Brevet FR3051914A1 — publié le 20171201

Procédé de traitement et de classification de substances odorantes, utilisation de ce procédé, système et produit programme d'ordinateur correspondants 1. Domaine de l'invention L'invention concerne un procédé de traitement et de classification de substances odorantes, ou odeurs, des utilisations de ce procédé pour l'authentification de parfums notamment, et d'un système pour la mise en oeuvre du procédé. 2. Art antérieur Le monde de la parfumerie est un secteur économique important de la mode et du luxe, souvent associé à l'image de la France pour les parfums de luxe, tels que Chanel, Dior et Lancôme notamment. Il existe ainsi des centaines de parfums sur le marché. Les classifications de familles de parfums existantes sont basées sur le jugement de professionnels ou amateurs du milieu. Ces classifications sont subjectives en ce sens que la caractérisation et la reconnaissance des odeurs constituent un processus psychologique lié à nos émotions et à notre mémoire. Par ailleurs, la physiologie de l'odorat diffère pour chaque individu. La Société Française des Parfumeurs a ainsi établi une classification en sept groupes ou familles olfactives (la famille des hespéridés, des cuirs, des floraux notamment) qui permettent de classer les parfums selon leur caractéristique olfactive principale. Il n'existe pas à ce jour de classification objective de l'empreinte olfactive des parfums obtenue à partir d'un équipement scientifique. Il n'existe pas non plus à ce jour de technique fiable de détection de parfums de contrefaçon. 3051914 2 3. Objectifs de l'invention L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, un objectif de la présente invention est de proposer 5 une technique permettant d'obtenir une classification objective de l'empreinte olfactive de substances odorantes, et notamment de parfums. Un autre objectif de la présente invention est de fournir une technique fiable qui peut assurer l'authenticité de parfums de marque notamment et détecter des contrefaçons. 10 Encore un objectif de la présente invention est de proposer un outil d'aide au choix d'un parfum appartenant à une famille précise pour les consommateurs. 4. Exposé de l'invention Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront dans la suite de la 15 présente description, sont atteints grâce à l'invention qui concerne un procédé de traitement et de classification de substances odorantes, telles que des parfums. Selon l'invention, le procédé comprend les étapes suivantes : sélection d'une substance odorante par un opérateur parmi un lot 20 de substances odorantes; analyse des composés volatils de ladite substance odorante par des moyens de détection et d'analyse délivrant une empreinte olfactive moléculaire ; - enregistrement de ladite empreinte olfactive moléculaire associée 25 à ladite substance odorante dans une base de données par des moyens de traitement de données, répétition des étapes précédentes pour chacune des substances odorantes dudit lot ; 3051914 3 visualisation sur un terminal de restitution de la position de l'empreinte olfactive moléculaire de chacune desdites substances odorantes dans un espace à trois dimensions, ledit positionnement étant mis en oeuvre par les moyens de traitement de données, et 5 détermination de familles de substances odorantes en fonction de la position dans ledit espace des empreintes olfactives moléculaires desdites substances odorantes, comprenant une étape de délimitation par les moyens de traitement de données dudit espace en plusieurs sous-espaces de dimensions prédéterminées, chaque sous-espace 10 correspondant à une famille de substances odorantes. Ainsi, l'invention repose sur une approche nouvelle et inventive de constitution d'une base de données, notamment par l'intermédiaire d'une unité de traitement de données, dans laquelle sont enregistrées les données issues des mesures effectuées sur des substances odorantes connues, sous forme 15 d'empreintes olfactives moléculaires. Les substances odorantes sont caractérisées ainsi chacune par une empreinte olfactive moléculaire qui lui est propre. Un opérateur peut avantageusement visualiser les empreintes olfactives moléculaires de différents parfums par l'intermédiaire d'un moniteur connecté à 20 l'unité de