Brevet FR3077217A1 — publié le 20190802

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL ET ETAT DE LA TECHNIQUE L'invention concerne la capture de substance naturelles produites par un invertébré marin ou une colonie d'invertébrés dans leur milieu naturel. A ce titre, l'invention concerne la capture de molécules organiques d'un milieu aquatique au moyen d'un dispositif d'aspiration d'un fluide d'un milieu aquatique pour le piégeage de composés chimiques d'un tel milieu ainsi qu'un module pour la mise en oeuvre d'un tel dispositif. Les produits naturels bioactifs sont la source privilegiée pour la découverte de médicaments actifs sur différentes pathologies (cancer, infections, maladies neurodégénératives, maladies immunitaires ...). Les produits naturels sont isolés de 10 bioressources diverses. Parmi ces bioressources, les invertebrés marins représentent une source importante. Les invertebrés marins sont des animaux qui meurent rapidement une fois retirés de leur écosystème naturel, écosystème dans lequel ils vivent en interaction permanente avec d'autres organismes qui leur sont associés (microorganismes, 15 microalgues, annélides, bivalves ...). L'invertebré marin est ainsi qualifié d'holobionte, terme qui indique un organisme constitué de l'association de plusieurs espèces interdépendantes. Les invertebrés marins sont de plus en plus rares dans la nature et subissent des stress divers climatiques (réchauffement de la planète) et anthropogéniques 20 (collectes intensives, arrachage non sélectif, braconnage ...). En plus de ces stress, les invertevrés marins sont pour plusieurs en voie de disparition, difficiles à cultiver, difficiles à collecter lorsqu'ils colonisent des sites inaccessibles, difficiles à expédier et à maintenir en vie. La réglementation internationale préserve la biodiversité des invertebrés 25 marins et leur collecte est de plus en plus réglementée voire interdite pour les plus menacés. Habituellement, la chimie des invertébrés marins est étudiée de plusieurs manières : - en récoltant des invertébrés dans différentes zones marines ; 30 - en cultivant des invertébrés en aquarium ; - en cultivant des cellules d'invertébrés. Ces solutions ne sont toutefois pas satisfaisantes. En effet la culture des cellules est anecdotique à des fins de recherche fondamentale exclusivement. La culture des invertébrés marins est extrêmement lente et aléatoire avant d'atteindre 2 des quantités exploitables. De plus, l'invertébré est étudié en dehors de son habitat et des conditions qui le caractérisent, et sans ses symbiontes naturels qui lui sont associées. Aussi afin d'étudier au mieux les invertébrés, la solution unique existante consiste à 5 récolter l'invertébré et son milieu naturel et de l'extraire au laboratoire pour récupérer les substances naturelles. Ainsi l'invertébré est étudié systématiquement mort et la contribution de ses symbiontes totalement éludée. Il existe donc un besoin pour avoir des technologies permettant d'étudier la chimie des invertébrés marins dans leur environnement naturel, en évitant de les collecter et en minimisant toute perturbation qui conduirait à un comportement anormal de l'animal ou à la dégradation de son écosystème. De tels dispositifs doivent avoir un impact nul sur les invertébrés et leur environnement. Dans l'état de l'art antérieur, de tels dispositifs n'ont toujours pas été développés d'où l'objet de l'invention. PRESENTATION DE L'INVENTION L'invention a pour objet de pallier les inconvénients précités et a pour objet de capturer/piéger les substances naturelles produites par un invertebré marin ou une colonie d'invertébrés dans leur milieu naturel, sans les collecter ni les stresser, et ce quel que soit le lieu ou la profondeur à laquelle ils se développent. A cet effet, selon un premier aspect, l'invention concerne un module de piégeage de composés chimiques d'un milieu aquatique destiné à être connecté à une pompe verticale submersible configurée