INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La quatrième étape est représentée par une série de sous-étape (« a » à « f ») : une première sous-étape (a) tel que l’impacteur 1 frappe le premier flasque 25 vissé sur la barre incidente 2, une deuxième sous-étape (b) tel qu’une onde se propage à travers la barre incidente 2 et à travers le premier tube 21, une troisième sous-étape (c) tel qu’une première partie de l’onde se propageant dans le premier tube 21 est réfléchie par le deuxième flasque 26, une deuxième partie de l’onde continue de se propager dans la barre incidente 2, une quatrième sous-étape (d) tel que le deuxième tube 22 se déplace vers la barre réceptrice 3, la deuxième partie de l’onde de la barre incidente 2 est réfléchie et se propage vers l’impacteur 1, une cinquième sous-étape (e) tel que la deuxième partie de l’onde est réfléchie sur le premier flasque 25 à travers le premier tube 21, une sixième sous-étape (f) tel que le premier tube 21 se déplace vers la barre réceptrice 3.
Procédé d’estimation par un nez électronique de l’état de transformation d’un produit en cours de cuisson Le domaine de l’invention est celui de l’estimation d’un état de transformation d’un produit en cours de cuisson, le produit étant susceptible de se transformer par émission de composés organiques volatils. A titre d’exemple, il peut s’agir de l’estimation de l’état de cuisson d’un produit alimentaire entre un premier état non cuit et un deuxième état cuit.
L’estimation de l’état de transformation est effectuée par un système d’estimation équipé d’un nez électronique, lequel comporte une surface fonctionnalisée adaptée à interagir par adsorption/désorption avec les composés organiques volatils.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Certains produits sont susceptibles de se transformer en cours de cuisson par l’émission de composés organiques volatils. C’est le cas de produits par exemple alimentaires dans le cadre d’une cuisson alimentaire, comme de produits non alimentaires dans le cas d’une cuisson dite industrielle.
La cuisson correspond ici à une technique de chauffe d’un produit conduisant à une transformation de celui-ci. La cuisson du produit, situé dans un environnement gazeux, peut être effectuée entre autres par convection naturelle, par convection forcée, voire par micro-ondes. Le produit en cours de cuisson peut alors se transformer en émettant des composés organiques volatils, et changer d’état de transformation en passant d’un premier état (par exemple un état non cuit) à un second état (état cuit).
Le document WO2021/140303A1 décrit un exemple d’un procédé et un système d’estimation, au moyen d’un nez électronique, d’un état de transformation d’un produit par émission de composés organiques volatils, pour en déduire par exemple un état de fraîcheur ou de dégradation du produit. Le système d’estimation comporte un nez électronique qui permet de détecter notamment la quantité de composés organiques volatils présents dans un échantillon gazeux. Ce nez électronique est un dispositif d’identification d’odeurs utilisant la technique de détection par résonance plasmonique de surface (SPR, pour Surface Plasmon Resonance , en anglais), et plus précisément par imagerie SPR.
Cependant, il existe un besoin de disposer d’un procédé et d’un système d’estimation de l’état de transformation du produit en cours de cuisson, au moyen d’un nez électronique, pour connaître notamment le passage d’un premier état de transformation du produit (par exemple un état ‘non cuit’) à un deuxième état (par exemple l’état ‘cuit’).
L’invention a pour objectif de remédier au moins en partie aux inconvénients de l’art antérieur, et plus particulièrement de proposer un procédé d’estimation de l’état de transformation d’un produit en cours de cuisson, entre notamment un premier état de transformation et un deuxième état, au moyen d’un nez électronique adapté à détecter les composés organiques volatils qu’émet le produit en cours de cuisson, sans avoir à effectuer des mesures de la température interne du produit.
Pour cela, l’objet de l’invention est un procédé d’estimation d’un état de transformation d’un produit en cours de cuisson susceptible de se transformer par émission de composés organiques volatils et de passer ainsi à une température seuil T th prédéfinie d’un premier état à un deuxième état, au moyen d’un système d’estimation, comportant une surface fonctionnalisée ayant K sites sensibles, avec K>1, avec lesquels les composés organiques volatils sont aptes à interagir par adsorption/désorption, et adapté à déterminer une information (Sn (k) ) 1 ≤k≤K dite signature formée de K valeurs représentatives des interactions d’adsorption/désorption des composés organiques volatils avec les sites sensibles.
