Brevet FR2783604A1 — publié le 20000324

Procédé de détermination du flux d'émission de particules véhiculées dans l'atmosphère, à partir d'une zone d'émission de particules et piège à particules pour la mise en oeuvre de ce procédé. La présente invention a pour objet un procédé de détermination du flux d'émission de particules véhiculées dans l'atmosphère, notamment de particules biologiques telles que du pollen ou des spores, à partir d'une zone d'émission de particules telle qu'une parcelle de plantes libérant du pollen ou des spores; elle a également pour objet un dispositif ou piège à particules pour la mise en oeuvre de ce procédé. Il est aujourd'hui indispensable dans le cadre d'une agriculture moderne de connaitre de manière relativement précise les flux d'émission dans l'espace et le temps des particules du type pollen et spores. Ce type d'informations permet en effet de faire des prévisions sur les rendements des récoltes, ces derniers étant parfaitement corrélés avec l'émission de pollen. Ces informations sont en outre particulièrement importantes pour les producteurs de semences hybrides de mais qui doivent vérifier d'une part, que l'émission de pollen par les fleurs mâles correspond à la période de réceptivité des fleurs femelles, par exemple dans le cadre de leur contrat de production avec les fournisseurs de lignées, et d'autre part, que l'importance de cette émission (flux d'émission) est suffisante pour une bonne fécondation. Les informations susvisées permettent par ailleurs, dans le cas de l'émission de spores de champignons, une prévision des attaques de maladies cryptogamiques dans de nombreuses cultures comme les céréales, vignes, arbres fruitiers, colza, etc.... Une telle prévision permet de prévoir, mettre en place et bien cibler les traitements fongicides permettant la meilleure efficacité et, partant, une réduction de l'emploi des pesticides et donc une meilleure protection de l'environnement et du consommateur. A l'heure actuelle, il existe deux types de pièges utilisés pour l'étude des particules dans l'atmosphère; certains sont passifs, d'autres sont dynamiques. Les pièges dits passifs comportent des réceptacles de réception de particules fixes, capables de rendre compte de la présence et de l'accumulation de particules véhiculées dans l'atmosphère. Ces dispositifs présentent cependant divers inconvénients. Ainsi, ils ne sont pas adaptés aux besoins de l'agriculture; le coût de l'analyse permettant d'évaluer la présence et la quantité de particules dans les réceptacles est élevé; et ils ne fournissent qu'une image instantanée de l'état des flux d'émission des particules, image peu représentative de la situation spatio-temporelle des flux. Quant aux pièges dits dynamiques, ils sont équipés d'un système d'aspiration qui aspire les particules et les dépose sur une lame de verre engluée ou un support en matière plastique englué. Toutefois, ces pièges sont complexes et d'utilisation coûteuse; ils nécessitent en outre des observations au microscope; leur fiabilité n'est pas établie en utilisation dans le domaine agricole; enfin, ils ne permettent pas une mesure rapide de l'émission de particules pour établir une courbe d'émission. Le but de la présente invention est de remédier aux - inconvénients des techniques antérieurement connues. A cet effet, il est proposé un procédé tel que défini au premier paragraphe de cette description et qui se caractérise en ce qu'il comprend les opérations consistant à: (a) recueillir dans ladite zone d'émission, à des intervalles de temps réguliers et dans des conditions sensiblement identiques, des échantillons de particules, respectivement pendant des laps de temps sensiblement identiques, en conservant sensiblement intacte la structure physique des particules ainsi recueillies, et (b) compter le nombre de particules de chaque échantillon. Grâce à un tel procédé, il est possible de disposer d'informations précises sur l'importance de l'émission des particules en fonction du temps et donc d'établir une courbe d'émission de particules. On ajoutera qu'au cours de l'opération (a) lesdits échantillons sont avantageusement recueillis par simple gravité desdites