Brevet FR2776074A1 — publié le 19990917

Equipement pour la caractérlsation olfactive absolue d'une substance ou d'un produit odorant. La présente invention concerne un équipement pour la caractérisation olfactive d'une substance ou d'un produit odorant (La)' du type comportant une pluralité de capteurs de types différents, délivrant chacun un signal électrique sa(t) fonction de la détection de certains éléments odorants, et des moyens de traitement des signaux délivrés par chacun des capteurs pour générer un fichier numérique représentatif de la substance ou du produit analysé. On connaît dans l'état de la technique des équipements communément appelés nez électroniques ou capteurs d'odeurs . De tels équipements sont décrits à titre d'exemple dans le brevet européen EP239233, le brevet PCT WO9607901 ou encore dans le brevet français FR2710153. Ces équipements sont généralement destinés à des analyses universelles sur des types d'odeurs très diversifiées, et présente un spectre d'analyse large. Par ailleurs, il sont destiiiés essentiellement à des analyses relatives, et non pas à des analyses absolues. Ils permettent de positionner une odeur analysée par rapport à un ensemble de produits précédemment analysées, et mettent en oeuvre des moyens d'apprentissage. Leur précision et la nature des résultats évolue de ce fait en fonction du nombre de mesures réalisées. De tels équipement sont bien adaptés à certaines applications telles que le contrôle de qualité, où ils permettent de détecter des dérives dans le processus de fabrication de certains produits, par exemple un parfum donné. Ils sont également adaptés à la détection d'une substance olfactive, par comparaison du résultat de la mesure avec des données préenregistrées. Cette comparaison fait parfois appel à des réseaux de neurones et à la logique floue. Les applications sont notamment la détection de drogues, de substances explosives, le diagnostic de maladie par analyse de l'odeur corporelle, la reconnaissance de variétés de produits tels que le café ou les parfums, etc. Ces équipements ont pour but de donner une réponse du type "le produit analysé pourrait être tel produit pour lequel l'équipement à procéder à un apprentissage antérieur" ou " le produit analysé se rapproche plus de tel produit que de tel autre pour lequel l'équipement a procéder à un apprentissage antérieur". Les principes mêmes d'apprentissage, de la logique floue et de la comparaison à un moment donné deux produits olfactifs limitent l'utilisation de ces équipements à des analyses relatives, et non pas à des analyses absolues. La réponse recherchée, pour la détection de drogues par exemple, est la probabilité qu'une substance inconnue, ou invisible parce que cachée dans un bagage, soit une drogue référencée, et pour laquelle l'apprentissage à permis de déterminer le périmètre des résultats à l'intérieur duquel une détection doit être considérée comme présentant une probabilité suffisante de désigner une drogue. Ces équipements ne permettent pas de procéder à des comparaisons à des intervalles de temps éloignés. En effet, de nombreux phénomènes perturbent la pérennité des mesures. En particulier, les composants utilisés pour la détection des odeurs ne sont pas stables dans le temps. Ils sont constitués par des matériaux semi-conducteurs dont les caractéristiques évoluent dans le temps et en fonction de la nature des substances précédemment analysées. Ceci ne présente pas d'inconvénient majeur par rapport aux applications susvisées, puisque le principe de logique floue permet d'accepter certaines fluctuation des mesures. Pour tenter de remédier à ces inconvénients, on a proposé dans l'art antérieur de sélectionner les composants comme cela se pratique pour les composants militaires. Cette sélection consiste à choisir parmi un lot de composants celui dont les caractéristiques sont les plus proches des caractéristiques nominales. Cela se traduit bien sûr par un surcoût important. Par ailleurs, la disponibilité des composants n'est pas permanente, et il arrive qu'un fournisseur cesse la fabrication d'un composant. Pour toute ces raisons, les équipements de l'état de la technique ne sont pas adaptés à des travaux d'expertises nécessitant des instruments de métrologie parfaitement fiables et stables dans le temps. Le but de la présente invention est de résoudre ce problème en proposant un équipement caractérisé en ce qu'il comporte un moyen pour la mémorisation du fichier numérique correspondant à au moins une substance odorante d'étalonnage et en ce qu'il comporte des moyens de calcul permettant de recalibrer les moyens de traitement des signaux afin de générer pour ladite substance étalon un fichier numérique sensiblement identique au fichier mémorisé. Un tel équipement permet de pallier à l'instabilité intrinsèque des