Brevet FR2841989A1 — publié le 20040109

DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine de l'analyse et du traitement de mélanges gazeux, en particulier de l'air, et a pour objet un dispositif pour recueillir à des fins d'analyse et/ou de traitement des microorganismes ou autres substances contenus dans ces mélanges, ainsi qu'un procédé d'analyse et/ou de traitement mettant en oeuvre ce dispositif. La présente invention vise, en premier lieu, à permettre, par l'intermédiaire d'un dispositif simple, robuste et fiable, à recueillir de manière contrôlée, précise et reproductible, les micro-organismes de l'air environnant et de les soumettre sans contamination à des opérations d'analyse et/ou de traitement. L'invention devra notamment permettre de mettre en oeuvre un procédé de destruction des virus et des différentes bactéries ou parasites qui se trouvent dans l'atmosphère environnante, afin de sauvegarder la santé des personnes, que ce soit dans un hôpital, dans un lieu privé ou dans l'atmosphère. D'une façon générale, on déterminera au préalable s'il y a des virus ou analogues dans l'échantillon recueilli et quelle est leur nature catégorielle. A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif pour 20 recueillir, à des fins d'analyse, de traitement et/ou de destruction, les microorganismes, tels que les virus, les bactéries et/ou les parasites microscopiques, contenus dans l'atmosphère ou l'air ambiant, caractérisé en ce qu'il est principalement constitué, d'une part, par un réceptacle creux formant embase ou socle, fermé de manière étanche, pourvu d'au moins 25 deux ouvertures fonctionnelles et soumis à une dépression importante, d'autre part, par une plaque de condensation portant une couche ou plaquette adsorbante et pouvant être déplacée de manière à positionner ladite couche ou plaquette alternativement en regard des différentes ouvertures et, enfin, par une portion de conduit s'étendant à partir du 30 réceptacle, pourvue d'au moins une prise d'air obturable et en communication fluidique avec l'intérieur du réceptacle au niveau de l'une desdites au moins deux ouvertures fonctionnelles. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ciaprès, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre -2 d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels: la figure 1 est une représentation schématique fonctionnelle d'un dispositif selon l'invention; les figures 2A et 2B sont des vues en élévation latérale selon deux directions perpendiculaires d'un ensemble réceptacle/portion de conduit faisant partie du dispositif représenté sur la figure 1, et, la figure 3 est une vue de dessus de la plaque adsorbante contenue dans le réceptacle représenté sur la figure 2. Comme le montrent les figures des dessins annexées, le dispositif selon l'invention est principalement constitué, d'une part, par un réceptacle 1 creux formant embase ou socle, fermé de manière étanche, pourvu d'au moins deux ouvertures fonctionnelles 2, 2', 2" et soumis à une dépression importante, d'autre part, par une plaque de condensation 3 15 portant une couche ou plaquette adsorbante 3' et pouvant être déplacée de manière à positionner ladite couche ou plaquette 3' alternativement en regard des différentes ouvertures 2, 2', 2" et, enfin, par une portion de conduit 4 s'étendant à partir du réceptacle 1, pourvue d'au moins une prise d'air 4' obturable et en communication fluidique avec l'intérieur du 20 réceptacle 1 au niveau de l'une desdites au moins deux ouvertures fonctionnelles 2, 2', 2". Selon une première variante de réalisation de l'invention, ladite au moins une autre ouverture fonctionnelle 2' forme une fenêtre d'observation pour un appareil 5 d'observation et/ou d'analyse, 25 préférentiellement non destructive, tel que par exemple un microscope optique ou un spectromètre de masse. Selon une deuxième variante de réalisation de l'invention, ladite au moins une autre ouverture fonctionnelle 2" forme un passage d'accès pour un faisceau ou un rayonnement létal pour les virus, bactéries et/ou 30 parasites adsorbés, délivré par un générateur 6 correspondant, tel que par exemple le faisceau délivré par une source ou un générateur d'électrons. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, représenté sur les figures 1 et 2 des dessins annexés, le réceptacle 1 présente une structure de forme sensiblement parallélépipédique et comporte, sur sa face 35 supérieure, trois ouvertures fonctionnelles alignées 2, 2' et 2", préférentiellement prolongées extérieurement par des embouts de branchement 2"', une première ouverture 2 étant connectée avec la portion - 3 de conduit tubulaire d'aspiration 4, une deuxième ouverture 2' étant connectée au tube d'un microscope optique 5 et la troisième ouverture 2" étant connectée à la sortie d'une source 6 d'électrons, les deuxième et troisième ouvertures 2' et 2" étant situées de part et d'autre de ladite première ouverture 2. Comme le montrent en particulier les figures 2A et 2B des dessins annexés, la portion de conduit tubulaire d'aspiration 4 s'étend préférentiellement sensiblement verticalement à partir du réceptacle 1 formant embase et comporte quatre prises d'air radiales 4' sous la forme 10 d'embouts radiaux de diamètre calibré et orientés selon quatre directions réparties de manière équiangulaire autour de l'axe longitudinal X de ladite portion de conduit 4, lesdites prises d'air 4' étant situées, préférentiellement deux par deux, à des emplacements longitudinaux différents le long de ladite portion de conduit 4 et cette dernière étant éventuellement montée mobile en rotation autour de son axe longitudinal X. En variante, la portion de conduit 4 peut présenter une structure télescopique, avec un axe d'extension vertical par rapport au réceptacle 1 et une prise d'air 4 orientable autour dudit axe. Conformément à une caractéristique avantageuse de l'invention, 20 la plaque de condensation 3 est supportée et guidée en translation par l'intermédiaire de guides, de glissières ou de rails 7 opposé(e)s fixé(e) s sur les parois latérales du réceptacle 1, à chaque ouverture fonctionnelle 2, 2', 2" correspondant une position indexée de ladite plaque 3, le déplacement contrôlé de cette dernière étant réalisé par un moyen d'entraînement manuel ou motorisé. La plaquette ou le revêtement adsorbant(e) 3' peut éventuellement présenter une adsorbtion sélective pour un ou plusieurs type(s) de substances ou micro-organismes. Préférentiellement, le réceptacle 1 est formé de deux parties 30 assemblées entre elles de manière étanche, une partie inférieure et un couvercle, et est pourvu d'une ou de plusieurs ouverture(s) de branchement latérale(s) 8 reliée(s) chacune à une pompe à vide 9, cette dernière étant éventuellement associée à un moyen de filtrage 9' traitant l'air aspiré dans le réceptacle 1 avant son éjection. Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention représentée sur la figure 1 des dessins annexées, le dispositif peut également comprendre un ordinateur 10 contrôlant le fonctionnement de - 4 l'appareil 5 d'observation et/ou d'analyse, du générateur 6 du faisceau ou du rayonnement létal et/ou du ou des moyens 8 de mise en dépression du réceptacle, analysant les données fournies par ledit appareil 5 d'observation et/ou d'analyse et commandant éventuellement la position en rotation et/ou en extension de la portion de conduit 4. Dans ce qui suit, le dispositif selon l'invention sera décrit en relation avec une de ses applications principales, à savoir l'analyse et le traitement de l'atmosphère dans les hôpitaux, qui contient souvent de nombreux germes, bactéries ou analogues, responsables en particulier de nombreuses maladies nosocomiales. Comme le montrent les figures 1, 2A et 2B des dessins annexés, l'élément constitutif central du dispositif est alors constitué d'une portion de conduit ou tube 4 (par exemple de longueur 1,20 m et de diamètre intérieur 80 mm) surmontant un réceptacle parallélépipédique (de 15 dimensions par exemple: 1,20 m x 0,40 m x 0,30 m), qui forme le socle dudit élément. Le réceptacle 1 est fermé par un couvercle percé de trois trous 2, 2' et 2", de 80 mm de diamètre par exemple. On pourra, le cas échéant, doubler ce nombre. Dans ce réceptacle 1 se trouve une plaque de condensation rectangulaire 3 (de 200 mm de longueur et de 400 mm de largeur par exemple) avec, en