Brevet FR2990511A1 — publié le 20131115

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à une unité de collecte d'échantillons pour l'analyse microbiologique de l'air comprenant un boîtier avec un chemin de traitement d'échantillons, le boîtier ayant un orifice d'entrée d'échantillons, une fenêtre optique et un orifice de sortie d'air, le chemin de traitement d'échantillons ayant un patin de liaison, une bande de test avec une zone de test et un segment absorbant, une unité de collecte d'échantillons. Elle se rapporte également à un système d'analyse micro- biologique de l'air équipé d'une telle unité de prélèvement d'échantillons et enfin un procédé d'analyse microbiologique de l'air. Etat de la technique Les systèmes de prélèvement d'échantillons d'air pour l'analyse microbiologique sont des systèmes connus composés d'une unité débitant de l'air ainsi que d'une tête de collecte. De tels systèmes sont par exemple proposés par la société Umweltanalytik Holbach GmbH. Une collecte de particules peut se faire en utilisant une buse à fente pour impacter un support d'objet munit d'un revêtement adhésif. Le support d'objet est ensuite enlevé après la collecte de particules pour être envoyé à l'analyse pour être examiné au microscope par l'identification et le comptage des micro-organismes déposés. Les systèmes de prélèvement d'échantillons d'air ou d'analyse d'air nécessitent des moyens relativement importants à la fois en appareillage et en mise en oeuvre. Le document DE 102 32 850 Al décrit une installation mobile d'analyse pour l'analyse des gaz. Les quantités de gaz sont mises en contact avec un analyte pour déclencher une réaction d'analyse dont les gaz peuvent être condensés avec un thermo-élément en phase li- guide puis être analysés. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour objet une unité de collecte d'échantillons du type défini ci-dessus caractérisé en ce qu'elle comporte en outre une installation pour recevoir un récipient de solvant et une installation pour libérer le solvant. L'invention a également pour objet un système d'analyse microbiologique de l'air avec une unité de prélèvement d'échantillons et une unité d'analyse, cette unité de prélèvement d'échantillons correspondant à la définition ci-dessus et faisant partie à la fois de l'unité de prélèvement d'échantillons et de l'unité d'analyse. L'invention a également pour objet un procédé d'analyse microbiologique de l'air consistant à utiliser une unité de prélèvement d'échantillons avec une unité de collecte d'échantillons, collecter les particules dans l'unité de collecte d'échantillons, construire une unité d'analyse avec l'unité de collecte d'échantillons, libérer un solvant dans l'unité de collecte d'échantillons, transporter les particules dans une zone de test à l'aide du solvant et analyser les particules dans la zone de test dans l'unité d'analyse. Ainsi, selon l'invention il est prévu une unité de collecte d'échantillons pour l'analyse microbiologique de l'air. Cette unité com- porte un boîtier et un chemin de traitement d'échantillons. Le boîtier a un orifice d'entrée d'échantillons, une fenêtre optique et un orifice de sortie d'air. Le chemin de traitement d'échantillons a un patin de liaison, une bande de test avec une zone de test et un segment absorbant. L'unité de collecte d'échantillons a en outre une installation pour rece- voir un récipient contenant le solvant et une installation permettant de libérer le solvant. Comme indiqué ci-dessus, l'invention a pour objet un système d'analyse microbiologique de l'air ayant une unité de prélève- ment d'échantillons et une unité d'analyse, l'unité de collecte d'échantillons telle que décrite faisant à la fois partie de l'unité de prélèvement d'échantillons et de l'unité d'analyse. L'invention a également pour objet un procédé d'analyse microbiologique de l'air tel que défini ci-dessus. Selon un développement préférentiel de l'invention, l'unité de collecte d'échantillons est une cassette notamment une cassette à usage unique. Selon l'invention en disposant un récipient pour un solvant et une installation de libération du solvant dans l'unité de collecte d'échantillons, on pourra analyser l'échantillon d'air dans l'unité de collecte d'échantillons. Vis-à-vis de l'état de la technique, l'invention utilise plus de composants standardisés, notamment une unité de collecte d'échantillons de préférence réalisée comme cassette ce qui économise des étapes de procédé effectuées jusqu'alors manuellement. L'invention permet d'automatiser une collecte de parti- cules de l'air et le transfert consécutif des particules collectées dans une phase liquide, de façon automatique, pour permettre ensuite d'analyser par exemple les particules dissoutes. L'automatisation englobe l'analyse. L'expression « patin de liaison » dans le cadre de la pré- sente invention désigne un élément ou un dispositif qui fixe de manière spécifique les analytes de destination et les libère pour l'analyse lorsqu'on ajoute le solvant. En outre, de manière avantageuse, l'installation de récep- tion d'un récipient contenant du solvant comporte un récipient intégré dans l'unité de collecte d'échantillons. Ce moyen simplifie la manutention du récipient de solvant, garantit la manutention avec le solvant et réduit la quantité de solvant par comparaison aux procédés connus. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le récep- tacle a un point de rupture de consigne, permettant de manipuler sim- plement et en sécurité par l'addition mécanique du solvant. Selon une autre caractéristique avantageuse, l'installation de libération du solvant comporte un mécanisme d'actionnement avec un poussoir ou une broche déplacée par rapport au récipient, ce qui permet également une manipulation simple et en sécurité par adjonction mécanique du solvant. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le méca- nisme d'actionnement est commandé à partir de l'extérieur de l'unité de collecte d'échantillons, ce qui permet un service direct à la fin de l'opération de collecte par l'utilisateur. De plus, cela peut se faire indé- pendamment dans le temps de l'opération de collecte. Selon une autre caractéristique avantageuse, le patin de liaison comporte de la colle qui se dissout avec un solvant. Ainsi le solvant fixe provisoirement l'échantillon collecté sur le patin si bien que lorsqu'on ajoute le solvant, l'échantillon y compris la colle seront dissouts du patin. Selon une autre caractéristique avantageuse, l'unité de collecte d'échantillons comporte plusieurs bandes de test en parallèle, ce qui permet d'examiner simultanément l'échantillon sur des analytes différents (un analyte par bande de test) ou plusieurs applications dans une unité de collecte d'échantillons. Selon une autre caractéristique avantageuse, la bande de test comporte une zone de référence pour comparer le résultat de l'échantillon inconnu à un échantillon de référence. Selon une autre caractéristique avantageuse, l'orifice d'entrée d'échantillons, la fenêtre optique et/ou l'orifice de sortie d'air ont un film qui s'enlève avant d'utiliser l'unité de collecte d'échantillons. Ainsi l'unité de collecte d'échantillons est protégée contre les saletés et les dommages à l'emplacement où elle est installée et cela jusqu'à son utilisation. En option un film opaque protège l'intérieur photosensible de l'unité de collecte d'échantillons. Selon une autre caractéristique avantageuse, la fenêtre optique est entourée d'une lèvre opaque qui protège contre la lumière ou parasites. Selon une autre caractéristique avantageuse, l'unité de collecte d'échantillons est en forme de cassette rendant cette unité interchangeable et facile à manipuler. Selon une autre caractéristique avantageuse, la cassette comporte des moyens d'accrochage pour l'unité de réception d'échantillons et/ou une unité d'analyse, ce qui permet la fixation des unités entres elles et la protection du produit par la forme des accrochages (pas de cassettes étrangères). En outre, de manière avantageuse, l'unité de collecte d'échantillons comporte une installation pour libérer le solvant avec un mécanisme d'actionnement couplé aux accrochages. Ce moyen évite que l'étape de dissolution ne soit activée accidentellement car l'accrochage permet l'addition de solvants seulement si en même temps l'unité d'analyse est utilisée, ce qui évite la perte d'échantillons en cas d'absence d'unité d'analyse. Dessins La présente invention sera décrite, ci-après, de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation d'unité de collecte d'échantillons pour l'analyse microbiologique de l'air représentés dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est le schéma d'un système avec une unité collectrice d'échantillons pour l'analyse microbiologique de l'air selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est un ordinogramme du procédé d'analyse microbiolo- gigue de l'air correspondant à un autre mode de réalisation de l'invention. