Brevet FR2756928A1 — publié le 19980612

Procédé et dispositif intégré d'analyse de plusieurs composants contenus dans un mélange gazeux. La présente invention a pour objet un procédé et dispositif intégré d'analyse de plusieurs composants contenus dans un mélange gazeux. Le secteur technique de l ' invention est le domaine de la réalisation de systèmes de mesure et de capteurs pour l'analyse de la composition des gaz. L'application principale de l'invention est de pouvoir réaliser un capteur que l'on peut qualifier de multigaz pour surveiller et contrôler l'air ambiant dans lequel nous vivons, afin de détecter, en particulier tout dépassement éventuel de seuils admissibles pour divers composants déterminés tels que pour l'ozone, le gaz carbonique, l'oxyde de soufre, l'oxyde d'azote, etc... Il est connu en effet que des législations de plus en plus nombreuses sont édictées par différents pays dans le monde pour la surveillance de l'air : on peut citer en particulier la loi française du 2 août 1961, (Loi 61 842 complétée par les décrets du 13 mai 1974 N074 415 et du 18 avril 1996 N096 335) qui organise la répression des émissions de gaz dangereux, en particulier toxiques, corrosifs, odorants, radioactifs, etc... ; le décret du 23 mai 1974 définit les polluants, leur niveau et leurs conditions de mesure, tels que : le dioxyde de soufre S02 dont la moyenne arithmétique des valeurs de taux moyens quotidiens relevés pendant l'année, doit être au maximum de 40 à 60 microgrammes par m3 avec une valeur moyenne sur 24 heures de 100 à 150 microgrammes par m3 maximum ; en ce qui concerne le dioxyde d'azote NO2, la valeur moyenne par heure ou par période inférieure à 1 heure prise sur toute l'année, doit être inférieure à 200 microgrammes par m3 pour un percentile 98 : ce percentile 98 est déterminé dans le décret du 13 mai 1974 cité ci-dessus comme étant la valeur de la mesure prise parmi toutes les mesures relevées pendant l'année et classées par ordre croissant, telle que le nombre des valeurs de mesures inférieures à cette valeur du percentile est égale à 98 % du nombre total de mesures relevées. En ce qui concerne les particules de plomb, la moyenne maximum des valeurs moyennes quotidiennes relevées pendant l'année, 3 doit être inférieure à 80 microgrammes par m avec une valeur moyenne maximum relevée pendant 24 heures de 100 à 150 microgrammes par m De même, on relève sur le plan européen une directive 70 220 du Conseil de l'Europe du 20 mars 1970, qui concerne le rapprochement des législations des états membres relatives aux mesures à prendre contre la pollution de l'air par les gaz provenant des moteurs équipant les véhicules et complétée par diverses directives qui ont suivi ; une position commune européenne N05 96, arrêtée également par le Conseil de l'Europe le 30 novembre 1995, concerne l'évaluation et la gestion de la qualité de l'air ambiant, en considérant en particulier la formation de l'ozone (voir également la Directive européenne 92/72/CEE du 21 septembre 1992 concernant la pollution de l'air par l'ozone) et différents polluants atmosphériques tels que l'anhydride sulfureux, le dioxyde d'azote, les particules fines telles que les suies, les particules en suspension, le plomb, le benzène, les hydrocarbures, le monoxyde de carbone, le cadmium, l'arsenic, le nickel, le mercure, etc... Or, aucun équipement actuel n'est apte à pouvoir satisfaire ces diverses réglementations et/ou directives, même si de nombreux capteurs et instruments existent pour des mesures spécifiques de détection en particulier pour certains risques de pollution, qui correspondent à la même application principale de la présente invention pour la surveillance de l'environnement, on peut noter par exemple la demande de brevet NOFR 2.572.951 publiée le 16 mai 1986, et intitulée Procédé de captation par voie semi-sèche de polluants contenus dans des fumées ; ou encore celui décrit dans la demande NO EP 486.596 publiée le 27 mai 1992 et intitulée Capteur à filament en couches minces autoportées, son procédé de fabrication et ses applications dans la détection de gaz et en chromatographie gazeuse pour déterminer une caractéristique statique ou dynamique d'un milieu environnant ; ou encore les différentes demandes de brevets déposées par les Sociétés allemandes BOSCH GmbH et BROWN BOVERI telles que celles respectivement FR 2.499.720 décrivant une sonde de mesure polarographique pour