son centre, une plaque absorbante circulaire 3' (d'environ 100 mm de diamètre), chargée en particulier de recueillir les virus, germes ou bactéries. La plaque de condensation mobile 3 (d'une épaisseur d'environ 3 mm) se déplace sur des rails ou des guides 7 disposés de chaque côté sur les parois latérales du réceptacle 1 et pourra être terminée par une tirette (longueur: environ 600 mm) de chaque côté, munie d'un embout sortant du réceptacle par un passage étanche à la pression atmosphérique (non représenté). En variante, cette plaque 3 peut également se mouvoir grâce à un petit moteur électrique continu qui s'arrêtera sous chaque ouverture (2, 2', 2") grâce à des fins de course adaptés. Le tube d'acier 4 amenant l'air, qui est isolé à son extrémité non 35 connectée de l'air ambiant par un hublot étanche au vide, fermé par une bride 4", débouchera sur l'un des orifices 2 du couvercle percé du réceptacle 1. - 5 L'ouverture supérieure du tube 4, qui peut également servir de prise d'air 4', permet de faire un pompage uniquement vertical pour déceler ce qui provient de points situés au voisinage de la verticale du centre du réceptacle 1, à une distance relativement faible. Le tube 4 des figures comprend quatre prises d'air 4' latérales, sous la forme de deux ouvertures d'un côté et de deux ouvertures de l'autre, qui peuvent être fermées par des hublots, permettant de différencier les étages o se fait la prise d'air et de désigner la prise d'air la plus efficace pour déterminer la direction d'o provient le maximum d'agent contaminant. On utilisera une prise d'air 4' à la fois, leurs passages ayant avantageusement un diamètre intérieur de 60 à 80 mm et étant distants de 800 mm, selon une réalisation pratique du dispositif. A l'ensemble réceptacle 1/portion de conduit 4, on peut associé un microscope optique 5 muni d'un très bon objectif, qui sera constitué par 15 un simple tube encastré dans le couvercle du réceptacle 1. On peut, le cas échéant, utiliser, en variante et en plus, un spectromètre de masse avec un appareil tel que celui connu sous la désignation U.D.C.C. (Universal Detector of Chemical Compounds - Détecteur Universel de Composés Chimiques) pour déterminer la masse des produits de dissociation des virus 20 ou bactéries (voir notamment les appareils objet des brevets français n0 2 257 084 et n0 2 745 382). Une source d'électrons 6 sera également installée au-dessus du réceptacle 1 et débouchera sur l'un 2" des trois orifices de ce réceptacle 1. Ainsi, on pourra placer la partie de la plaque adsorbante 3' de condensation 25 devant ladite source d'électrons 6 en la tirant, en la poussant par des tirettes ou en la déplaçant grâce à un moteur, de façon à tuer les virus ou bactéries par l'intermédiaire d'un faisceau d'électrons. L'air est pompé grâce à une pompe à vide 9 à grand débit (par exemple d'une capacité de 28 m3 par heure), rattachée au réceptacle 1 par 30 un tuyau court (ayant au moins 100 mm de diamètre), qui permet de faire le vide et d'obtenir à partir de la pression atmosphérique une pression très basse. On peut atteindre de ce fait une très faible pression d'un minimum de 1/50ème de Torr dans le réceptacle 1. Si cela ne suffit pas, on pourra mettre en oeuvre une seconde pompe, voire trois ou quatre pompes, les prises d'air 35 intérieures 8 étant placées sur une face latérale du réceptacle 1 en prenant des précautions quant à la disposition des branchements. - 6 L'air qui provient du réceptacle sera envoyé à l'extérieur s'il est pur. Sinon, il sera filtré par un filtre absolu 9' ou filtre dit HEPA très fin et envoyé à l'extérieur après ce traitement complémentaire grâce au système de pompage. On peut également, grâce à un ordinateur 10, calculer automatiquement le nombre de bactéries ou de virus par m3 d'air aspiré. L'invention a également pour objet un procédé d'analyse et/ou de traitement d'un mélange gazeux, notamment de l'air, dans un volume donné ou dans un milieu ouvert, en mettant en oeuvre un dispositif tel que 10 décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser une aspiration du mélange gazeux environnant pendant une durée déterminée et en libérant la ou l'une des prises d'air 4' et