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre un système 10 d'analyse microbiolo- gique de l'air selon un mode de réalisation de l'invention. Le système 10 comporte une unité de prélèvement d'échantillons 11 et une unité d'analyse 12. Une unité de collecte d'échantillons 14 fait à la fois partie de l'unité de prélèvement d'échantillons 11 et de l'unité d'analyse 12. L'unité de prélèvement 11 comporte en plus et en option une tête de collecte d'échantillons 15, en métal, installée sur l'unité de collecte d'échantillons 14 et qui constitue une entrée d'air, définie, pour le fonctionnement du système 10. L'unité de collecte d'échantillons 14 comporte un boîtier et un chemin de traitement d'échantillons 17. Le boîtier 16 est une pièce injectée en matière plastique ; ici il s'agit d'une pièce à usage unique. Le boîtier 16 a un orifice d'entrée d'échantillons 18, une fenêtre optique 19 et un orifice de sortie d'air 20. Le chemin de traitement d'échantillons 17 comporte un patin de liaison 21 sous la forme d'une plaque de rebondissement, une bande d'essai 22 avec une zone d'essai 23, une zone de référence 24 et un segment absorbant 25. Le patin de liaison 21 est situé au voisinage immédiat de la bande de test ou en variante elle fait partie de la bande de test. Le chemin de traitement d'échantillons 17 comporte en outre une installation 26 pour recevoir un récipient 27 contenant un solvant ainsi qu'une installation 28 pour libérer le solvant. Cette der- fière comporte un poussoir ou une broche 29. Dans le mode de réalisation présenté, le réservoir 27 est intégré dans l'unité de collecte d'échantillons 14. Le réservoir 27 peut comporter un point de rupture de consigne. Le poussoir ou la broche 29 qui peuvent être poussés contre le réservoir 27 font partie d'un mécanisme d'actionnement de l'installation de libération du solvant. Le mécanisme d'actionnement est commandé à partir de l'extérieur de l'unité de collecte d'échantillons. Le chemin de traitement d'échantillons 17 comporte en outre un guide de liquide 33 qui en fonctionnement, conduit le solvant sortant du réservoir 27 sur le patin de liaison 21 et la bande de test 22 vers le segment d'absorption 25. Le boîtier 16 est formé autour de l'orifice d'entrée d'échantillons 18 en réalisant un canal de guidage d'air 30 avec une fente de guidage d'air 31 au-dessus du patin de liaison 21. Le canal de guidage d'air 30 reçoit en variante un pré-filtre 32. Le pré-filtre 32 per- met de retenir les particules des échantillons d'air d'analyse, de dimension choisie, en amont de l'analyse. Le boîtier 16 de l'unité de collecte d'échantillons 14 comporte un film protecteur avant sa mise en place dans l'unité de collecte d'échantillons 11 dans l'orifice d'entrée d'échantillons 18, la fenêtre optique 19 et l'orifice de sortie d'air 20 à la position 34. L'unité de collecte d'échantillons 11 comporte en outre une installation 35 générant un courant d'air 36. Il s'agit ici d'un ventilateur 37. En option, l'installation 35 peut comporter un débit mètre volumique non représenté. Dans le mode de réalisation représenté, des lèvres d'étanchéité 40, 41 sont prévues entre la tête de collecte d'échantillons 15 et l'unité de collecte d'échantillons 14 ainsi qu'entre cette unité de collecte d'échantillons 14 et l'installation 35 générant la veine d'air et qui peuvent être par exemple prévu sur l'unité de collecte d'échantillons 14. Pour prélever un échantillon, on assemble, tout d'abord, l'unité de prélèvement d'échantillons 11 avec sa tête de collecte d'échantillons 15 et ces composants à usage multiple ainsi que l'installation 35 générant la veine d'air et le composant à usage unique de l'unité de collecte d'échantillons 14. Les composants à usage mul- tiple, à savoir la tête de collecte d'échantillons 15 et l'installation 35 générant la veine d'air peuvent en eux-mêmes constituer une unité accrochée de manière amovible à l'unité de collecte d'échantillons 14. En variante, la tête de collecte d'échantillons 15, l'unité de collecte d'échantillons 14 et l'installation 35 peuvent être des composants dis- tincts reliés les uns aux autres par accrochage ou enclipsage. En fonctionnement, l'installation 35 génère une veine d'air 36 et les particules de l'échantillon d'air arrivent suivant les flèches 42 sur le patin de liaison 21 et s'y accrochent. Pour cela, le pa- tin de liaison 21 est muni d'une couche de colle 43. Cette colle est so- luble dans un solvant. La veine d'air 36 est déviée sur le côté du patin de liaison 21 pour circuler suivant le chemin de traitement d'échantillons 17 et sortir par l'orifice de sortie d'air 20 de l'unité de collecte d'échantillons 14 pour passer dans l'installation 35 générant la veine d'air. On termine le prélèvement d'échantillons lorsqu'une quanti- té suffisante d'air a traversé l'unité de prélèvement d'échantillons 11. L'unité d'analyse 12 comporte une installation de capteur 44 avec un émetteur optique et un récepteur optique installés sous la fenêtre optique 19 de l'unité de collecte d'échantillons 