Brevet FR2919394A1 — publié le 20090130

-1- La présente invention se rapporte au domaine général des dispositifs et systèmes de détection du gaz radon, Plus particulièrement, t'invention concerne un dispositif de détection du gaz radon couplé à un système d'alarme visuelle et sonore ettou d'un système de commande d'une ventilation pour permettre de réduire le danger qu'occasionne l'accumulation de ce gaz dans tes bâtiments. Depuis des dizaines d'années, les organismes sanitaires traquent le radon qui accumule dans les bâtiments car il représente un danger pour ta santé. Pour te détecter, il existe actuellement des systèmes de mesures passifs (dosimètres à film à matériaux sensibles ou charbon) ou actifs (chambres d'ionisation ou matériaux scintillants ou détecteurs semi-conducteurs). ils ont été développés pour effectuer un bilan radiologique, ce qui permet de déterminer l'activité du radon dans les bâtiments ou à l'extérieur. Les résultats obtenus par ces instruments offrent une indication destinée à des professionnels sur t'action à entreprendre pour résoudre te problème d'accumulation du radon dans tes bâtiments. Mais aucun des systèmes de détections ne répond directement au besoin occasionné par te problème d'accumulation du gaz radon dans tes bâtiments. ils délivrent une mesure qu'un spéciatiste traduit en recommandation. Suivant tes directives de cetui-ci, te bâtiment devra recevoir des travaux d'étanchéification des fondations ou de ventilation permanente des pièces tes plus exposées ou d'autres solutions qui consistent à aménager un espace de rétention du radon. Les détecteurs de radon actuels sont des outils uniquement destinés à des professionnel, qui répondront indirectement au besoin via des travaux onéreux d'aménagement du bâtiment. De plus, ils ont pour inconvénient un temps de mesure très tong et/ou un coût très élevé d'utilisation et de fabrication. Les dosimètres radon (détecteurs passifs ou à semi-conducteurs), qui sont les dispositifs tes moins chers, demandent de plusieurs semaines à plusieurs mois pour effectuer une mesure. Les chambres d'ionisation, qui sont tes dispositifs tes plus rapides, ont un coût très important à t'achat et à t'utilisation. Dans tous les cas actuels, cela demande t'expertise d'un Laboratoire ou d'un professionnel pour obtenir un résultat exploitable pour te besoin. Or, te problème du radon touche la population mondiale. Selon l'Organisation Mondiale de ta Santé (OMS), il serait à l'origine de 6 à 15% des cas des cancers des poumons (soit plus de 600 000 morts à par an dans te monde en 2005), et seulement un faible pourcentage de cette population peut s'offrir des services d'expert ou des travaux d'aménagement de leur habitation. -2- Objet et résumé de l'invention : Le dispositif selon t'invention apporte une solution au problème évoqué ci-dessus. i1 est en premier lieu doté d'un système de détection en continu du radon qui permet de déterminer en continu s'il est dans une concentration supérieure aux recommandations des autorités sanitaires. Celui-d est apparié à un système d'alarme (visuel et sonore) indiquant ta forte concentration de radon et la nécessité d'aérer la pièce par voie naturelle et/ou à un système de commande d'une ventilation permettant de l'évacuer automatiquement. L'invention est basée sur te principe d'élimination des pics de concentration de radon. Au i0 cours de la journée, ta concentration dans tes pièces de celui-ci varie, pouvant dépasser te niveau recommandé. Subséquemment, elle déclenche l'alarme de l'invention prévenant L'utilisateur du dispositif qu'il est préférable d'aérer ta pièce dans Laquelle est placée ta dite invention et/ou it déclenche une ventilation qui réduira ta concentration de radon automatiquement, éliminant te pic de concentration de radon. A titre indicatif l'alarme se 15 déclenche Lorsque te taux de radon atteint entre 1 à 2.5 fois ta dose recommandée soit de 4 à 10 fois t'émission naturelle moyenne en France. Le système suivant t'invention provoque t'aération (manuelle ou automatique) d'une pièce habitée, permettant ainsi de réduire tes risques de cancer des poumons occasionnés par te radon. Selon t'OMS. te doublement du taux naturel du radon augmente d'environ 16% tes risques 20 de cancer du poumons. Ainsi, l'invention élimine les pics de concentrations de radon