Le procédé comporte les étapes suivantes : fourniture d’une base de données comportant la température seuil T th ; et pour N produits similaires au produit P à cuire, dits produits-test, d’indice n allant de 1 à N avec N>1 : une évolution temporelle V ref(n) (t) d’une variance dite de référence V ref(n) associée à une signature (Sn ref(k,n) ) 1 ≤k≤K représentative des interactions d’adsorption/désorption de composés organiques volatils émis par le produit-test considéré avec une surface fonctionnalisée identique à celle du système d’estimation, obtenue lors d’une cuisson du produit-test ; et une valeur seuil V ref,th(n) de la variance de référence V ref(n) pour laquelle une température interne T int du produit-test (Pt (n) ) considéré est égale à la température seuil T th ; cuisson du produit dans un four de cuisson porté à une température de consigne T c au moins égale à ladite température seuil T th , et exposition de la surface fonctionnalisée du système d’estimation à un échantillon gazeux provenant du four de cuisson et susceptible de contenir les composants organiques volatils ; au cours de laquelle sont effectuées les étapes suivantes : a) détermination d’une signature (Sn (k) (t i )) 1 ≤k≤K , par le système d’estimation, pour un instant de caractérisation, des composés organiques volatils contenus dans l’échantillon gazeux ; b) détermination d’une valeur de variance V(t i ) associée à la signature (Sn (k) (t i )) 1 ≤k≤K déterminée, et stockage de la valeur de variance V(t i ) obtenue pour obtenir une évolution temporelle V(t) de la variance V ; c) détermination de N valeurs d’un écart de variance (ΔV (n) (t i )) 1≤n≤N par différence entre la valeur de variance V(t i ) déterminée et les N valeurs seuil (V ref,th(n) ) 1≤n≤N des variances de référence V ref(n) ; d) détermination de N valeurs d’une similarité (SV (n) (t i )) 1≤n≤N entre l’évolution temporelle V(t) de la variance V et lesdites N évolutions temporelles (V ref(n) (t)) 1≤n≤N des variances de référence V ref(n) , pour l’instant de caractérisation ; e) détermination d’une valeur d’un écart de variance moyen ΔV moy (t i ), par calcul d’une moyenne des N valeurs de l’écart de variance (ΔV (n) (t i )) 1≤n≤N pondérée par les N valeurs de similarité (SV (n) (t i )) 1≤n≤N ; f) identification d’un état du produit comme étant le premier état ou le deuxième état, selon que la variance V(t i ) pour l’instant de caractérisation est respectivement supérieure ou inférieure à la valeur de l’écart de variance moyen ΔV moy (t i ) ; réitération des étapes suivantes a) à f) en incrémentant l’instant de caractérisation, au moins jusqu’à ce que le deuxième état soit identifié.
Certains aspects préférés mais non limitatifs de ce procédé d’estimation sont les suivants.
Lors de l’étape a) de détermination d’une signature, la signature peut être normalisée de sorte que ses K composantes varient entre 0 et 1.
Calibration de l’échantillon : Les axes des déplacements chimiques 1 H et 13 C sont calibrés par rapport à l’impureté protonée du solvant (CHCl 3 ) à δ 1H = 7,2 ppm (pour le signal le plus déblindé) et δ 13C = 77 ppm (pour le signal le moins déblindé).
Attribution spectrale pour les copolymères d’éthylène et du 1,3-myrcène : Dans les représentations A, B, C ci-dessous, les symboles R1 et R2 représentent les points de rattachement de l’unité à la chaîne polymère. Les signaux des formes d’insertion du 1,3-diène A, B et C ont été observés sur les différents spectres enregistrés. D’après S. Georges et al. , (Polymer 55 (2014) 3869-3878), le signal du groupement –CH= n°8’’ caractéristique de la forme C présente des déplacements chimiques 1 H et 13 C identiques au groupement –CH= n°3. Les déplacements chimiques des signaux caractéristiques des motifs A, B et C sont présentés dans le Tableau 1. Les motifs A, B et C correspondent respectivement aux unités de configuration 3,4, de configuration 1,2 et de configuration 1,4-trans. Les quantifications ont été effectuées à partir de l’intégration des spectres RMN 1D 1 H à l’aide du logiciel Topspin. Les signaux intégrés pour la quantification des différents motifs sont : Ethylène : signal à 1,2 ppm correspondant à 4 protons Myrcène total : signal n°1 (1,59 ppm) correspondant à 6 protons Forme A : signal n°7 (4,67 ppm) correspondant à 2 protons Forme B : signal n°8’ (5,54 ppm) correspondant à 1 proton
La quantification de la microstructure est réalisée en pourcentage molaire (%molaire) comme suit : %molaire d’un motif = intégrale 1H d’un motif * 100 / ∑ (intégrales 1H de chaque motif).
