Brevet FR2892198A1 — publié le 20070420

Procédé pour étalonner un dispositif de détection d'une substance odorante émise dans un espace confiné. La présente invention concerne un procédé pour étalonner un dispositif de détection d'une substance gazeuse odorante émise dans un espace confiné. Cette substance gazeuse odorante est généralement émise par une matière solide qui renferme cette substance gazeuse odorante. L'espace confiné peut être par exemple l'intérieur d'un véhicule automobile. On sait qu'un véhicule automobile est constitué d'une multitude de matériau: dont certains sont susceptibles d'émettre une substance gazeuse odorante. Parmi ces matériaux, figurent notamment les garnitures en matière plastique ou en cuir, les peintures et les cires de protection anti-corrosion. Ces matériaux solides émettent des solvants volatils que l'on désigne généralement par composés organiques volatils (COV). Le taux d'émission de ces COV varie en fonction de la nature du matériau, de la température et de son vieillissement. La présence de telles substances gazeuses dans un espace confiné est perçue, par les occupants, sous forme d'odeur plus ou moins désagréable. Etant donné que les utilisateurs des véhicules automobiles sont de plus en plus exigeants et sensibles à l'égard de l'odeur régnant à l'intérieur des véhicules, ceux-ci font l'objet maintenant de tests systématiques organisés par les constructeurs. Ces tests sont exécutés par un jury de personnes mettant en oeuvre leurs facultés olfactives. Bien entendu, ces tests restent subjectifs et ne peuvent être quantifiés. On sait par ailleurs que les gaz peuvent être analysés par chromatographie en phase gazeuse suivie par spectrographie de masse. Cependant, de telles analyses sont laborieuses et coûteuses et ne peuvent être exécutées en continu dans des conditions économiques acceptables pour détecter des odeurs dans l'habitacle d'un véhicule automobile. On connaît, d'autre part, des détecteurs utilisant un semi-conducteur dont une grandeur est susceptible d'évoluer en présence d'une substance gazeuse odorante telle qu'un COV. Cependant, la sensibilité de ces détecteurs varie considérablement en fonction de la nature de la substance gazeuse et nécessite, de ce fait, dans chaque cas, un étalonnage laborieux. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients de l'état de la technique ci-dessus en créant un procédé d'étalonnage simple et efficace d'un dispositif de détection d'une substance gazeuse odorante. Un autre but de l'invention est de créer un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, utilisable notamment pour la détection de COV dans un espace confiné tel que l'intérieur d'un véhicule automobile. Suivant l'invention, le procédé pour étalonner un dispositif de détection apte à détecter une substance gazeuse odorante émise dans un espace confiné par une matière solide renfermant une telle substance gazeuse odorante, ce dispositif comportant un ou plusieurs semi-conduct:eur(s), dont une grandeur électrique est susceptible d'évoluer en fonction de la concentration de ladite substance gazeuse dans ledit espace, ledit ou lesdits semi-conducteur(s) étant placé(s) dans une enceinte communiquant avec une chambre reliée à des moyens de mise sous dépression, cette chambre comportant une ouverture, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - on applique de façon étanche l'ouverture de la chambre sur une plaque porte-échantillons de façon à recouvrir successivement des zones distinctes de cette plaque, comportant chacune un nombre différent de cavités de sections identiques remplies de matière solide renfermant ladite substance gazeuse odorante, - on mesure pour chaque zone la grandeur électrique du semi-conducteur, les moyens de mise sous dépression fonctionnant pendant la mesure, et, - on établit une courbe d'étalonnage représentant l'évolution de la grandeur électrique mesurée du semi-conducteur en fonction du nombre de cavités situées dans chaque zone. Le procédé d'étalonnage ci-dessus est de mise en oeuvre particulièrement simple et efficace. Une fois étalonné, le dispositif peut 35 être utilisé pour