traitement de données, les données (ou empreintes) pouvant être présentées sous forme de nuages de points dans un espace multi-dimensionnel, et notamment tridimensionnel, et regroupées en familles d'empreintes, L'utilisateur peut définir des familles de parfums en associant à chaque famille un sous-volume précis de l'espace à trois dimensions, de sorte que les 25 empreintes olfactives moléculaires de différents parfums sont chacune associées à un sous-volume précis de l'espace à trois dimensions. L'utilisateur peut créer des sous-volumes de petite taille pour augmenter la différentiation entre les parfums en restreignant les volumes correspondants à 3051914 4 chaque type de famille de parfums, ou bien avoir des sous-volumes plus grands afin de constituer un nombre de familles de parfums plus restreinte. Préférentiellement, l'unité d'un sous-volume peut être un cinquième du volume total de l'espace 3D. Par conséquent, le volume total de l'espace 3D est 5 décrit sous la forme de 5X5X5 sous-volumes, soit 125 familles potentielles de parfums. Il est à noter qu'une représentation dans un espace bidimensionnel est peu adaptée dans le mesure où il existe un risque de superposition des sous volumes. 10 Le procédé de l'invention permet d'exprimer visuellement des informations olfactives et de classer de façon objective différents parfums en familles de parfums, plus particulièrement en l'associant à un sous-volume précis de l'espace à trois dimensions. Chaque parfum correspond à un sous-volume précis. 15 Selon un aspect particulier de l'invention, l'étape d'analyse des composés volatils est mise en oeuvre au moyen d'un spectromètre de masse délivrant un spectre de masse des molécules volatiles de ladite substance odorante. Selon un aspect particulier de l'invention, le procédé comprend une étape d'analyse en composantes principales du spectre de masse des molécules 20 volatiles de ladite substance odorante mise en oeuvre par les moyens de traitement. Selon un aspect particulier de l'invention, le procédé comprend, préalablement à l'étape d'analyse en composantes principales, une étape de détermination par les moyens de traitement d'une matrice des pics du spectre 25 de masse de chacune des substances odorantes dudit lot. Selon un aspect particulier de l'invention, chaque sous-espace est de forme cubique. 3051914 5 Selon un aspect particulier de l'invention, l'étape de délimitation dudit espace en plusieurs sous-espaces comprend au préalable une étape de sélection par ledit opérateur d'un nombre de sous-espaces. L'invention concerne, par ailleurs, un système de traitement et de 5 classification de substances odorantes, telles que des parfums, permettant de mettre en oeuvre le procédé décrit précédemment, le système comprenant des moyens de détection et d'analyse des composés volatils d'une substance odorante délivrant une empreinte olfactive moléculaire, et des moyens de traitement (20) de données aptes : 10 à enregistrer ladite empreinte olfactive moléculaire associée à ladite substance odorante dans une base de données, à positionner sur un terminal de restitution la position de l'empreinte olfactive moléculaire de plusieurs substances odorantes dans un espace à trois dimensions, et 15 à délimiter ledit espace en plusieurs sous-espaces de dimensions prédéterminées et à déterminer des familles de substances odorantes en fonction de la position dans ledit espace des empreintes olfactives moléculaires desdites substances odorantes, chaque sous-espace correspondant à une famille de substances odorantes. 20 Selon un aspect particulier de l'invention, les moyens de détection et d'analyse comprennent un spectromètre de masse. L'invention concerne également un produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un microprocesseur, ledit produit 25 programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour la mise en oeuvre du procédé décrit précédemment. L'invention concerne en outre l'utilisation du procédé décrit précédemment pour une matrice odorante, et en particulier les parfums, pour permettre la classification de plusieurs parfums en familles de parfums, et plus 3051914 6 généralement de plusieurs matrices odorantes (liquides ou solides) en familles de matrices odorantes. Cette classification n'est plus basée de fait sur un classement subjectif ou dépendant d'une personne, mais sur des données analytiques issues 5 d'équipements scientifiques. 