déterminer la teneur en oxygène des gaz , ou FR 2.489.521 sur un dispositif comportant un détecteur d'oxygène . Ces divers instruments, comme beaucoup d'autres capteurs existant à ce jour pour la mesure de la concentration de certains composants de mélanges gazeux, permettent certes d'obtenir le relevé et la mesure d'un tel composant que l'on veut surveiller et contrôler, mais ils sont tous assez volumineux, nécessitent des boîtiers électroniques protégés, régulés en température, et ne peuvent pas, dans certains cas de toute façon, détecter des petites quantités de concentration telles que celles édictées ci-dessus dans les réglementations, qui nécessitent par exemple des mesures de valeur de l'ordre de 10.6 partie par billion environ, sauf à pouvoir prélever des volumes importants d'air ambiant, ce qui alourdit d'autant plus la station de mesure et de contrôle. Par ailleurs, depuis quelques années et pour pouvoir mesurer justement et en particulier d'aussi faibles concentrations, des capteurs et systèmes d'analyse miniaturisés se développent en utilisant la technique des semi-conducteurs : on relève en particulier différentes publications et demandes de brevets telles que celle FR 2.615.287 intitulée Microcapteur à technologie intégrée pour la détection de la présence de certains gaz utilisant un cadre-support en silicium ou celle EP 665 428 décrivant un dispositif de mesure des grandeurs des gaz, utilisant au moins un détecteur de type semi-conducteur ; on relève également différentes publications parues dans le document référence ISBN 3-8007-2 200-3 édité par Herbert REICHL, Anton HEUBERGER, VDE Verlag GmbH lors de la cinquième conférence internationale sur les technologies des micro-systèmes, qui a eu lieu à Potsdam en septembre 1996, telles qu'en particulier, pages 181 et suivantes, la description d'un analyseur d'air miniaturisé utilisant des composants fabriqués en silicone usiné dont un capteur de gaz avec un élément chimique filtrant de calibration, deux micro-organes de coupure et de pompage, l'ensemble étant intégré sur un support commun réalisé également en silicone et dans lequel sont creusés des canaux de communication entre les différents éléments précédents ; dans cette même publication, il est décrit aux pages 217 et suivantes, des procédés de fabrication de tels composants, et à la page 787, des micro-pompes à membranes, pouvant être utilisées dans de tels capteurs miniatures. Cette nouvelle technologie de fabrication de capteurs est effectivement très intéressante puisqu'elle permet de miniaturiser ceuxci mais si on veut alors contrôler et mesurer plusieurs composants éventuels dans un mélange gazeux, il faut empiler et connecter entre eux plusieurs de ces instruments avec les problèmes de compatibilité que cela peut générer ; de plus, quand certains composants gazeux recherchés ont des caractéristiques très proches, ce qui est souvent le cas, il est alors difficile de les différencier, surtout quand on recherche des valeurs très faibles de concentration de l'ordre de 10'6 microgrammes/m3. Le problème posé est donc de réaliser un système de mesure permettant de contrôler en même temps la présence ou non de plusieurs composants donnés dans tout mélange gazeux tel que l'air ambiant, d'en mesurer la concentration éventuelle, même très faible, et de fournir un résultat exploitable, pratiquement en temps réel et en continu, et cela avec une bonne fiabilité, même pour de faibles concentrations comme celles évoquées précédemment et sous un encombrement minimum avec une faible consommation d'énergie, et permettant de réaliser des systèmes facilement implantables dans des structures miniaturisées et discrètes que l'on veut pouvoir disposer dans l'environnement, en grand nombre, et donc avec un coût réduit. Une solution au problème posé est un procédé d'analyse de plusieurs composants contenus dans un mélange gazeux, dont on effectue un prélèvement d'un volume donné, suivant lequel - on divise ledit prélèvement en au moins deux échantillons, - on envoie des sous-échantillons semblables d'un de cesdits échantillons dans au moins deux cellules de mesure, chacune d'au moins une caractéristique donnée liée à la concentration d'au moins un desdits composants pouvant être présents dans le mélange gazeux et que l'on veut analyser, - on envoie l'autre échantillon à travers au moins une colonne de séparation desdits composants, puis en sortie de