capteurs, voire à la rupture de la disponibilité de certains composants imposant le remplacement par un composant d'un type différent. I1 permet de garantir la pérennité de la caractérisation, et l'indépendance du résultat de la caractérisation par rapport au temps. Le fait de pouvoir réaliser des analyses intemporelles est une condition essentielle pour permettre l'utilisation de tels équipement à des fins d'expertise. Avantageusement, les moyens de traitement du signal comportent un circuit échantillonneur délivrant pour chacun des N capteurs Ca une série de données numériques sa(t) correspondant à la valeur du signal électrique mesurés à des temps d'acquisition ti, i étant une variable comprise entre 0 et M = T/d où T désigne la durée d'acquisition et d désigne l'intervalle de temps séparant deux acquisitions consécutives, lesdites données numériques formant une matrice 2irut ( 2 de N lignes et M colonnes, lesdits moyens de traitement comportant en outre un calculateur pour calculer un fichier numérique formé par une matrice A00mp (O ) = Bx Abrut (O&alpha;) OÙ Bx désigne une matrice de compensation mémorisée dans l'équipement à un moment x et réinitialisée au moment de chaque recalibration avec une substance étalon. Selon une variante, l'équipement selon l'invention comporte des moyens de mémorisation des fichiers numériques Aref(E ) correspondant aux substances étalon E , des moyens pour calculer une matrice de compensation Bx telle que Bx AbrUt(Ea) = Are(Ea) et des moyens pour mémoriser les nouvelles matrices de compensation B, ainsi déterminées. Selon une variante particulière, l'équipement selon l'invention comporte une chambre d'analyse unique présentant une ouverture d'introduction d'un échantillon à analyser, des moyens de circulation d'un gaz vecteur tel que de l'air ou un gaz inerte et une pluralité de capteurs. Selon une variante préférée, il comporte un calculateur pour générer à partir d'un fichier AComp(O ) obtenu pour un échantillon Oa analysé, une représentation graphique bidimensionnelle formée par une pluralité de configurations spatiales dont les dimensions et couleurs sont déterminées de manière à ce que deux échantillons olfactivement proches se traduisent par deux représentations graphiquement proches, et à ce que deux échantillons olfactivement éloignées se traduisent par deux représentations graphiquement éloignées. L'invention concerne également l'application d'un tel équipement la caractérisation absolue d'un produit ou d'une substance olfactive sous forme d'un fichier numérique invariable dans le temps et pour l'appréciation de la proximité olfactive d'un produit ou d'une substance olfactive par rapport à un produit ou substance olfactif de référence, les produits de référence et l'autre produit pouvant être analysés à des moments très éloignés dans le temps. Selon un mode de mise en oeuvre préféré, l'invention met en oeuvre M substances de références ou "substances-étalon" dont M/2 au moins sont choisis dans la liste de 82 substancesétalon annexés. Les 82 substances-étalon proposées dans la liste annexés sont sélectionnées en fonction de leur stabilité dans le temps, de la garantie de la permanence de leur disponibilité, et de leur capacité à remplir tout l'espace olfactif utile. De préférence, M est supérieur ou égal à 20. Selon un autre mode de mise en oeuvre, la représentation graphique présente une contraction géométrique des zones peu significatives, et au contraire une expansion géométrique des zones les plus significatives. A titre d'exemple, pour une représentation simplifiée consistant à représenter les données numériques sous forme de bandes dont la couleur et/ou la densité de couleur est fonction de l'amplitude du signal délivré par le capteur correspondant, la largeur de la bande sera augmentée pour les capteurs délivrant des signaux de forte amplitude et la largeur de la bande sera réduite pour les capteurs délivrant un signal relativement plus faible. L'invention concerne encore un procédé de caractérisation dlune substance ou d'un produit odorant (la) à l'aide d'une pluralité de capteurs de types différents, délivrant chacun un signal électrique fonction de la détection de certains éléments odorants, et de moyens de traitement des signaux délivrés par chacun des capteurs pour générer un fichier numérique représentatif de la substance ou du produit analysé, caractérisé en ce que l'on mémorise les fichiers numériques correspondant à au moins une substance odorante d'étalonnage, et en ce que l'on procède périodiquement à une recalibration des moyens d'acquisition afin de conserver pour chacune des substances odorantes d'étalonnage un résultat constant dans le temps. Les substances odorantes peuvent être constitués de parfums de renom dont la stabilité olfactive est assurée par le contrôle par un parfumeur