pour aspirer le milieu aquatique, le module comprenant un tube cylindrique central comprenant des ouvertures disposées sur sa périphérie, un réservoir poreux creux qui est inséré autour du tube cylindrique, le réservoir étant destiné à contenir un matériau de piégeage. L'invention, selon le premier aspect, est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible : - le module comprend une base creuse dans laquelle est inséré le tube central, le tube et la base étant fixé l'un avec l'autre par encliquetage ; - le module comprend un carter entourant le réservoir, le carter entourant le réservoir et le tube central afin de maintenir en position le réservoir autour du tube central ; 3 - le carter comprend un filetage de manière à ce qu'un bouchon puisse être vissé ou de manière à ce qu'un tube cylindrique puisse être vissé au carter ; le carter est fixé à la base creuse par encliquetage ; le module comprend une grille disposée au-dessus du réservoir ; 5 le réservoir est en matériaux poreux configuré pour laisser passer un fluide. Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un ensemble comprenant au moins deux modules selon le premier aspect de l'invention, les modules étant assemblés en série, l'ensemble comprenant au moins une bague disposée entre 10 deux modules successifs. Selon un troisième aspect, l'invention concerne un dispositif d'aspiration d'un fluide de préférence issu d'un milieu aquatique comprenant : une pompe verticale submersible configurée pour aspirer le fluide ; et au moins un module selon le premier aspect de l'invention connecté à ladite pompe. 15 Le dispositif selon le troisième aspect est avantageusement complété par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible : - il comprend au moins deux modules agencés au-dessus de la pompe en série ou en parallèle ; 20 il comprend un dôme de couverture d'une zone à étudier du milieu aquatique, le dôme étant conique et s'étend depuis l'entrée de la pompe ; - le dôme est en matériau transparent ; - le dôme comprend des armatures s'étendant de manière conique et de manière régulière depuis l'entrée de la pompe ; 25 le dôme comprend une base inférieure circulaire, les armatures s'étendant depuis l'entrée de la pompe vers ladite base ; - le dispositif comprend en outre une plateforme flottante configurée pour alimenter la pompe, le dispositif comprenant des liens d'attache de la pompe à la plateforme. 30 - le dispositif comprend des panneaux solaires de manière à fournir une alimentation à la pompe. L'invention permet le piégeage des composés libérés par les des invertébrés (holobiontes), ou par une communauté d'invertébrés directement dans leur habitat naturel. 4 Le module est laissé pendant une durée prédéfinie puis est récupéré. Le matériau de piégeage est ensuite récupéré et les composés cibles sont désorbés. L'invention vise donc à rapprocher le laboratoire de l'invertébré vivant dans son habitat naturel plutôt que d'amener un invertébré mort au laboratoire. 5 L'invention permet le piégeage des composés libérés par des invertébrés (holobiontes), ou par une communauté d'invertébrés. L'invention est compatible avec tous les milieux aquatiques (bassin, rivière, lac, mer ...) et est avantageusement autonome. 10 PRESENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - les figures 1 et 2 illustrent un dispositif d'aspiration d'un fluide d'un milieu 15 aquatique selon l'invention ; - les figures 3a, 3b et 3c illustrent un module de piégeage selon l'invention ; - la figure 4 illustre deux agencements de modules de piégeage selon l'invention ; - les figures 5a, 5b et 5c illustrent l'assemblage de modules de piégeage selon 20 l'invention ; - la figure 6 illustre une vue en coupe dl 'un module de piégeage selon l'invention ; - les figures 7, 8, 9 et 10 illustrent un dôme d'un dispositif d'aspiration selon l'invention ; 25 - les figures 11a et 11b illustrent une plateforme d'un dispositif d'aspiration d'un milieu aquatique selon l'invention. Sur l'ensemble des figures les éléments similaires portent des références identiques. 