Brevet FR3149007A1 — publié le 20241129

La présente divulgation porte sur un dispositif aérosol comprenant un récipient aérosol contenant : (a) une composition comprenant : - au moins un composant chimique simulant choisi parmi le chlorhydrate de cystéine, le polysulfure de potassium, le sulfate d'ammonium, le phosphate d'ammonium et l’oxyde de triphénylphosphine ; - au moins un solvant ; (b) au moins un agent propulseur. DISPOSITIF AEROSOL DOMAINE DE L’INVENTION La présente invention concerne un dispositif aérosol permettant de s’entrainer en toute sécurité et dans des conditions proches du réel à la détection des agents chimiques. ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE Les "armes chimiques" ont fait leur apparition, dès l’antiquité avec l’utilisation de puits empoisonnés à l'ergot de seigle lors des conflits entre Assyriens et Perses au VIème et IVème siècles av. J.C. Depuis, les armes chimiques se sont perfectionnées au fil des siècles - au même titre que l'armement en général - et ont été de plus en plus employées notamment lors de la guerre 1914-18 avec l’utilisation du sulfure d'éthyle dichloré (gaz moutarde) et de l'acide cyanhydrique. A la fin du siècle dernier, les nations ont pris alors conscience de la nécessité d'interdire l'emploi des armes chimiques. Un certain nombre de conventions et de protocoles d'accord ont ainsi vu le jour. Le dernier acte en date et le plus important est la Convention pour l'Interdiction des Armes Chimiques, entrée en vigueur le 29 avril 1997. Néanmoins, les menaces chimiques, nucléaire, radiologique, biologique (NRBC) n'ont pas disparu. L’éventualité d’attaques NRBC ou de déversements délibérés ou involontaires de substances dangereuses est de plus en plus reconnue comme un défi mondial de premier ordre. Il est essentiel de pouvoir détecter rapidement ce type d’incident et d’y répondre dans les plus brefs délais, mais aussi d’assurer une transmission précise et de qualité des informations. Pour réagir efficacement à ces incidents, il est donc primordial de s’assurer que le personnel est capable d’utiliser l’équipement de détection, d’identification et de surveillance ainsi que d’interpréter et de rapporter les résultats. Un entrainement particulier est donc nécessaire pour la lutte contre ces attaques et la détection précoce en cas d’attaque ou d’agression de ce type dans l’environnement urbain ou en milieu ouvert. La rapidité de la détection conditionnant l’efficacité de la réaction de détection, il est primordial que les équipes munies des appareils de détection puissent s’entrainer en sécurité dans des conditions réalistes. A l’heure actuelle, il n’existe pas de moyens aérosols permettant de tester sans risque les appareils de détection et de s’entrainer à la détection dans des conditions proches du réel. Ainsi, un besoin demeure pour la mise à disposition d’une solution permettant de s’entrainer en toute sécurité et dans des conditions proches du réel à la détection des agents chimiques. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION La présente invention porte sur un dispositif aérosol comprenant un récipient aérosol contenant : (a) une composition comprenant : - au moins un composant chimique simulant choisi parmi le chlorhydrate de cystéine, le polysulfure de potassium, le sulfate d'ammonium, le phosphate d'ammonium et l’oxyde de triphénylphosphine ; et - au moins un solvant ; et (b) au moins un agent propulseur. D’autres aspects de l’invention sont tels que décrits dans les revendications et ci-après. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Les inventeurs ont un mis au point un dispositif aérosol répondant aux besoins exprimés. Le dispositif aérosol comprend une composition comprenant un ou plusieurs composants chimiques capables de mimer les menaces chimiques les plus communes (désignés « composants chimiques simulants ») et ainsi d’émuler les équipements usuels de détection chimique, par exemple ceux fonctionnant par spectrométrie d’émission de flamme, tels que les détecteurs AP2C, AP4C, AP4CV, APACC NG. L’exposition des personnels maniant les équipements de détection aux nuages des aérosols générés est sans danger car les composants chimiques simulants utilisés sont non toxiques. De plus, il n’y a pas de dégradation chimique des composants chimiques simulants car il n’y a pas de transformation physique ou chimique des compositions préparées pendant le procédé de préparation des compositions et pendant le procédé de diffusion des compositions par l’aérosol. La solution proposée permet donc de garantir un entrainement poussé à la détection chimique en ambiance « NRBC » en milieu confiné comme en zone ouverte. Ainsi, la présente invention porte sur dispositif aérosol comprenant un récipient aérosol contenant : (a) une composition comprenant : - au moins un composant chimique simulant choisi parmi le chlorhydrate de cystéine, le polysulfure de potassium, le sulfate d'ammonium, le phosphate d'ammonium et l’oxyde de triphénylphosphine ; et - au moins un solvant ; et (b) au moins un agent propulseur. Le dispositif aérosol de la présente invention permet de pulvériser, en