Brevet FR3137761A1 — publié le 20240112

La présente invention concerne un procédé de détermination de la distance intervalvaire (D) d’une pluralité de bivalves (3), caractérisé en ce qu’il comprend : - une étape de fixation, sur chaque bivalve (3), d’un aimant (2) et d’un capteur à effet Hall (1) apte à générer une tension en fonction d’un champ magnétique détecté par le capteur (1), l’aimant (2) étant fixé sur une première valve (3b) du bivalve et le capteur à effet Hall (1) étant fixé sur une deuxième valve (3a) du bivalve (3), la fixation de l’aimant (2) et du capteur à effet Hall (1) étant réalisée à l’aide d’un système de fixation commun à la pluralité de bivalves (3) et muni d’un logement de l’aimant (2) et d’un logement du capteur à effet Hall (1), de manière à fixer l’aimant (2) sur une zone prédéterminée de la première valve (3b) de chaque bivalve et le capteur (1) sur une zone prédéterminée de la deuxième valve (3a) de chaque bivalve (3), et - une étape de détermination de la distance intervalvaire (D) de chaque bivalve (3), en fonction de la tension générée par le capteur à effet Hall (1). Figure pour l’abrégé : Fig. 1 PROCEDE DE DETERMINATION DE LA DISTANCE INTERVALVAIRE D’UNE PLURALITE DE BIVALVES La présente invention a pour objet un procédé de détermination de la distance intervalvaire d’une pluralité de bivalves. Elle a également pour objet un dispositif permettant la mise en œuvre du procédé. Les bivalves (classe des Bivalvia) sont des mollusques dont la coquille est constituée de deux parties différentes et attachées, plus ou moins symétriques, pouvant s’ouvrir ou se refermer. Cette classe comprend à peu près 30 000 espèces, en particulier les moules, les huîtres, les palourdes ou encore les coquilles Saint-Jacques. Les bivalves sont tous exclusivement aquatiques, et on les trouve autant dans l’eau douce que dans l’eau salée. La classe s’appelle aussi Bivalva, Pelecypoda (les pélécypodes) ou Lamellibranchia (les lamellibranches). Certaines espèces comme les moules s’attachent aux surfaces sous l’eau avec un filament collant nommé byssus. D’autres s’ensevelissent dans du sable ou du sédiment. D’autres sont toujours mobiles, telles les palourdes qui peuvent se déplacer dans le sable ou la vase grâce au pied musculeux. La valvométrie est la mesure de l’écartement inter-valvaire chez les bivalves. Cette mesure peut être associée à différents « états » chez les bivalves tels que « ouvert/fermé » ou encore « filtration ou non ». Elle permet aussi de déterminer les comportements liés aux mouvements plus ou moins rapides de ses valves tel que la nage, les sauts et l’enfouissement chez les Pectinidae (Thomas and Gruffydd 1971; Wilkens 1981) ou encore l’expulsion de fèces (Nagai et al. 2006). De la valvométrie, la littérature utilise principalement l’amplitude, la durée des ouvertures valvaires et la fréquence des mouvements qui sont associés à différentes variables environnementales telles que la température et la luminosité chez Crassostrea virginica galloprovincialis (Maire et al. 2007), cette liste étant loin d’être exhaustive. Les méthodes utilisées pour mesurer l’ouverture valvaire sont multiples (imagerie, accélérométrie, HFNI (Haute Fréquence Non Invasive), ou encore capteurs à effet Hall). Les plus utilisé dans la littérature récente sont les capteurs à effet Hall (par exemple cités dans les publications de Luc Comeau, fisheries and oceans Canada) et les capteurs HFNI utilisés notamment par Jean-Charles Massabuau et son équipe, Université de Bordeaux). Limités par le câble reliant l’enregistreur au capteur, ces dispositifs sont utilisés dans des conditions particulières (peu profondes ou en laboratoire) et sur des bivalves sessiles. La présente invention propose un procédé de détermination de la distance intervalvaire d’une pluralité de bivalves, le procédé étant fiable et permettant une uniformisation des mesures réalisées sur les différents bivalves, avec l’obtention de réplicats indépendants, les données acquises pour les différents bivalves étant comparables statistiquement. L’invention propose en particulier un procédé de détermination de la distance intervalvaire d’une pluralité de bivalves. Le procédé comprend : - une étape de fixation, sur chaque bivalve, d’un aimant et d’un capteur à effet Hall apte à générer une tension en fonction d’un champ magnétique détecté par le capteur, l’aimant étant fixé sur une première valve du bivalve et le capteur à effet Hall étant fixé sur une deuxième valve du bivalve, la fixation de l’aimant et du capteur à effet Hall étant réalisée à l’aide d’un système