30 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Les figures 1 et 2 illustrent un dispositif d'aspiration de composés chimiques de toute nature, d'un milieu aquatique, disposé au-dessus d'invertébrés marins. Le dispositif permet notamment le piégeage des composés organiques libérés par l'invertébré et ses symbiontes. 5 Un tel dispositif comprend une plateforme flottante à laquelle est connectée une pompe 20 verticale submersible et des modules 10 de piégeage des composés. De manière préférentielle un dôme 30 est connecté à l'entrée 21 de la pompe 20. Un tel dôme 30 permet de bien délimiter la zone d'analyse. 5 Les figures 3a, 3b et 3c illustrent un module 10 de piégeage. Un tel module 10 comprend un tube 11 cylindrique central comprenant des ouvertures disposées sur sa périphérie, un réservoir poreux creux qui est inséré autour du tube 11 cylindrique. Ainsi, le tube 11 cylindrique central porte des ouvertures disposées en quatre colonnes sur sa périphérie. 10 Le réservoir 13 permet de contenir un matériau de piégeage, avantageusement, une résine neutre formée par un co-polymère polystyrène-divinylbenzène. De préférence, la résine neutre est de type XAD 2, XAD 4, XAD 6, XAD 7HP, XAD16, Diaion HP-20 ou Sepabeads. 15 De manière alternative, le réservoir peut comprendre, de manière non limitative, d'autres moyens de piégeage de type graphite ou encore des billes de polyuréthane. Le réservoir 13 présente typiquement un volume de 1 L. Le tube 11 central est inséré dans une base 14 creuse et est fixé à la base 14 20 par encliquetage. Pour ce faire, la base 14 comprend des pattes 141 élastiques qui viennent s'engager dans des gorges 110 ménagées sur la périphérie du tube 11 à son extrémité inférieure. La partie supérieure du tube 11 traverse le réservoir 13. Le tube 11 est bouché à son extrémité ce qui force l'eau aspirée à traverser le réservoir 13 au travers des perforations 12. 25 Un carter entoure le réservoir 13 et le tube 11 et une bague. Le carter est fixé à cette dernière par encliquetage. Là aussi, le carter comprend des pattes élastiques qui viennent s'engager dans des gorges ménagées sur la périphérie de la bague. De manière avantageuse, le carter comprend sur sa partie supérieure ouverte, un filetage de manière à permettre de connecter les modules 10 entre eux ou bien de 30 connecter un bouchon si le carter est le dernier. Le bouchon n'est pas hermétique car le fluide doit pouvoir s'évacuer au-dessus de l'ensemble des modules 10. De manière complémentaire une grille 17 disposée au-dessus du réservoir 13 permet de maintenir ce dernier. De cette manière, en fonctionnement, l'eau ayant 6 traversé le réservoir 13 peut ainsi passer dans un deuxième module 10 au travers des perforations de la grille 17. Comme illustré sur la figure 4, les modules 10 de piégeage sont soit connectés en série soit parallèle à un module 10 de transition, qui présente toutes les 5 caractéristiques d'un module 10 sauf le carter qui ici présente deux ouvertures permettant d'accueillir deux coudes qui permettent de connecter en parallèle les modules 10 à ce module 10' de transition. Le fait de prévoir des modules 10 en série permet d'avoir différents types de matériau de piégeage dans les différents réservoirs 13 (piégeage séquentiel). Et le 10 fait de prévoir les modules 10 en parallèles permet de partager l'eau aspirée directement dans différents matériaux de piégeage (piégeage parallèle). On a illustré sur les figures 5a, 5b, 5c l'assemblage de plusieurs modules 10. Sur ces figures on voit clairement que les modules 10 s'imbriquent les uns dans les autres. Notamment, on voir que le tube 11 central d'un module 10 se trouve au- 15 dessus de la grille 17 du module 10 au-dessous. En particulier, le tube 11 central est muni à son extrémité inférieure qui est au-dessous de la bague d'un taraudage afin de pouvoir se visser au filetage du carter. Un joint torique 19 est inséré dans une rainure pratiquée sur la périphérie de la base 14 afin d'assurer une étanchéité entre la base 14 et le carter 15. 