Brevet FR2937652A1 — publié le 20100430

La présente invention concerne un réceptacle pour la réception d'échantillon biologique ainsi qu'une cellule d'étude de l'environnement climatique logeant un tel réceptacle. De nombreux échantillons biologiques sont prélevés dans des milieux dans lesquels ils sont soumis à des variations de température en fonction de leur profondeur dans ledit milieu. La difficulté est de reproduire sur l'échantillon, une fois prélevé, le différentiel thermique observé dans des conditions naturelles à io différentes profondeurs entre un volume (sol ou eau) dont l'échantillon est issu et l'atmosphère ambiante. Or, l'intégration de ce différentiel, par exemple pour l'étude d'écosystème terrestre ou aquatique, est une clé importante de compréhension de la dynamique des systèmes biologiques. Jusqu'à présent, dans le cas par exemple d'étude d'impact du climat sur un écosystème, on se 15 contente de placer l'échantillon de l'écosystème à étudier sur un support, tel qu'une table, elle-même disposée dans l'enceinte d'une cellule climatique avant de soumettre ledit échantillon à des variations de climat par modification de l'atmosphère de l'enceinte. Toutefois, à aucun moment on ne tient compte, lors de cette étude, du niveau d'enfouissement de l'échantillon dans le sol et du 20 différentiel thermique résultant de cet enfouissement. Par ailleurs, la conception du support sous forme d'une simple table empêche toute observation des migrations au sein de l'échantillon lorsqu'il est replacé dans un milieu conforme à son environnement naturel en termes de différentiel thermique. 25 Un but de la présente invention est de proposer un réceptacle pour échantillon biologique dont la conception permet de simuler les gradients de température naturels observés par exemple dans les écosystèmes terrestres ou aquatiques et d'observer en parallèle les migrations au sein d'un tel échantillon replacé dans des conditions de température conformes à son milieu naturel. 30 A cet effet, l'invention a pour objet un réceptacle pour la réception d'échantillon biologique, caractérisé en ce que ledit réceptacle est formé d'une cuve cylindrique de réception d'échantillon, isolée thermiquement de l'extérieur, et 25 30 d'un socle sur lequel la cuve est, en position dressée dite verticale, apte à reposer, ledit socle étant équipé d'au moins trois capteurs de poids à lecture indépendante, lesdits capteurs de poids répartis à la surface du socle étant sollicités en position d'appui de la cuve sur le socle, cette cuve présentant un corps de cuve comportant une double paroi divisée en au moins deux zones décalées le long de l'axe longitudinal de la cuve, chaque zone, qui délimite un volume annulaire régulable en température à l'aide de moyens de chauffage et de refroidissement, formant un échangeur thermique apte à refroidir ou à réchauffer le contenu de la cuve, chaque échangeur étant isolé thermiquement du ou des autres échangeur(s) thermique(s). La réalisation de la cuve sous forme d'une superposition d'échangeurs thermiques à fonctionnement indépendant les uns des autres permet de simuler le différentiel thermique observé dans le milieu naturel de l'échantillon tandis que la présence des capteurs, qui délivrent chacun une information, permet d'étudier les migrations se produisant dans un tel échantillon replacé dans des conditions de température conformes à son milieu naturel. De préférence, le socle est équipé de moyens de guidage et de centrage de la 20 cuve lors du positionnement de la cuve sur ledit socle. Ces moyens de guidage et de centrage permettent de garantir un fonctionnement optimal des capteurs dont la position relative par rapport au pourtour de la cuve est parfaitement connue. De préférence, au moins l'un des échangeurs thermiques constitutifs du corps de cuve, dit échangeur supérieur, se présente sous forme d'une pièce du type couronne séparable du reste du corps de cuve pour la réalisation d'une cuve de hauteur ajustable. La réalisation d'au moins l'un des échangeurs thermiques sous forme d'une pièce amovible permet de faire varier la hauteur de la cuve en positionnant ou non ladite pièce sur le corps de cuve. La réduction de la hauteur de la cuve permet, dans le cas d'un placement du