Brevet FR3052867A1 — publié le 20171222

Dispositif de détection d'un taux alcoolémie La présente invention concerne un dispositif de détection d'un taux 5 alcoolémie. La consommation d'alcool par des automobilistes est un facteur important et reconnu d'augmentation des accidents de la route, en particulier des accidents graves avec des issues mortels. C'est pourquoi la consommation d'alcool est interdite par certains 10 états ou pour le moins strictement limitée. Pour contrôler le taux d'alcoolémie d'un usager de la route, on connaît de nombreux dispositifs de mesure et de contrôle, en particulier des éthylotests. Ces dispositifs mesurent le taux d'éthanol contenu dans l'haleine expirée par une personne, ce qui permet de déterminer dans 15 une certaine plage son taux d'alcoolémie. Parmi ces éthylotests, on distingue en particulier des éthylotests chimiques et les éthylotests électroniques. Pour les éthylotests chimiques, ceux-ci fonctionnent selon le principe d'oxydoréduction qui s'effectue entre le dichromate de 20 potassium, l'acide sulfurique et l'éthanol. Il s'agit donc d'une application concrète de la chimie organique. En effet, on observe une coloration du coton en vert/bleu à la fin de la réaction. Ainsi, l'éthanol et le dichromate de potassium ont réagi ensemble : le test est positif. Ces tests sont peu onéreux en tant que tels mais à usage unique. Ainsi, par 25 exemple pour une brigade de la police chargé de contrôler le taux d'alcoolémie des automobilistes, le coût n'est pas négligeable si un 3052867 2 grand nombre de personnes sont contrôlés. De plus, ces tests n'ont qu'une durée limitée d'utilisation et une fois utilisés, on doit les jeter, ce qui pose aussi un problème pour l'environnement, en particulier du fait de la toxicité du réactif. De plus, ces tests donnent plutôt une indication du taux d'alcoolémie et ont une faible précision de mesure. Les éthylotests électroniques permettent de résoudre un certain nombre de ces inconvénients. L'éthylotest électronique analyse l'air alvéolaire expiré grâce à un détecteur semi-conducteur réalisé sous forme d'un capteur électrochimique sensible à l'éthanol. Dans le cas de l'éthylotest électronique, un courant se crée lorsque la présence de molécules d'alcool dans l'haleine est relativement importante. Aussi, l'intensité du courant est liée à la quantité d'alcool dans l'air expiré. Le semiconducteur permet alors le passage du courant généré jusqu'à un microprocesseur qui l'évalue et le convertit en une mesure lisible sur un afficheur. Les éthylotests électroniques sont fiables et précis. Ils peuvent être utilisés de façon répétée avec différents usagers de la route, seul une petite pièce plastique buccale destinée à être en contact avec la bouche 20 de l'usager est jetable et à usage unique. Cependant, ces éthylotests électroniques sont très complexes et onéreux pour atteindre la précision requise. De plus, leur temps de réponse est assez faible. La présente invention a pour objet de proposer une alternative 25 réutilisable et moins onéreuse aux éthylotests électroniques à semiconducteur et qui présente une bonne fiabilité de mesure. A cet effet, la présente invention propose un dispositif de détection d'un taux alcoolémie, comportant : 3052867 3 une bande flexible destinée à être mise en présence avec une atmosphère à tester, notamment chargée ou non d'éthanol, et plus particulièrement de l'haleine expirée d'une personne, la bande flexible comprenant 5 o un substrat flexible, et o une couche poreuse hydrophobe disposée sur le substrat flexible et présentant une surface de pores accessibles de la couche poreuse disposée sur le substrat flexible supérieure à 140cm2/cm2, 10 o le substrat flexible étant précontraint de sorte qu'en absence d'éthanol, la bande flexible présente une courbure initiale et en présence d'éthanol, la bande flexible présente une courbure plus faible, un détecteur de variation de la courbure de la bande flexible, et 15 une unité de traitement et de calcul configurée pour déduire de la variation mesurée de la courbure de la bande flexible un paramètre correspondant à un taux d'alcoolémie. Grâce à l'invention, on augmente la densité de molécules adsorbées, donc on détecte des valeurs d'alcoolémie plus faibles. Le dispositif selon l'invention peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison : Selon un aspect, la couche poreuse présente une épaisseur comprise entre 250nm et 511m. Selon un autre aspect les pores ont un diamètre moyen inférieur à 2,3nm. Selon encore un autre aspect, le volume poreux de la couche poreuse 30 disposée sur le substrat flexible est supérieur à 33%. 3052867 4 La couche poreuse est par exemple composée de silice rendu hydrophobe par la fonctionnalisation des parois des pores dans la matrice de silice par des groupements méthyl. 