de fixation commun à la pluralité de bivalves et muni d’un logement de l’aimant et d’un logement du capteur à effet Hall, de manière à fixer l’aimant sur une zone prédéterminée de la première valve de chaque bivalve et le capteur sur une zone prédéterminée de la deuxième valve de chaque bivalve, et - une étape de détermination de la distance intervalvaire de chaque bivalve, en fonction de la tension générée par le capteur à effet Hall. Le procédé selon l’invention permet ainsi de réaliser des suivis comportementaux de bivalves (notamment Pectinidae ) via l’utilisation de valvomètres. Les bivalves sont suivis avec les mêmes conditions de mesure (uniformisation des mesures réalisées sur les différents bivalves) et peuvent être déployés de façon à pouvoir être considérés comme des réplicats indépendants. Les capteurs et aimants sont positionnés de façon uniforme sur l’ensemble des bivalves via le système (cale) de fixation spécifique. Le signal brut du valvomètre est transformé en une ouverture valvaire réelle (en mm par exemple). Le procédé est non invasif, il ne gêne pas les bivalves, ni dans leurs mouvements ni dans leur intégrité. Enfin, la miniaturisation des capteurs autonomes, associés au procédé, cadrant leur fixation, leur calibration et leur déploiement, permettent de palier la plupart des contraintes en fournissant une mesure valvométrique précise, sans biais d’autocorrélations et aisément reproductible. Cet outil, permettant de suivre le comportement de bivalves n’importe où entre 0 et 80 m de profondeur, est en adéquation avec les besoins liés à la détection et la mesure des impacts liés aux activités industrielles. Le procédé peut comprendre en outre une étape de calibration traduisant la relation entre la tension générée et la distance intervalvaire, l’étape de détermination de la distance intervalvaire de chaque bivalve étant mise en œuvre à l’aide de ladite calibration. Ainsi, un étalonnage des capteurs est avantageusement effectué après leur déploiement afin d’obtenir les valeurs d’ouverture valvaire réelles. Des mesures sont ainsi réalisées à différentes ouvertures connues. Un modèle théorique traduisant la relation entre le signal enregistré (tension) et la distance est ensuite utilisé pour déterminer, à partir de ces points de mesure, l’équation traduisant toutes valeurs de tension en distances intervalvaires. Le capteur peut être fixé sur une première valve de l’individu, un ou plusieurs aimants peuvent être fixés sur la deuxième valve. La distance intervalvaire est déterminée à partir de l’intensité du champ magnétique (aimant) mesuré par le capteur. La position relative du capteur par rapport à l’aimant est un facteur important car elle définit la plage de mesure et la précision (sensibilité) du capteur. Ce positionnement est à définir en fonction de l’espèce étudiée (ouverture valvaire maximale, vitesse des mouvements réalisés). Afin de pouvoir comparer les données acquises sur les différents bivalves, il est nécessaire d’uniformiser la fixation des valvomètres. Pour ce faire, on utilise un système de fixation à cale. Ce système permet notamment de placer les capteurs et les aimants alignés, parallèles, et avec un écart initial invariable (d0, valves fermées) correspondant à un état de référence du système valvométrique sur l’individu suivi. Afin de s’adapter aux différentes formes intrinsèques aux individus suivis, des cales avec différents angles ont été développées, permettant une fixation correcte pour tous les individus. A titre d’exemple de suivi de coquilles Saint-Jacques, les capteurs et aimants peuvent être fixés de manière alignée, parallèles et avec une distance initiale de 13 mm lorsque la coquille est fermée. Le système de fixation peut ainsi comprendre deux parties articulées autour d’une charnière, dont une première partie plane et une deuxième partie comprenant, en position fermée du système de fixation, une portion inclinée par rapport à la première partie, l’inclinaison entre la première partie et la portion inclinée de la deuxième partie définissant une zone de réception du bivalve, la première partie comprenant le logement du capteur à effet Hall et la deuxième partie comprenant le logement de l’aimant. L’étape de fixation, sur chaque bivalve, de l’aimant et du capteur à effet Hall, peut comprendre l’insertion du bivalve dans la zone de réception du système de fixation, l’insertion du capteur à effet Hall dans le logement du capteur à effet Hall, l’insertion de l’aimant dans le logement de l’aimant, ainsi que la fixation de l’aimant sur la première valve du bivalve et la