5. Liste des figures L'invention, ainsi que les différents avantages qu'elle présente, seront plus facilement compris, grâce à la description qui va suivre de modes non limitatifs de réalisation de celle-ci donnés en référence aux dessins dans 10 lesquels : la figure 1 illustre, de façon schématique, un système apte à mettre en oeuvre le procédé de l'invention ; la figure 2 est un diagramme illustrant les étapes principales du procédé de l'invention ; 15 les figures 3A et 3B montrent le spectre de masse des composés volatils provenant de deux parfums distincts qui est obtenu selon le procédé de l'invention ; la figure 4A montre un exemple de matrice de parfums (numérotés de 1 à 12) appartenant à une même famille qui est obtenue selon le 20 procédé de l'invention, et La figure 4B est une représentation tridimensionnelle de l'empreinte olfactive moléculaire de plusieurs parfums montrant plusieurs familles d'empreintes olfactives obtenues selon le procédé de l'invention. 25 3051914 7 6. Description 6.1 Principe général L'invention propose une technique permettant d'obtenir une classification objective de l'empreinte olfactive de substances odorantes, et 5 notamment de parfums, par familles. Cette nouvelle approche repose sur une technique analytique de détection physicochimique et moléculaire des composés volatils des parfums avec un spectromètre de masse. Une fois les parfums analysés avec cette technologie, les données 10 contenues dans le spectre de masse de chaque parfum, appelées « empreinte olfactive », sont exploitées par une étude statistique, par exemple l'Analyse par Composante Principale ("ACP" en français, ou "PCA" en anglais) et visualisées sous une représentation en trois dimensions (3D). L'espace de représentation en 3D est subdivisé par l'opérateur en 15 plusieurs sous-volumes (des sous-cubes, par exemple), ce qui permet de regrouper les parfums en familles, chaque famille de parfum correspondant à un sous-volume. L'invention est ainsi basée sur une analyse physicochimique et moléculaire de l'empreinte olfactive des parfums, permettant une 20 représentation en 3D des données issues d'un traitement statistique et une classification objective des parfums en familles, selon leur position respective dans une micro zone (sous-volume) de l'espace 3D. 6.2 Analyse par spectrométrie La technique analytique utilisée pour caractériser les composés odorants 25 des parfums est la spectrométrie de masse. Au cours de leurs recherches, les inventeurs ont ainsi utilisé un spectromètre de masse à haute résolution appelé "AccuTOF DART" (marque déposée) commercialisé par la société JEOL, pour l'analyse et détection des molécules volatiles de plusieurs dizaines de parfums. 3051914 8 Un des grands avantages de ce dispositif est qu'il ne nécessite pas de préparation de l'échantillon de parfum avant son introduction dans le spectromètre. Par ailleurs, l'analyse est rapide et se fait quasiment en temps réel, sous pression atmosphérique. 5 On rappelle que la spectrométrie de masse est une technique physique d'analyse permettant de détecter et d'identifier des molécules d'intérêt par mesure de leur masse, et de caractériser leur structure chimique. Son principe réside dans la séparation de molécules chargées (ions) en fonction de leur rapport masse/charge (m/z). Le spectre de masse représente l'abondance des 10 ions en fonction de leur rapport m/z. Dans le cadre de l'invention, des spectres de masses ou « empreintes olfactives moléculaires» sont obtenu(e)s pour chaque parfum. Des fichiers texte sont générés (un par échantillon de parfum) par le spectromètre de masse avec toutes les données du spectre et transmis vers une unité de traitement des 15 données. Les figures 3A et 3B sont des représentations du spectre de masse des composés volatils provenant de deux parfums distincts. Les intensités relatives sont représentées en y (selon l'axe des ordonnées) et les rapports m/z des ions détectés sont représentés en x (selon l'axe des 20 abscisses). De façon connue, le pic le plus intense dans le spectre est appelé le pic de base. Par convention, il est attribué à ce pic de base une intensité égale à 100%, l'intensité