Brevet FR2857753A1 — publié le 20050121

La présente invention a trait à un appareil analyseur du genre utilisant de l'eau purifiée pour son fonctionnement, en particulier pour des analyses médicales. Un tel appareil analyseur sert, par exemple, à effectuer une analyse du sang, pour indiquer si une substance donnée est présente dans le sang et, dans l'affirmative, la concentration correspondante. Les appareils analyseurs classiques ont notamment besoin d'eau pure pour: - le nettoyage des cuvettes; - le rinçage des éprouvettes; - le bain incubateur à température contrôlée; - le dispositif embarqué de reconstitution d'un réactif; - la dilution automatique des échantillons. L'exactitude d'une analyse peut être décisive dans l'adoption d'un traitement ou d'un dosage de médicaments. Le système d'alimentation en eau doit donc assurer une alimentation 25 des points d'utilisation en eau de qualité telle qu'elle n'influence pas les résultats des analyses. L'organisme américaine NCCLS (National Committee for Clinical Laboratory Standards) définit, à cet égard, dans le document "Preparation and testing of reagent water in the clinical laboratory', la qualité de l'eau qui doit être 30 utilisée dans le domaine des analyses médicales, I'influence des agents contaminants sur les résultats des analyses, le mode d'exécution préféré pour maintenir une certaine qualité de l'eau, la façon de tester l'eau et les mesures à 2 2857753 prendre lorsque l'on suspecte que l'eau a eu une influence sur les résultats d'une analyse. Le NCCLS décrit également dans ce document trois types d'eau: - Type III: pour le rinçage de la verrerie et les applications basiques; - Type Il: usage commun sur les analyseurs; -Type I: pour des tests critiques ou pour des tests pour lesquels l'influence d'une eau contaminée sur les résultats n'a pas été déterminée avec certitude. Or, comme on connaît justement peu l'influence des agents contaminants sur les résultats des analyses, le NCCLS recommande d'utiliser de 10 I'eau de type I dans les appareils analyseurs pour prévenir et éliminer tous les problèmes potentiels. Les systèmes autonomes existants de traitement d'eau qui sont raccordés aux appareils analyseurs pour les alimenter en eau de pureté donnée garantissent généralement la qualité de l'eau à l'entrée des appareils analyseurs. 15 Quand de l'eau du type I est stockée (à l'extérieur ou à l'intérieur de l'appareil analyseur), sa résistivité va décroître, des agents contaminants métalliques et/ou organiques passeront du réservoir à l'eau stockée dans celui-ci et une contamination microbiologique va avoir lieu. Le réservoir étant en général à l'intérieur de l'appareil analyseur dans un environnement chaud (30 -37 C), cela 20 favorise en outre le développement des bactéries. Ainsi, I'eau arrivant aux points d'utilisation dans l'appareil analyseur ne correspond plus aux exigences du type I précédemment cité, même si, comme la suggère le NCCLS, on maintient une agitation dans le réservoir de stockage d'eau, ce dernier formant dans tous les appareils analyseurs connus à ce jour un récipient 25 dans lequel l'eau purifiée en provenance du système de traitement d'eau est déversée, en vue d'être prélevée ultérieurement par l'appareil analyseur. Cela a pour conséquences: - de mauvais résultats dans les analyses et ce qui s'en suit pour les patients; - la nécessité de mettre en oeuvre des procédures de nettoyage fréquentes; - des coûts élevés de maintenance et d'entretien. Un autre problème des applications existantes est le fait que le système de traitement de l'eau et l'appareil analyseur ne se transmettent pas d'information et que les appareils analyseurs connus ne sont pas prévus pour contrôler la qualité de l'eau ou la maintenir à une qualité donnée. La présente invention vise à pallier ces inconvénients. La présente invention a, à cet effet, pour objet un appareil analyseur, du genre utilisant de l'eau purifiée pour son fonctionnement et comportant des moyens d'analyse propres à effectuer des analyses prédéterminées et définissant au moins un point d'utilisation de l'eau purifiée, caractérisé en ce qu'il 10 comporte en outre des moyens de purification d'eau propres à produire une eau purifiée présentant une pureté prédéterminée pour lesdits moyens d'analyse et en ce que l'eau purifiée est prélevée par