réceptacle dans une cellule de l'environnement climatique, de faire plus aisément varier d'autres paramètres, tels que la hauteur d'éclairage du contenu de la cuve, la force des précipitations, etc. Pour parfaire la simulation d'un milieu naturel, la cuve présente un fond à double paroi délimitant entre lesdites parois un volume régulable en température à l'aide de moyens de chauffage et de refroidissement dudit volume, ce fond formant un échangeur thermique supplémentaire apte à Io réchauffer ou à refroidir le contenu de la cuve. De préférence, la cuve étant montée amovible sur le socle, le fond de la cuve est muni d'une embase équipée de passages de fourche pour la manutention de la cuve. Ainsi, la cuve peut être aisément manipulée à l'aide d'un chariot à fourche traditionnel et peut être amenée sur le site de prélèvement de l'échantillon. De préférence, ladite embase est équipée de pieds ou semelles d'appui au sol 20 de la cuve, lesdits pieds ou semelles étant disposés à l'aplomb des capteurs de poids à l'état posé de la cuve sur son socle. Ces pieds ou semelles évitent tout endommagement du fond de la cuve lorsque celle-ci repose directement au sol. De préférence, chaque échangeur thermique est muni de moyens de 25 raccordement à un réseau d'alimentation en fluide régulable en température, ce fluide formant les moyens de chauffage et de refroidissement dudit échangeur, lesdits moyens de raccordement étant formés au moins par une entrée et une sortie de fluide à raccords rapides ménagées dans la paroi périphérique externe isolée thermiquement de la cuve à double paroi 30 L'utilisation, à titre de moyens de chauffage ou de refroidissement, d'un fluide permet une régulation aisée et rapide de la température à un faible coût. 15 Généralement, les informations issues des capteurs de poids sont stockées à l'intérieur d'un système électronique et/ou informatique de commande, comportant des moyens de pilotage des moyens de chauffage et de refroidissement des échangeurs thermiques. L'invention a encore pour objet une cellule d'étude de l'environnement climatique apte à recevoir un échantillon biologique à étudier, ladite cellule comprenant au moins : - une enceinte, to - des moyens de génération de l'environnement climatique aptes à modifier l'état de l'atmosphère intérieur de l'enceinte de ladite cellule, cet état se caractérisant au moins par les paramètres température, humidité, ensoleillement, pression, vent, précipitations, teneur en gaz et - un réceptacle logé à l'intérieur de l'enceinte de ladite cellule, is caractérisée en ce que le réceptacle servant à la réception de l'échantillon est du type précité. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 représente une vue en perspective d'un réceptacle à l'état posé de la cuve sur le socle ; la figure 2 représente une vue en perspective du socle seul ; la figure 3 représente une vue schématique de dessus d'un réceptacle et de son système électronique et/ou informatique de commande et la figure 4 représente une vue en coupe de la cuve illustrant les 30 raccordements des échangeurs thermiques constitutifs de la cuve à un réseau d'alimentation en fluide régulé en température. 20 25 Comme mentionné ci-dessus, le réceptacle, objet de l'invention, est plus particulièrement destiné à l'étude d'échantillon biologique, c'est-à-dire incluant au moins un être vivant. Ce réceptacle présente l'avantage de pouvoir, du fait de sa conception, simuler les différentiels thermiques auxquels l'échantillon est soumis dans des conditions naturelles et étudier en parallèle les migrations se produisant au sein dudit échantillon. Bien évidemment, un tel réceptacle permet également de simuler des variations de ce différentiel thermique et d'en observer les conséquences sur l'échantillon dans des conditions déterminées, notamment lorsque le réceptacle est placé dans une cellule d'étude de l'environnement climatique équipée de moyens de génération de climat. io Le réceptacle 1, objet de l'invention, est donc formé d'une cuve 2 cylindrique de réception d'échantillon isolée thermiquement de l'extérieur et d'un socle 15 sur lequel la cuve 2 repose, en position dressée dite verticale. 