Brevet FR2879746A1 — publié le 20060623

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour l'analyse du fumage de cigarettes. D'une manière générale, on sait que dans le but de comparer des cigarettes entre elles, on a réalisé des machines à fumer qui opèrent dans des conditions normalisées de fumage (bouffées présentant des profils en forme de cloche de volume 35 ml et de 2 s de durée avec une période de 60 s entre les bouffées). Avec l'avènement de cigarettes à faible taux de goudrons et de nicotine, les fabricants de cigarettes se sont intéressés au comportement du fumeur en 20 fonction du produit qu'il fume. En conséquence, on a réalisé des appareillages permettant de mémoriser la façon dont le fumeur fume sa cigarette. A cet effet, on a réalisé des fume-cigarettes équipés de moyens de mesure de débit, de tirage ainsi que des capteurs détectant le contact du fume-cigarette avec les lèvres du fumeur. Jusqu'ici, les fume-cigarettes étaient connectés à demeure à un module électronique de traitement d'une installation fixe de laboratoire conçue de manière à déterminer et à traiter un certain nombre de paramètres tels que, notamment: - le volume des bouffées, la durée des bouffées, l'intervalle entre les bouffées, le débit moyen des bouffées, le nombre de bouffées / cigarette, le volume total aspiré, le volume moyen / bouffée, la durée totale des bouffées, la durée moyenne / bouffée, l'intervalle total, l'intervalle moyen. L'inconvénient des solutions de ce type consiste en ce que le fumeur qui se prête à des tests à l'aide d'une telle installation, ne se trouve pas dans son environnement naturel et ne vaque pas à ses occupations habituelles. En conséquence, lors de ces tests, son comportement sera différent de son comportement naturel. Cet inconvénient se retrouve dans le cas où les paramètres déterminés par le module de traitement servent à établir un profil de fumage établi par exemple à partir des valeurs instantanées de débit et de tirage, en vue de reproduire le fumage par une machine à fumer pilotée par le module électronique (par exemple une machine à fumer monocanal pilotée par un moteur pas à pas). Cette machine se substitue alors au fumeur pour reproduire mécaniquement le fumage d'une ou plusieurs cigarettes, selon le profil de fumage précédemment enregistré et pour analyser les rendements dans ces conditions. En outre, dans un cas comme dans l'autre, cette solution présente l'inconvénient d'obliger les fumeurs à se déplacer pour venir fumer dans un laboratoire. De plus, en raison du coût relativement élevé de ces appareils, les laboratoires n'en sont, en général, équipés que d'un seul. 2879746 - 3,- L'invention a donc plus particulièrement pour but de supprimer ces inconvénients. Elle propose, à cet effet, un procédé comprenant les étapes suivantes: l'équipement d'un fumeur, d'un ensemble portatif comportant un fume-cigarette équipé de moyens de détection de paramètres relatifs au fumage et un module de traitement raccordé auxdits moyens de détection, ce module de traitement comprenant des moyens de mémorisation avec horodatage des paramètres détectés ainsi que des moyens de transfert des données relatives à ces paramètres, un test de fumage au cours duquel le fumeur équipé dudit ensemble fume une ou plusieurs cigarettes à l'aide du fume-cigarette au cours d'une période d'activité normale, selon ses propres habitudes, la détection en temps réel par]lesdits moyens de détection et la mémorisation par lesdits moyens de mémorisation, au cours de ladite période, de données relatives auxdits paramètres horodatés de manière à obtenir un profil de fumage spécifique au fumeur pendant la dite période, une fois le susdit test effectué, le transfert des susdites données dans un centre de traitement comprenant une rnachine à fumer, le pilotage de la machine à fumer à l'aide des données transférées dans ledit centre de manière à obtenir la reproduction mécanique (duplication) du fumage selon ledit profil de fumage. Bien entendu, l'invention concerne également le dispositif