fabriquant ce parfum et veillant à garantir à ces clients la permanence rigoureuse de l'impression olfactive. Selon une variante, on procède à l'initialisation de l'équipement d'analyse par la mémorisation des fichiers numériques correspondant à des substances d'étalonnage crées par synthèse chimique. Selon une autre variante, on procède à l'initialisation de l'équipement d'analyse par la mémorisation des fichiers numériques correspondant à des substances d'étalonnage contrôlées par des moyens d'analyse de la composition chimique telle que la chromatographie en phase gazeuse. L'invention sera décrite dans ce qui suit en référence à un exemple non limitatif de réalisation, illustré par les dessins annexés où : - la figure 1 représente un schéma de principe d'un équipement selon 1'invention ; - les figures 2 et 3 sont le tableau des substances étalon. L'équipement comprend une enceinte fermée (1) présentant une trappe (2) pour l'introduction des échantillons. L'enceinte contient une pluralité de capteurs (3 à 8), 6 dans l'exemple décrit. Ces capteurs sont des capteurs dont la résistance varie en présence d'un nuage olfactif, par exemple des capteurs gaz à semi-conducteurs, des capteurs à polymères conducteurs ou des capteurs à onde acoustique de surface. Ces capteurs (3 à 8) sont de type différents, de façon à présenter des courbes de réponse différenciées. Ils sont choisis de façon à présenter une courbe de réponse principalement dans le domaine olfactif correspondant à la famille des produits à caractériser, par exemple la famille des parfums. De ce fait, les capteurs présentant des réponses dans des domaines olfactifs inhabituels pour des parfums ne seront pas employés, contrairement aux dispositifs de l'état de la technique qui sont généralistes et polyvalents. L'enceinte (1) comprend également des moyens habituels, non représentés, pour la circulation des gaz et pour le nettoyage entre deux analyses. Les signaux délivrés par chacun des capteurs (3 à 8) sont échantillonnés et numérisés par un circuit d'échantillonnage (9) dont la sortie est reliée à un circuit de traitement (10) comportant un calculateur et des moyens de mémorisation. Ce circuit est relié à une mémoire (11) permettant le stockage des fichiers correspondant aux substances étalon. Le fonctionnement de l'équipement est le suivant. On procède à l'initialisation de l'équipement en procédant à l'analyse d'une pluralité de substances étalon dont les caractéristiques olfactives sont réputées stables dans le temps. I1 s'agit par exemple de parfums de renom dont les fabricants garantissent la constance dans le temps, en faisant appel à des nez vérifiant régulièrement l'absence de dérives. De tels parfums présentent des périodes de commercialisation s'étendant sur plusieurs dizaines d'années. Les substances étalons peuvent également être des substances simples réalisées par synthèses chimiques selon un protocole garantissant la pérennité du résultat, dont les constituants sont insensibles à l'origine des produits. Les substances étalons sont choisies de façon à ce que l'ensemble soit représentatif du spectre olfactif de la famille de produits susceptibles d'être caractérisés. I1 s'agira par exemple de parfums de renom très typés, occupant chacun un segment particulier et différencié du spectre des caractéristiques olfactives. Un mode de mise en oeuvre particulier de l'invention consiste à sélectionner au moins 20 substances étalon dont 10 au moins sont choisies parmi les 82 figurant dans le tableau annexé. Il semble que l'utilisation d'une quarantaine de substances étalon dont la plupart seront choisies dans le tableau annexé permette de calibrer de manière optimale l'espace olfactif, quel que soit le produit à caractériser. Ce tableau contient des substances désignées par le nom chimique ou leur désignation commerciale usuelle, connue de l'Homme du Métier. Ces substances sont diluées dans de l'alcool à 900, à des taux de dilution indiqués dans la colonne centrale. La troisième colonne indique pour chacune des substances un fournisseur possible. La calibration pourra être réaliser préalablement à chaque nouvelle caractérisation. Elle pourra aussi être réalisée périodiquement seulement, à des intervalles de temps déterminés en fonction des fluctuations des capteurs et de l'équipement. On procède à des mesures répétées de chacune des substance étalon de façon à vérifier l'absence de disparités du résultat mesuré. On mémorise ensuite, pour chacune des substances étalon E L'équipement est ainsi initialisé. La définition des substances étalon Ea constitue bien sur une donnée essentielle pour le bon fonctionnement de l'équipement. On procède ensuite à la caractérisation d'une substance odorante (OD appartenant à la famille des produits concernés. On mémorise pour cela, à des intervalles