qui génèrent tes plus fort risques de cancer des poumons. Le demandeur a vaincu le problème du coût grâce à t'invention d'un système de détection de particules radioactives se basant sur un amplificateur de charge apparié à une 25 photodiode semi-conductrice, large surface et à mince couche qui est de faible qualité. Avant t'invention, les diodes destinées à la détection de particules radioactives étaient de bonne qualité, à savoir, un courant d'obscurité inférieur à 1nA pour une surface active de 1cm2, cela afin que te bruit généré par ta jonction de ta diode soit nettement inférieur au signal représentatif de ta particules détectée. A titre indicatif, ta diode de faible qualité (c'est à dire 30 avec un courant d'obscurité supérieur à 10nA/cm2 de surface active) utilisé dans t'invention a un courant d'obscurité supérieur à 3pA pour une surface active d'environ 1cm2. Pour résoudre te problème de bruit occasionné par te courant d'obscurité, l'inventeur a imaginé une méthode qui consiste à polariser la diode servant de détecteur en dessous des valeurs utilisées dans tes techniques du métier (tension au moins supérieur à 2V). La tension de 35 polarisation de cette-ci étant compris de [OV; 1V1. Ainsi, te bruit de jonction de cette diode -3- faiblement polarisé est nettement réduit. L'inconvénient de cette nouvelle méthode est ta réduction de t'efficacité de détection de ta diode. En conséquence; tes diodes ne sont normalement jamais polarisée si faiblement pour détecter des particules nucléaire. Toutefois, les rayonnements caractéristiques de présence du radon permettent de faire abstraction du problème de par leur forte énergie. Ce capteur, ensemble diode de faible qualité faiblement polarisée et amplificateur de charge, permet de détecter en continu les rayonnements alpha et bêta issus du radon et de ses descendants. il est également pourvu d'une électronique de traitement de l'impulsion qui sert à discriminer des autres signaux les impulsions venant du radon ou de ses descendants. De même, te problème du temps de mesure a été résolu par t'inventeur grâce à une approche statistique de ta détection. Le principe se base sur le fait que plus le radon est concentré, plus le temps moyen entre chaque détection, qui est caractéristique de ta probabilité de la présence de celui-ci, sera court. Ainsi, t'invention compare la durée moyenne entre chaque impulsion de plusieurs détections avec te seuil représentatif d'une probabilité de présence de radon, c'est à dire te temps moyen entre deux impulsions pour une concentration donnée. En conséquence, le dispositif déclenche l'alarme Lorsque la probabilité de présence d'une concentration est supérieure au seuil prédéfini. L'ensemble de détection est entouré par un blindage électromagnétique constitué par un coffret métal ouvert, un grillage conducteur et de ta peinture ou cotte conductrice permettant d'atténuer les perturbations électromagnétiques de l'environnement. Cette protection permet de réduire fortement le bruit du signal. Le système d'alarme et/ou de commande d'une ventilation est constitué d'une électronique réglée pour déclencher t'alarme etlou ta ventilation à la condition que te seuil soit dépassé. Le système d'alarme est constituée d'une LED ou Lampe et d'un buzzer ou haut parleur, et te système de ventilation est constitué d'une électronique de puissance permettant de commander un moteur de ventilation. Selon des modes oarticutiers de réalisation : - te boîtier de protection est percé de trous d'aération sur lesquels peut être placé un filtre anti-poussière. - L'étectronique fonctionne en autonomie sur une durée supérieure à 1 mois grâce à des piles ou batteries, mais pourrait également être reliée à une alimentation secteur. -4- - le système de commande de ventilation peut être relié à une minuterie, ou commander tout autre système de sécurité (exempte : alarme à distance). - Le système d'alarme peut être équipé d'un système avertisseur et/ou indicateur de batterie faible. - Le système d'alarme peut être visuel, sonore, par vibration ou à distance en fonction de ['évolution du produit. - Le blindage électromagnétique peut être un ensemble entourant uniquement te détecteur de radon ou entourant ta globalité de t'étectroniaue. Brève description des dessins: Les dessins annexés illustrent l'invention : - La