20 Une bague est disposée entre deux modules 10 successifs pour assurer la liaison entre eux. Le module 10 inférieur (d'un ensemble de plusieurs modules 10) est fixé à la pompe 20 par vissage à une tête disposée à l'extrémité supérieure de la pompe 20. A titre d'exemple (voir la figure 6) : 25 - le réservoir 13 présente une hauteur de 150 mm. - le tube 11 central présente un diamètre 35 mm et présente des trous sur une hauteur identique à celle du réservoir 13 qui l'entoure. - Le module 10 présente une hauteur de 260 mm un diamètre externe maximal de 130 mm. 30 - Le carter présente une hauteur de 210 mm. - Le matériau de piégeage occupe un volume proche de 1 Litre. En fonctionnement, la pompe 20 aspire le milieu aquatique et lorsque le fluide circule dans le tube 11 creux il passe dans le réservoir 13 par les pores prévus à cet effet pour entrer en contact avec le matériau de piégeage de sorte à piéger des 7 molécules d'intérêt. Le fluide poursuit son chemin par les grilles 17 et les tubes 11 et traverse successivement les différents modules 10 connectés entre eux qui permettent de piéger successivement les molécules d'intérêts. Une fois arrivé au dernier module 10, le fluide s'évacue. Ainsi, comme on l'aura compris il s'agit d'un 5 circuit de fluide ouvert. De plus, seules les molécules d'intérêt du milieu aquatique sont piégées, les invertébrés (holobiontes) ne sont jamais extraits en tant que tel mais seuls les composés libérés par ces derniers sont piégés. La figure 3C illustre le cheminement du fluide dans un module 10 (schématisé par des flèches). Comme déjà présenté, et comme illustré en détail sur les figures 7, 8, 9 et 10, 10 le dispositif d'extraction comprend un dôme 30 de couverture d'une zone du milieu aquatique, le dôme 30 est conique et s'étend en s'évasant depuis l'entrée 21 de la pompe 20. Il comprend une base 33 supérieure connectée à la pompe 20 par l'intermédiaire d'une bride 34 de fixation en demi-coquilles, deux vis 35 viennent relier les deux demi-coquilles. Le dôme 30 comprend une base 32 inférieure qui est 15 destinée à surplomber la zone visée Z. De manière avantageuse, en fonction de la zone visée, la base 32 inférieure du dôme 30 peut présenter différents diamètres : 40, 80 ou 120 cm et hauteurs (ces valeurs ne sont en aucun cas limitative). Le dôme 30 comprend une paroi souple qui s'étend depuis la base 33 20 supérieure vers la base 32 inférieure pour former un cône. Des armatures 31 qui s'étendent selon ce cône sont là pour rigidifier l'ensemble. Les armatures 31 sont articulées au niveau de leur fixation avec la base supérieure. Le fait d'avoir des armatures 31 articulées permet de limiter les contraintes mécaniques exercées sur le dôme 30. De plus, ces armatures 31 permettent de plier le dôme 30 lorsqu'il n'est pas 25 utilisé. La paroi du dôme 30 est transparente pour laisser passer la lumière afin de ne pas perturber le milieu aquatique au cours de l'aspiration. En outre, au niveau de la base supérieure, le dôme 30 présente une ouverture pour faciliter la circulation de l'eau. 30 Pour faciliter le positionnement du dôme 30, des pattes 36 sont réparties sur le pourtour de l'anneau inférieur. Ces pattes 37 comprennent des anneaux afin d'éventuellement attacher ou lester le dôme 30 au niveau de la zone visée. Egalement, comme déjà mentionné, le dispositif d'extraction est connecté à une plateforme 40 flottante par l'intermédiaire de câbles 41 en acier (figures 11a et 8 11b). Au moins deux câbles 41 maintiennent le dispositif à la plateforme. La longueur des câbles 41 n'est pas fixée à l'avance mais dépend de la profondeur à laquelle le dispositif d'extraction doit se positionner. A ce titre, la plateforme comprend un dérouleur double (non représenté) de câble 41 associé au câble électrique destiné à 5 faire