particules, ce qui évite la mise en oeuvre de systèmes complexes tels que les moyens d'aspiration de la technique antérieure. En outre, du fait que la structure physique des particules est conservée, la détermination du nombre de particules de chaque échantillon peut aisément être réalisée par simple comptage. Il est par ailleurs proposé selon l'invention un piège à particules pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus; ce piège est caractérisé en ce qu'il comprend: - une chaîne sans fin coopérant avec des moyens d'entraînement de ladite chaine selon un mode pas-à-pas, - des récipients de réception de particules ouverts à leur extrémité supérieure et montés de manière amovible sur ladite chaîne sans fin, - des moyens formant écran aux particules, empêchant ces dernières d'atteindre l'extrémité supérieure ouverte desdits récipients, ces moyens formant écran étant pourvus de moyens de dégagement successif et pendant une durée déterminée de l'extrémité supérieure ouverte desdits récipients pour laisser aux dites particules libre accès à cette extrémité supérieure ouverte, ladite durée étant fonction du pas desdits moyens d'entraînement, et - des moyens de comptage des particules éventuellement présentes dans chaque récipient. On comprendra que les particules véhiculées dans l'atmosphère tomberont par simple gravité pendant une durée déterminée, uniquement dans le (ou les) récipient(s) dont l'extrémité supérieure ouverte est dégagée et non pas dans les récipients dont l'extrémité supérieure reste recouverte par les moyens formant écran aux particules. Sous l'effet des moyens d'entraînement, ce (ou ces) récipient(s) est (sont) ensuite recouvert(s) par les moyens formant écran et l'extrémité supérieure d'un autre (ou de plusieurs autres) récipient(s) est alors dégagée pendant la même durée déterminée pour recevoir par simple gravité des particules véhiculées dans l'atmosphère et ainsi de suite jusqu'au(x) dernier(s) récipient(s). On disposera de la sorte d'une série de récipients contenant des particules piégées; le comptage de ces particules, récipient par récipient, donne alors une idée précise sur le flux d'émission de particules, c'est-à-dire la quantité de particules émises en fonction du temps. Lesdits moyens formant écran comprennent de préférence une plaque située au-dessus de l'extrémité supérieure des récipients et lesdits moyens de dégagement comprennent une découpe pratiquée dans ladite plaque laissant dégagée l'extrémité ouverte d'un récipient individuel ou d'un groupe de récipients, les récipients individuels ou groupes de récipients étant amenés tour à tour, par lesdits moyens d'entraînement, dans le plan vertical de ladite découpe. On notera que les récipients sont avantageusement montés de manière amovible sur ladite chaîne sans fin par des moyens de retenue permettant un libre déplacement vertical de ces récipients. Selon un mode de réalisation préféré, le piège selon l'invention comprend en outre des moyens d'élévation desdits récipients individuels ou groupes de récipients pour amener leur extrémité supérieure ouverte dans ladite découpe et au-dessus du plan de la plaque de recouvrement, ce qui permet une bonne réception des particules, ainsi que des moyens d'abaissement desdits récipients ou groupes de récipients pour amener leur extrémité supérieure ouverte au-dessous du plan de la plaque, les moyens d'élévation et les moyens d'abaissement étant situés respectivement en amont et en aval de ladite découpe en considérant le sens d'entraînement de ladite chaîne. Ces moyens d'élévation comprennent avantageusement une rampe montante et lesdits moyens d'abaissement comprennent avantageusement une rampe descendante, rampes sur lesquelles sont aptes à s'engager lesdits récipients individuels ou groupes de récipients sous l'effet desdits moyens d'entraînement. On ajoutera que le piège selon l'invention comprend de préférence un fond sur lequel reposent lesdits récipients, ladite rampe montante prenant naissance sur ce fond et ladite rampe descendante aboutissant sur ce fond. De la sorte, sous l'effet des moyens d'entraînement, un récipient situé au voisinage de la partie amont de ladite rampe montante, est