15 Dans les exemples représentés, le socle 15 est équipé d'au moins trois capteurs 16, 17, 18 de poids à lecture indépendante. En conséquence, chaque capteur délivre une information qui peut être traitée indépendamment des informations délivrées par les autres capteurs. Les capteurs 16, 17, 18 de poids sont répartis à la surface du socle 15 et sont sollicités lorsque la cuve 2 est 20 disposée en position d'appui sur le socle 15. Ce socle 15 est formé ici par une platine circulaire. Les capteurs 16, 17, 18 de poids sont en disposition concentrique à la surface du socle 15 et sont répartis sur un cercle dont le centre est disposé sur une droite passant par l'axe central de la cuve 2 à l'état posé de la cuve 2 sur le socle 15. Comme chaque capteur de poids est à la 25 lecture indépendante, il est possible de vérifier la planéité du fond de la cuve à vide. La cuve 2 est une cuve isolée thermiquement de l'extérieur, c'est-à-dire dont la paroi permet d'isoler le contenu de la cuve de l'extérieur pour éviter que le 30 contenu de la cuve soit soumis à des variations de température résultant d'un transfert de chaleur entre l'atmosphère ambiante et le contenu de la cuve par passage à travers ladite paroi de la cuve. Cette cuve présente un corps de cuve tubulaire comportant une double paroi 3, 4 divisée en au moins deux zones décalées le long de l'axe longitudinal de la cuve. Chaque zone, qui délimite un volume annulaire régulable en température à l'aide de moyens de chauffage et de refroidissement, forme un échangeur thermique apte à refroidir ou à réchauffer le contenu de la cuve. Chaque échangeur 5, 6 est isolé thermiquement du ou des autres échangeur(s) thermique(s). Dans les exemples représentés, le corps de cuve comporte deux échangeurs thermiques superposés séparés l'un de l'autre par un joint annulaire. Ces échangeurs thermiques sont maintenus à l'état superposé par des brides, telles que des genouillères. En effet, au moins l'un 5 des échangeurs 5, 6 thermiques lo constitutifs du corps de cuve, dit échangeur 5 supérieur, se présente sous forme d'une pièce du type couronne séparable du reste du corps de cuve pour la réalisation d'une cuve de hauteur ajustable. Le corps de cuve tubulaire est fermé à une de ses extrémités par le fond 7 de la cuve et généralement ouvert à son autre extrémité. Cette extrémité ouverte forme l'ouverture d'introduction 15 de l'échantillon dans la cuve. Cette ouverture peut être fermée si nécessaire à l'aide d'un couvercle. Le fond 7 de la cuve à double paroi délimite entre lesdites parois un volume régulable en température à l'aide de moyens de chauffage et de refroidissement dudit volume. Ce fond 7 forme un échangeur 8 thermique supplémentaire apte à réchauffer ou à refroidir le contenu de la cuve 2. 20 Il doit être noté qu'on entend par échangeur thermique, dans ce qui précède, comme dans tout ce qui suit, un appareil qui permet, à l'aide d'un fluide circulant à l'intérieur dudit appareil, de refroidir ou réchauffer un solide ou fluide au contact dudit appareil, en l'occurrence au contact de la paroi intérieure ou 25 interne de ladite cuve. En effet, la cuve comporte, au niveau du corps de cuve, une paroi 3 périphérique externe isolée thermiquement de l'extérieur à l'aide d'un revêtement isolant, tel qu'une mousse de polyuréthane et une paroi 4 périphérique interne au contact de l'échantillon. II en est de même pour le fond 7 de la cuve qui comporte également une paroi externe isolée thermiquement 30 de l'extérieur et une paroi interne au contact de l'échantillon. Le fluide régulé en température qui circule entre lesdites parois externe et interne permet donc de réchauffer ou de refroidir l'échantillon contenu dans la cuve et en contact avec les parois intérieures de ladite cuve. Pour permettre un tel fonctionnement de chaque échangeur thermique, chaque échangeur 5, 6, 8 thermique est muni de moyens 12, 13, 14 de raccordement à un réseau d'alimentation en fluide régulable en température, ce fluide formant les moyens de chauffage et de refroidissement dudit échangeur, lesdits moyens 12, 13, 14 de raccordement étant formés au moins par une entrée et une sortie de fluide à raccords rapides ménagées dans la paroi périphérique externe isolée thermiquement de la cuve à double paroi. io Ainsi, comme l'illustre la figure 4, chaque échangeur comporte