effectuer des mesures en continu, par exemple à l'intérieur d'un véhicule automobile, pour étudier les émissions gazeuses en fonction de la nature des matériaux, de la température, du vieillissement, etc. De préférence, la grandeur électrique mesurée par le semi-conducteur est sa résistance électrique. De préférence, les zones d'application sur la plaque porte-échantillons de l'ouverture de la chambre comportent successivement une, deux, trois, ..., n cavités de section et de profondeur identiques. Ainsi, la chambre collecte successivement les gaz émis par une, deux, trois, ..., n cavités, c'est-à-dire des surfaces régulièrement croissantes de la matière à tester, et on mesure à chaque fois la résistivité du semi-conducteur, ce qui permet d'obtenir une courbe d'étalonnage qui croît en fonction de la surface de la matière testée. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs : - la figure 1 est un schéma illustrant le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé d'étalonnage selon l'invention, - la figure 2 est une vue en plan de la plaque porte-échantillons du dispositif selon l'invention, - la figure 3 montre, à titre d'exemple, une courbe d'étalonnage obtenue avec le procédé selon l'invention. Le procédé selon l'invention permet d'étalonner un dispositif de détection, tel, que représenté sur la figure 1, apte à détecter une substance gazeuse odorante émise dans un espace confiné, par une matière solide renfermant une telle substance gazeuse odorante. Comme montré par la figure 1, ce dispositif comporte un semi-conducteur 1 dont une grandeur électrique est susceptible d'évoluer en fonction de la concentration de ladite substance gazeuse dans l'espace environnant. Ce semi-conducteur 1 est placé dans une enceinte 2, communiquant avec une chambre 3, et reliée à des moyens de mise sous dépression 15. Cette chambre 3 comporte un fond ouvert 4. Les moyens de rnise sous dépression (par exemple une pompe à air) permettent de dépolluer le semi-conducteur avant la mesure, et de détecter avec un temps de réactivité court toute évolution de la concentration en substances odorantes. Ils permettent également de créer une dépression dans la chambre 3 par l'intermédiaire de l'enceinte 2. Le procédé selon l'invention comporte les étapes suivantes : - on applique de façon étanche le fond ouvert 4 de la chambre 3 sur une plaque porte-échantillons 5 de façon à recouvrir successivement des zones distinctes 6, 7, 8, 9, 10 de cette plaque, comportant chacune un nombre différent de cavités 11 de sections identiques remplies de matière solide renfermant la substance gazeuse odorante, - on mesure pour chaque zone 6, 7, 8, 9, 10 la grandeur électrique du semi-conducteur 1 afin de déterminer l'évolution de celle- ci, les moyens de mise sous dépression 15 fonctionnant pendant la mesure, - on établit une courbe d'étalonnage 12 (voir figure 3) représentant l'évolution de la grandeur électrique mesurée du semi-conducteur 1 en fonction du nombre de cavités 11 situées dans chaque zone 6, 7, 8, 9, 10. Le fonctionnement des moyens de mise sous dépression 15 pendant la mesure permet de collecter les substances gazeuses et de mesurer rapidement la grandeur électrique de chaque zone. De préférence, on fait fonctionner les moyens de mise sous 20 dépression 15 avant la mise en place de la chambre 3 afin de dépolluer le semi-conducteur. Le semi-conducteur 1 est, par exemple, de l'In2O3. La grandeur électrique mesurée par le semi-conducteur 1 est par exemple sa résistance électrique. Cette résistance électrique est 25 mesurée par un circuit électrique approprié 13. Dans l'exemple montré sur la figure 2, les zones 6, 7, 8, 9, 10 d'application sur la plaque porte-échantillons 5 de l'ouverture 4 du fond de la chambre 3 comportent successivement une, deux, trois, ..., cinq cavités 11 de section et de profondeur identiques. Des zones 30 supplémentaires comportant successivement six, sept, huit, n cavités peuvent être rajoutées sur la plaque échantillon. Ainsi, dans la zone 10, la chambre 3 collecte, du fait de la dépression régnant dans celle-ci, une quantité de substance gazeuse cinq fois supérieure