cette colonne, on dirige cet échantillon fractionné dans au moins deux cellules de mesure, chacune d'au moins une caractéristique donnée liée à la concentration d'au moins un desdits composants à analyser, - on relève les résultats des deux séries de mesures effectuées sur chacun des échantillons par lesdites cellules et, par calcul et comparaison avec des références connues, on en déduit la nature et la concentration d'au moins deux desdits composants recherchés et éventuellement présents dans le mélange gazeux. L'objectif de la présente invention est atteint avec un dispositif d'analyse suivant le procédé ci-dessus tel que tous les moyens nécessaires à la mise en oeuvre de celui-ci sont intégrés dans un même capteur de conception modulaire, utilisant les propriétés semiconductrices des matériaux dans lesquels ces moyens sont réalisés, et comportant au moins deux plaques intégrant lesdits moyens, et assemblées en couches superposées l'une contre l'autre. Ces différentes plaques peuvent être suivant l'invention, spécifiques à chaque fonctionnalité du dispositif tel que décrit ci-après, à savoir l'une pour les cellules de mesure, une autre pour la tuyauterie telle que les liaisons entre cellules et les moyens d'échantillonnage, une autre pour les organes de coupure des liaisons et de pompage, et au moins une autre pour la partie électronique de commande de traitement des signaux une telle conception et disposition permet une modularité du multi-capteur, constitué donc de plaques de base prédéfinies , qui sont ensuite adaptables en fonction de l'évolution des capteurs et des composants, avec alors des réservations de branchement de modules à venir, qui assurent une ouverture et une adaptabilité du système, comme le sont les cartes de circuits électroniques des micro-ordinateurs. Le résultat est de nouveaux procédés et dispositifs intégrés d'analyse simultanée et en temps réel de plusieurs composants contenus dans un mélange gazeux, répondant au problème posé et utilisant la technologie connue de fabrication de type semi-conducteur, telle qu'évoquée précédemment, mais contrairement aux dispositifs envisagés à ce jour dans ce domaine, permettant de réaliser un véritable capteur multigaz. En effet, en séparant les prélèvements de mélange gazeux en au moins deux échantillons semblables qui sont ensuite analysés, l'un globalement et l'autre après séparation, on peut par recoupement des mesures, lever tout doute sur la présence ou non d'un composant dont la mesure des caractéristiques peut interférer sur celle d'un autre et donc fausser la mesure de leur concentration, quand ces deux composants gazeux sont simultanément présents dans une cellule d'analyse ; grâce à la colonne de séparation qui permet de séparer et d'isoler chacun desdits composants avant de les envoyer dans une cellule d'analyse, on peut ainsi d'une part lever le doute existant après l'analyse brute globale effectuée sur l'autre partie de l'échantillon, et d'autre part affiner le résultat de la mesure par recoupement justement entre les différentes mesures effectuées, permettant de relever avec plus de certitude et de fiabilité, des valeurs de concentration très faibles. En multipliant ainsi les différentes cellules d'analyse qui peuvent être de type physico-chimiques ou photométriques ou spectrométriques massiques, en choisissant celle la plus efficace pour un composant donné, on obtient une mesure de la concentration de celui-ci à une valeur de l'ordre de 106 particules par billion et en ayant écarté tout risque d'interférence avec d'autres composants. De plus, grâce à la miniaturisation d'un tel capteur multi-gaz, sa consommation énergétique de fonctionnement est très faible et autorise également une plus grande rapidité de calcul, ce qui permet d'avoir un résultat de mesure pratiquement en temps réel et en continu. De tels capteurs multi-gaz suivant l'invention peuvent être ainsi intégrés à des stations de mesure de très petite taille, qui peuvent être implantées en réseau dans un environnement urbain par exemple, et reliées à un centre de contrôle à partir duquel des responsables peuvent être informés, afin de prendre toute disposition éventuelle pour réduire ou faire cesser toute anomalie en agissant sur sa cause et alerter éventuellement les populations, comme cela est maintenant imposé par les réglementations de nombreux pays, telles qu'en France suivant le décret du 18 avril 1996 NO 