sa propre entrée et sa propre sortie de fluide. Le réseau d'alimentation en fluide peut quant à lui comporter une installation de production et de stockage de fluide chaud et de fluide froid. Les deux fluides sont stockés chacun dans un ballon, dit l'un ballon de fluide chaud, l'autre ballon de fluide froid. Sur le circuit de circulation de 15 fluide entre les ballons et les échangeurs thermiques, il est prévu des collecteurs intermédiaires, un jeu de vannes et des liaisons desdits circuits entre eux pour l'obtention de trois flux régulés en température qui alimentent chacun un échangeur thermique. Le pilotage des vannes s'opère à partir du système 20 électronique et/ou informatique de commande qui comporte des 20 moyens de pilotage des moyens de chauffage et de refroidissement en fonction d'instructions introduites manuellement ou automatiquement dans ledit système 20 électronique et/ou informatique de commande. Ce système 20 électronique et/ou informatique de commande comporte de 25 manière classique des moyens de mémorisation d'information, des moyens d'analyse des informations mémorisées et des moyens de pilotage en fonction du résultat de l'analyse. Dans les exemples représentés, le socle 15 est équipé de moyens 19 de 30 guidage et de centrage de la cuve 2 lors du positionnement de la cuve 2 sur ledit socle 15. De préférence, les moyens 19 de guidage et de centrage sont formés de tiges en saillie de la surface du socle 15 servant à la réception de la cuve 2, lesdites tiges étant réparties sur un cercle à la surface du socle et délimitant chacune, à la manière d'un entonnoir depuis un point haut de la tige vers un point bas de la tige, une surface d'appui inclinée en direction du centre du cercle. Ainsi, lorsque la cuve a été positionnée au-dessus du socle, elle est automatiquement guidée et centrée par rapport audit socle à l'aide desdites tiges qui forment autour de la cuve une paroi inclinée à allure convergente en direction du centre dudit socle. Les capteurs 16, 17, 18 de poids, en disposition concentrique à la surface du socle 15, sont répartis sur un cercle dont le centre est disposé sur une droite to passant par l'axe central de la cuve 2 à l'état posé de la cuve 2 sur le socle 15. Ces capteurs de poids sont généralement formés par des jauges de contrainte. Les informations issues des capteurs 16, 17, 18 de poids sont stockées à l'intérieur du système 20 électronique et/ou informatique de commande. Ces 15 informations issues des capteurs 16, 17, 18 de poids permettent d'observer les migrations s'opérant au sein de l'échantillon, voire des changements de phase ou autre à l'intérieur dudit échantillon. Comme mentionné ci-dessus, la cuve 2 étant montée amovible sur le socle 15, 20 le fond 7 de la cuve 2 est muni d'une embase 9 équipée de passages 10 de fourche pour la manutention de la cuve 2. La cuve est ainsi aisément manipulable, ce qui facilite la prise d'échantillon sur site. Ladite embase 9 est équipée de pieds ou semelles 11 d'appui au sol de la cuve, lesdits pieds ou semelles 11 étant disposés à l'aplomb des capteurs 16, 17, 18 de poids à l'état 25 posé de la cuve 2 sur son socle 15. Dans une application particulière de l'invention, le réceptacle est destiné à être logé de manière amovible dans l'enceinte d'une cellule d'étude de l'environnement climatique. Ainsi, il est possible de faire varier en parallèle les 30 conditions environnementales à l'intérieur de l'enceinte par action sur l'atmosphère de ladite enceinte et le différentiel thermique auquel l'échantillon est soumis. 9 Dans ces conditions, il est possible d'observer les migrations au sein dudit échantillon. Il en résulte un réceptacle particulièrement performant pour l'étude d'écosystème aquatique ou terrestre.5 REVENDICATIONS1. Réceptacle (1) pour la réception d'échantillon biologique, caractérisé en ce que ledit réceptacle (1) est formé d'une cuve (2) cylindrique de réception d'échantillon isolée thermiquement de l'extérieur et d'un socle (15) sur lequel la cuve (2) est, en position dressée dite verticale, apte à reposer, ledit socle (15) étant équipé d'au moins trois capteurs (16, 17, 18) de poids à lecture indépendante, lesdits capteurs (16, 17, 18) de poids répartis à la surface du socle (15) étant sollicités en position d'appui de la cuve (2) sur le socle (15), cette cuve (2) présentant un corps de cuve comportant une double paroi (3, 4) divisée en au moins deux zones décalées le long de l'axe longitudinal de la cuve, chaque zone, qui délimite un volume annulaire régulable en température à l'aide de moyens de chauffage et de refroidissement, formant un échangeur thermique apte à refroidir ou à réchauffer le contenu de la cuve, chaque échangeur (5, 6) étant isolé thermiquement du ou des autres échangeur(s) thermique(s). 