14. L'installation de capteur 44 est logée dans une partie de capteur 46 qui forme l'unité d'analyse 12 avec l'unité de collecte d'échantillons 14. Une lèvre d'étanchéité 45, opaque, entoure la fenêtre optique 19. Cette lèvre est en caoutchouc, par exemple fixée à la partie de capteur 46 pour protéger ainsi l'analyse contre la lumière ambiante. L'installation de capteur 44 sert à l'analyse optique de la zone de test 23 et de la zone de référence 24. Pour cela deux paires formées d'un émetteur optique et d'un récepteur optique peuvent être dirigés vers la zone de test 23 et la zone de référence 24. Ou encore l'installation de capteur 44 ne comporte qu'un émetteur optique et qu'un récepteur optique et pendant la mesure, l'installation de capteur est coulissée entre la zone de test 23 et la zone de référence 24 ou encore on déplace la bande de test de façon appropriée par rapport à l'installation de capteur 44 ; le coulissement de la bande de test peut se faire dans l'unité de collecte d'échantillons 14 ou avec cette unité de col- lecte d'échantillons 14. Pour effectuer une analyse, on compose tout d'abord l'unité d'analyse 12 avec ses différents composants à savoir la partie de capteur 46 et l'unité de collecte d'échantillons 14 comme composant à usage unique et on assemble la partie de capteur 46 et l'unité de col- lecte d'échantillons 14 par enclipsage. La figure 2 montre un ordinogramme du procédé d'analyse microbiologique de l'air selon un autre développement de l'invention. A l'aide de cet exemple, on décrira l'analyse microbiologique de l'air appliqué à l'exemple du système 10 de la figure 1; la description portera tout d'abord sur la collecte des échantillons et l'analyse comme opérations distinctes, le cas échéant, séparées dans l'espace. Le procédé commence par l'étape a) consistant à cons- truire l'unité de prélèvement d'échantillons 11 avec l'unité de collecte d'échantillons 14 (l'assemblage ou l'unité de collecte d'échantillons 11) formée des différents composants utilisés à savoir la tête de collecte d'échantillons 15 et une installation 35 pour générer un courant d'air ainsi que le composant à usage unique constitué par l'unité de collecte d'échantillons 14. On enlève les films protecteurs de l'orifice d'entrée d'échantillons 18 et de l'orifice de sortie d'air 20. De façon préférentielle, l'unité de collecte d'échantillons 14 et/ou une cassette accrochée aux autres composants. Puis dans l'étape b) du procédé, on collecte les particules dans l'unité de collecte d'échantillons 14. Les particules chargées de la veine d'air arrivent sur le patin de liaison 21 et s'accrochent à la couche de colle 43. Ensuite, dans l'étape de procédé c) on réalise l'unité d'analyse 11 avec l'unité de collecte d'échantillons 14. Pour cela, on ouvre les éventuels accrochages nécessaires de l'unité de prélèvement d'échantillons 11 et de l'unité de collecte d'échantillons 14 pour les transporter à l'emplacement de l'analyse. Le film protecteur peut être enlevé de la fenêtre optique 19. L'unité d'analyse 12 formée de ces différents composants à savoir la partie capteur 46 et le composant à usage unique constitué par l'unité de collecte d'échantillons 14 ainsi que la partie de capteur 46 et l'unité de collecte d'échantillons 14 sont alors reliés par accrochage ou enclipsage. Dans l'étape de procédé d) on libère le solvant dans l'unité de collecte d'échantillons. Pour cela, on actionne un poussoir ou une branche manuellement ou à l'aide d'un moteur de l'unité d'analyse 11 ou d'un mécanisme d'actionnement complet à des moyens d'accrochage et on casse le récipient à un point de rupture de consigne. Dans l'étape e) on transporte les particules collectées dans l'étape b) dans la zone de test 23 de la bande de test 22 à l'aide du solvant. Le solvant libéré est conduit sur le patin de liaison 21 et il dissout la couche de colle 43 de sorte que les particules passent en solu- tion ou en suspension ; le solvant fonctionnant comme liquide transporteur entraîne les particules et les transporte sur la zone de test 23. Le solvant se collecte principalement dans le segment absorbant 25 de la bande de test 22. Dans l'étape f) du procédé, on analyse les particules dans la zone de test 23 de la bande de test 22 de l'unité d'analyse 12 à l'aide de l'installation de capteur 44. Avant ou après l'analyse de la zone de test 23 on peut faire une mesure de référence sur la zone de référence 24 de la bande de test 22. La détection optique est possible par absorption ou fluorescence. Ensuite, on ouvre l'accrochage et on élimine l'unité de collecte d'échantillons 14. Après la description du fonctionnement, on mettra ci-après en évidence des