96 335. On pourrait citer d'autres avantages de la présente invention, mais ceux cités ci-dessus en montrent déjà suffisamment pour en prouver la nouveauté et l'intérêt. La description et les figures ci-après représentent un exemple de réalisation de l'invention, mais n'ont aucun caractère limitatif: d'autres réalisations sont possibles, dans le cadre de la portée et de l'étendue de cette invention, en particulier en l'adaptant à tout mélange gazeux. La figure 1 est une vue schématique d'un dispositif suivant l'invention. La figure 2 est une vue perspective éclatée d'un mode de réalisation d'un dispositif suivant l'invention. Suivant la figure 1, on effectue grâce à toute pompe 15 un prélèvement d'un volume donné 1 dans l'air ambiant ou dans tout mélange gazeux dont on veut effectuer l'analyse. Ledit prélèvement 1 est divisé en au moins deux échantillons 2l, 22 dans une unité de distribution 2 qui peut être simplement un réseau de micro-canaux de liaison comportant différentes vannes de fermeture ou d'ouverture. Un de ces dits échantillons 2i est divisé en sous-échantillons semblables et envoyés dans au moins deux cellules 4 de mesure, disposées en parallèle, et aptes chacune à mesurer au moins une caractéristique donnée liée à la concentration d'au moins un desdits composants que l'on recherche dans le mélange gazeux où il peut être éventuellement présent, chacune desdites cellules 4 étant dédiée a priori à un composant différent. Ces différentes cellules de mesure 4 peuvent être des cellules physico-chimiques ou photométriques réagissant en particulier par exemple à une caractéristique de l'oxyde de carbone CO, du dioxyde de soufre S02, du dioxyde d'azote NO2, du BTX (Benzène, Tolluène, Xylène), de composés de gaz hydrocarbures (CHC), de l'ozone 03, etc... On obtient ainsi une mesure brute de la concentration éventuelle de tels gaz, sachant cependant que certains de ceux-ci peuvent interférer entre eux et provoquer donc une mesure brute non représentative de leur concentration réelle. L'autre échantillon 22 est envoyé simultanément à travers au moins une colonne de séparation 31, telle qu'une colonne de chromatographie en phase gazeuse qui retient l'ensemble desdits composants qui sont ainsi adsorbés puis désorbés sélectivement suivant un ordre donné et connu grâce à une pompe d'aspiration 19 située à la sortie de ladite colonne 31 : on obtient ainsi des sous-échantillons contenant différents composants séparés séquentiellement en fonction de leur temps de désorption. En sortie de cette colonne 31 de séparation, on envoie lesdits souséchantillons ainsi obtenus et séparés,dans au moins deux cellules 4 de mesure, de même type que celles indiquées ci-dessus ; on peut alors, soit envoyer chacun des sous-échantillons ainsi fractionnés de l'échantillon 22 dans toutes les cellules 4 disponibles, ou séquentiellement adresser chacun d'eux dans une seule desdites cellules 4 ou un groupe d'au moins une desdites cellules de mesure, correspondant au moins à une caractéristique donnée liée à la concentration du composant correspondant à la séquence de séparation donnée par ladite colonne 3l. En effet, en fonction des caractéristiques de la colonne de séparation 31, on sait dans quel ordre chronologique lesdits composants en sont extraits et on peut alors ouvrir dans l'unité de distribution 2, le circuit correspondant à la cellule de mesure 4 du composant recherché, uniquement au moment prédéterminé de l'extraction potentielle de ce composant de la colonne de séparation 3l. La gestion de ces ouvertures séquentielles de circuits vers les cellules 4 peut être effectuée, soit par une horloge, soit en envoyant une partie de chacun des sous-échantillons ainsi séparés en sortie de la colonne de séparation 3l, dans un capteur de détection de présence 5, tel qu'un détecteur à plasma qui permet de déterminer d'une part si ledit composant recherché est présent ou non, et d'autre part d'avoir une mesure relative de concentration. Les résultats des deux séries de mesures ainsi effectuées, d'une part sur le premier échantillon brut 2l dans l'ensemble des cellules 4, et d'autre part sur les sous-échantillons fractionnés de l'échantillon 22 par les cellules 4, permettent de calculer, suivant une méthode telle que celle explicitée ci-dessous, au moins la nature et la concentration d'au moins deux composants recherchés, dans la mesure où on dispose d'au moins deux cellules