Les deux bandes (2a, 2b) sont entrainées par tout moyen connu autour des deux guides d'entrainement (3, 4) de façor. à ccnstituer un convoyeur qui sert de support souple (2), fonctionnant en continu et sur lequel les huîtres à tester sont positionnées une à une manuellement ou par un système automatique. L'huître (1) est positionnée sur le convoyeur (2), concavité er. bas, de telle sorte qu'elle se présente dans cette position face à un marteau (5) ccmlr andé par exemple par un électro-aimant, ou un vérin ou tout autre moyen équivalent, lui-mê me actionné par un signal émis par une cellule de détection (7) d'arrivée de Phttre (1) face au m.rteau (5). La vitesse de déplacement de ce dernier est déterminée et maintenue constante. Un microphone (8) capte le son émis lors du choc du marteau (5) sur l'huître (1). Comme dans la variante précédente, l'énergie sonore captée est amplifiée dans un amplificateur (10), filtrée dans un filtre passe-bandes (11) avant d'être redressée par un redresseur (12) pour être intégrée dans un intégrateur (13).L'une des sorties de l'intégrateur (13) est reliée à l'entrée d'un comparateur (15) pour être comparée à une valeur de seuil (s). Un calculateur (20) reçoit et traite les informations (signaux a, b) fournies respectivement par le comparateur (15), la cellule optique (7), pour commander, à partir des signaux (c, d), respectivement ltélectro-aimant (6) et un système d'orientation (30) constitué d'un volet (31) conduisant l'huître (1) qui vient d'être choquée vers une voie ou l'autre en fonction du signal sonore analysé. Un signal de mise à zéro (z) complète le dispositif. Dans les deux variantes précédemment décrites, le filtre passebande (11) est un filtre de 800 Hz à 2000 Hz et l'intégrateur (13) intègre l'énergie sur un temps de 4 à 5 millisecondes. Plus le signal est fort, plus l'huître est ouverte. Entre urie huître fermée et une huître ouverte, or. obtient des rapports de niveau de l'ordre de trois à quatre. Cette solution qui présente l'avantage d'être simple peut être mise en oeuvre pour un grand nombre de population de coquillages, notamment dhcîtres. Cependant, elle peut présenter des inconvénients dans certains cas comme, par exemple, lorsque le choc se produit sur une partie de l'hLître (1) recouverte d'un petit coquillage parasite qui se brise, ou par une algue, ou un empilage d'écailles imbibées d'eau, en résumé, d'une matière étrangère à l'huître elle-même. Cette matière en effet peut absorber le choc et le son obtenu sur une huître ouverte peut redescendre à un niveau identique à celui d'une huître fermée.On pallie cet inconvénient en répétant plusieurs fois la mesure sur une même huître et en faisant une moyenne sur les résultats de mesure: c'est alors cette moyenne qui est comparée à un seuil déterminé. Une variante de réalisation du circuit électronique est illustrée au moyen de la figure 4. Celui-ci est caractérisé dans ce cas, par la mise en oeuvre, à la sortie de l'amplificateur (10), d'une pluralité de N filtres passebandes (1 la, llb... 11N) montés en parallèle. (N) est un nombre entier au moins égal à deux. Chaque filtre passe une fraction du spectre entre 500 Hz et 2500 Hz, et ceci de manière décalée. La sortie de chaque filtre (lla) à (11N) est reliée à un redresseur respectivement référencé (12a) à (12N) suivi d'un intégrateur (13a) à (13N) On obtient ainsi les N valeurs de tension (V) (Va, Vb, Vc, VN) correspondant aux N énergies ainsi intégrées.Le calculateur (200) détermine si l'une des énergies est beaucoup plus élevée que la somme de toutes les autres, ce qui indique la présence d'une résonnance principale d'une huître ouverte. Les figures 5 et 6- montrent les courbes de la tension (V) en fonction de la fréquence pour une huître fermée (figure 5) et pour une huître ouverte (figure 6) où l'on trouve une tension (Vi) supérieure à un seuil déterminé, l'huître alors est réputée ouverte et donc rejetée. L'avantage de cette variante du circuit électronique conforme à l'invention par rapport au circuit représenté sur les figures 1 et 2, est que la force du choc n'est plus un facteur déterminant. La figure 7, complétée par les figures 8 et 9, illustre une autre variante d'un circuit électronique conforme à l'invention. L'amplificateur (10) est relié à un filtre passe-bandes (111)-suffisamment large pour récupérer la résonnance