Brevet FR2778262A1 — publié le 19991105

La présente invention concerne un dispositif à caractère pédagogique visant à simuler l'action de la fumée du tabac sur les poumons ainsi qu'une maquette de démons- tration incorporant un tel dispositif. Dans le cadre notamment de la prévention contre les risques du tabagisme en milieu scolaire, on souhaite pouvoir illustrer de façon concrète les effets néfastes pour la santé de la fumée d'une cigarette en visualisant clairement les dépôts de goudrons et de nicotine dans les voies respiratoires. Il existe déjà un tel dispositif à caractère pédagogique visant à simuler l'action de la fumée du tabac sur les poumons. Ce dispositif comporte un boîtier de filtration monté sur un circuit de circulation de fumée et15 délimitant une chambre de filtration dans laquelle est logé un filtre plat divisant la chambre en deux parties entre lesquelles la fumée circule à travers le filtre. Pour améliorer l'effet visuel, le dispositif est généralement associé à une maquette constituée d'un panneau monté sur piétement et portant sur une de ses faces le dessin d'une silhouette de fumeur. Le boîtier de filtration est disposé à l'emplacement des poumons du fumeur, tandis qu'un fume-cigarette est disposé à l'emplacement de la bouche. Le fume-cigarette est relié au boîtier de filtra- tion par un tuyau souple. Le boîtier possède également un orifice d'aspiration qui est relié par un tuyau souple à une pompe d'aspiration électrique ou manuelle. Ainsi, en service, une cigarette est placée dans le fume-cigarette. L'organe d'aspiration étant enclenché, la cigarette est allumée et la fumée aspirée pénètre dans le boîtier de filtration pour être filtrée par le filtre logé dans le boîtier. Après quelques secondes, la couleur du filtre jaunit et tire rapidement vers le marron, ce qui illustre bien visuellement le dépôt de goudrons et de nicotine dans les poumons et l'ensemble des voies respira- toires. Outre cette observation qualitative, il est également possible d'effectuer une mesure quantitative en comparant le poids du filtre avant et après filtration des fumées. L'augmentation de masse du filtre pollué correspond à la masse de goudrons et de nicotine absorbée, augmentée par la masse d'humidité résultant de la condensation des fumées de combustion. Le résultat de cette mesure peut alors être comparé à la valeur indiquée sur le paquet de cigarette. Le but de l'invention est de réaliser un disposi- tif à caractère pédagogique du type précité qui soit simple à fabriquer et à utiliser et qui permette une visualisation particulièrement démonstrative et frappante de l'imprégna- tion du filtre par les fumées du tabac. A cet effet, l'invention a donc pour objet un dispositif à caractère pédagogique visant à simuler l'action de la fumée du tabac sur les poumons, comportant un boîtier de filtration monté sur un circuit de circula- tion de fumée et délimitant une chambre de filtration dans laquelle est logé un filtre plat divisant la chambre en deux parties entre lesquelles la fumée circule en traver- sant le filtre. Selon l'invention, le filtre est pris en sandwich entre deux masques présentant des lumières en forme générale de poumons. Ainsi, seules les parties du filtre qui sont laissées découvertes par les lumières des masques sont imprégnées par les fumées et noircissent sous l'effet des goudrons. Le reste du filtre est protégé par les masques et conserve donc sa couleur claire (généralement blanche) initiale. Comme les lumières des plaquettes ont une forme générale de poumons, le filtre est progressivement marqué d'une zone de noircissement (ou plus exactement jaunâtre) qui rappelle des poumons et qui suscite de ce fait un lien intellectuel direct avec la détérioration des poumons par la fumée. Après filtration, lorsque le filtre est sorti du boîtier, la visualisation de cette zone noircie en forme de poumons, nettement dessinée dans la couleur claire initiale du filtre, est particulièrement frappante de par son contraste et sa forme, et elle est donc de ce point de vue très démonstrative, et d'un meilleur effet pédagogique que les dispositifs anciens dans lesquels le filtre était uniformément noirci sur toute son étendue. Selon une caractéristique avantageuse de l'inven- tion, le boîtier de filtration est au moins partiellement transparent. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le boîtier de filtration incorpore des moyens d'indexation des positions angulaires relatives du filtre et des deux masques dans la chambre de filtration. Dans un mode de réalisation avantageux, le filtre et les deux masques sont réalisés sous la forme de disques présentant chacun sur leur périphérie une encoche coopérant avec un ergot axial d'indexation commun ménagé dans le boîtier de filtration. Le boîtier de filtration comporte, d'un côté du filtre, un orifice de pompage et, de l'autre côté du filtre, des orifices d'admission et de refoulement, l'orifice d'admission étant relié à un embout de fume- cigarette. L'orifice d'admission est par ailleurs plus large que l'orifice de refoulement. L'orifice de pompage est avantageusement relié à un corps de seringue faisant office de pompe d'aspiration. L'invention a également pour objet une maquette de démonstration comportant un panneau vertical monté sur un piétement et présentant sur une face avant une sérigra- phie représentant un fumeur incorporant un dispositif du type précité, dont le boîtier de filtration est au moins partiellement transparent, ledit boîtier étant disposé à l'emplacement de la poitrine du fumeur sérigraphie et ayant une face avant transparente située du côté de la face avant du panneau. Avantageusement alors, l'embout de fume-cigarette est fixé sur le panneau à l'emplacement de la bouche du fumeur sérigraphie. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier donné à titre10 d'exemple non limitatif. Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'une maquette de fumeur équipée d'un dispositif conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective éclatée du dispositif selon l'invention; - la figure 3 est une vue en coupe axiale éclatée du dispositif de la figure 2. A la figure 1, on a représenté une maquette de fumeur 1 équipée d'un dispositif à caractère pédagogique selon l'invention, visant à simuler l'action de la fumée du tabac sur les poumons. La maquette 1 est constituée d'un panneau vertical 2 en matière plastique dont la partie inférieure est montée sur un piétement. Ce piétement est constitué par deux plaquettes 3 en matière plastique allongées à l'horizontale et disposées dans des plans verticaux pour leur fixation par un jeu d'encoches vertica- les 4 ménagées sur le panneau 2. Le panneau 2 possède une face avant 5 portant une sérigraphie 6 représentant une figurine de fumeur. Le dispositif de simulation de l'action de la fumée du tabac comporte un boîtier de filtration 7 en matière plastique transparente, encastré dans le panneau 2 à l'emplacement de la poitrine du fumeur sérigraphie 6. Comme cela est mieux visible aux figures 2 et 3, le boîtier 7 comporte deux parties notées 8 et 9 quasiment identiques, en matière plastique transparente, ayant une forme générale de révolution autour d'un axe 18 commun aux deux parties 8, 9. On distingue une partie avant 9 située du côté de la face avant 5 du panneau 2 et une partie arrière 8 située de l'autre côté du panneau. Chacune des deux parties 8, 9 est une pièce monobloc réalisée en matière plastique transparente moulée, et comporte deux portions cylindriques étagées, dont une portion avant 10, 11 de grand diamètre et une portion arrière 12, 13 de plus petit diamètre. Ces deux portions étagées définissent entre elles un épaulement extérieur 14, et un épaulement intérieur 16, 17. Les diamètres de ces portions avant et arrière sont choisis de telle sorte que la portion arrière 13 de la partie avant 9 soit emboîtable avec un léger serrage dans la portion avant 10 de la partie arrière 8. Une fois emboîtées, les parties 8 et 9 du boîtier 7 sont ainsi joints hermétiquement et délimitent intérieurement une chambre de filtration, dans laquelle la fumée peut circuler, comme cela sera mieux expliqué ultérieurement. Pour indexer la position angulaire relative des deux parties 8 et 9 du boîtier 7, les portions avant 10, 11 et arrière 12, 13 des parties 8 et 9 possèdent respective- ment un ergot axial intérieur 20, 21 et une encoche extérieure 22, 23. Ainsi, lorsque la portion arrière 13 de la partie avant 9 est emboîtée dans la portion avant 10 de la partie arrière 8, l'ergot intérieur de la portion avant 10 de la partie arrière 8 pénètre dans l'encoche extérieure 23 de la portion arrière 13 de la partie avant 9 pour immobiliser en rotation les parties 8 et 9 l'une par rapport à l'autre dans une position angulaire relative prédéterminée. La portion arrière 12, 13 de chacune des parties 8, 9 est en outre pourvue d'une paroi intérieure transver- sale 24, 25 s'étendant perpendiculairement à l'axe 18, approximativement