d'analyse 4 ; sur la figure 1, il est représenté cinq cellules d'analyse permettant de connaître la nature et la concentration de cinq composants donnés, dans la mesure où ceux-ci sont bien sûr présents dans le prélèvement initial 1 à un taux mesurable par lesdites cellules 4, sinon à défaut, la concentration est considérée nulle. Ces résultats ainsi obtenus peuvent être également comparés avec des références connues des composants recherchés pour validation de la mesure. Un exemple de calcul des concentrations [Cj] des différents composants gazeux que l'on recherche dans un mélange gazeux donné en fonction des valeurs Vj issues des différentes cellules d'analyse, est tel que [Cs] - f(Vj) où f est par exemple un polynôme à plusieurs variables Vj, dont les coefficients de pondération de chaque terme peuvent être prédéterminés, en fonction desdites cellules d'analyse 4 et des composants gazeux recherchés, par la méthode connue dite AIM (cette méthode est décrite par exemple dans la publication Sensors and Actuators B 28 (1995) 217-222, intitulée Neural networks and abductive networks for chemical sensor signals : a case comparison , par Messieurs SOMMER, TOBIAS and al). i est de valeur de 1 à n, n étant le nombre de valeurs issues des différentes cellules d'analyse 4 pour un composant gazeux donné chaque cellule d'analyse 4 peut être à l'origine de plusieurs valeurs V pour différents composants gazeux, tels que par exemple les colonnes de chromatographie (colonne de séparation 3, suivie d'un détecteur à plasma 5). Chaque coefficient de concentration Cj défini par une fonction f ne peut pas être ainsi obtenu par une seule mesure Vj. Plus on a en effet de valeurs Vn de mesure, plus le calcul de cette concentration s'affine sur un même cycle et permet d'obtenir la précision demandée. Ainsi, suivant l'invention, on peut avoir par exemple - des mesures brutes V1 à VL sur l'échantillon 2, par les cellules 4 électrochimiques et photométriques, - des mesures VL+, à V2L sur l'échantillon 22 par une chromatographie en phase gazeuse après la colonne de séparation 31, - des mesures V2L+I à V3L par un spectrographe de masse sur un troisième échantillon 23 tel qu'explicité ci-dessous, - des mesures V3L+, à V4L à partir du deuxième échantillon 22 après la colonne de séparation 32 par les mêmes cellules électrochimiques et photométriques 4. Quand on veut pouvoir détecter et analyser la concentration de composants de gaz lourds qui ne peuvent pas être traités par des cellules physico-chimiques ou photométriques, on divise ledit prélèvement 1 de mélange gazeux à analyser, en au moins trois échantillons dont les deux précédents 2, et 22, et dont on envoie le troisième 23 à travers un deuxième système d'échantillonnage 32 qui peut être comme le précédent, une colonne de séparation telle que de chromatographie en phase gazeuse, et comportant également une pompe 192 d'aspiration et de désorption en sortie ; les sous-échantillons ainsi fractionnés par cette deuxième colonne de séparation 32, sont envoyés alors, soit simultanément, soit séquentiellement comme après la première colonne de séparation 31 pour l'échantillon 22, dans des cellules 6 de mesure chacune de celle-ci mesurant au moins une caractéristique donnée liée à la concentration d'au moins un desdits composants que l'on recherche et qui, pour des composants dont les molécules sont lourdes, peuvent être des spectromètres de masse. Comme pour la colonne de séparation 3 l précédente, cette deuxième colonne de séparation 32 peut comporter à sa sortie une dérivation pour y envoyer une partie de chaque sous-échantillon séparé dans un capteur de détection de présence 52 d'un composant recherché tel qu'un détecteur à plasma. L'ensemble du réseau de distribution par conduit de liaison entre les différents composants du dispositif, est d'une part relié à une source d'air de référence 8 pour ventiler et étalonner le dispositif, et d'autre part à une sortie de purge 7. Suivant le type de composant gazeux recherché, s'il n'existe pas de capteur 4 spécifique pour l'analyser et en mesurer la concentration, on peut faire réagir chimiquement tel que par oxydoréduction, soit l'ensemble du prélèvement, à l'entrée du dispositif, soit au moins un des sous-échantillonnages du mélange gazeux avec un réactif connu, avant par exemple la cellule d'analyse correspondante, afin d'obtenir un composant résultant que l'on peut alors plus facilement