amené à gravir cette rampe Jusqu'à atteindre la découpe pratiquée dans la plaque susmentionnée, o il s'immobilise pendant une durée déterminée (fonction du pas des moyens d'entraînement), son extrémité supérieure ouverte étant située au-dessus du plan de la découpe (ou de la plaque). Sous l'effet des moyens d'entraînement, ce même récipient s'engage ensuite sur la rampe descendante et parvient alors sous la plaque qui empêche tout accès des particules à son extrémité supérieure ouverte. Par ailleurs, si nécessaire, pour permettre le passage des récipients lors de leur déplacement le long des rampes, la plaque située au-dessus de l'extrémité supérieure des récipients est avantageusement pourvue d'une surélévation au voisinage de l'extrémité amont et d'une surélévation au voisinage de l'extrémité aval de la découpe pratiquée dans ladite plaque. On précisera que selon un mode d'exécution possible, lesdits moyens de retenue comprennent des anneaux dans lesquels les récipients peuvent librement coulisser verticalement. Chaque récipient du piège contiendra avantageusement un liquide de retenue des particules destinées à être recueillies dans lesdits récipients et n'affectant pas la structure physique de celles-ci. Le fait que la structure physique des particules est conservée facilite leur comptage. Enfin, il est préférable selon l'invention que les récipients soient transparents à la lumière, grâce à quoi le comptage des particules éventuellement présentes dans les récipients peut être réalisé depuis l'extérieur des récipients. La présente invention est illustrée ci-après par la description d'un mode de réalisation du piège à particules avec référence au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est une vue de dessus du piège, le couvercle étant retiré, - la figure 2 est une vue de face du piège selon la figure 1, avec arrachement partiel de la surface latérale, cette vue de face étant surmontée d'une vue de face dudit couvercle, - la figure 3 est une vue de dessus du piège selon la figure 1, avec couvercle, et - la figure 4 est un graphe montrant la corrélation entre la quantité de grains de pollen émis par des épis mâles de maYs et la quantité de grains de pollen recueillis par le piège selon les figures 1 à 3. Comme le montrent les figures 1 et 2, le piège représenté comprend une enceinte en un matériau inoxydable (notamment en acier inoxydable) comprenant un fond plat 1, une face latérale rectangulaire avant 2, une face latérale rectangulaire arrière 3 et deux faces latérales gauche et droite 4, 5 chacune en forme de demi-cercle et reliant les faces latérales avant et arrière. Dans cette enceinte est disposée longitudinalement et horizontalement une chaine sans fin 6 montée entre une poulie horizontale d'entraînement 7 et une poulie horizontale de renvoi 8. La partie 7 est pourvue axialement d'un arbre 9 terminé par une roue dentée 10 engrenant avec une roue dentée 11 solidarisée axialement à l'arbre de sortie 12 d'un moteur électrique 13 par exemple alimenté en courant électrique par une batterie. Ce moteur 13 est associé à un dispositif électronique permettant un fonctionnement du moteur 13 selon le mode pas-à-pas. Ladite batterie et ledit dispositif électronique sont référencés globalement 14. Le piège à particules comprend par ailleurs une série de récipients 15, par exemple cylindriques, ouverts à leur extrémité supérieure. Ces récipients sont répartis tout le long de la chaîne sans fin 6 et montés de manière amovible sur cette chaîne à l'aide de moyens de retenue permettant un libre déplacement vertical desdits récipients. Comme le montre plus précisément la figure 2, ces moyens de retenue comprennent des anneaux 16 fixés horizontalement à la chaîne, le diamètre intérieur de ces anneaux étant légèrement supérieur au diamètre extérieur des récipients afin que ces derniers puissent coulisser librement et verticalement dans ces anneaux. Conformément à l'invention, le piège à particules comprend en outre un couvercle constitué par une plaque 17 s'adaptant sur le bord supérieur de l'enceinte. Cette plaque 17, le fond 1 et les parois latérales 2, 3, 4, 5 constituent ce qui, ci-dessus, a été défini comme