Brevet FR3048283A1 — publié le 20170901

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne un système de surveillance de l'environnement. Elle s'applique, en particulier, au domaine du prélèvement d'air en vue de l'analyse et de la mesure de particules comme l'amiante, les fibres et /ou métaux en suspension atmosphérique. ETAT DE LA TECHNIQUE L'amiante, les fibres et/ou métaux en suspension atmosphérique représentent un danger réel pour la santé : les particules d'amiante, notamment celles inférieures à trois microns peuvent créer des troubles graves dans l'organisme entrainant la mort des personnes contaminées, la maladie pouvant se déclarer parfois plusieurs dizaines d'années après la contamination. Concernant l'amiante, ces microparticules peuvent être présentes dans l'eau ou dans l'air, de manière naturelle (zones de montagnes exposées à l'érosion) ou artificielle (abords de bâtiments amiantés, travaux de désamiantage mal effectués). La nocivité de ce matériau a été reconnue en France en 1997. Il est connu des préleveurs d'air pour amiante selon deux catégories : - ceux dont l'objectif est de détecter la présence d'amiante. Actuellement, ils sont équipés de filtre de 0,8 micron et ils ne détectent que les fibres longues et - ceux dont l'objectif est de mesurer les quantités d'amiante. Ils fonctionnent avec des filtres de 0,45 micron et mesurent les fibres longues et les fibres courtes. Le principe de fonctionnement d'un préleveur d'air pour amiante est le suivant : - l'air est aspiré par une pompe, - le débit est mesuré et tracé par un débitmètre, - l'air aspiré traverse une membrane sur laquelle viennent se déposer les fibres d'amiantes, 3048283 2 - une fois la durée réglementaire de la mesure passée, la membrane est envoyée à un laboratoire accrédité pour qu'il effectue des mesures et détermine le taux d'amiante dans le volume testé. Les laboratoires de prélèvements et d'analyses ont ainsi une position 5 centrale dans la filière. Leurs rôles sont les suivants : - l'analyse des échantillons de matériaux ou produits susceptibles de contenir de l'amiante en vue de l'identification de la fibre des échantillons prélevés par les entreprises de diagnostic et de désamiantage ; 10 - le prélèvement des échantillons en vue du contrôle de l'empoussièrement et de la valeur limite d'exposition professionnelle ; - l'analyse des échantillons prélevés en vue du contrôle de l'empoussièrement précité. Pour procéder à ces contrôles, les laboratoires sont accrédités pour les 15 différentes catégories d'analyse et doivent respecter les normes techniques fixées dans les textes en matière d'analyse. Les appareils existant sont destinés à recueillir les fibres dans un volume d'air donné. Or, avec les variations de températures, ce volume d'air peut correspondre à différentes masses d'air. Les mesures ainsi réalisées ne 20 permettent pas de mesurer une masse de fibres par unité de masse d'air. L'objectif de la présente invention est de contrôler la qualité de l'air ambiant ou de l'air intérieur afin de protéger la population et les travailleurs. Les appareils existants ne permettent pas de garantir une fiabilité de la quantité de l'air prélevé. 25 Lorsqu'il y a une panne lors du prélèvement de l'air, le système s'arrête. Or le temps de collecte peut être inférieur au temps réglementaire selon l'objectif souhaité de la mesure (4 heures, 24 heures ou 3 fois 8 heures). Si le problème intervient au début de la collecte, l'opérateur qui met en place le système doit recommencer le prélèvement puisque la durée réglementaire de la 30 mesure n'est pas respectée. De plus, si la panne est une coupure de courant, les systèmes existants ne permettent pas d'identifier qu'il y a eu un problème lors du prélèvement d'air. Une coupure d'alimentation du système de prélèvement fausse les données collectées. 3048283 3 L'invention a pour objectif d'améliorer les systèmes existants afin d'assurer la fiabilité et la traçabilité du prélèvement d'air. OBJET DE L'INVENTION 5 La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un Système de surveillance de l'environnement comportant un ou plusieurs instrument(s) de mesure environnementale portatifs et un dispositif de contrôle situé à distance du ou des instrument(s), chaque instrument comprend : 10 - une entrée de prélèvement d'air, - une pompe reliée à ladite entrée de prélèvement d'air, - un filtre configuré pour retenir des particules en suspension dans l'air pompé ; caractérisé en ce que le système comporte une base de données de collecte 15 des informations de chaque instrument et que chaque instrument comporte en outre : - un débitmètre massique configuré pour mesurer le débit volumique de l'air traversant le filtre ; - un moyen de modulation du débit d'air traversant le filtre configuré 20 pour que le débit mesuré d'air en litres par minute soit sensiblement constant en fonction de l'évolution d'au moins un paramètre mesuré en temps réel ; - un moyen de communication bidirectionnelle permettant d'échanger sans fil entre l'instrument et le dispositif de pilotage. 