une seule fois préférentiellement, la composition sous forme de spray de manière à avoir un nuage homogène de gouttelettes. L’aérosol formé est homogène. La taille du diffuseur (buse) détermine la taille des gouttelettes formées. Les gouttelettes formées présentent généralement un diamètre moyen allant de 10 µm à 200 µm. Composition (a) La composition contenue dans le récipient aérosol comprend : - au moins un composant chimique simulant choisi parmi le chlorhydrate de cystéine, le polysulfure de potassium, le sulfate d'ammonium, le phosphate d'ammonium et l’oxyde de triphénylphosphine ; et - au moins un solvant. La composition peut comprendre un ou plusieurs composants chimiques simulants. Les inventeurs ont mis en évidence que le chlorhydrate de cystéine, le polysulfure de potassium, le sulfate d'ammonium, le phosphate d'ammonium et l’oxyde de triphénylphosphine diffusés sous forme d’aérosol permettent d’émuler efficacement les équipements usuels de détection chimique. Ils simulent efficacement les agents chimiques couramment recherchés, telles que les molécules organophosphorées (e.g. triphényl phosphine ou phosphote d’ammonium) et les molécules organosoufrées. Par ailleurs, ces composants chimiques simulants s’avèrent ne pas présenter de danger pour la santé des hommes et pour l’environnement car ils sont non toxiques et biocompatibles. Les réactants chimiques, simulant les agents chimiques visées, sont mis en solution avec un solvant. La composition peut comprendre un ou plusieurs solvants. Le solvant peut être tout solvant capable de solubiliser les composants chimiques simulants dans la gamme de température d’utilisation des spray, c’est-à-dire tout solvant capable de solubiliser les composants chimiques simulants dans une gamme de température allant de 0°C à 50°C. Le solvant est typiquement liquide à température ambiante (25°C) et pression atmosphérique (760 mm de Hg). Le solvant peut être non inflammable. Le solvant est de préférence un alcool, tel que l’éthanol ou l’isopropanol ou un mélange eau/alcool. La composition comprend généralement de 1% à 10 %, de préférence de 1% à 5%, en poids d’un ou plusieurs composants chimiques simulants par rapport au poids total de la composition. Les concentrations du ou des composants chimiques simulants sont typiquement de 20 g/litre de solvant, en particulier de 20g/litre d’alcool. La composition peut en outre comprendre un ou plusieurs composants additionnels, tels que des agents de stabilisation (par exemple acide chlorhydrique, acide borique, acide téréphtalique, …). La composition peut comprendre de 0,05% à 0,3%, de préférence de 0,1% à 0,15%, en poids un ou plusieurs composants additionnels par rapport au poids total de la composition. En particulier, la composition peut comprendre de l’acide chlorhydrique afin de stabiliser le vieillissement de la composition au cours du temps. La concentration en stabilisant, en particulier en acide chlorhydrique (concentration à 0,1 g/litre), varie typiquement de 0,5 ml/l à 100ml/l, par exemple elle peut être de 1 ml/L). La composition est typiquement conditionnée sous pression au sein du récipient aérosol. La composition présente généralement un pH allant de 4 à 6,2. Un tel pH assure une bonne solubilisation des composants chimiques simulants et la stabilité de la composition. Agent propulseur (b) L’agent propulseur peut être tout agent propulseur adapté pour la préparation d’aérosol. Les agents propulseurs peuvent être choisis parmi les gaz comprimés ou les gaz liquéfiés. Dans le cas d’aérosol à gaz comprimé, le gaz, à l'intérieur de la bouteille est un gaz sous pression (6 à 7 fois celle de l'atmosphère). Il se situe au-dessus de la composition qui elle est liquide. Les gaz pouvant être utilisés sont les gaz constituants de l'air, le dioxyde de carbone, le protoxyde d'azote, l'azote et le dioxyde de carbone. Le dioxyde de carbone (INCI : Carbon Dioxide) et le protoxyde d'azote (INCI : Nitrous Oxide) ont des propriétés similaires mais ce dernier est moins corrosif pour le récipient aérosol qui est généralement un récipient métallique. La solution peut être utilisés aussi en aérosols à poche : dans ce cas, le gaz n'est pas en contact direct avec la composition et ne sort pas de la bouteille : la composition est contenue dans une poche en plastique souple ou en aluminium fin. L'avantage est que le gaz n'est pas en contact avec la composition, il n'est pas expulsé et donc la pression diminue moins vite. A titre d’exemple de gaz comprimés, peuvent être cités le dioxyde de carbone, le protoxyde d'azote, l'azote et le dioxyde de carbone. Dans le cas de l’aérosol à gaz liquéfié, le gaz est, comme indiqué, liquéfié, c'est à dire qu'il y a une phase gazeuse en équilibre avec une phase liquide. Toutefois, dans le cas présent de l’invention, la phase liquide du gaz ne sert pas de solvant pour la solution proposée. Pour l’aérosol à gaz liquéfié, les gouttelettes sont plus fines. Les principaux gaz utilisés pour les aérosols à gaz liquéfié sont les hydrocarbures, le Diméthyl Ether et les hydrocarbures (méthane, éthane, propane, butane, isobutane, pentane, isopentane) et