permettant la mise 25 en oeuvre du procédé précédemment décrit, ce dispositif comprenant: d'une part, un fume-cigarette équipé de moyens de détection et un module de traitement qui lui est raccordé, cette unité comportant des moyens de mémorisation et de transfert des données relatives aux paramètres détectés par les moyens de détection, et 2879746 4 d'autre part, un centre de traitement apte à recevoir les données émanant desdits moyens de transfert et de mémorisation de traitement comprenant une machine à fumer commandée par un module électronique de pilotage en fonction desdites données. Un mode d'exécution de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif selon 10 l'invention; La figure 2 est un schéma de principe du circuit électronique de l'ensemble mobile du dispositif représenté sur la figure 1; Dans ces exemples, l'invention a plus particulièrement pour but de profiter des technologies actuelles pour diminuer le coût de l'ensemble du dispositif tout en améliorant ses performances, de manière à pouvoir doter chaque participant au test de fumage d'un ensemble mobile (1), portable et autonome grâce auquel il peut réaliser ses fumages chez lui ou même au cours de ses activités. Les données stockées par cet ensemble mobile sont ensuite transférées à un centre de traitement (2) (laboratoire initiateur) qui en effectue le traitement et qui procède à des duplications du fumage grâce à une machine de fumage (3) qui reproduit mécaniquement le fumage d'une ou plusieurs cigarettes conformément à un profil de fumage déterminé à partir des données précédemment transférées. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, cette machine (3), qui présente la fonction d'un duplicateur de fumage de cigarette, comprend deux canaux (4, 5) équipés chacun de moyens de reproduire un fumage à partir d'un nombre déterminé de paramètres tels que: 2879746 5 Nombre de Bouffées / Cigarette Volume chaque Bouffée Volume Total Cigarette Volume Moyen / Bouffée Volume Moyen / Bouffée (lére et dernière bouffée supprimées) Volume Moyen / Bouffée (lère bouffée supprimée) Durée chaque Bouffée Durée Totale des Bouffées Durée Moyenne / Bouffée Durée Moyenne / Bouffée (1 et dernière bouffée supprimées) Durée Moyenne / Bouffée (lère bouffée supprimée) Débit Moyen chaque Bouffée Débit Moyen / Bouffée Débit Moyen / Bouffée (lère et dernière bouffée supprimées) Débit Moyen / Bouffée (lére bouffée supprimée) Pic de Débit chaque Bouffée Pic de Débit Moyen / Bouffée Pic de Débit Moyen / Bouffée (1ère et dernière bouffée supprimées) Pic de débit moyen / bouffée (lère bouffée supprimée) Intervalle entre bouffées Intervalle total entre bouffées Intervalle moyen entre bouffées Intervalle moyen entre bouffées (1 ère et dernière bouffée supprimées) Intervalle moyen entre bouffées (1 ère bouffée supprimée) Durée total de fumage / cigarette Travail par bouffée Travail total Travail moyen par bouffée Tirage moyen / bouffée Tirage moyen total Tirage moyen total / bouffée 2879746 6 Pic de tirage / bouffée Pic de tirage moyen Résistance moyenne / bouffée Résistance totale moyenne / bouffée 5 Pic résistance / bouffée Pic résistance moyen Date et heure de début fumage / cigarette Pression atmosphérique Cette machine 3 est pilotée par un processeur, ici de type microordinateur 6 équipé notamment d'un port USB ("Universal serial bus") ainsi que d'un lecteur 7 d'une carte mémoire. Ce processeur peut, par ailleurs, être connecté à un réseau de télécommunication tel que, par exemple, le réseau téléphonique, le réseau GSM, le réseau Internet, par l'intermédiaire d'un MODEM (modulateur/démodulateur) approprié. Comme précédemment mentionné, l'ensemble mobile 1 servant à effectuer les tests comporte un fume-cigarette 8 comprenant un diaphragme 9 avec deux prises de pression 10, 11, disposées de part et d'autre du diaphragme de manière à permettre d'effectuer une mesure de débit. La prise amont 10 sert en outre à mesurer le tirage (l'utilisation de capteurs de pression à très faible volume mort permet en effet de supprimer une troisième prise de pression réservée au tirage, sans risque de créer de perturbation mutuelle entre débit et tirage). Les prises de pression 10, 11 (et, éventuellement, la troisième prise de pression, si elle existe) sont reliées à des capteurs respectifs 13, 14 prévus dans un module de traitement 15 associé au fume-cigarette par l'intermédiaire de tuyaux souples respectifs 12. 