25 L'unité de mesure litre par minutes représente les moles d'air seconde par unité de temps, soit limin. On entend par temps-réel, le fait que les valeurs des paramètres sont transmises ou collectées par l'instrument sans attendre la fin de la phase de mesure. Par exemple, les paramètres mesurés à l'aide des capteurs installés 30 sur chaque instrument et transmis par moyen de communication sont émis en temps réel. L'exploitation en temps réel des informations et paramètres remontés automatiquement permettent d'effectuer un monitoring en temps réel de chaque instrument connecté. 3048283 4 Grâce à ces dispositions, le système permet de fiabiliser les prélèvements d'air avec la disparition des erreurs de saisie grâce à l'enregistrement des données, l'historisation des valeurs en base de données et une parfaite traçabilité. 5 Tout ceci apporte également un gain de temps et un gain financier pour les professionnels. Dans un mode de réalisation, l'instrument comporte une batterie. Dans un mode de réalisation, le paramètre mesuré est une donnée de 10 mesure d'un paramètre sélectionné parmi les suivants : une température, une pression, une hygrométrie, un débit instantané, un débit moyen et une durée. Dans un mode de réalisation, le moyen de communication utilise au moins une des modalités suivantes : les ondes hertziennes, par exemple UHF (acronyme de Ultra Haute Fréquence), lumineuses, par exemple infrarouges, 15 sonores, par exemple infrasonores ou ultrasonores et/ou des spécifications de communication sur un réseau, par exemple Bluetooth (marque déposée) ou Wifi (marque déposée). Dans un mode de réalisation, l'instrument comporte un capteur d'autonomie de batterie. 20 Dans un mode de réalisation, l'instrument comporte en outre un capteur de géolocalisation. Dans un mode de réalisation, l'instrument comporte en outre un capteur de détection de mouvement. Dans un mode de réalisation, le système comporte un dispositif de 25 prise de photographie lorsque l'instrument est en fonction et qu'un mouvement de l'instrument est détecté. Dans un mode de réalisation, le système comporte un dispositif de pilotage à distance de chaque instrument configuré pour arrêter le fonctionnement de l'instrument en cas d'anomalie. 30 Grâce à ces dispositions, le système comporte un dispositif de pilotage à distance de chaque instrument configuré pour piloter la commande d'arrêt de mise en fonction ou de modification de paramètre de l'instrument en cas d'anomalie. 304 82 83 5 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortent de la description qui suit faite, dans un but explicatif et nullement limitatif, en regard du dessin annexé, dans lequel la figure 1 représente, en 5 schéma bloc, des éléments d'un mode de réalisation particulier du système de surveillance de l'environnement objet de la présente invention. DESCRIPTION D'EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION La figure 1 représente les différentes parties du système de 10 surveillance de l'environnement. Le système comporte un ou plusieurs instruments (20) de mesure environnementale portatifs. Un dispositif de captage de particules de l'air 11 comporte une entrée de prélèvement d'air et un filtre pour retenir des particules en suspension dans l'air pompé. 15 L'air ambiant 10 entre dans l'instrument 20 de mesure environnementale par l'entrée de prélèvement d'air 11. Un débitmètre 12 massique est configuré pour mesurer le débit volumique de l'air traversant le filtre à partir d'au moins un paramètre mesuré en temps réel. 20 Un moyen de modulation 14 du débit d'air traversant le filtre est configuré pour que le débit mesuré d'air en moles d'air seconde par unité de temps soit sensiblement constant en fonction de l'évolution du débit volumique mesurée par le débitmètre. L'instrument 20 comporte des capteurs pour chaque paramètre : 25 température, pression et hygrométrie. Le débit d'air traversant le filtre est modulé en fonction de l'évolution d'au moins un paramètre mesuré en temps réel. En fonction d'un ou des paramètres de température, pression et hygrométrie le débit d'air traversant le filtre est ajusté. Le terme sensiblement constant permet une stabilité du débit à plus ou 30 moins 5% et une justesse du débit à plus ou moins 2 %. Un moyen de communication 16 bidirectionnelle permet d'échanger sans fil entre l'instrument 20 et le dispositif de pilotage 18. L'échange d'information permet de remonter les informations sur le fonctionnement de la pompe de prélèvement. Par exemple : dates, durée de 304 82 83 6 prélèvement, heure de début, heure de fin, débits, numéro de la pompe, état de la pompe (en fonctionnement ou à l'arrêt), température, pression, hygrométrie, tout type d'incidents en fonctionnement (liste non exhaustive et paramétrable). Le réseau de support 17 échange les informations entre l'instrument 20 5 et le dispositif de pilotage 18. Le dispositif de pilotage 18 stocke dans une base de données les informations. L'interface de pilotage 19 permet d'accéder aux données et à l'administration du système. Le système comporte une carte de pilotage 15 et d'enregistrement des 10 paramètres techniques. Le système comporte une alimentation, non représentée, pour alimenter les différentes parties du système. Dans un autre exemple de réalisation, le système comporte un moyen de paramétrage de la fréquence et des moyens de remontée des informations 15 Dans un exemple de réalisation, le système comporte un capteur de géolocalisation de type GPS (global positionnement system, en français système de positionnement par satellite, marque déposé). L'utilisation de ce capteur de géolocalisation permet de détecter un déplacement de l'instrument 20. Lors de la phase de prélèvement d'air si 20 l'instrument 20 est déplacé, c'est une anomalie. Lorsqu'une anomalie est détectée, le système arrête le fonctionnement de l'instrument 20. Dans une autre variante, lorsqu'une anomalie est détectée, le système utilise un dispositif de prise de photographie pour envoyer cette photographie au dispositif de pilotage 18. 