de temps donnés et pendant une durée donnée, les valeurs des signaux électriques délivrés par les six capteurs (3 à 8). On obtient un fichier A%rut ( 2. Lorsque les caractéristiques d'un ou de plusieurs capteurs ont évolués, il est nécessaire de corriger cette donnée en appliquant un facteur de compensation, constitué par une matrice Bx. Cette matrice est calculée en procédant à nouveau à une caractérisation des substances étalons, et en calculant la matrice de compensation Bx garantissant le respect de l'équation suivante Ex AbrUt ( Ea) = Aref ( E ) Cette matrice Bx est mémorisée dans l'équipement, et jusqu'à la prochaine recalibration, une substance nouvelle sera caractérisée par un fichier Acomp(O&alpha;) = Ex Abrut (O&alpha;). Les données correspondant à une substance odorante ( a) sont d'une part mémorisées sous forme d'un fichier numérique, et d'autre par sous forme d'une représentation graphique bidimensionnelle formée par un ensemble de configuration colorées. La représentation graphique est obtenue en appliquant une fonction matricielle F au fichier Acomp (O&alpha;) pour créer un nouveau fichier F(X)(position, couleur) susceptible d'être édité sur un écran ou sur un support d'impression. Une variante de représentation graphique consiste à élargir spatialement les zones contenant des données particulièrement significatives, et à restreindre spatialement les autres zones. On obtient ainsi un effet de loupe permet d'améliorer la discrimination entre deux substances proches. Une autre variante consiste à appliquer un algorithme de scellement aux fichiers de caractérisation, de façon à interdire les modifications ultérieures et de conférer une preuve certaine de la date de la création du fichier. L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple non limitatif. L'homme du métier pourra apporter différentes variantes sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Equipement pour la caractérisation olfactive d'une substance ou d'un produit odorant (O2, du type comportant une pluralité de capteurs de types différents, délivrant chacun un signal électrique fonction de la détection de certains éléments odorants, et des moyens de traitement des signaux délivrés par chacun des capteurs pour générer un fichier numérique représentatif de la substance ou du produit analysé, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen pour la mémorisation du fichier numérique correspondant à au moins une substance odorante d'étalonnage et en ce qu'il comporte des moyens de calcul permettant de recalibrer les moyens de traitement des signaux afin de générer pour ladite substance étalon un fichier numérique sensiblement identique au fichier mémorisé. 2 - Equipement pour la caractérisation olfactive d'une substance ou d'un produit odorant ( a) selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de mémorisation du fichier numérique d'une pluralité de substances d'étalonnage dont la moitié au moins sont choisies dans la liste annexée. 3 - Equipement pour la caractérisation olfactive d'une substance ou d'un produit odorant (Oa) selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de mémorisation du fichier numérique d'au moins 20 substances d'étalonnage dont 10 au moins sont choisies dans la liste annexée. 4 - Equipement pour la caractérisation olfactive d'une substance ou d'un produit odorant (Oa) selon la revendication 1, 2 ou 3 caractérisé en ce que le nombre de substances d'étalonnage est au moins égal à 20. 5- Equipement pour la caractérisation olfactive d'une substance ou d'un produit odorant (O ) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de traitement du signal comportent un circuit échantillonneur délivrant pour chacun des N capteurs Ca une série de données numériques sa(t) correspondant à la valeur du signal électrique mesurés à des temps d'acquisition ti, i étant une variable comprise entre 0 et M = T/d où T désigne la durée d'acquisition et d désigne l'intervalle de temps séparant deux acquisitions consécutives, lesdites données numériques formant une matrice AbrUt ( a) de N lignes et M colonnes, lesdits moyens de traitement comportant en outre un calculateur pour calculer un fichier numérique formé par une matrice Acomp(0 ) = Bx.Abrut (O&alpha;) OÙ Ex désigne une matrice de compensation mémorisée dans l'équipement à un moment x et réinitialisée au moment de chaque recalibration avec une substance étalon. 6- Equipement pour la caractérisation olfactive d'une substance ou d'un produit odorant selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de mémorisation des fichiers numériques Aref(Ea) correspondant aux substances étalon E , des moyens pour calculer une matrice de compensation Ex telle que Bx AbNt(Ea) = Aref(Ea) et des moyens pour mémoriser les nouvelles matrices de compensation Bx ainsi déterminées. 