fonctionner la pompe. Le câble 41 permet de régler la profondeur à laquelle le dispositif doit être déployé sur le site à étudier. La plateforme 40 comprend en outre au moins un panneau solaire qui permet de fournir l'énergie nécessaire à la pompe 20. A ce titre, des câbles d'alimentation étanches (non représentés) sont connectés depuis la source d'énergie à la pompe 10 20. De manière avantageuse, la plateforme 40 comprend quatre panneaux solaires supportés par une armature centrale parallélépipédique (non représentée). La plateforme 40 destinée à accueillir les personnels chargés de récupérer les modules et d'actionner le procédé quant à elle est conique et présente une grande 15 base 43 destinée en dehors de l'eau REVENDICATIONS1. Module (10) de piégeage de composés chimiques d'un milieu aquatique destiné à être connecté à une pompe (20) verticale submersible configurée pour aspirer le milieu aquatique, le module comprenant un tube (11) cylindrique central comprenant des ouvertures (12) disposées sur sa périphérie, un réservoir (13) poreux creux qui est inséré autour du tube (11) cylindrique, le réservoir (13) étant destiné à contenir un matériau de piégeage. 2. Module selon la revendication 1, comprenant une base (14) creuse dans laquelle est inséré le tube (11) central, le tube (11) et la base (14) étant fixé l'un avec l'autre par encliquetage. 3. Module selon la revendication 2, comprenant un carter (15) entourant le réservoir (13), le carter (15) entourant le réservoir (13) et le tube (11) central afin de maintenir en position le réservoir (13) autour du tube (11) central. 4. Module selon la revendication 3, dans lequel le carter (15) comprend un filetage (151) de manière à ce qu'un bouchon (16) puisse être vissé ou de manière à ce qu'un tube (11) cylindrique puisse être vissé au carter (15). 5. Module selon l'une des revendications 3 à 4, dans lequel le carter (15) est fixé à la base (14) creuse par encliquetage. 6. Module selon l'une des revendications précédentes, comprenant une grille (17) disposée au-dessus du réservoir (13). 7. Module selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le réservoir (13) est en matériaux poreux configuré pour laisser passer un fluide. 8. Ensemble (100) comprenant au moins deux modules (10) selon l'une des revendications précédentes, les modules (10) étant assemblés en série, l'ensemble comprenant au moins une bague (18) disposée entre deux modules successifs. 9 10 9. Dispositif (100) d'aspiration d'un fluide de préférence issu d'un milieu aquatique comprenant : - une pompe (20) verticale submersible configurée pour aspirer le fluide ; - au moins un module (10) selon l'une des revendications précédentes 5 connecté à ladite pompe. 10. Dispositif selon la revendication précédente, comprenant au moins deux modules (10) agencés au-dessus de la pompe en série ou en parallèle. 10 11. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 10, comprenant un dôme (30) de couverture d'une zone à étudier du milieu aquatique, le dôme (30) étant conique et s'étend depuis l'entrée (21) de la pompe. 12. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel le dôme (30) est en 15 matériau transparent. 13. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 12, dans lequel le dôme (30) comprend des armatures (31) s'étendant de manière conique et de manière régulière depuis l'entrée (21) de la pompe (20). 20 14. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel le dôme comprend une base inférieure (32) circulaire, les armatures (31) s'étendant depuis l'entrée (21) de la pompe vers ladite base (32). 25 15. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 14, comprenant en outre une plateforme (40) flottante configurée pour alimenter la pompe, le dispositif comprenant des liens (41) d'attache de la pompe à la plateforme. 16. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 15, comprenant des panneaux (42) 30 solaires de manière à fournir une alimentation à la pompe.