analyser. Comme représenté sur la figure 1, on utilise de préférence les mêmes cellules de mesure 4 pour l'analyse sur l'échantillon brut 2" que pour l'analyse sur les sous-échantillons fractionnés de l'échantillon 22 après la colonne de séparation 31. Suivant la figure 2, le dispositif d'analyse suivant l'invention comporte quatre plaques intégrant les différents moyens nécessaires à la mise en oeuvre du procédé de l'invention, lesquelles plaques sont assemblées en couches superposées les unes contre les autres, et constituent ledit capteur multicouche - l'une de ces plaques 12 supporte toutes les cellules de mesure 4, 6 et d'analyse, - une autre 13, immédiatement superposée à la précédente 12, supporte tous les moyens d'échantillonnage 3 dont au moins les colonnes de séparation et toutes les liaisons 18 dans lesquelles circule le mélange gazeux et ses échantillons 2l, 22, 23 dans l'ensemble du dispositif et dans les cellules 4, 6 de mesure et d'analyse de la plaque 12, - une autre 14, immédiatement superposée à la précédente 13, comporte tous les organes de coupure et d'ouverture 11, et de pompage 15, 19 autorisant ladite circulation des échantillons du mélange gazeux dans les différentes liaisons 18 et les moyens d'échantillonnage 3, - une au moins quatrième plaque 9, 10 placée au-dessus ou audessous des précédentes assemblées en sandwiches dans l'ordre ci-dessus, comporte tous les moyens électroniques de pilotage des organes de coupure 11 et de pompage 15, 19 de collecte des signaux relevés par les cellules de mesure 4, 6 et de communication avec l'extérieur du dispositif. Les différents sous-constituants dudit capteur, tels que décrits cidessus, sont réalisés en micro-technologie sur base de silicium, pyrex, métal, couche épaisse et couche mince, métallique ou polymère, dopé ou non d'oxyde métallique, magnétique ou amagnétique, polarisé ou non polarisé, suivant toute technique connue. Suivant la représentation de la figure 2, il est en fait représenté cinq plaques, la quatrième plaque 9, 10 décrite ci-dessus étant en fait séparée en deux plaques superposées, dont l'une 9 comporte les moyens électroniques de collecte des signaux, et les moyens électroniques de pilotage reliés respectivement par un seul Bus conducteur commun 16 à la plaque 12 des cellules 4, 6 de mesure et par un autre seul conducteur commun ou Bus 17 à la plaque 14 de tous les organes de coupure et d'ouverture 11 et de pompage 15, 19 ; la définition connue d'un Bus désigne un conducteur commun à plusieurs circuits permettant de distribuer des informations ou des courants d'alimentation. La deuxième plaque 10 représentée sur la figure 2 peut être celle comportant l'unité de communication avec une ou plusieurs interfaces de liaison standard pour établir une ou plusieurs communications avec tout réseau d'acquisition appartenant à un équipement de surveillance plus global pour y adresser le résultat des mesures et/ou avec toute unité de calcul permettant d'envoyer ou de recevoir toute information et/ou instruction de paramétrage ou de programmation pour lesdits moyens électroniques du multicapteur. Il est également possible d'utiliser les moyens électroniques dudit multicapteur pour y traiter toute information reçue par tout autre équipement de mesure ou autre capteur tel que météorologique, mesure de taux de particules, etc... que l'on peut connecter par un bus parallèle à celui 16 du multicapteur décrit précédemment, lequel autre capteur externe pouvant être une autre plaque supplémentaire qui peut venir se rajouter aux précédentes ou être un composant séparé. REVENDICATIONS 1. Procédé d'analyse de plusieurs composants contenus dans un mélange gazeux, dont on effectue un prélèvement d'un volume donné (1), caractérisé en ce que - on divise ledit prélèvement (1) en au moins deux échantillons (2" 22), - on envoie des sous-échantillons semblables d'un de cesdits échantillons (2i) dans au moins deux cellules (4) de mesure, chacune d'au moins une caractéristique donnée liée à la concentration d'au moins un desdits composants pouvant être présents dans le mélange gazeux et que l'on veut analyser, - on envoie l'autre échantillon (22) à travers au moins une colonne de séparation (3i) desdits composants, puis en sortie de cette colonne (31), on dirige cet échantillon (22) fractionné dans au moins deux cellules (4) de mesure, chacune d'au moins une caractéristique donnée liée à la concentration d'au moins un desdits composants à analyser, - on relève les résultats des deux séries de mesures effectuées sur chacun des échantillons (21 22) par les cellules (4) et, par calcul et comparaison avec des références connues, on en déduit la nature et la concentration d'au moins deux desdits composants recherchés et éventuellement présents dans le mélange gazeux. 