de la cavité, soit par exemple de 500 Hz à 2500 Hz. La sortie du filtre (111) est reliée, via un redresseur (12 > , à un convertisseur analogique/numérique (70) lui-même relié à un calculateur (300). Ce dernier, conformément à l'invention, relève le niveau du signal (V) en fonction du temps (t), depuis son apparition lors du choc jusqu'à sa disparition, soit au bout de 5 millisecondes environ.Comme le montrent les deux courbes "V = représentées sur la figure 8 pour une huître fermée et sur la figure 9 pour une huître ouverte, il s'agit d'une fonction exponentielle "V = V0.exponentiel(-t/t0 > " où (VO) représente l'amplitude au début du choc, (t) le temps, (to) la constante de temps qui est inférieure à 0,5 ms pour une huître fermée, et de l'ordre de 3 ms pour une huître ouverte. A partir de cette série de nombres, le calculateur (300) va déterminer le coefficient (to) qui donne la fonction exponentielle la plus proche. Pour cela, on utilise la formule suivante: to = (S3 - S1S1/N)/(S2 - S1S7/N) N = nombre de valeurs mesurées. 53 = somme de 1 à N des (t12). S1 = somme de 1 à N des (ti). = = somme de 1 à N des (tiLogVi). S7 = somme de 1 à N des (LogVi). Ce (to) est comparé à un seuil qui permet de trier les bonnes huîtres des mauvaises. Le dispositif de tri de coquillages selon l'invention trouve son application dans le domaine aquacole, notamment au niveau des chaines de conditionnement des coquillages et plus particulièrement des huîtres. REVENDICATIONS 1. Procédé de tri de coquillages mettant en oeuvre l'étude des sons; caractérisé en ce qutil consiste à filtrer le spectre des fréquences des sons émis par le coquillage soumis à un choc, par au moins un filtre passe-bande, à intégrer l'énergie sur un temps donné et à comparer le signal à une valeur de seuil. 2. Dispositif de tri de coquillages mettant en oeuvre ltétude des sons selon la revendication 1; caractérisé en ce qutil comporte un convoyeur destiné à acheminer les coquillages à tester, un moyen capable de créer un choc sur chaque coquillage, un microphone destiné à capter le son émis lors du choc de l'huître, et un détecteur destiné à déceler le passage du coquillage en cours de test et à déclencher un circuit électronique d'analyse du son émis lors du choc. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le choc est créé par la percussion- du coquillage tombant du convoyeur sur un bloc insonore. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ce bloc est une plaque d'acier inoxydable solidaire d'un matériau lourd qui absorbe le son tel que du béton. 5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le convoyeur est équipé de deux bandes (2a, 2b) séparées l'une de l'autre d'une distance (d) permettant le passage d'un marteau (5) destiné à venir frapper le coquillage, le fonctionnement du marteau (5) étant commandé par le détecteur (7). 6. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le circuit électronique d'analyse est traité par un calculateur (20, 200, 300) qui fournit un signal actionnant un système d'orientation (30) conduisant l'huître qui vient d'être choquée vers une voie (fl) ou l'autre 7. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le circuit électronique d'analyse du son comporte un amplificateur (10) du son émis lors du choc, un filtre passe-bande (11), un redresseur (12), un intégrateur (13) dont l'une des sorties est reliée à un comparateur (15). 8. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le circuit électronique d'analyse comporte un amplificateur (10)-relié à une pluralité de N filtres passe-bande (1 la, lob... lit), chaque filtre étant relié à un redresseur (12a... 12N) suivi d'un intégrateur (13a... 13N) fournissant N valeurs de tension (Va, Vb... VN), correspondant à N énergie ainsi intégrée. 9. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le circuit électronique d'analyse comporte un amplificateur (10) relié à un filtre passe-bande (111) relié, via un redresseur (12), à un convertisseur analogique/numérique (70), lui-même relié au calculateur (300). 10. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que ce calculateur (300) relève le niveau du signal (V) en fonction du temps (t), de la forme, V=VO.exponentiel(-t/tO), où VO représente l'amplitude au début du choc, (t) le temps, (to) la constante de temps destiné à être comparée à une valeur de seuil.