au milieu de la portion arrière 12, 13. Cette paroi 24, 25 est réalisée en une seule pièce avec le reste de la partie 8, 9 concernée. La paroi 25 de la partie avant 9 présente un orifice de pompage 26 pourvu d'une tétine 27 s'étendant en saillie de part et d'autre de la paroi 25. La paroi 24 de la partie arrière 8 présente quant à elle un orifice d'admission 28 pourvue d'une tétine 29 s'étendant en saillie de part et d'autre de la paroi 24, et un orifice d'admission 30 pourvu d'une tétine 31 s'étendant en saillie du côté arrière de la paroi 24, c'est-à-dire à l'opposé de la partie avant 9. Les orifices de pompage 26 et d'admission 28 et leurs tétines 27 et 29 sont ici15 identiques. La seule différence entre les parties 8 et 9 réside dans l'orifice d'admission 30 et de sa tétine 31 qui sont ménagés exclusivement sur la partie arrière 8 et qui sont absents de la partie avant 9. En outre, l'orifice d'admission 30 est sensiblement plus large que les orifices de refoulement 28 et de pompage 26. Un ensemble multicouche 32, composé d'un filtre 33 en forme de disque pris en sandwich entre deux masques 34, 35 identiques en forme de disques également, est inséré sans jeu à l'intérieur de la portion avant 10 de la partie arrière 8 du boîtier 7. Cet ensemble multicouche 32 divise ainsi la chambre de filtration délimitée par le boîtier 7 en deux parties entre lesquelles la fumée peut circuler en traversant le filtre, comme cela va être expliqué plus en détail ci-après. Chacun des masques 34, 35 présente des lumières 36, 37 en forme générale de poumons. Le filtre 33 peut par exemple être constitué par un simple filtre en papier ou tissu de couleur claire, et les masques 34, 35 par des plaquettes en forme de disques en matière plastique. Le filtre 33 et les deux masques 34, , qui sont tous trois en forme de disques de même diamè- tre que la surface intérieure de la portion avant 10 de la partie arrière 8, présentent respectivement sur leur périphérie des encoches 38, 39, 40 qui coopèrent avec l'ergot axial intérieur 20 de la portion avant 10 de la partie arrière 8 du boîtier 7 pour réaliser une indexation de la position angulaire du filtre 33 et des masques 34, 35 dans le boîtier 7. En particulier, cette indexation est réalisée de telle sorte que les lumières 36, 37 des masques10 34, 35, qui sont identiques, soit angulairement calées l'une par rapport à l'autre pour découvrir une même zone de filtration 41 de chaque côté du filtre 33. L'ensemble multicouche 32 est ainsi immobilisé à l'intérieur de la portion avant 10 de la partie arrière 8, en étant coincé axialement entre l'épaulement intérieur 16 de la partie arrière 8 et la face terminale arrière 19 de la portion arrière 13 de la partie avant 9. Comme cela est mieux visible à la figure 1, la tétine 31 de l'orifice d'admission 30 est raccordée à l'une des deux extrémités d'un tuyau 42 en matière plastique souple dont l'autre extrémité est raccordée à un embout de fume-cigarette 43 qui est fixé sur le panneau 2, à l'empla- cement de la bouche du fumeur sérigraphie 6, et qui s'étend en saillie de la face avant 5 du panneau 2. La tétine 27 de l'orifice de pompage 26 est quant à elle raccordée à l'une des deux extrémités d'un tuyau souple 44 qui est raccordé à son extrémité opposée à un corps de seringue 45 faisant office de pompe d'aspiration. Enfin, la tétine 29 de l'orifice de refoulement 28 est raccordée à l'une des deux extrémités d'un tuyau souple 46 dont l'autre extrémité est ouverte à l'air libre. Bien que cela ne soit pas le cas dans l'exemple illustré par la figure 1, il serait possible d'équiper l'extrémité du tuyau 46 opposé au boîtier 7 (ou même directement l'orifice de refoulement 28) d'un clapet anti-retour autorisant seule- ment l'évacuation des fumées et interdisant l'aspiration d'air de l'extérieur vers l'intérieur du boîtier 7. Dans ce cas, il serait également possible d'équiper le tuyau 42 (ou directement la tétine 31 de l'orifice d'admission 30) d'un5 clapet anti-retour autorisant l'aspiration des fumées issues de l'embout fume-cigarette 43 et interdisant l'expulsion d'air à travers l'orifice de refoulement 28. L'utilisation du dispositif se déroule de la manière suivante. Une cigarette 48 est placée dans l'embout de fume-cigarette 43 et est allumée. Le tuyau de refoulement 46 est obturé manuellement par pincement ou par obturation de son extrémité libre. La tige du corps de seringue 45 est tirée pour créer dans le boîtier de filtration 7 une dépression qui