à celle qu'elle a collectée dans la première zone 6, 35 puisque la surface totale des cavités 11 remplies de matière à tester est cinq fois supérieure. La courbe d'étalonnage 12 comporte, en ordonnée, un indice I en cm2 correspondant à la surface des cavités 11 et, en abscisse, la tension V mesurée par le circuit 13 aux bornes du semi-conducteur 1. La courbe d'étalonnage 12 est une droite, ce qui veut dire que la tension V est proportionnelle à la surface des cavités 11, c'est-à-dire à la quantité de substance gazeuse collectée dans chaque zone 6, 7, 8, 9, 10. Comme montré sur la figure 1, la chambre 3 est reliée à l'enceinte 2 du semiconducteur 1 par une tubulure flexible 14, ce qui permet de déplacer facilement la chambre 3 sur les différentes zones de la plaque 5. Par ailleurs, la tubulure flexible 14 est raccordée à la chambre 3 par un raccord en T 16 qui est relié à l'espace environnant par un filtre 17 à charbon actif destiné à retenir les impuretés situées à l'extérieur de la chambre 3. Le dispositif selon l'invention est utilisable notamment pour détecter les composés organiques volatils (COV) émis par une matière solide dans un espace confiné, tel que l'intérieur d'un véhicule automobile. Lorsque le détecteur a été étalonné selon le procédé décrit ci- dessus, il peut être utilisé pour effectuer des mesures en continu, dans un espace tel que l'habitacle d'un véhicule automobile, de la concentration en COV ou autres substances odorantes. REVENDICATIONS 1. Procédé pour étalonner un dispositif de détection apte à détecter une substance gazeuse odorante émise dans un espace confiné par une matière solide renfermant une telle substance gazeuse odorante, ce dispositif comportant au moins un semi-conducteur (1) dont une grandeur électrique est susceptible d'évoluer en fonction de la concentration de ladite substance gazeuse dans ledit espace, ledit semi-conducteur (1) étant placé dans une enceinte (2) communiquant avec une chambre (3) reliée à des moyens de mise sous dépression (15), cette chambre (3) comportant une ouverture (4), ce procédé comportant les étapes suivantes : - on applique de façon étanche l'ouverture (4) de la chambre (3) sur une plaque porte-échantillons (5) de façon à recouvrir successivement des zones distinctes (6, 7, 8, 9, 10) de cette plaque, comportant chacune un nombre différent de cavités (11) de sections identiques remplies de matière solide renfermant ladite substance gazeuse odorante, - on mesure pour chaque zone (6, 7, 8, 9, 10) la grandeur électrique du semi-conducteur (1), les moyens de mise sous dépression fonctionnant pendant la mesure, et, - on établit une courbe d'étalonnage représentant l'évolution de la grandeur électrique mesurée du semi-conducteur (1) en fonction du nombre de cavités (11) situées dans chaque zone (6, 7, 8, 9, 10). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grandeur électrique mesurée par le semi-conducteur (1) est sa résistance électrique. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les zones (6, 7, 8, 9, 10) d'application sur la plaque porte-échantillons (5) de l'ouverture (4) de la chambre (3) comportent successivement une, deux, trois, n cavités (11) de section et de profondeur identiques. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de mise sous dépression (15) fonctionnent avant le début des mesures. 5. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite chambre (3) est reliée à l'enceinte (2) du semi-conducteur (1) par une tubulure flexible (14). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la tubulure flexible (14) est raccordée à la chambre (3) par un raccord en T(16) qui est relié à l'espace environnant par un filtre (17) à charbon actif. 7. Utilisation du dispositif selon l'une des revendications 5 ou 6, à la détection de composés organiques volatils (COV) émis par une matière solide dans un espace confiné. 8. Utilisation selon la revendication 7, dans laquelle le dispositif de détection utilisé comporte, en tant que semi-conducteur (1) de l'In2O3. 9. Utilisation selon l'une des revendications 7 ou 8, dans laquelle l'espace confiné est l'intérieur d'un véhicule automobile.