figure 1 représente en vue de dessus, [e dispositif de t'invention. - La figure 2 représente ta schématisation des fonctions de la carte électronique du dispositif de l'invention. - La figure 3 représente en vue de dessous (capot batterie ouvert), te dispositif de t'invention, Les trois figures sont données à titre indicatif et ne sont pas (imitatives. Les formes indiquées te sont à titre d'exempte. Description détaillée d'un mode de réalisation : En référence à ces dessins, te dispositif comporte un boîtier (1), muni d'orifices d'aération (2) sur lesquels est positionné un filtre anti-poussière (3) empêchant ['intrusion de cette-ci dans te boîtier (1). Un connecteur (11) permet à la commande de ventilation (7) d'actionner un système de ventilation. Trois trous sont également percés permettant à ta LED ou lampe (4), au buzzer ou haut parleur (5) et au système de réglage de détection (6) d'avoir un accès vers t'extérieur. Une autre ouverture (pouvant être de forme oblongue finissant par une zone de moindre épaisseur) sert à actionner te système indicateur de l'état des piles ou de ta batterie (10). Le capteur de radon et de ses descendants (8) est placé à t'entérieur d'un blindage électromagnétique (9) constitué d'un coffret ouvert électriquement conducteur, d'un grillage électriquement conducteur (placé juste au-dessus de ta diode) et de peinture ou cotte électriquement conductrice. Le boîtier (1) est facilement transportable à titre d'exempte non restreignant, it peut être de diamètre 110mm et de hauteur 38mm.35 -5- Exempte de mise en oeuvre de t'invention : L'air ambiant chargé de radon pénètre dans (orifice d'aération (2). Les poussières quit porte sont retenues par le filtre (3). L'échange d'air entre l'intérieur et l'extérieur du boîtier (1) se fait par convection naturelle. Dans le boîtier (1) l'air chargé de radon circule librement. La désintégration naturelle du radon est alors perçue par te capteur (8) qui émet une impulsion à destination du système de discrimination (6) qui la valide. Si le seuil de détection à dépassé le seuil autorisé (12), t'alarme visuelle (4) et sonore (5) et/ou ta commande de ventilation (7) s'enclenche pour permettre d'aérer ta pièce (par flux naturel ou mécanique) dans tauuette est placée l'invention. Dans te cas du déclenchement de la commande de ventilation (7) le connecteur (11) passe de l'état ouvert à fermé. Le blindage électromagnétique (9), placé au dessus du capteur (8), permet d'amoindrir les perturbations causées sur celui-ci par les ondes hertzienne (radio, tétévision...etc.) et tes micro-ondes (DECT, GSM .etc.), sans obstruer l'angle solide de détection du radon et de ses descendants...DTD: En cas de batterie faible, un avertissement lumineux (4) et sonore (5) et un système d'indication (10) permet d'informer l'utilisateur. Le dispositif selon l'invention est destiné à tous les bâtiments et peut être transporté avec soi. 10 REVENDICATIONS 1) Dispositif de détection du radon caractérisé en ce qu'il est composé d'un capteur (8) dans un blindage électromagnétique (9), d'un système de discrimination (6), d'un système de détection de dépassement de seuil (12), d'une alarme (4 et 5) et/ou une commande de ventilation mécanique (7 et 11). 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par une photodiode semi-conductrice, large surface et à mince couche, de faible qualité qui est faiblement polarisée. 3) Dispositif selon l'une quelconque revendication 1 ou 2, caractérisé par un seuil (12) représentatif d'une probabilité de présence de radon. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par une alarme 15 (4 et 5) et/ou une commande de ventilation mécanique (7 et 11) déclenchée par le système de contrôle du seuil (12) en cas d'une concentration de radon supérieure au seuil. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par une mesure en continu. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par un capteur (8) enfermé dans un blindage électromagnétique (9). 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le 25 boîtier (1) soit percé par des orifices d'aérations (2) recouvert d'un filtre(3). 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par une alarme servant à indiquer le besoin d'aération de pièces de bâtiments pour réduire l'impact du radon sur l'organisme des êtres vivant. -6- 20