relative des autres pics étant calculée par rapport à l'intensité du pic de base. 25 Sur le spectre de masse reproduit sur la figure 3A, le pic de base est à 137 (valeur de m/z) avec une intensité relative de 100, d'autres pics étant visibles à 134, 135 et 193 notamment sur l'axe des abscisses. A titre d'exemple, le pic situé à 273 sur l'axe des abscisses présente une intensité relative de l'ordre de 20. Sur le spectre de masse reproduit sur la figure 3B, le pic de base est à 269 3051914 9 (valeur de m/z) avec une intensité relative de 100 On obtient ainsi un spectre de molécules précises de la partie volatile du parfum sélectionné. 6.3 Traitement des données et visualisation 3D 5 La technique utilisée pour le traitement des données est, par exemple, l'Analyse par Composante Principale. Les fichiers texte générés par le spectromètre de masse sont ensuite traités par l'unité de traitement avec un fichier exécutable qui permet de créer une matrice sur la présence/absence des pics à partir des spectres de plusieurs parfums. 10 La figure 4A montre un exemple de matrice pour une familles de parfums (numérotés de 1 à 12) indiquant pour chaque parfum de cette famille la présence ou non de pics moléculaires (ici de 117 à 453 g/mol). Le chiffre "1" indique la présence d'un pic moléculaire pour la masse molaire correspondante, le chiffre "0" indiquant une absence de pic moléculaire pour la masse molaire 15 correspondante. C'est donc l'ensemble des spectres des parfums d'une famille qui constituent la matrice de la figure 4A. Par exemple, le parfum référencé 10c (première ligne) présente des pics moléculaires pour les valeurs 123, 131, 151, 152, 155, 235 et 269 g/mol. 20 L'unité de traitement met en oeuvre l'Analyse par Composante Principale (ACP) à partir de la matrice obtenue. L'Analyse par Composante Principale est configurée pour représenter sous forme de points l'empreinte olfactive moléculaire de chacun des parfums étudiés dans un espace à trois dimensions, avec la plus grande dispersion (le plus 25 grand étalement) possible du nuage de points. En d'autres termes, le procédé prévoit un traitement informatisé des spectres de masse pour obtenir une représentation en 3D, dans un référentiel défini à l'avance, des empreintes olfactives moléculaires des parfums étudiés. La 3051914 10 représentation est choisie de sorte à mettre le plus en avant les différences entre les parfums. La figure 4B est une représentation dans un espace E à trois dimensions des points correspondants à l'empreinte olfactive moléculaire des parfums 5 étudiés, une telle représentation pouvant être visualisée sur un terminal de restitution. On note que les axes de cet espace E correspondent à une représentativité de la répartition de ces points pour traduire l'ensemble des parfums. 10 Chaque parfum est associé à des coordonnées dans l'espace E en trois dimensions. L'unité de traitement est configurée pour pouvoir séparer les parfums en familles (ou 'clusters') dans l'espace, sous forme de micro ou sous-volumes ABC. L'utilisateur peut définir le nombre de sous-volumes de l'espace E, 15 chaque sous-volume correspondant à une famille. Une classification physicochimique et moléculaire (par conséquent, objective) des parfums en plusieurs familles est ainsi obtenue. Sur la représentation en 3D de la figure 4B sont mis en évidence au sein des données analysées des ensembles de points, chaque ensemble appartenant 20 à un sous-volume prédéfini, et donc à une famille de parfums. Une famille de parfums est ainsi composée des parfums numérotés 04b, 15b, 18b, une autre famille délimitée par un sous-volume ABC étant composée des parfums numérotés 34b, 35b, 44b. L'unité de traitement est associée à une base de données d'empreintes 25 olfactives moléculaires caractérisant chacune un parfum. Ces empreintes peuvent ensuite être utilisées pour authentifier un parfum donné sur la base d'une comparaison avec un échantillon de référence. L'invention propose ainsi un nouvel outil pour les parfumeurs et autres professionnels du même secteur d'activité qui permet de rassurer les clients sur 3051914 11 l'authenticité des parfums vendus. Cet outil constitue un vecteur de publicité. Il ne s'agit plus ici d'une classification personnelle donnée par un professionnel mais d'une classification objective des familles de parfums, basée sur des données analytiques issues d'équipements de mesures. 