5 Le substrat flexible est notamment précontraint du fait d'un traitement par calcination. Le substrat flexible peut être réalisé en polyimide, en métal ou en céramique. Selon encore un autre aspect, le substrat flexible présente une 10 constante d'élasticité k 33% si e = 250 nm Pour D = 2,3 nm ; V > 2% si e = 5000 nm Pour D = 5 nm ; V > 70% si e = 250 nm Pour D = 5 nm ; V> 3,5% si e = 5000 nm 5 Pour D = 2,3 nm ; e > 250 nm si V = 33 Pour D = 2 nm ; V > 28 % si e = 250 nm Pour D = 2 nm ; e > 212 nm si V > 33% Pour D= 1,5 nm ; V > 21 % si e = 250 nm Pour D = 1,5 nm ; e > 160 nm si V > 33% 10 Pour V = 33%; e > 250nm si D = 2,3 nm Pour V = 33%; D 200 nm si D = 2,3 nm Pour V = 40%; D 135 nm si D = 2,3 nm 15 Pour V = 60%; D REVENDICATIONS1. Dispositif (3) de détection d'un taux alcoolémie, comportant : une bande flexible (1) destinée à être mise en présence avec une atmosphère à tester (4), notamment chargée ou non d'éthanol, et plus particulièrement de l'haleine expirée d'une personne, la bande flexible (1) comprenant o un substrat flexible (5), et o une couche poreuse hydrophobe (7) disposée sur le substrat flexible (5) et présentant une surface de pores accessibles de la couche poreuse (7) disposée sur le substrat flexible (5) supérieure à 140cm2/cm2, o le substrat flexible (5) étant précontraint de sorte qu'en absence d'éthanol, la bande flexible (1) présente une courbure initiale et en présence d'éthanol, la bande flexible (1) présente une courbure plus faible, un détecteur (21) de variation de la courbure de la bande flexible (1), et une unité (23) de traitement et de calcul configurée pour déduire de la variation mesurée de la courbure de la bande flexible (1) un paramètre correspondant à un taux d'alcoolémie. 2. Dispositif de détection d'un taux alcoolémie selon la revendication 1, dans lequel la couche poreuse (7) présente une épaisseur comprise entre 250nm et 511m. 3. Dispositif de détection d'un taux alcoolémie selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les pores ont un diamètre moyen inférieur à 2,3nm. 3052867 5 21 4. Dispositif de détection d'un taux alcoolémie selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le volume poreux de la couche poreuse (7) disposée sur le substrat flexible (5) est supérieur à 33%. 5. Dispositif de détection d'un taux d'alcoolémie selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche poreuse (7) est composée de silice rendu hydrophobe par 10 la fonctionnalisation des parois des pores dans la matrice de silice par des groupements méthyl. 6. Dispositif de détection d'un taux alcoolémie selon 15 l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le substrat flexible (5) est précontraint du fait d'un traitement par calcination. 7. Dispositif de détection d'un taux d'alcoolémie selon 20 l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le substrat flexible (5) est réalisé en polyimide. 8. Dispositif de détection d'un taux d'alcoolémie selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le substrat 25 flexible (5) est réalisé en métal ou en céramique. 9. Dispositif de détection d'un taux d'alcoolémie selon la revendication 7, dans lequel le substrat flexible (5) présente une constante d'élasticité k 10. Dispositif de détection d'un taux d'alcoolémie selon la revendication 7 ou 9, dans lequel la bande flexible (1) présente une épaisseur comprise entre 0,02mm et 0,07mm, notamment 5 entre 0,025mm et 0,05mm. 11. Dispositif de détection d'un taux d'alcoolémie selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel en absence d'éthanol, la bande flexible (1) présente un rayon de 10 courbure initial compris entre lcm et 10cm. 12. Dispositif de détection d'un taux d'alcoolémie selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel il 15 comprend en outre une enceinte de mesure (11) avec une entrée (13) destinée à recevoir un flux d'atmosphère à tester, la bande flexible (1) étant fixée contre une paroi (15) de l'enceinte (11). 13. Dispositif de détection d'un taux d'alcoolémie selon 20 l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le détecteur (21) de variation de la courbure de la bande flexible comprend un appareil de prise de vue (27). 14. Dispositif de détection d'un taux d'alcoolémie selon 25 l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel la bande flexible (1) porte à une extrémité libre (42) un réflecteur optique (30) et le détecteur (21) de variation de la courbure de la bande flexible (1) comprend d'une part un émetteur laser (32) émettant un faisceau laser (34) en direction du réflecteur optique (30), et 3052867 23 d'autre part un détecteur optique (36) pour détecter la position du faisceau laser réfléchi (38) par le réflecteur optique (30), la position du faisceau laser réfléchi (38) étant proportionnelle à la courbure de la bande flexible (1). 5 15. Dispositif de détection d'un taux d'alcoolémie selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel le détecteur (21) de variation de la courbure de la bande flexible comprend un détecteur capacitif (40) de la distance entre une 10 extrémité libre (42) de la bande flexible (1) et un point de référence, la distance entre l'extrémité libre (42) de la bande flexible (1) et le point de référence étant proportionnelle à la courbure de la bande flexible (1). 15 16. Dispositif de détection d'un taux d'alcoolémie selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel le détecteur (21) de variation de la courbure de la bande flexible (1) comprend un guide d'onde (50) placé en regard d'une extrémité libre (42) de la bande flexible (1), la distance (D) entre l'extrémité 20 libre (42) et le guide d'onde (50) modifiant l'intensité lumineuse transmise par le guide d'onde (50), l'intensité lumineuse transmise par le guide d'onde (50) étant proportionnelle à la courbure de la bande flexible. 25 17. Bande flexible (1) pour dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, comprenant - un substrat flexible (5) est réalisé en polyimide, - une couche poreuse (7) hydrophobe de silice disposée sur le substrat flexible (5) présentant une surface de pores 3052867 24 accessibles de la couche poreuse (7) disposée sur le substrat flexible (5) supérieure à 140cm2/cm2, le substrat flexible (5) étant précontraint par calcination de sorte qu'en absence d'éthanol, la bande flexible (1) présente une courbure initiale et en présence d'éthanol, la bande flexible (1) présente une courbure plus faible.