fixation du capteur à effet Hall sur la deuxième valve du bivalve. La fixation de l’aimant sur la première valve du bivalve et la fixation du capteur à effet Hall sur la deuxième valve du bivalve peuvent être réalisées à l’aide d’un polymère liquide thermodurcissable, par exemple une résine époxy. Chaque bivalve peut être déployé de manière isolée, au sein de supports non magnétiques, par exemple dans une cage ou un bac individuel, de façon à éviter les interactions entre valvomètres. On obtient ainsi des réplicats indépendants. Cette individualisation permet également d’éviter les phénomènes d’entraînement qui sont la réaction d’un animal aux mouvements des individus proches de lui. Pour les études in situ , les individus peuvent être déployés dans des cages individuelles de type casiers de pêche. Chaque bivalve peut être disposé dans un support non magnétique. Le système de fixation peut être adapté à toutes les espèces de bivalves. Le procédé selon l’invention permet de suivre le comportement des bivalves, dans le but par exemple de détecter des perturbations de la qualité de l’eau. On peut ainsi mesurer l’amplitude et la fréquence d’ouverture du bivalve, afin de vérifier si cela correspond bien à son rythme biologique dans un milieu sain. En fonction des perturbations, les valves bougent de façon inhabituelle ou se ferment, révélant un changement de qualité de l’eau. L’invention a également pour objet un dispositif de détermination de la distance intervalvaire d’une pluralité de bivalves, pour la mise en œuvre du procédé décrit ci-dessus. Le dispositif selon l‘invention comprend : - un aimant, un capteur à effet Hall apte à générer une tension en fonction d’un champ magnétique détecté par le capteur, - un système de fixation sur le bivalve, de l’aimant et du capteur à effet Hall, muni d’un logement de l’aimant et d’un logement du capteur à effet Hall, et - un système apte déterminer la distance intervalvaire de chaque bivalve, en fonction de la tension générée par le capteur à effet Hall. D’autres avantages et particularités de la présente invention résulteront de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux figures annexées : est une vue schématique d’un bivalve muni d’un valvomètre, est une vue schématique des lignes du champ magnétique d’un aimant droit, est une vue de face d’un système de fixation utilisé dans le procédé selon l’invention, est une première vue en perspective du système de fixation de la , est une deuxième vue de perspective du système de fixation de la , est une vue de face d’un bivalve inséré dans le système de fixation de la , le système de fixation étant en position fermée, est une vue de dessus du bivalve inséré dans le système de fixation de la , le système de fixation étant en position fermée, est une vue en perspective illustrant l’étape de positionnement du capteur dans le système de fixation et sa fixation sur le bivalve, est une vue en perspective illustrant l’étape de positionnement de l’aimant dans le système de fixation et sa fixation sur le bivalve, est un diagramme sous forme de schémas-blocs illustrant la calibration des données, est une première vue de détail du diagramme de la , et est une deuxième vue de détail du diagramme de la . DESCRIPTION DETAILLEE Tel qu’illustré à la , un valvomètre implique généralement l’utilisation d’un capteur à effet Hall 1 et d’un ou plusieurs aimants 2. Le capteur à effet Hall 1, positionné sur la valve « supérieure » 3a d’un bivalve 3, enregistre les variations de champ magnétique émis par l’aimant 2 fixé sur la valve opposée 3b. (valve « inférieure »). Les variations de champs magnétique enregistrées permettent, après calibration, de déterminer les variations de distances intervalvaires D, utilisées comme indicatrices de l’activité du bivalve 3. Un capteur à effet Hall utilise le principe de Hall qui est énoncé comme tel : « un courant électrique traversant un matériau baignant dans un champ magnétique, engendre une tension perpendiculaire à ce dernier ». La mesure de la tension électrique du courant dévié (courant enregistré) reflète l’intensité du champ magnétique environnant le capteur. Les aimants 2, constitués de deux pôles de sens opposés, génèrent des champs magnétiques non homogènes dans l’espace ( ). La position relative du capteur 1 par rapport aux aimants 2 est ainsi un facteur important car elle définit la plage de mesure et la précision (sensibilité) du capteur 1. En effet, la puissance et l’orientation (par rapport au capteur 1) de l’aimant 2 utilisé, influent sur la distance maximale à laquelle le champ magnétique