les hydrocarbures halogénés. Ainsi, l’agent propulseur est de préférence choisi parmi l’azote, le dioxyde de carbone, le diméthyl éther, les hydrocarbures (méthane, éthane, propane, butane, isobutane, pentane, isopentane) et les hydrocarbures halogénés. De préférence, l’agent propulseur est le trans-1,3,3,3,-tétrafluoroprop-1-ène. Le ou les agent(s) propulseur(s) est(sont) généralement présent(s) en une quantité totale allant de 50 à 75 % en poids, de préférence de 60 à 75 % en poids pour les aérosols comprimés, et de préférence de 53 à 60 % en poids pour les aérosols liquéfiés. Le ou les agent(s) propulseurs est(sont) présent(s) dans la composition comprenant les autres ingrédients, ou bien est(sont) présent(s) dans un compartiment distinct du compartiment comprenant les autres ingrédients de la composition, au sein du dispositif aérosol suivant le type d’aérosol à gaz comprimé ou liquéfié, utilisé. Récipient aérosol Le récipient aérosol est typiquement muni d’une valve de distribution équipée d’un diffuseur. Le récipient aérosol peut contenir la composition et l’agent propulseur au sein d’un seul compartiment ou contenir la composition et l’agent propulseur au sein de compartiments séparés. Ainsi, le récipient aérosol peut comprendre deux compartiments, un premier compartiment contenant la composition et un second compartiment contenant l’agent propulseur. Ce dernier type de conception est préférentiellement réservé à l’aérosol à gaz liquéfié. La valve peut être de différentes structures. Elle permet typiquement un débit de la composition allant de 5 à 40 g/s, de préférence de 10 à 25 g/s. Le récipient aérosol peut être de n’importe quelle forme adaptée, par exemple un cylindre. Le récipient aérosol peut être en métal, en matériau polymérique, ou en verre. Les exemples qui suivent sont donnés à titre illustratif, mais ne doivent en aucun cas être considérés comme limitatifs de la présente invention. EXEMPLES Les solutions sont préparées suivant le protocole suivant : Mise en solution des additifs (stabilisants) pendant 24 h minimum à une température de 25°C en réacteur en verre ouvert, Mesure de pH : le pH est compris entre 4 et 6,2. Mise en solution des principes actifs (composants chimiques simulants) par dissolution totale sous agitation dans la solution précédemment préparée, par ajout successif de 1 g, en réacteur en verre ouvert. La solution est laissée sous agitation pendant 4 h minimum. Le volume de solvent est ajusté si nécessaire. Solvant : eau/éthanol 50/50 Il est vérifié visuellement la dissolution complète des principes actifs. La solution doit être limpide ou légèrement translucide. La détection est réalisée au moyen d’un spectromètre d’émission de flamme (AP2C). V Sorbonne (m3) 1,0 V liquide vaporisé (mL) 2 Menace Composant chimique simulant Concentration en composant chimique simulant dans la composition g/L C air en g/ m3 Organo S Chlorhydrate de Cystéine 200 0,0004 Polysulfure de potassium 20 0,00004 Sulfate d'ammonium 20 0,00004 Organo P TPPO 20 0,00004 Phosphate d'ammonium 20 0,00004 Les compositions testées comprenant de 20 à 200 g/L de composant chimique simulant se sont avérées capables d’émuler efficacement le spectromètre d’émission de flamme (AP2C). Il a par ailleurs été vérifié que la détection est graduelle en fonction de la concentration dans la pièce. Dispositif aérosol comprenant un récipient aérosol contenant : (a) une composition comprenant : - au moins un composant chimique simulant choisi parmi le chlorhydrate de cystéine, le polysulfure de potassium, le sulfate d'ammonium, le phosphate d'ammonium et l’oxyde de triphénylphosphine ; - au moins un solvant ; (b) au moins un agent propulseur. Dispositif aérosol selon la revendication 1 dans lequel le solvant est choisi parmi les solvants capables de solubiliser les composants chimiques simulants dans une gamme de température allant de 0°C à 50°C. Dispositif aérosol selon la revendication 1 ou 2 dans lequel le solvant est un alcool, de préférence l’éthanol ou l’isopropanol. Dispositif aérosol selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel la composition comprend de 1% à 10 %, de préférence de 1% à 5%, en poids d’un ou plusieurs composants chimiques simulants par rapport au poids total de la composition. Dispositif aérosol selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel l’agent propulseur est choisi parmi l’azote, le dioxyde de carbone, les hydrocarbures, le diméthyl éther et les hydrocarbures halogénés. Dispositif aérosol selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel l’agent propulseur est le trans-1,3,3,3,-tétrafluoroprop-1-ène. Dispositif aérosol selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel l’agent propulseur est présent en une quantité totale allant de 50 à 75 % en poids, de préférence de 60 à 75 % en poids pour les aérosols comprimés, et de préférence de 53 à 60 % en poids pour les aérosols liquéfiés., par rapport au poids total de la composition. Dispositif aérosol selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel le récipient aérosol est muni d’une valve de distribution équipée d’un diffuseur.