des moyens formant écran aux particules. La plaque 17 est pourvue de moyens de dégagement successif de l'extrémité supérieure ouverte des récipients 15. Comme le montre la figure 3, ces moyens de dégagement comprennent une découpe 18 délimitée par deux arcs de cercle concentriques. Cette découpe est située à l'une des extrémités de la plaque 17 (à l'extrémité gauche sur les figures), elle s'étend au-dessus de la zone de l'enceinte, dans laquelle les récipients sont amenés à se déplacer sous l'effet du moteur 13, elle est sensiblement parallèle à la face latérale 4, et sa largeur (différence entre les diamètres des demi-cercles) est légèrement supérieure au diamètre extérieur des récipients. Selon une caractéristique du piège selon l'invention, ce dernier comprend des moyens d'élévation des récipients pour amener leur extrémité supérieure ouverte dans la découpe 18 et au-dessus du plan de la plaque 17. Comme le montre la figure 2, ces moyens d'élévation comprennent une rampe montante 19 qui prend naissance sur le fond 1 en amont de la découpe 18 en considérant le sens de déplacement de la chaîne 6, pour se terminer par un palier horizontal 20 situé à l'aplomb de ladite découpe 18. Le piège comprend en outre des moyens d'abaissement des récipients; ceux-ci comprenant une rampe descendante 21 qui prend naissance à l'extrémité aval du palier 20 pour se terminer sur le fond 1 en aval de ladite découpe 18. Le piège ainsi décrit est complété par un support, en l'occurrence un pied télescopique 22 permettant de positionner le piège à la hauteur souhaitée. Ce pied est pourvu d'une extrémité inférieure pointue permettant de l'enfoncer dans le sol et son extrémité supérieure est solidarisée à une plaque de fond 23 sensiblement horizontale, elle-même solidarisée au fond 1 du piège. Le fonctionnement du piège décrit ci-dessus est comme suit. Après avoir retiré la plaque 17, on introduit un liquide dans chaque récipient 15. Ce liquide a pour but de retenir les particules qui seront amenées à s'y déposer, sa nature étant choisie pour ne pas affecter la structure (ou l'intégrité) physique desdites particules, ce qui permet le comptage de ces dernières. Dans le cas du pollen ou de spores, il s'agira d'un liquide isotonique qui permet d'éviter la germination des spores et l'éclatement des grains de pollen dû à la pression osmotique. Une composition préférée pour ce liquide est la suivante: Chlorure de sodium. ................... 7,8 g hydrogènophosphate disodique........... . 1,9 g EDTA disodique.......................... 0,4 g chlorure de potasium.................... 0,4 g dihydrogènophosphate de sodium.......... 0,2 g fluorure de sodium...DTD: ................... 0,3 g eau.................................... . quantité suffisante pour 1 litre Il est également possible d'ajouter des colorants spécifique à ce liquide (par exemple, bleu de toluidine pour..DTD: le pollen) pour révéler les particules avant comptage. Après remise en place de la plaque 17 sur le bord supérieur de l'enceinte définie par le fond 1 et les parois 2, 3, 4, 5, on place le piège sur le site o l'on souhaite déterminer un flux d'émission de particules, par exemple dans un champ d'épis mâles émettant du pollen. A cet effet, le piège est enfoncé dans le sol par le pied 22 et on règle la longueur du pied pour que le piège soit situé à bonne hauteur au-dessus des plantations et que les grains de pollen émis par les épis et véhiculés dans l'atmosphère puissent convenablement accéder au piège. Ensuite, le moteur pas-à-pas 13 est réglé pour permettre une progression à intervalles de temps réguliers (par exemple de 24 heures) des récipients de telle sorte qu'à chaque pas successif un récipient 15 vienne se présenter dans le plan vertical de la découpe 18, son fond reposant sur le palier 20. Le moteur 13 est alors mis en marche. Des grains de pollen émis par les épis de mâles et en suspension dans l'atmosphère sont ainsi amenés à pénétrer pendant 24 heures (par simple gravité) par l'extrémité supérieure ouverte du récipient 15 positionné sur le palier et dont l'extrémité supérieure ouverte émerge au-dessus de la plaque 17; 24 heures plus tard, la chaine sans fin 6 est