les moyens d'analyse immédiatement après avoir été purifiée. Grâce à ces dispositions, il est possible de maintenir et de contrôler la 15 qualité de l'eau à une pureté prédéterminée jusqu'au point d'utilisation où ont lieu les analyses, réactions chimiques, lavages... En outre, la présente invention permet d'alléger les procédures de décontamination du système analyseur et de garantir une meilleure reproductibilité des tests ou analyses. Il convient de relever à cet égard que l'eau est considérée, dans le cadre de la présente invention, comme un réactif à part entière. Suivant des dispositions préférées, éventuellement combinées: - I'eau purifiée est prélevée par les moyens d'analyse, (i) directement en sortie des moyens de purification, (ii) sur une boucle de recirculation servant à 25 remettre en circulation l'eau purifiée sortant des moyens de purification dans au moins une partie de ces derniers, ou (iii) dans un réservoir localisé sur la boucle de recirculation définie en (ii) et dans lequel circule l'eau purifiée en provenance des moyens de purification, les moyens de purification sont adaptés à récupérer de l'eau usée en 30 provenance d'un ou plusieurs points d'utilisation pour faire fonctionner l'appareil analyseur en circuit fermé, -l'appareil comporte une entrée d'eau à purifier en provenance du réseau d'eau potable, lesdits moyens de purification étant raccordés à cette entrée d'eau à purifier, - les moyens de purification sont choisis dans le groupe comprenant 5 des moyens de prétraitement, notamment au moyen d'un filtre à charbon actif, des moyens de purification par osmose inverse, des moyens d'électrodésionisation, des moyens de traitement d'oxydation aux rayons UV, des moyens de polissage, des moyens de dégazage, des moyens de filtration finale et des associations de ceux-ci, - les moyens de purification comportent successivement lesdits moyens de traitement d'oxydation aux rayons UV, lesdits moyens de polissage, lesdits moyens de dégazage et lesdits moyens de filtration finale en tant que sous-ensemble de traitement final de l'eau à purifier avant sortie des moyens de purification et en ce que la boucle de recirculation se raccorde à l'entrée des 15 moyens de traitement d'oxydation aux rayons UV, - les moyens d'analyse et les moyens de purification comportent respectivement une unité de commande électronique reliée fonctionnellement l'une à l'autre, chaque unité de commande électronique étant adaptée à contrôler et commander les moyens qui lui sont associés, -les unités de commande électronique des moyens d'analyse et des moyens de purification sont reliées fonctionnellement l'une à l'autre de telle manière à permettre une rétroaction de l'unité de commande des moyens d'analyse sur l'unité de commande des moyens de purification d'eau, - les moyens d'analyse et les moyens de purification comportent une 25 unité de commande commune adaptée à contrôler et à commander à la fois les moyens d'analyse et les moyens de purification, les moyens de purification d'eau forment un sous-ensemble unitaire monté dans l'appareil analyseur ou raccordé à celui-ci, et - les moyens d'analyse sont des moyens d'analyse adaptés à effectuer 30 des analyses médicales. 2857753 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins schématiques annexés sur lesquels: -la figure 1 est un schéma représentant la structure d'un appareil analyseur suivant l'invention; et - la figure 2 est un schéma fonctionnel d'un système analyseur suivant l'invention. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 1, I'eau à purifier provient du réseau d'eau potable et est amenée dans un appareil analyseur 100, 10 appelé par commodité analyseur ci-après, via une électrovanne d'entrée 1 couplé à une cellule de détection 16 permettant la coupure de l'électrovanne 1 en cas de fuite d'eau dans l'analyseur 100. L'analyseur 100 comporte, conformément à l'invention, un système 23 de traitement de purification d'eau du réseau d'eau potable, qui comporte tout d'abord un module de prétraitement 2 connu en soi, 15 qui permet d'enlever des particules et le chlore libre présents dans l'eau, et peut le cas échéant servir à prévenir la formation de dépôts de calcaire sur la membrane d'osmose inverse qui sera décrite plus en détail infra. Un tel module de prétraitement renferme, par