25 Les anomalies sont signalées de différentes façons : par des systèmes d'alarme visuels, sonores et/ou transmission de l'information via le dispositif de pilotage. Le système est configuré pour l'arrêt automatique du prélèvement en cas d'anomalie majeure. 30 Dans un autre exemple de réalisation, le système comporte un capteur de détection de mouvement. L'utilisation de ce capteur de détection de mouvement permet de détecter un mouvement de l'instrument 20. Lors de la phase de prélèvement d'air si l'instrument 20 est déplacé, c'est une anomalie. Lorsqu'une anomalie 3048283 7 est détectée, le système arrête le fonctionnement de l'instrument 20. Dans une autre variante, lorsqu'une anomalie est détectée, le système utilise un dispositif de prise de photographie pour envoyer cette photographie au dispositif de pilotage 18. 5 Dans un autre exemple de réalisation, non représenté, le système est installé en milieu nucléaire avec un système empêchant l'empoussièrement et la contamination de l'instrument 20 par un clapet anti retour. L'instrument 20 répond à la norme IP67 (indice de protection 67, de la norme CEI 60529). Dans un autre exemple de réalisation non représenté, le système 10 comporte une batterie. La batterie est configurée pour que l'autonomie de fonctionnement soit sur une durée minimale de 25 heures. Le système comporte un capteur d'autonomie de batterie. Ce capteur du niveau de la batterie permet à l'utilisateur de pouvoir connaitre la durée 15 restante et l'autonomie de l'instrument 20. Le cas échéant l'utilisateur branche l'instrument 20 à une alimentation pour soit recharger la batterie soit alimenter l'instrument 20. 304 82 83 8 NOMENCLATURE 10 entrée de prélèvement d'air 11 dispositif de captage de particules de l'air 5 12 débitmètre 13 pompe 14 moyen de modulation 15 carte de pilotage 16 moyen de communication 10 17 réseau support de communication 18 dispositif de pilotage 19 interface de pilotage 20 instrument REVENDICATIONS1. Système de surveillance de l'environnement comportant un ou plusieurs instrument(s) (20) de mesure environnementale portatifs et un dispositif de contrôle situé à distance du ou des instrument(s) (20), chaque instrument (20) 5 comprend : - une entrée de prélèvement d'air (10), - une pompe (13) reliée à ladite entrée de prélèvement d'air (10), - un filtre configuré pour retenir des particules en suspension dans l'air pompé ; 10 caractérisé en ce que le système comporte une base de données de collecte des informations de chaque instrument (20) et que chaque instrument (20) comporte en outre : - un débitmètre (12) massique configuré pour mesurer le débit massique de l'air traversant le filtre ; 15 - un moyen de modulation (14) du débit d'air traversant le filtre configuré pour que le débit mesuré d'air en litres par minute soit sensiblement constant en fonction de l'évolution d'au moins un paramètre mesuré en temps réel ; - un moyen de communication (16) bidirectionnelle permettant 20 d'échanger sans fil entre l'instrument (20) et le dispositif de pilotage (18). 2. Système selon la revendication 1, dans lequel l'instrument (20) comporte une batterie. 25 3. Système selon la revendication 1, dans lequel le paramètre mesuré est une donnée de mesure d'un paramètre sélectionné parmi les suivants : une température, une pression, une hygrométrie, un débit instantané, un débit moyen et une durée. 30 4. Système selon la revendication 1, dans lequel le moyen de communication (16) utilise au moins une des modalités suivantes : les ondes hertziennes, par exemple UHF (acronyme de Ultra Haute Fréquence), 304 82 83 10 lumineuses, par exemple infrarouges, sonores, par exemple infrasonores ou ultrasonores et/ou des spécifications de communication sur un réseau, par exemple Bluetooth (marque déposée) ou Wi-fi (marque déposée). 5. Système selon la revendication 2, dans lequel l'instrument (20) comporte un capteur d'autonomie de batterie. 6. Système selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'instrument (20) comporte en outre un capteur de géolocalisation. 7. Système selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel l'instrument (20) comporte en outre un capteur de détection de mouvement. 8. Système selon la revendication 7, dans lequel le système comporte un dispositif de prise de photographie lorsque l'instrument (20) est en fonction et qu'un mouvement de l'instrument (20) est détecté. 9. Système selon la revendication 7, dans lequel le système comporte un dispositif de pilotage (18) à distance de chaque instrument (20) configuré pour piloter la commande d'arrêt de mise en fonction ou de modification de paramètre de l'instrument (20) en cas d'anomalie.