peut être perçu. Le champ magnétique produit s’atténue de manière non linéaire avec la distance, ainsi ces paramètres fixent également la sensibilité du valvomètre en fonction de la distance et donc la précision de la mesure. Un champ magnétique fort (faible distance) peut saturer le capteur à effet Hall 1 et un champ magnétique faible (forte distance) va lui induire des variations de tension faible proche du bruit du capteur 1. Ces deux effets vont entraîner une incapacité à avoir une mesure précise ou juste de la distance inter-valvaire D à courte ou longue distance de la source (aimant). Le positionnement de cette ensemble capteur 1 - aimant 2 est ainsi à définir en fonction de l’espèce étudiée (ouverture valvaire maximale) ainsi que de l’objectif de l’étude. Afin de pouvoir comparer les données acquises sur différents individus, il est nécessaire d’uniformiser la fixation des valvomètres. Pour ce faire, un système de cale de fixation a été spécifiquement développé, permettant de guider la fixation du valvomètre (capteur 1 et aimants droits cylindriques 2). Cette cale 4 est composée de deux parties 5, 6 jointes et articulées entre elles par une charnière 7 (Figures 3 à 5). Les dimensions de la cale 4 doivent être adaptées à l’espèce étudiée, en prenant en compte la forme de la coquille et l’orientation de l’aimant 2 choisie par rapport au capteur 1. La cale 4 présentée à titre d’exemple aux figures 3 à 5 a été conçue pour étudier des coquilles Saint Jacques. Elle permet de placer les capteurs 1 et aimants 2 de façon parallèle et avec un écart initial fixe (13 mm dans cet exemple). La cale 4 comprend une première partie 5 sensiblement plane et une deuxième partie 6 comprenant en position fermée de la cale 4 une partie plane parallèle à la première partie 5 et une partie plane non alignée avec la première partie 5. La deuxième partie 6 est ainsi en forme de V et définit avec la première partie 5 une zone d’insertion 10 du bivalve 3. La première partie 5 de la cale 4 comprend une zone d’insertion 8 du capteur 1 ( ), tandis que la deuxième partie de la cale 4 comprend une zone d’insertion 9 de l’aimant 2. Le protocole de fixation se déroule de la manière suivante : - le bivalve est sorti de l’eau puis sa coquille est séchée, - les zones de la coquille choisies pour fixer le capteur et l’aimant sont nettoyées. On peut les poncer et favoriser l’extrémité de la coquille dans l’axe longitudinal afin de maximiser les variations de distances inter-valvaires D mesurées en cas de mouvement (figures 6 à 9), - le capteur ( ) et l’aimant ( ) sont insérés dans les encoches 8, 9 respectivement dédiées de la cale (figures 4 et 5) et fixés à l’aide de résine époxy (prise rapide 1 min conseillée) (figures 8 et 9). Des morceaux de film plastique sont positionnés entre les différents éléments à coller et la cale afin de faciliter le retrait de celle-ci, - l’utilisateur maintient la calle et le bivalve fermés le temps nécessaire pour assurer une bonne prise de la résine, - la cale est retirée délicatement, - le bivalve est maintenant équipé et remis à l’eau. Les capteurs sont sensibles aux champs magnétiques environnants. De même, un individu est susceptible d’être influencé par le comportement de ces congénères situés à proximité. Ainsi les individus suivis doivent être déployés de manière individuelle au sein de supports non magnétiques. Cette individualisation permet ainsi d’obtenir des réplicas indépendants lors des suivis. Pour les études in situ, les individus sont déployés dans des cages individuelles. Ainsi, afin de limiter les interactions entre capteurs ou individus, chaque bivalve est déployé de manière isolée (cage ou bac individuel). Le signal brut du valvomètre est ensuite transformé en une ouverture valvaire réelle (en mm) via une étape de calibration post-déploiement. A cet effet, les données issues des capteurs sont des variations de tension (V) reflétant les variations de champs magnétiques perçues. Basé sur des procédés existants, un étalonnage des capteurs est systématiquement effectué après leur déploiement afin d’obtenir les valeurs d’ouverture valvaire réelles (mm). Le procédé se déroule de la manière suivante : - ouverture des valves de l’individu suivi, par exemple section des muscles inter-valvaires ou en employant un relaxant musculaire, - réalisation de mesures à différentes ouvertures connues (points de calibration), couvrant l’ensemble de la plage d’ouverture du bivalve (utilisation de plusieurs cales d’épaisseur connue et différentes : ). Afin de faciliter le traitement de ces données, il est avantageux