exemple, des grains de charbon actif, des éléments de préfiltration frontale, ... L'eau ainsi prétraitée est amenée à un module d'osmose inverse 6. Ce module est, lui aussi, connu et ne relève pas, en lui-même, de la présente invention. On notera cependant qu'en pratique, l'écoulement de l'eau à purifier est continu et tangentiel par rapport à une membrane du module d'osmose inverse 6, de telle sorte que l'eau à purifier se divise au niveau de la membrane 25 en deux parties de concentrations différentes: une partie qui passe à travers la membrane ou perméat, - une partie qui ne passe pas à travers la membrane, appelée rétentat, et qui contient des ions, molécules ou particules retenus par la membrane, en particulier des ions minéraux. Le module d'osmose est précédé d'un régulateur de pression 3 pour réguler la pression à l'entrée du module d'osmose inverse, ici à 2 bars. L'eau est ensuite acheminée par une pompe 4 au module d'osmose inverse 6 à une pression et un débit prédéterminés, pour garantir un flux constant de perméat entre 5 C et 30 C. Un dispositif 5 d'introduction d'un agent de nettoyage de la membrane d'osmose inverse et des conduits est par ailleurs interposé entre la pompe 4 et le module d'osmose inverse 6. Une partie du rétentat passe par un régulateur de débit 19 et retourne vers le régulateur de pression 3 par un clapet anti-retour 21, alors qu'une autre partie dudit rétentat est envoyée à l'égout via un limiteur de débit 20. En outre, une vanne de rinçage 7du côté amont de la membrane 10 d'osmose inverse permet de maintenir de bonnes performances de purification. En fonctionnement normal, le régulateur de débit 19 conjointement avec le régulateur de pression 3 permet de maintenir une pression constante au niveau du côté amont de la membrane d'osmose inverse. Le limiteur de débit 20 en série avec le régulateur de débit 19 limite le débit à une valeur maximale qui 15 lui est propre, même lorsque le régulateur 19 est entièrement ouvert. On a ainsi en permanence une contre-pression qui assure la pression nécessaire au bon fonctionnement du module d'osmose inverse 6. Lorsqu'on ouvre la vanne 7, il n'y a plus de restriction de débit notable, et l'eau entrant dans le module d'osmose inverse 6 n'a plus de contrepression 20 venant du régulateur 19. Ainsi, la majeure partie de cette eau sort du module 6 avant d'avoir traversé la membrane et évacue les impuretés déposées sur celleci vers l'égout, via la vanne 7. En fermant ladite vanne 7, le régulateur 3 et la pompe 4 rétablissent à nouveau une contre pression sur le côté amont de la membrane du module 25 d'osmose inverse 6 qui fonctionne alors à nouveau normalement. Par ailleurs, à la sortie du module d'osmose inverse 6, une électrovanne trois voies 8 permet: - d'envoyer à l'égout une eau ne répondant pas aux critères de qualité prédéterminés, - d'envoyer l'eau purifiée vers des phases subséquentes de purification. Dans ce dernier cas, I'eau passe successivement par un module de traitement d'oxydation aux rayons UV 9 (longueur d'onde: 185 nm), un module de polissage 10, un module de dégazage 11 et enfin un élément de filtration 7 2857753 finale 12 à ouverture de 0.22 pm. Chacune de ces techniques de filtration étant connue en soi, elles ne seront pas décrites plus en détail ici. L'eau purifiée à la sortie du filtre 12 est envoyée dans un réservoir de stockage 14 équipé d'une lampe à UV de stérilisation (longueur d'onde; 254 nm) pour y garder un taux faible de bactéries Conformément à l'invention, le réservoir de stockage 14 est en communication de fluide avec l'entrée du module 9 de traitement aux UV de manière à faire circuler en boucle (boucle de recirculation 17 intégrant le réservoir 14) I'eau dans la partie finale de purification, grâce notamment à une 10 pompe de recirculation 13 et un clapet anti-retour 22. On dispose ainsi d'un réservoir dans lequel l'eau purifiée est constamment renouvelée et de pureté maximale. La pompe 13 assure également la fonction de pompe à vide nécessaire au fonctionnement du module de dégazage 11. L'alimentation des points d'utilisation du système d'analyse 18 de 15 I'analyseur 100 se fait par l'intermédiaire d'un distributeur 15 relié au réservoir 14, ce qui assure à tout moment du fonctionnement de l'appareil (en régime établi) une qualité élevée de l'eau distribuée