en orientant la portion de conduit 4 selon une disposition donnée, puis à effectuer un traitement destructeur ou une analyse non destructive des substances adsorbées sur la partie active de la 15 plaque de condensation 3 après avoir déplacé cette dernière dans une position adaptée correspondante, à effectuer ensuite une analyse des substances traitées ou un traitement destructeur des substances analysées après un nouveau déplacement correspondant de la plaque de condensation 3, et, enfin, à répéter les opérations précitées en libérant une autre prise d'air 20 4, en modifiant l'orientation de la portion de conduit 4 autour de son axe longitudinal X et/ou en modifiant le degré d'extension de ladite portion de conduit 4. Les domaines d'application de l'invention sont variés que ce soit dans des bâtiments, dans l'air ou dans l'espace. Le dispositif pourra être 25 utilisé par exemple dans l'industrie alimentaire, les conserveries, y compris sur des navires, pour la détermination de l'existence de virus dans certains pays et l'établissement de cartes qui montrent la migration relativement rapide des virus. D'autres applications sont également possibles après 30 modifications. Suivant la pression et la nature de l'air, par exemple dans un sous-marin, les données de construction ne seront pas les mêmes et la hauteur totale du dispositif sera réduite par exemple à 1 mètre. Le tube 4 pourra être placé horizontalement ou verticalement. Dans le cas d'une atmosphère non confinée, on pourra modifier 35 ce dispositif en changeant le tube fixe par un tube télescopique et giratoire à 3600. Il pourra avoir une longueur relativement grande et est alors actionné par un moteur. - 7 L'appareil peut, le cas échéant, analyser les gaz de combat, non seulement par un gaz à la fois, mais directement par un mélange de plusieurs gaz de combat (voir demande de brevet français n0 2 622 699) et déterminer leur masse et leur nature. Cette mesure prend au maximum quelques minutes. De manière générale, ce dispositif pourra être appliqué pour la défense, en cas d'attaque bactériologique, et utilisé contre les virus ou bacilles que contient l'atmosphère. Dans le cadre de l'atmosphère, on modifiera le dispositif pour 10 qu'il puisse être monté sur un avion ou tout autre type d'aéronef, tel que l'hélicoptère, le ballon... En principe, il sera alors installé sous le fuselage de l'avion ou dans la nacelle du ballon. Les résultats fournis par le dispositif pourront être transmis et lus sur un écran. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de 15 réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. - 8 REVENDICATIONS 1. Dispositif pour recueillir, à des fins d'analyse, de traitement et/ou de destruction, les micro-organismes, tels que les virus, les bactéries et/ou les parasites microscopiques ou autres substances, contenus dans l'atmosphère ou l'air ambiant, caractérisé en ce qu'il est principalement constitué, d'une part, par un réceptacle (1) creux formant embase ou socle, fermé de manière étanche, pourvu d'au moins deux ouvertures fonctionnelles (2, 2', 2") et soumis à une dépression importante, d'autre part, par une plaque de condensation (3) portant une couche ou plaquette adsorbante (3') et pouvant être déplacée de manière à positionner ladite 10 couche ou plaquette (3') alternativement en regard des différentes ouvertures (2, 2', 2") et, enfin, par une portion de conduit (4) s'étendant à partir du réceptacle (1), pourvue d'au moins une prise d'air (4') obturable et en communication fluidique avec l'intérieur du réceptacle (1) au niveau de l'une desdites au moins deux ouvertures fonctionnelles (2, 2', 2"). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite au moins une autre ouverture fonctionnelle (2') forme une fenêtre d'observation pour un appareil (5) d'observation et/ou d'analyse, préférentiellement non destructive, tel que par exemple un microscope optique ou un spectromètre de masse. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite au moins une autre ouverture fonctionnelle (2") forme un passage d'accès pour un faisceau ou un rayonnement létal pour les virus, bactéries et/ou parasites adsorbés, délivré par un générateur (6) correspondant, tel que par exemple le faisceau délivré par une source ou un générateur d'électrons. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le réceptacle (1) présente une structure de forme sensiblement parallélépipédique et comporte, sur sa face supérieure, trois ouvertures fonctionnelles alignées (2, 2' et 2"), préférentiellement 30 prolongées extérieurement par des embouts de branchement (2"'), une première ouverture (2) étant connectée avec la portion de conduit tubulaire d'aspiration (4), une deuxième ouverture (2') étant connectée au tube d'un microscope optique (5) et la troisième ouverture (2") étant connectée à la -9 sortie d'une source (6) d'électrons, les deuxième et troisième ouvertures (2' et 2") étant situées de part et d'autre de ladite première ouverture (2). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la portion de conduit tubulaire d'aspiration (4) s'étend sensiblement verticalement à partir du réceptacle (1) formant embase et comporte quatre prises d'air radiales (4') sous la forme d'embouts radiaux de diamètre calibré et orientés selon quatre directions réparties de manière équiangulaire autour de l'axe longitudinal (X) de ladite portion de conduit (4), lesdites prises d'air (4') étant situées, préférentiellement deux par deux, 10 à des emplacements longitudinaux différents le long de ladite portion de conduit (4) et cette dernière étant éventuellement montée mobile en rotation autour de son axe longitudinal (X). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la portion de conduit (4) présente une structure 15 télescopique, avec un axe d'extension vertical par rapport au réceptacle (1) et une prise d'air (4) orientable autour dudit axe. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la plaque de condensation (3) est supportée et guidée en translation par l'intermédiaire de guides, de glissières ou de rails (7) 20 opposé(e)s fixé(e)s sur les parois latérales du réceptacle (1), à chaque ouverture fonctionnelle (2, 2', 2") correspondant une position indexée de ladite plaque (3), le déplacement contrôlé de cette dernière étant réalisé par un moyen d'entraînement manuel ou motorisé. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, 25 caractérisé en ce que le réceptacle (1) est formé de deux parties assemblées entre elles de manière étanche, une partie inférieure et un couvercle, et est pourvu d'une ou de plusieurs ouverture(s) de branchement latérale(s) (8) reliée(s) chacune à une pompe à vide (9), cette dernière étant éventuellement associée à un moyen de filtrage (9') traitant l'air aspiré dans le réceptacle (1) avant son éjection. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend également un ordinateur (10) contrôlant le fonctionnement de l'appareil (5) d'observation et/ou d'analyse, du générateur (6) du faisceau ou du rayonnement létal et/ou du ou des moyens 35 (8) de mise en dépression du réceptacle, analysant les données fournies par ledit appareil (5) d'observation et/ou d'analyse et commandant -10 éventuellement la position en rotation et/ou en extension de la portion de conduit (4). 10. Procédé d'analyse et/ou de traitement d'un mélange gazeux, notamment de l'air, dans un volume donné ou dans un milieu ouvert, en mettant en oeuvre un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser une aspiration du mélange gazeux environnant pendant une durée déterminée et en libérant la ou l'une des prises d'air (4') et en orientant la portion de conduit (4) selon une disposition donnée, puis à effectuer un traitement destructeur ou une 10 analyse non destructive des substances adsorbées sur la partie active de la plaque de condensation (3) après avoir déplacé cette dernière dans une position adaptée correspondante, à effectuer ensuite une analyse des substances traitées ou un traitement destructeur des substances analysées après un nouveau déplacement correspondant de la plaque de condensation 15 (3), et, enfin, à répéter les opérations précitées en libérant une autre prise d'air (4), en modifiant l'orientation de la portion de conduit (4) autour de son axe longitudinal (X) et/ou en modifiant le degré d'extension de ladite portion de conduit (4).