de réaliser une fermeture totale de la coquille du bivalve entre deux points de mesure ( ). Afin d’avoir une mesure la plus fiable possible et d’éviter un biais induit par le mouvement de l’expérimentateur, on peut avantageusement acquérir une dizaine de points par ouverture et d’utiliser la médiane (durée à définir en fonction de la fréquence d’échantillonnage du capteur), - établissement d’une courbe de calibration en appliquant un modèle théorique aux points de calibration précédemment mesurés, traduisant la relation entre le signal enregistré (tension) et la distance, - conversion des données brutes (V) : chaque valeur de tension est associée à l’ouverture réelle correspondante (calibration) issue de la courbe de calibration. Les données brutes (V) sont alors transcrites automatiquement en ouverture réelle (mm), - la série temporelle est désormais calibrée et reflète les variations réelles d’ouverture valvaire du bivalve (figures 10, 10A et 10B). Procédé de détermination de la distance intervalvaire (D) d’une pluralité de bivalves (3), caractérisé en ce qu’il comprend : - une étape de fixation, sur chaque bivalve (3), d’un aimant (2) et d’un capteur à effet Hall (1) apte à générer une tension en fonction d’un champ magnétique détecté par le capteur (1), l’aimant (2) étant fixé sur une première valve (3b) du bivalve (3) et le capteur à effet Hall (1) étant fixé sur une deuxième valve (3a) du bivalve (3), la fixation de l’aimant (2) et du capteur à effet Hall (1) étant réalisée à l’aide d’un système de fixation (4) commun à la pluralité de bivalves (3) et muni d’un logement (9) de l’aimant (2) et d’un logement (8) du capteur à effet Hall (1), de manière à fixer l’aimant sur une zone prédéterminée de la première valve (3b) de chaque bivalve et le capteur (1) sur une zone prédéterminée de la deuxième valve (3a) de chaque bivalve (3), et - une étape de détermination de la distance intervalvaire (D) de chaque bivalve (3), en fonction de la tension générée par le capteur à effet Hall (1). Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend en outre une étape de calibration traduisant la relation entre la tension générée et la distance intervalvaire (D), l’étape de détermination de la distance intervalvaire (D) de chaque bivalve (3) étant mise en œuvre à l’aide de ladite calibration. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le système de fixation (4) comprend deux parties (5, 6) articulées autour d’une charnière (7), dont une première partie (5) plane et une deuxième partie (6) comprenant, en position fermée du système de fixation, une portion inclinée par rapport à la première partie (5), l’inclinaison entre la première partie (5) et la portion inclinée de la deuxième partie (6) définissant une zone de réception (10) du bivalve (3), la première partie (5) comprenant le logement (8) du capteur à effet Hall (1) et la deuxième partie (6) comprenant le logement (9) de l’aimant (1). Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l’étape de fixation, sur chaque bivalve (3), de l’aimant (2) et du capteur à effet Hall (1), comprend l’insertion du bivalve (3) dans la zone de réception (10) du système de fixation, l’insertion du capteur à effet Hall (1) dans le logement du capteur à effet Hall (1), l’insertion de l’aimant (2) dans le logement (9) de l’aimant (2), ainsi que la fixation de l’aimant (2) sur la première valve (3b) du bivalve (3) et la fixation du capteur à effet Hall (1) sur la deuxième valve (3a) du bivalve (3). Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la fixation de l’aimant (2) sur la première valve (3b) du bivalve (3) et la fixation du capteur à effet Hall (1) sur la deuxième valve (3a) du bivalve (3) sont réalisées à l’aide d’un polymère liquide thermodurcissable. Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque bivalve (3) est déployé de manière isolée. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque bivalve (3) est disposé dans un support non magnétique. Dispositif de détermination de la distance intervalvaire (D) d’une pluralité de bivalves (3), pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend : - un aimant (2), un capteur à effet Hall (1) apte à générer une tension en fonction d’un champ magnétique détecté par le capteur (1), - un système de fixation sur le bivalve (3), de l’aimant (2) et du capteur à effet Hall (1), muni d’un logement (9) de l’aimant (2) et d’un logement (8) du capteur à effet Hall (1), et - un système apte déterminer la distance intervalvaire (D) de chaque bivalve, en fonction de la tension générée par le capteur à effet Hall (1).