5 La figure 1 illustre un système mettant en oeuvre les différentes étapes (figure 2) du procédé d'obtention d'une classification objective de familles de parfums conforme à l'invention. Dans cet exemple, cette classification est obtenue à partir d'un lot de n parfums référencés P1 à Pn. 10 Le système comprend un spectromètre de masse 10 relié à une unité de traitement de données 20 qui comprend une unité centrale munie de logiciels d'applications (non représentée) et un moniteur 30 servant d'interface entre l'unité de traitement de données 20 et un opérateur. Ce dernier sélectionne un échantillon du parfum P1 (étape S1). 15 L'échantillon du parfum P1 est analysé par le spectromètre de masse 10 de sorte que l'unité de traitement de données 20 délivre un spectre de masse pour le parfum P1 (étape S2). Ces étapes sont répétées pour chaque échantillon du parfum P2 à Pn. A partir des spectres de masse, l'unité de traitement de données 20 20 établit une matrice sur la présence/absence des pics (étape S3) et met en oeuvre une Analyse par Composante Principale (étape S4) à partir de la matrice obtenue. L'unité de traitement de données 20 est configurée pour procéder à l'enregistrement (étape S5), dans une base de données 40, du nom de chaque 25 parfum analysé, du spectre correspondant et de la matrice obtenue à partir des spectres des parfums P1 à Pn. Un opérateur peut avantageusement visualiser (étape S6) les points correspondants à l'empreinte olfactive moléculaire des parfums analysés, par 3051914 12 l'intermédiaire du moniteur 30 connecté à l'unité de traitement de données 20, les données étant présentées sous un format 3D. L'unité de traitement de données 20 est configurée pour permettre avantageusement de constituer des familles de parfums à partir de ces points 5 (étape S7). Ainsi, l'ensemble de l'espace E en 3D peut être décrit par un assemblage de sous-volumes, ou sous-groupes, dont la somme correspond au volume total de l'espace E. L'opérateur peut ainsi choisir, par le biais d'une interface de sélection 10 humain-machine 50, la taille d'un sous-volume comme, par exemple, le dixième de l'espace E total, l'espace E total étant alors divisé en 1000 (10x10x10) sous-volumes. Il peut visualiser ces sous-espaces sur le moniteur 30. Plus généralement, l'opérateur peut choisir de définir entre 9 et n sous-15 groupes. Un tel système permet de s'assurer de l'authenticité de parfums de marque et de détecter des contrefaçons. En effet, un opérateur peut aisément visualiser sur la représentation en 3D que l'empreinte olfactive moléculaire d'un parfum de contrefaçon ne 20 correspond pas à celle du parfum original (ceci est le cas lorsque les coordonnées dans l'espace E en 3D du point représentatif de l'empreinte olfactive moléculaire du parfum testé ne sont plus dans le même micro-volume ABC ou se situait le point du parfum d'origine). Un tel système constitue, par ailleurs, pour les consommateurs une aide 25 au choix d'un parfum appartenant à une famille précise. Un consommateur appréciant des parfums modèles appartenant un micro-volume ABC précis aura plus de chances d'apprécier un autre parfum appartenant à ce même micro-volume que d'autres parfums appartenant à des micro-volumes différents. 3051914 13 Les professionnels des parfums auraient ainsi un nouveau référentiel pour orienter les choix d'un consommateur en associant à tout consommateur son ou ses micro-volumes ABC préférentiels. 6.4 Autres aspects et variantes 5 Comme on peut le constater, le champ des applications du procédé et système de traitement et de classification des substances odorantes selon l'invention est très étendu, l'application décrite ci-dessus n'illustrant qu'un exemple dans ce champ d'application. L'invention peut ainsi trouver des applications dans des domaines variés, 10 comme celui des arômes et des odeurs, de l'industrie alimentaire (vins, spiritueux), de l'industrie cosmétique et du bien être (huiles essentielles, bougies parfumées), de l'industrie chimique, de botanique... et d'une façon plus générale à tous les domaines dans lesquels des substances odorantes nécessitent une classification objective et générale basée sur la détection