modes de réalisation particuliers. La structure compacte et modulaire permet une réalisation de l'invention dans laquelle des composants à usage multiple d'un dispositif d'analyse 50 sont regroupés. A la figure 1, un tel dispositif d'analyse comprend la tête de collecte d'échantillons 15, l'installation 35 pour générer une veine d'air et la partie de capteur 46. Dans le dispositif d'analyse 50, on engage l'unité de collecte d'échantillons 14 en forme de cassette 51. Le prélèvement d'échantillons et l'analyse sont effectués successivement sans déplacer l'unité de collecte d'échantillons 14 comme dans le dispo- sitif d'analyse 50 ou par un simple dégagement de l'unité de collecte d'échantillons 14. Si l'on conçoit le dispositif d'analyse de façon que lors du prélèvement d'échantillons et de l'analyse, la cassette 51 de l'unité de collecte d'échantillons 14 est dans la même position, alors ce dispositif d'analyse est conçu selon un développement préférentiel avec un moteur du dispositif d'analyse qui déplace le poussoir ou la broche 29 contre le réservoir 27 et brise ou ouvre le réservoir libérant le solvant. De façon préférentielle, ce dispositif d'analyse est commandé par une unité de commande pour que la collecte d'échantillons et l'analyse se fassent automatiquement. Pour examiner l'échantillon, il suffit de changer la cassette 51 et d'examiner, le cas échant, les impuretés sur la tête de collecte d'échantillons 15. Vis-à-vis du procédé selon l'invention il convient de re- marquer que l'étape c) coïncide avec l'étape a) et que ces deux étapes se font avant l'étape b). Si le dispositif d'analyse est tel qu'il faut commuter l'unité de collecte d'échantillons 14 entre le prélèvement d'échantillons et l'analyse, alors ce dispositif d'analyse est de préférence équipé pour qu'en commutant, un mécanisme d'actionnement automatique déplace le poussoir ou la broche 29 contre le récipient 27 et provoque la rupture du récipient et la libération du solvant. Le mécanisme d'actionnement peut être avantageusement couplé à des moyens d'accrochage. Selon un développement particulièrement simple, la tête de collecte d'échantillons 15 est supprimée. En outre un composant à usage unique peut être utilisé dans le système de collecte d'air, par exemple une pompe ou un ventilateur. Suivant une réalisation alternative minimale, l'installation 35 comporte uniquement un embout pour brancher un aspirateur. La régulation pour avoir un débit volumique défini pour la collecte n'est pas possible dans ces conditions, mais la veine d'air peut être limitée par un passage étroit. Le patin de liaison 21 sur lequel on collecte les particules est soit en une matière solide contournée par la veine d'air, soit en une matière spongieuse traversée par la veine d'air. Selon un autre développement, le récipient avec le sol- vant est placé séparément dans l'appareil. Une seconde cassette peut avantageusement contenir le solvant pour une ou plusieurs mesures. Selon un autre développement, on utilise non pas une bande de test simple mais on dépose séquentiellement des particules sur plusieurs bandes de test en parallèle. Après la dernière collecte d'échantillons, on ouvre alors un ou plusieurs récipients pour libérer le solvant qui arrive sur les bandes de test. Les bandes de test sont alors analysées en parallèle ou séquentiellement. Les bandes de test et l'installation de collecteur sont positionnées de manière appropriée les unes par rapport aux autres et dans le cas d'un coulissement des bandes de test, on déplace soit les bandes de test dans l'unité de collecte d'échantillons, soit l'unité de collecte d'échantillons de préférence avec des indexages de position selon l'écartement des bandes de test. L'unité de collecte d'échantillons peut avoir de façon correspondante plusieurs orifices d'entrée d'échantillons. NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 10 Système d'analyse microbiologique de l'air 11 Unité de prélèvement d'échantillons 12 Unité d'analyse 14 Unité de collecte d'échantillons 15 Tête de collecte d'échantillons 16 Boîtier 17 Chemin de traitement des échantillons 18 Orifice d'entrée d'échantillons 19 Fenêtre optique 20 Orifice de sortie d'air 21 Patin de liaison 22 Bande de test 23 Zone de test 24 Zone de référence 25 Segment d'absorption 26 Installation pour recevoir un récipient 27 Récipient 28 Installation de libération du solvant 29 Broche ou poussoir 30 Canal de guidage d'air 31 Fente de guidage d'air 35 Installation générant un courant d'air 36 Veine d'air 37 Ventilateur 40, 41 Lèvres d'étanchéité 42 Flèche 43 Couche de colle 44 Installation de capteur 46 Partie capteur 50 Dispositif d'analyse 51 Cassette35