7 - Equipement pour la caractérisation olfactive d'une substance ou d'un produit odorant selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une chambre d'analyse unique présentant une ouverture d'introduction d'un échantillon à analyser, des moyens de circulation d'un gaz vecteur tel que de l'air ou un gaz inerte et une pluralité de capteurs. 8 - Equipement pour la caractérisation olfactive d'une substance ou d'un produit odorant selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte des moyens informatique de scellement des fichiers numériques afin de conférer date certaine audits fichiers et d'interdire toute modification ultérieure desdits fichiers. 9- Equipement pour la caractérisation olfactive d'une substance ou d'un produit odorant selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un calculateur pour générer à partir d'un fichier AcGmp ( a ) obtenu pour un échantillon Oa analysé, une représentation graphique bidimensionnelle formée par une pluralité de configurations spatiales dont les dimensions et couleurs sont déterminées de manière à ce que deux échantillons olfactivement proches se traduisent par deux représentations graphiquement proches, et à ce que deux échantillons olfactivement éloignées se traduisent par deux représentations graphiquement éloignées. 10 - Equipement pour la caractérisation olfactive d'une substance ou d'un produit odorant selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il comporte un calculateur pour générer à partir d'un fichier A camp (Oa) obtenu pour un échantillon Q analysé, une représentation graphique bidimensionnelle formée par une pluralité de configurations spatiales dont les zones correspondant aux données peu signifiantes sont contractées géométriquement, et dont les zones correspondant aux données les plus significatives sont expansées géométriquement. 11- Application d'un équipement conforme à l'une au moins des revendications précédentes pour la caractérisation absolue d'un produit ou d'une substance olfactive sous forme d'un fichier numérique invariable dans le temps. 12- Application d'un équipement conforme à l'une au moins des revendications précédentes pour l'appréciation de la proximité olfactive d'un produit ou d'une substance olfactive par rapport à un produit ou substance olfactif de référence, les produits de référence et l'autre produit pouvant être analysés à des moments très éloignés dans le temps. 13- Procédé de caractérisation d'une substance ou d'un produit odorant (la) à l'aide d'une pluralité de capteurs de types différents, délivrant chacun un signal électrique fonction de la détection de certains éléments odorants, et de moyens de traitement des signaux délivrés par chacun des capteurs pour générer un fichier numérique représentatif de la substance ou du produit analysé, caractérisé en ce que l'on mémorise les fichiers numériques correspondant à au moins une substance odorante d'étalonnage, et en ce que l'on procède périodiquement à une recalibration des moyens d'acquisition afin de conserver pour chacune des substance odorante d'étalonnage un résultat constant dans le temps. 14- Procédé de caractérisation d'une substance ou d'un produit odorant (O ) selon la revendication précédente caractérisé en ce que l'on procède à l'initialisation de l'équipement d'analyse par la mémorisation des fichiers numériques correspondant à des substances d'étalonnage crées par synthèse chimique. 15 - Procédé de caractérisation d'une substance ou d'un produit odorant (O,)selon la revendication 13 caractérisé en ce que l'on procède à l'initialisation de l'équipement d'analyse par la mémorisation des fichiers numériques correspondant à des substances d'étalonnage contrôlées par des moyens d'analyse de la composition chimique telle que la chromatographie en phase gazeuse. 16 - Procédé de caractérisation d'une substance ou d'un produit odorant (O,)selon la revendication 13 caractérisé en ce que l'on procède à l'initialisation de l'équipement d'analyse par la mémorisation des fichiers numériques correspondant à M substances dont M/2 au moins sont choisies dans la liste de substances constituant le tableau 1. 17 - Procédé de caractérisation d'une substance ou d'un produit odorant (Q) selon la revendication 13 caractérisé en ce que l'on procède à l'initialisation de l'équipement d'analyse par la mémorisation des fichiers numériques correspondant à M substances dont 10 au moins sont choisies dans la liste de substances constituant le tableau 1, M étant un nombre supérieur ou égal à 20. 18 - Procédé de caractérisation d'une substance ou d'un produit odorant ( a) selon l'une quelconque des revendications 13 à 17 caractérisé en ce que l'on procède au scellement informatique fichiers numériques de façon à empêcher toute modification ultérieure et pour donner date certaine audits fichiers.