2879746 7 Ce module de traitement 15 comprend en outre un capteur de pression supplémentaire 16 destiné à la pression atmosphérique. Les informations délivrées par ces capteurs 13, 14, 16 sont transmises à des convertisseurs analogiques/numériques, respectifs 13', 14', 16', qui délivrent les données numériques relatives aux pressions détectées à une unité centrale de traitement CPU 17 à microprocesseur qui effectue une linéarisation des données de pression, un calcul de débit et une correction des données de débit par les données relatives à la pression atmosphérique et au tirage. Le calcul du débit résulte de la pression différentielle mesurée par le capteur 14. Ce signal d'écart est quadratique. Un extracteur de racine le linéarise pour être enregistré. Cette unité centrale 17 est, par ailleurs, programmée de manière à détecter et à valider les bouffées produites par le fumeur par comparaison des valeurs de tirage, de débit, de volume, de durée des bouffées ainsi que des intervalles entre les bouffées avec des valeurs de seuil correspondantes par exemple grâce à la relation suivante: Une bouffée est détectée et validée si: le tirage est supérieur à un seuil SI le débit est supérieur à un seuil S2 le volume de la bouffée est supérieur à un seuil S3 la durée de la bouffée est supérieure à un seuil S4 l'intervalle avec la bouffée précédente est supérieur à un seuil S5 L'identification des bouffées peut être assurée par un contact résistif incorporé au fume-cigarette et associé à un comparateur de seuil de débit. Le volume de bouffée peut être déterminé par un compteur associé à un comparateur de seuil et un convertisseur tension/fréquence. La durée de bouffée et l'intervalle entre bouffées sont obtenus grâce à une base de temps. 2879746 8 Avantageusement, l'unité centrale 17 sera programmée de manière à déterminer et à mémoriser les paramètres suivants: Nombre de bouffées / cigarette Volume chaque bouffée Volume total cigarette Volume moyen / bouffée Volume moyen / bouffée (lère et dernière bouffée supprimées) Volume moyen / bouffée (lère bouffée supprimée) Durée chaque bouffée Durée totale des bouffées Durée moyenne / bouffée Durée moyenne / bouffée (18re et dernière bouffée supprimées) Durée moyenne / bouffée (1 ère bouffée supprimée) Débit moyen chaque bouffée Débit moyen / bouffée Débit moyen / bouffée (lére et dernière bouffée supprimées) Débit moyen / bouffée (1're bouffée supprimée) Pic de débit chaque bouffée Pic de débit moyen / bouffée Pic de débit moyen / bouffée (lère' et dernière bouffée supprimées) Pic de Débit Moyen / Bouffée (lf're bouffée supprimée) Intervalle entre Bouffées Intervalle Total entre Bouffées Intervalle Moyen entre Bouffées Intervalle Moyen entre Bouffées (1ère et dernière bouffée supprimées) Intervalle Moyen entre Bouffées (1ère bouffée supprimée) Durée Totale de Fumage / Cig Travail par Bouffée Travail Total Travail Moyen par Bouffée 2879746 9 Tirage Moyen / Bouffée Tirage Moyen Total Tirage Moyen Total / Bouffée Pic de Tirage / Bouffée Pic de Tirage Moyen Résistance Moyenne / Bouffée Résistance Totale Moyenne / Bouffée Pic Résistance / Bouffée Pic Résistance Moyen Date et Heure de Début Fumage / cig Pression Atmosphérique L'unité centrale 17 du module de traitement 15 pourra être autonome et comprendre des moyens permettant d'effectuer un pilotage de la machine de fumage 3. Dans ce cas, elle est équipée d'un port d'entrée/sortie lui permettant de se connecter grâce à une liaison 18 directement sur un port de commande correspondant prévu sur la machine 3. Toutefois, l'invention ne se limite pas à cette solution. Ainsi, la machine de fumage pourra être pilotée par le microordinateur 