provoque l'aspiration de la fumée résultant de la combustion de la cigarette 48 à travers le tuyau 42 et l'orifice d'admission 30. La fumée pénètre dans le boîtier de filtration 7 et traverse l'ensemble multicouche 32 pour être aspiré, à travers l'orifice de pompage 26, dans le tuyau 44 et le corps de seringue 45. Lors de son passage au travers de l'ensemble multicouche 32, la fumée est filtrée par la seule zone découverte 41 en forme de poumons du filtre 33, le reste du filtre étant protégé par les masques 34 et 35 et ne pouvant donc exercer aucune filtration. Les goudrons et la nicotine contenus dans la fumée sont ainsi exclusivement retenus dans cette zone 41 du filtre 33 et dessinent alors naturellement sur cette zone une empreinte colorée en forme de poumons. La fumée peut ensuite être évacuée en libérant le tuyau 46 et en obturant, par pincement, le tuyau 42 avant de repousser la tige du corps de seringue 45 pour chasser la fumée à travers l'orifice de refoulement 28. L'opération peut ensuite être renouvelée en actionnant une nouvelle fois le corps de seringue 45. A l'issue de la combustion de la cigarette 48, le boîtier de filtration 7 peut être détaché du panneau 2 et les deux parties 8 et 9 déboîtées l'une de l'autre de façon à dégager le filtre 33. On peut alors constater qu'une empreinte jaunâtre en forme de poumons correspondant à la zone 41 est nettement dessinée sur le filtre dont la partie restante a conservé sa couleur claire. On a ainsi illustré de manière particulièrement démonstrative et visuelle les effets néfastes des dépôts de goudrons et de nicotine de la fumée du tabac dans les voies respiratoires. Le boîtier 7 et les deux masques 34 et 35 peuvent alors être convenablement nettoyés en vue d'une nouvelle expérience avec un filtre neuf. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisa- tion qui vient d'être décrit, mais englobe au contraire toute variante reprenant, avec des moyens équivalents, ses caractéristiques essentielles. REVENDICATIONS 1. Dispositif à caractère pédagogique visant à simuler l'action de la fumée du tabac sur les poumons, comportant un boîtier de filtration (7) monté sur un circuit de circulation de fumée (43, 42, 44) et délimitant une chambre de filtration dans laquelle est logé un filtre plat (33) divisant la chambre en deux parties entre lesquelles la fumée circule en traversant le filtre (33), caractérisé en ce que le filtre (33) est pris en sandwich entre deux masques (34, 35) présentant des lumières (36, 37) en forme générale de poumons. 2. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le boîtier de filtration (7) est au moins partiellement transparent. 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier de filtration (7) incorpore des moyens d'indexation des positions angulaires relatives du filtre (33) et des deux masques (34, 35) dans la chambre de filtration. 4. Dispositif selon la revendication 3, caracté- risé en ce que le filtre (33) et les deux masques (34, 35) sont réalisés sous la forme de disques présentant chacun sur leur périphérie une encoche (39, 40) coopérant avec un ergot axial d'indexation commun (20) ménagé dans le boîtier de filtration (7). 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier de filtration (7) comporte, d'un côté du filtre (33), un orifice de pompage (26) et, de l'autre côté du filtre (33), des orifices d'admission (30) et de refoulement (28), l'orifice d'admission (30) étant relié à un embout de fume- cigarette (43). 6. Dispositif selon la revendication 5, caracté- risé en ce que l'orifice d'admission (30) est plus large que l'orifice de refoulement (28). 7. Dispositif selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce que l'orifice de pompage (26) est relié à un corps de seringue (45) faisant office de pompe d'aspiration. 8. Maquette de démonstration comportant un panneau vertical (2) monté sur un piétement (3) et présen- tant sur une face avant (5) une sérigraphie (6) représen- tant un fumeur, caractérisée en ce qu'elle incorpore un dispositif selon l'une des revendications 2 à 7, le boîtier de filtration (7) dudit dispositif étant disposé à l'empla- cement de la poitrine du fumeur sérigraphie (6) et ayant une face avant transparente située du côté de la face avant (5) du panneau (2). 9. Maquette selon la revendication 8, prise en dépendance de la revendication 5, caractérisée en ce que l'embout de fume-cigarette (43) est fixé sur le panneau (2) à l'emplacement de la bouche du fumeur sérigraphie (6).