automatiquement amenée, sous l'effet du moteur 13, à progresser d'un pas (dans l'exemple choisi, dans le sens du déplacement des aiguilles d'une montre). De ce fait, le récipient 15 qui est positionné sur le palier 20 s'engage sur la rampe descendante 21 Jusqu'à atteindre une position correspondant au pas du moteur; simultanément, le premier récipient 15 en aval de la découpe 18 (ou du palier 20) s'engage sur la rampe montante 19 Jusqu'à parvenir sur le palier 20, son extrémité supérieure ouverte émergeant alors au-dessus de la plaque 17 pour recevoir par gravité les grains de pollen véhiculés dans l'atmosphère. Les récipients progressent ainsi jusqu'au dernier, moment o le moteur 13 est arrêté. On comprendra qu'il est tout à fait essentiel que les grains de pollen ne puissent pénétrer pendant une période de 24 heures donnée que dans le récipient dont l'extrémité supérieure émerge au-dessus de la plaque 17. Il est de ce fait indispensable que la longueur des arcs de cercle délimitant la découpe 18 soit choisie pour que l'extrémité supérieure ouverte du seul récipient positionné sur le palier 20 soit dégagée et puisse recevoir des grains de pollen. On notera que selon la hauteur des récipients 15 et la pente des rampes 19, 21, il peut être nécessaire pour laisser libre passage au récipient s'engageant sur la rampe montante 19 et au récipient s'engageant sur la rampe descendante 21, de prévoir que la plaque 17 comporte des surélévations 24 et 25 respectivement au voisinage de l'extrémité amont et de l'extrémité aval de la découpe 18. Chacune de ces surélévations comporte une face supérieure 26 qui prend naissance sur la plaque 17, présente une largeur légèrement supérieure au diamètre extérieur des récipients et s'étend vers la découpe 18 en formant avec cette dernière un angle suffisant pour permettre le passage des récipients. Les bords longitudinaux de la face 26 sont pour leur part raccordés à la plaque 17 respectivement par des faces latérales 27, 28 de forme triangulaire. l1 Après arrêt du moteur 13, on retire la plaque 17, on prélève chacun des récipients 15 que l'on bouche hermétiquement et on procède ensuite au comptage des particules présentes dans chaque récipient, ce qui permet d'établir la courbe d'émission des particules en fonction du temps. Le comptage est de préférence réalisé en laboratoire, la méthode de comptage pouvant être choisie parmi diverses techniques. Utilisation est avantageusement fait d'un compteur de particules basé sur l'effet de diffraction d'un rayon laser par des particules en suspension ou encore sur l'effet de déviation d'un champ électrique par lesdites particules (appareil MULTISIZER de la société Coultronics). Ces appareils sont couramment utilisés dans l'industrie pour l'étude des granulométrie de 0 à 200 gm. Ils permettent un comptage direct depuis l'extérieur des récipients en quelques minutes à un coût très faible. Le piège objet de la présente invention a été testé par l'étude de l'émission de pollen dans des champs de production de semences de maïs. Cette étude a montré que: - la corrélation entre la quantité de pollen émis par les épis mâles de maïs (déterminée par la méthode manuelle de pochage des épis) et la quantité de pollen reçu par le piège est satisfaisante comme le montre la figure 4. Cette figure 4 est un graphique qui montre d'une part, la relation existant entre la quantité de pollen émis par les épis mâles () - ordonnées de gauche - en fonction du temps (abscisses) et d'autre part, la relation existant entre la quantité de pollen piégée ( -) - ordonnées de droite - en fonction du temps (abscisses), et - la corrélation entre la quantité de pollen piégé et la quantité de pollen sur les soies (des fleurs femelles) est tout à fait acceptable, puisque le coefficient de corrélation est de l'ordre de 0,75. REVENDICATIONS 1. Procédé de détermination du flux d'émission de particules véhiculées dans l'atmosphère, notamment de particules biologiques telles que du pollen ou des spores, à partir d'une zone d'émission de particules telle qu'une parcelle de plantes libérant du pollen ou des spores, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant à: (a) recueillir dans ladite zone d'émission, à des intervalles de temps réguliers et dans des conditions sensiblement identiques, des échantillons de particules, respectivement pendant des laps de temps sensiblement identiques, en conservant sensiblement intacte la structure physique des particules ainsi recueillies, et (b) compter le nombre de particules de chaque échantillon. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits échantillons sont recueillis au cours de l'opération (a) par simple gravité desdites particules. 3. Piège à particules pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend: - une chaîne sans fin (6) coopérant avec des moyens d'entraînement (13,14) de ladite chaîne selon un mode pas-à-pas, - des récipients de réception (15) de particules ouverts à leur extrémité supérieure et montés de manière amovible sur ladite chaîne sans fin, - des moyens (17) formant écran aux particules empéchant ces dernières d'atteindre l'extrémité supérieure ouverte desdits récipients, ces moyens formant écran étant pourvus de moyens (18) de dégagement successif et pendant une durée déterminée de l'extrémité supérieure ouverte desdits récipients pour laisser aux dites particules libre accès à cette extrémité supérieure ouverte, ladite durée étant fonction du pas desdits moyens d'entrainement, et - des moyens de comptage des particules éventuellement présentes dans chaque récipient. 4. Piège selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens formant écran comprennent une plaque (17) située au- dessus de l'extrémité supérieure ouverte des récipients et en ce que lesdits moyens de dégagement comprennent une découpe (18) pratiquée dans ladite plaque laissant dégagée l'extrémité ouverte d'un récipient individuel ou d'un groupe de récipients, les récipients individuels ou groupes de récipients étant amenés tour à tour, par lesdits moyens d'entraînement, dans le plan vertical de ladite découpe. 5. Piège selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que lesdits récipients sont montés de manière amovible sur ladite chaîne sans fin par des moyens de retenue (16) permettant un libre déplacement vertical de ces récipients. 6. Piège selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens d'élévation (19) desdits récipients individuels ou groupes de récipients pour amener leur extrémité supérieure ouverte dans ladite découpe et au-dessus du plan de la plaque de recouvrement, ainsi que des moyens d'abaissement (21) desdits récipients ou groupes de récipients pour amener leur extrémité supérieure ouverte au-dessous du plan de la plaque, les moyens d'élévation et les moyens d'abaissement étant situés respectivement en amont et en aval de ladite découpe en considérant le sens d'entraînement de ladite chaine. 7. Piège selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens d'élévation comprennent une rampe montante (19) et lesdits moyens d'abaissement comprennent une rampe descendante (21), rampes sur lesquelles sont aptes à s'engager lesdits récipients individuels ou groupes de récipients sous l'effet desdits moyens d'entraînement. 8. Piège selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un fond (1) sur lequel reposent lesdits récipients, ladite rampe montante prenant naissance sur ce fond et ladite rampe descendante aboutissant sur ce fond. 9. Piège selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que ladite plaque comporte une surélévation (24) au voisinage de l'extrémité amont et une surélévation (25) au voisinage de l'extrémité aval de ladite découpe, ces surélévations permettant le passage des récipients lors de leur déplacement le long des rampes. 10. Piège selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que lesdits moyens de retenue comprennent des anneaux (16) dans lesquels les récipients peuvent librement coulisser verticalement. 11. Piège selon l'une quelconque des revendications 3 à , caractérisé en ce que chaque récipient contient un liquide de retenue des particules destinées à être recueillies dans lesdits récipients et n'affectant pas la structure physique. 12. Piège selon l'une quelconque des revendications 3 à 11, caractérisé en ce que lesdits récipients sont transparents à la lumière.