6. Dans ce cas, l'unité centrale 17 du module de traitement 15 pourra être connectée au microordinateur 6 par une liaison série ou parallèle, par exemple une liaison USB 19. Cette liaison permettra notamment le transfert des données stockées dans la mémoire, dans les mémoires du microordinateur 6. L'unité centrale 17 pourra en outre comprendre, ou en remplacement de la susdite liaison 19, une mémoire amovible 20 pouvant s'extraire du module 15 pour être introduite dans un lecteur 7 équipant le microordinateur 6. Dans le cas où le module de traitement 15 est autonome, il pourra comprendre un organe d'affichage 21 permettant d'afficher notamment les paramètres 2879746 -10- enregistrés en mémoire et une courbe représentant le profil de fumage, ainsi que les menus correspondant aux différents modes de fonctionnement du module 15. Un clavier 22 pourra être en outre prévu pour assurer un dialogue homme/machine en association avec l'organe d'affichage. Le clavier 22 pourra notamment servir à la saisie d'une série d'informations permettant d'identifier les fumages en plus de l'horodatage. Bien entendu, dans les exemples précédemment décrits, le module de traitement 15 pourra être alimenté par une batterie alimentée par un chargeur 10 interne ou par le connecteur USB dans le cas où il est utilisé. -11-Revendications 1. Procédé pour l'analyse du fumage de cigarettes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: l'équipement d'un fumeur, d'un ensemble portatif (1) comportant un fume-cigarette (8) équipé de moyens de détection (9, 10, 11) de paramètres relatifs au fumage et un module de traitement (15) raccordé auxdits moyens de détection (9, 10, 11), ce module de traitement comprenant des moyens de mémorisation avec horodatage des paramètres détectés ainsi que des moyens de transfert des données relatives à ces paramètres, un test de fumage au cours duquel le fumeur équipé dudit ensemble (1) fume une ou plusieurs cigarettes à l'aide du fume-cigarette (8) au cours d'une période d'activité normale, selon ses propres habitudes, la détection en temps réel par lesdits moyens de détection (9, 10, 11) et la mémorisation par lesdits moyens de mémorisation, au cours de ladite période, de données relatives auxdits paramètres horodatés de manière à obtenir un profil de fumage spécifique au fumeur pendant la dite période, une fois le susdit test effectué, le transfert des susdites données dans un centre de traitement (2) comprenant une machine à fumer (3), - le pilotage de la machine à fumer à l'aide des données transférées dans ledit centre de manière à obtenir la reproduction mécanique (duplication) du fumage selon ledit profil de fumage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pilotage de la machine à fumer s'effectue directement à partir du module de traitement, le transfert des données s'effectuant grâce à des moyens de transfert directs entre ledit module et ladite machine de fumage. - 12 - 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pilotage de la machine à fumer s'effectue par l'intermédiaire d'un processeur associé à la machine à fumer, les données élaborées par le module de 5 traitement étant transférées du module de traitement au processeur. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le transfert des données s'effectue grâce à une mémoire amovible ou par une liaison USB ou RS232. 5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le transfert des données s'effectue par l'intermédiaire d'un réseau de télécommunication tel que le réseau téléphonique, le réseau GSM, le réseau Internet. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les susdits paramètres sont déterminés à partir de mesures de pression à l'intérieur du fume-cigarette et de la pression atmosphérique. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les données relatives aux mesures de pression font l'objet d'une linéarisation, d'un calcul de débit et d'une correction des données de débit par les données relatives à la pression atmosphérique et au tirage. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend la détermination de paramètres relatifs à la mesure de la différence de pression, de part et d'autre d'un diaphragme prévu dans le fume-cigarette; cette différence de pression permettant de déterminer le débit. 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend la détection et la validation des bouffées, une bouffée étant détectée et validée si: le tirage est supérieur à un seuil SI le débit est supérieur à un seuil S2 - 13 - le volume de la bouffée est supérieur à un seuil S3 la durée de la bouffée est supérieure à un seuil S4 l'intervalle avec la bouffée précédente est supérieur à un seuil S5 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le volume de bouffée est déterminé par un compteur associé à un comparateur de seuil et un convertisseur tension/fréquence. 11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend la mémorisation par une unité centrale du module de traitement d'au moins un des paramètres suivants: Nombre de bouffées / cigarette Volume chaque bouffée Volume total cigarette Volume moyen / bouffée Volume moyen / bouffée (lére et dernière bouffée supprimées) Volume moyen / bouffée (1 é'.e bouffée supprimée) Durée chaque bouffée Durée totale des bouffées Durée moyenne / bouffée Durée moyenne / bouffée (lère et dernière bouffée supprimées) Durée moyenne / bouffée (lève bouffée supprimée) Débit moyen chaque bouffée Débit moyen / bouffée Débit moyen / bouffée (lée et dernière bouffée supprimées) Débit moyen / bouffée (lére bouffée supprimée) Pic de débit chaque bouffée Pic de débit moyen / bouffée Pic de débit moyen / bouffée (lé1e et dernière bouffée supprimées) Pic de Débit Moyen / Bouffée (1 éte bouffée supprimée) Intervalle entre Bouffées Intervalle Total entre Bouffées Intervalle Moyen entre Bouffées 14 - Intervalle Moyen entre Bouffées (1ée et dernière bouffée supprimées) Intervalle Moyen entre Bouffées (1ère bouffée supprimée) Durée Totale de Fumage / Cig Travail par Bouffée Travail Total Travail Moyen par Bouffée Tirage Moyen / Bouffée Tirage Moyen Total Tirage Moyen Total / Bouffée Pic de Tirage / Bouffée Pic de Tirage Moyen Résistance Moyenne / Bouffée Résistance Totale Moyenne / Bouffée Pic Résistance / Bouffée Pic Résistance Moyen Date et Heure de Début Fumage / cig Pression Atmosphérique 12. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des 20 revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend: d'une part, un fume-cigarette équipé de moyens de détection et un module de traitement qui lui est raccordé, cette unité comportant des moyens de mémorisation et de transfert des données relatives aux paramètres détectés par les moyens de détection, et d'autre part, un centre de traitement apte à recevoir les données émanant desdits moyens de transfert de mémorisation de traitement comprenant une machine à fumer commandée par un module électronique de traitement en fonction desdites données. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le fume-cigarette (8;) comprend un diaphragme (9) muni de deux prises de pression (10, 11) disposés de part et d'autre du diaphragme (9) de manière à pouvoir effectuer une mesure de débit, ces prises de pression étant reliées à 10 15 - 15 - des capteurs respectifs (13, 14) prévus dans le module de traitement (15) associé au fume-cigarette par l'intermédiaire de tuyaux souples respectifs, ces capteurs étant reliés à une unité centrale de traitement CPU (17) par l'intermédiaire de convertisseurs analogiques/numériques. 14. Dispositif selon l'une des revendications 12 et 13, caractérisé en ce que le module de traitement comprend une unité centrale (17) comprenant une mémoire amovible (20) permettant d'assurer le transfert des susdites données, et/ou des moyens permettant d'assurer une liaison série ou parallèle. 15. Dispositif selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que le module de traitement (15) comprend un organe d'affichage (21) ainsi que des moyens permettant d'assurer un dialogue homme/machine en 15 association avec l'organe d'affichage (21).