2. Réceptacle (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le socle (15) est équipé de moyens (19) de guidage et de 20 centrage de la cuve (2) lors du positionnement de la cuve (2) sur ledit socle (15). 3. Réceptacle (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens (19) de guidage et de centrage sont formés 25 de tiges en saillie de la surface du socle (15) servant à la réception de la cuve (2), lesdites tiges étant réparties sur un cercle à la surface du socle et délimitant chacune, à la manière d'un entonnoir depuis un point haut de la tige vers un point bas de la tige, une surface d'appui inclinée en direction du centre du cercle. 30 4. Réceptacle (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les capteurs (16, 17, 18) de poids, en disposition concentrique à la surface du socle (15), sont répartis sur un cercle dont le 10 2937652 Il centre est disposé sur une droite passant par l'axe central de la cuve (2) à l'état posé de la cuve (2) sur le socle (15). 5. Réceptacle (1) selon l'une des revendications 1 à 4, 5 caractérisé en ce que au moins l'un (5) des échangeurs (5, 6) thermiques constitutifs du corps de cuve, dit échangeur (5) supérieur, se présente sous forme d'une pièce du type couronne séparable du reste du corps de cuve pour la réalisation d'une cuve de hauteur ajustable. io 6. Réceptacle (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la cuve (2) présente un fond (7) à double parois délimitant entre lesdites parois un volume régulable en température à l'aide de moyens de chauffage et de refroidissement dudit volume, ce fond (7) formant un échangeur (8) thermique supplémentaire apte à réchauffer ou à refroidir le 15 contenu de la cuve (2). 7. Réceptacle (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la cuve (2) étant montée amovible sur le socle (15), le fond (7) de la cuve (2) est muni d'une embase (9) équipée de passages (10) de 20 fourche pour la manutention de la cuve (2). 8. Réceptacle (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite embase (9) est équipée de pieds ou semelles (11) d'appui au sol de la cuve, lesdits pieds ou semelles (11) étant disposés à 25 l'aplomb des capteurs (16, 17, 18) de poids à l'état posé de la cuve (2) sur son socle (15). 9. Réceptacle (1) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque échangeur (5, 6, 8) thermique est muni de 30 moyens (12, 13, 14) de raccordement à un réseau d'alimentation en fluide régulable en température, ce fluide formant les moyens de chauffage et de refroidissement dudit échangeur, lesdits moyens (12, 13, 14) de raccordement étant formés au moins par une entrée et une sortie de fluide à raccords rapidesménagées dans la paroi périphérique externe isolée thermiquement de la cuve à double paroi. 10. Réceptacle (1) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les informations issues des capteurs (16, 17, 18) de poids sont stockées à l'intérieur d'un système (20) électronique et/ou informatique de commande, comportant des moyens de pilotage des moyens de chauffage et de refroidissement des échangeurs thermiques. io 11. Cellule d'étude de l'environnement climatique apte à recevoir un échantillon biologique à étudier, ladite cellule comprenant au moins : - une enceinte, - des moyens de génération de l'environnement climatique aptes à modifier l'état de l'atmosphère intérieur de l'enceinte de ladite cellule, cet état se ts caractérisant au moins par les paramètres température, humidité, ensoleillement, pression, vent, précipitations, teneur en gaz et - un réceptacle (1) logé à l'intérieur de l'enceinte de ladite cellule, caractérisée en ce que le réceptacle (1) servant à la réception de l'échantillon est conforme à l'une des revendications 1 à 10. 20