2. Procédé d'analyse suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'en sortie de la colonne de séparation (31), on distribue séquentiellement (2) chacun des sous-échantillons fractionnés de l'échantillon (22), dans au moins une desdites cellules (4) de mesure d'au moins une caractéristique donnée liée à la concentration du composant correspondant à la séquence de séparation donnée par ladite colonne (3i). 3. Procédé d'analyse suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on divise ledit prélèvement (1) en au moins trois échantillons (2l, 22, 23) dont on envoie le troisième (23) à travers un deuxième système d'échantillonnage (32) puis à la sortie de celui-ci dans au moins deux cellules (6) d'analyse, chacune d'au moins une caractéristique donnée liée à la concentration d'au moins un desdits composants recherchés. 4. Procédé d'analyse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'en sortie de chaque colonne de séparation (3), on envoie une partie de chaque sous-échantillon ainsi séparé, dans un capteur de détection de présence (5) d'au moins un composant recherché. 5. Procédé d'analyse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on fait réagir chimiquement au moins un des sous-échantillons du mélange gazeux avec un réactif connu, avant de l'analyser. 6. Procédé d'analyse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on utilise de préférence les mêmes cellules de mesure (4) pour l'analyse sur l'échantillon brut (2,), que pour l'analyse sur les sous-échantillons fractionnés de l'échantillon (22) après la colonne de séparation (3l). 7. Dispositif d'analyse de plusieurs composants contenus dans un mélange gazeux suivant le procédé de l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que tous les moyens nécessaires à la mise en oeuvre du procédé sont intégrés dans un même capteur de conception modulaire, utilisant les propriétés semi-conductrices des matériaux dans lesquels ces moyens sont réalisés, et comportant au moins deux plaques intégrant lesdits moyens et assemblées en couches superposées l'une contre l'autre. 8. Dispositif d'analyse suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte au moins quatre plaques, dont - l'une (12) supporte toutes les cellules (4, 6) de mesure et d'analyse, - une autre (13), immédiatement superposée à la précédente (12), supporte tous les moyens d'échantillonnage (3) dont au moins les colonnes de séparation et toutes les liaisons (18) dans lesquelles circule le mélange gazeux et ses échantillons (21, 22, 23) dans l'ensemble du dispositif et dans les cellules (4, 6) de mesure et d'analyse de la plaque (12), - une autre (14), immédiatement superposée à la précédente (13), comporte tous les organes de coupure et d'ouverture (11), et de pompage (15, 19) autorisant ladite circulation des échantillons du mélange gazeux dans les différentes liaisons (18) et les moyens d'échantillonnage (3), - au moins une quatrième plaque (9, 10) placée au-dessus ou audessous des précédentes, assemblées en sandwiches dans l'ordre cidessus, comporte tous les moyens électroniques de pilotage des organes de coupure (11) et de pompage (15, 19), de collecte des signaux relevés par les cellules de mesure (4, 6) et de communication avec l'extérieur du dispositif. 9. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un seul conducteur commun Bus (16) entre la plaque (12) des cellules (4, 6) de mesure et d'analyse, et celle (9, 10) des moyens électroniques de collecte des signaux en provenance desdites cellules, et un autre seul conducteur commun Bus (17) entre la plaque (14) des organes de coupure (11) et de pompage (15, 19) et celle des moyens électroniques de pilotage (9, 10). 10. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une interface de liaison standard sur une plaque-support (9, 10) des moyens électroniques, pour établir une communication avec toute unité de calcul externe, y adresser le résultat des mesures et en recevoir toute information et instruction de paramétrage et de programmation pour lesdits moyens électroniques.