aux points d'utilisation, en pratique une pureté de type I. Cette partie analyse 18 comporte des moyens d'analyse généralement 20 utilisés dans les analyseurs connus et ne sera donc pas décrite plus en détail ici. Il en va de même des moyens électroniques de commande du système de purification 23 et du système d'analyse 18 de l'analyseur 100. Un exemple de réalisation de ceux-ci est, par contre, décrit en référence à la figure 2. Comme le montrent les flèches en pointillé de la figure 2, le système 25 223 de traitement de purification d'eau peut se trouver entièrement ou partiellement dans l'analyseur 200. Par ailleurs, selon le mode d'exécution choisi de l'invention, le système 223 de traitement de purification d'eau peut être disposé suivant plusieurs configurations: - système entièrement intégré à l'analyseur; système formant un sous-ensemble monté dans l'analyseur; - Système raccordé à l'analyseur. Suivant la figure 2, la purification se déroule dans quatre unités, désignés de A à D, E étant un réservoir intégré à la boucle de recirculation 217 vers l'unité D. Comme sur la figure 1, la purification de l'eau commence dans un 5 module de prétraitement A. Ensuite, un traitement dans une unité à module d'osmose inverse B et un traitement dans un module d'électro-désionisation (unité C) ont lieu. Ce dernier étant, lui aussi, bien connu en soi, il ne sera pas décrit plus en détail ici. Enfin, dans l'unité D, on effectue une purification finale avec les moyens suivants: - Oxydation aux rayons UV, - Polissage sur résine échangeuse d'ions, - Dégazage, - Filtration finale. C'est donc en sortie de l'unité D que l'eau a la qualité la plus élevée 15 que l'on puisse obtenir dans le système de traitement de l'eau. En pratique, il s'agit d'eau du type I. Il est à noter que ces unités se retrouvent sur la figure 1, à l'exception de l'unité C, car il s'agit d'une unité optionnelle. Il convient également de relever qu'il existe plusieurs positions 20 possibles pour le raccordement des points d'utilisation. Ils peuvent être soit raccordés directement à la sortie de l'unité D (flèches 251), soit par un bras mort directement à la sortie du réservoir tampon E (flèche 252) permettant d'assurer par exemple un débit élevé temporaire. Cette dernière configuration correspond à celle de la figure 1. Le ou les points d'utilisation peuvent être également raccordés directement à des points de puisage sur la boucle de recirculation 217 (flèches 253), sans "bras mort'. Il est important de noter que, dans tous les cas, le chemin entre le ou les points d'utilisation et la sortie de l'unité D est optimisé de façon à garantir la 30 qualité d'eau prédéterminée de l'eau au(x) point(s) d'utilisation. La boucle de recirculation 217 permanente de l'eau vers le module D, à laquelle le réservoir E est intégré dans le cas du mode de réalisation de la figure 2, assure également une qualité constamment élevée de l'eau alimentant le ou les points d'utilisation. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 2, il est par ailleurs prévu une unité électronique 254 de commande des modules A-D du système de 5 traitement d'eau, reliée fonctionnellement à l'unité centrale 255 du système d'analyse 218 de l'analyseur 200. L'utilisateur peut ainsi avoir en permanence à l'écran 256 relié à l'unité centrale 255, des informations sur la qualité de l'eau en sortie de l'unité D et /ou aux divers points d'utilisation, ainsi que d'éventuels signaux d'alarme, de panne ou 10 d'échéance de maintenance. De plus, l'unité centrale 255 de l'analyseur 200 peut agir sur le système de traitement d'eau 223 par l'intermédiaire de l'unité de commande 254 et en modifier divers paramètres pour adapter l'eau en sortie de l'unité D à ses besoins en temps réel. Il est à noter également que les capteurs de mesure de conductivité de l'eau et de température de l'eau reliés fonctionnellement à la partie contrôle de l'unité 254, qui servent à déterminer la pureté de l'eau à des emplacements prédéterminés, telle que la sortie de l'unité D, n'ont pas été représentés sur les figures 1 et 2 dans un souci de simplification. D'autres capteurs optionnels (mesure de la concentration en oxygène dissous, en carbone organique total, ...) peuvent également être mis en oeuvre. Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon imitée aux formes de réalisation décrites supra et que bien des modifications 25 peuvent y être apportées sans sortir du cadre de l'invention On pourra notamment prévoir, dans un autre mode de réalisation, de renvoyer l'eau plus en amont dans le processus de purification (en entrée de l'unité A, B ou C) ou de mettre en ceuvre des moyens supplémentaires de purification, tels que par exemple des moyens d'ultrafiltration. 30 REVENDICATIONS 1. Appareil analyseur (100; 200), du genre utilisant de l'eau purifiée pour son fonctionnement et comportant des moyens d'analyse (18; 218) propres à 5 effectuer des analyses prédéterminées et définissant au moins un point d'utilisation de l'eau purifiée, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de purification d'eau (2, 6, 9-12; A-D) propres à produire une eau purifiée présentant une pureté prédéterminée pour lesdits moyens d'analyse (18; 218) et en ce que l'eau purifiée est prélevée par les moyens d'analyse (18; 218) immédiatement 10 après avoir été purifiée. 2. Appareil analyseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'eau purifiée est prélevée par les moyens d'analyse, (i) directement en sortie des moyens de purification, (ii) sur une boucle de recirculation servant à remettre en circulation l'eau purifiée sortant des moyens de purification dans au moins une 15 partie de ces derniers, ou (iii) dans un réservoir localisé sur la boucle de recirculation définie en (ii) et dans lequel circule l'eau purifiée en provenance des moyens de purification. 3. Appareil analyseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de purification sont adaptés à récupérer de l'eau usée en 20 provenance d'un ou plusieurs points d'utilisation pour faire fonctionner l'appareil analyseur en circuit fermé. 4. Appareil analyseur selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé en ce qu'il comporte une entrée d'eau à purifier en provenance du réseau d'eau potable, lesdits moyens de purification étant raccordés à cette entrée 25 d'eau à purifier. 5. Appareil analyseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de purification sont choisis dans le groupe comprenant des moyens de prétraitement, notamment au moyen d'un filtre à charbon actif, des moyens de purification par osmose inverse, des moyens 30 d'électrodésionisation, des moyens de traitement d'oxydation aux rayons UV, des moyens de polissage, des moyens de dégazage, des moyens de filtration finale et des associations de ceux-ci. 6. Appareil analyseur selon la revendication 5, prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de purification comportent successivement lesdits moyens de traitement d'oxydation aux rayons UV, lesdits moyens de polissage, lesdits moyens de dégazage et lesdits moyens de filtration finale en tant que sous-ensemble de traitement final de l'eau à purifier avant sortie des moyens de purification et en ce que la boucle de recirculation se raccorde à l'entrée des moyens de traitement d'oxydation aux rayons UV. 7. Appareil analyseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens d'analyse et les moyens de purification comportent respectivement une unité de commande électronique reliée fonctionnellement l'une à l'autre, chaque unité de commande électronique étant 10 adaptée à contrôler et commander les moyens qui lui sont associés. 8. Appareil analyseur selon la revendication 7, caractérisé en ce que les unités de commande électronique des moyens d'analyse et des moyens de purification sont reliées fonctionnellement l'une à l'autre de telle manière à permettre une rétroaction de l'unité de commande des moyens d'analyse sur l'unité 15 de commande des moyens de purification d'eau. 9. Appareil analyseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens d'analyse et les moyens de purification comportent une unité de commande commune adaptée à contrôler et à commander à la fois les moyens d'analyse et les moyens de purification. 10. Appareil analyseur selon l'une quelconque des revendications I à 9, caractérisé en ce que les moyens de purification d'eau forment un sousensemble unitaire monté dans l'appareil analyseur ou raccordé à celui-ci. 11. Appareil analyse selon l'une quelconque des revendications I à 10, caractérisé en ce que les moyens d'analyse sont des moyens d'analyse adaptés à 25 effectuer des analyses médicales.