physicochimique et 15 moléculaire des odeurs, et qui peut être visualisée en 3D, par exemple. REVENDICATIONS1. Procédé de traitement et de classification de substances odorantes (P1,...., Pn), telles que des parfums, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes : sélection (S1) d'une substance odorante par un opérateur parmi un lot de substances odorantes (P1,...., Pn); - analyse (S2) des composés volatils de ladite substance odorante par des moyens de détection et d'analyse délivrant une empreinte olfactive moléculaire ; enregistrement (S5) de ladite empreinte olfactive moléculaire associée à ladite substance odorante dans une base de données (40) par des moyens de traitement (20) de données, répétition des étapes précédentes pour chacune des substances odorantes dudit lot de substances odorantes (P1,...., Pn); visualisation (S6) sur un terminal de restitution de la position de l'empreinte olfactive moléculaire de chacune desdites substances odorantes (P1,...., Pn) dans un espace (E) à trois dimensions, ledit positionnement étant mis en oeuvre par les moyens de traitement (20) de données, et détermination (S7) de familles de substances odorantes en fonction de la position dans ledit espace (E) des empreintes olfactives moléculaires desdites substances odorantes (P1,...., Pn), comprenant une étape de délimitation (S72) par les moyens de traitement (20) de données dudit espace (E) en plusieurs sous-espaces (ABC) de dimensions prédéterminées, chaque sous-espace (ABC) correspondant à une famille de substances odorantes. 3051914 15 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape d'analyse (S2) des composés volatils est mise en oeuvre au moyen d'un spectromètre de masse (10) délivrant un spectre de masse des molécules volatiles de ladite substance odorante. 5 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend une étape (S4) d'analyse en composantes principales du spectre de masse des molécules volatiles de ladite substance odorante mise en oeuvre par les moyens de traitement (20). 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend, 10 préalablement à l'étape (S4) d'analyse en composantes principales, une étape de (S3) détermination par les moyens de traitement (20) d'une matrice des pics du spectre de masse de chacune des substances odorantes (P1,...., Pn) dudit lot. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque sous-espace (ABC) est de forme cubique. 15 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'étape de délimitation (S72) dudit espace (E) en plusieurs sous-espaces (ABC) comprend au préalable une étape de sélection (S71) par ledit opérateur d'un nombre de sous-espaces (ABC). 7. Système de traitement et de classification de substances odorantes, telles 20 que des parfums, permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de détection et d'analyse (10) des composés volatils d'une substance odorante délivrant une empreinte olfactive moléculaire, et des moyens de traitement (20) de données aptes : 25 à enregistrer ladite empreinte olfactive moléculaire associée à ladite substance odorante dans une base de données (40), à positionner sur un terminal de restitution (30) la position de l'empreinte olfactive moléculaire de plusieurs substances odorantes (P1,...., Pn) dans un espace (E) à trois dimensions, et 3051914 16 à délimiter ledit espace (E) en plusieurs sous-espaces (ABC) de dimensions prédéterminées et à déterminer des familles de substances odorantes en fonction de la position dans ledit espace (E) des empreintes olfactives moléculaires desdites substances odorantes (P1,...., Pn), chaque sous- 5 espace (ABC) correspondant à une famille de substances odorantes. 8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de détection et d'analyse (10) comprennent un spectromètre de masse. 9. Produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur et/ou 10 exécutable par un microprocesseur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour la mise en oeuvre du procédé de l'une au moins des revendications 1 à 6. 10. Utilisation du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 pour une matrice odorante, et en particulier les parfums, pour permettre la 15 classification de ces derniers en familles de matrices odorantes, et en particulier de familles de parfums.