δ1H (ppm) δ13C (ppm) Groupement 5.54 146.4 8’ 5.07 124.6 3 + 8’’ 4.97 - 4.79 112.0 9’ 4.64 108.5 7 2.03 26.5 4 2.0 - 1.79 31.8 44.5 5 + 5’ + 5’’ 8 1.59 25.9 et 17.0 1 1.2 36.8 - 24.0 CH 2 éthylène
b) Détermination de la microstructure des terpolymères Ethylène-Butadiène-Myrcène (Elastomère E2) : La caractérisation spectrale et les mesures de la microstructure de copolymère Ethylène-Butadiène-Myrcène sont réalisées par spectroscopie de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN). Pour ces mesures, un spectromètre Bruker Avance III HD 400 MHz est utilisé, équipé d’une sonde Bruker cryo-BBFO z-grad 5 mm. Les expériences 1H sont enregistrées à l’aide d’une impulsion radiofréquence avec un angle de basculement de 30°, le nombre de répétitions est de 128 avec un délai de recyclage de 5 secondes. Les expériences RMN de corrélation 1H-13C HSQC (Heteronuclear Single Quantum Coherence) et HMBC (Heteronuclear Multiple-Bond Correlation) sont enregistrées avec un nombre de répétitions de 128 et un nombre d’incréments de 128. Les expériences sont réalisées à 25 °C. 25 mg d’échantillon sont solubilisés dans 1 mL d’orthodichlorobenzène deutéré (ODCB). Les axes des déplacements chimiques 1H et 13C sont calibrés par rapport à l’impureté protonée du solvant à δ1H = 7,2 ppm (pour le signal le plus déblindé) et δ13C = 127 ppm (pour le signal le moins déblindé). Les unités monomères possibles dans le terpolymère sont –CH 2 -CH(CH=CH 2 )-,-CH 2 -CH=CH-CH 2 -, -CH 2 -CH 2 -, le motif 1,2-cyclohexanediyle et les structures suivantes, R 1 et R 2 représentant la chaîne polymère :
Le motif 1,2-cyclohexanediyle est de structure suivante :
Les signaux des formes d’insertion du myrcène A ont été observés sur les différents spectres enregistrés. D’après S. Georges et al . (S.Georges, M.Bria, P. Zinck and M. Visseaux. Polymer 55 (2014) 3869-3878), le signal du groupement –CH= n°8’’ caractéristique de la forme C présente des déplacements chimiques 1 H et 13 C identiques au groupement –CH= n°3.
Les déplacements chimiques des signaux caractéristiques du polymère sont présentés dans le Tableau 2 (Attribution des signaux 1 H et 13 C des terpolymères Ethylène-Butadiène-Myrcène autres que ceux des unités du 1,3-butadiène).
δ1H (ppm) δ13C (ppm) Groupement 5.19 125.1 3 + 8’’ 4.86 109.0 7 1.59 et 1.68 247 et 17.6 1 1.3 37.5 – 24.0 CH 2 éthylène
Les quantifications ont été effectuées à partir de l’intégration des spectres RMN 1D 1 H à l’aide du logiciel Topspin. Les signaux intégrés pour la quantification des différents motifs sont : Ethylène : Totalité des signaux entre 0.5 ppm et 3.0 ppm en soustrayant les contributions aliphatiques des autres motifs du terpolymère. Le calcul correspond à 4 protons du motif Ethylène. Forme A : signal n°7 (4.86 ppm) correspondant à 2 protons. La proportion de forme C n’est pas accessible directement mais peut être calculée à partir du signal n°3+8’’ en soustrayant la contribution de la forme A. PB1-4 : Signal entre 5.71 ppm et 5.32 ppm correspond à 2 protons (en retirant la contribution PB1-2). PB1-2 : signal entre 5.11 ppm et 4.92 ppm correspond à 2 protons. Cycles cyclohexane : signal entre 1.80 ppm et 1.70 ppm correspond à 2 protons. La quantification de la microstructure est réalisée en pourcentage molaire (% molaire) comme suit : % molaire d’un motif = intégrale 1 H d’un motif * 100 / Σ (intégrale 1 H de chaque motif).
III-1.2 Détermination de la température de transition vitreuse des polymères :
La température de transition vitreuse est mesurée au moyen d’un calorimètre différentiel (“Differential Scanning Calorimeter”) selon la norme ASTM D3418 (1999).
III-1.3 Détermination de la macrostructure des polymères par chromatographie d’exclusion stérique (SEC) :
En particulier, le dispositif proposé trouvera avantageusement à s’appliquer pour un sous-ensemble analogique 3’ du type comprenant un ou plusieurs composants de traitement de signaux analogiques de très faible niveau. Du fait de la sensibilité de ce type de sous-ensemble analogique à des niveaux de bruit qui sont comparables, voire même plus faible que le niveau de signal traité par les composants du sous-ensemble analogique 3’ (qui sera par exemple de l’ordre de quelques μV), le fonctionnement du sous-ensemble analogique aux performances attendues ne pourra être obtenu qu’en protégeant ce sous-ensemble analogique du bruit extérieur (incluant les perturbations électromagnétiques extérieures) par un blindage, comprenant par exemple un capot de blindage 5’ implanté sur une face de la carte électronique 2’. L’utilisation d’un blindage sera d’autant plus indiqué dans les cas de figure dans lesquels le niveau de bruit est plus important que celui des signaux traités par le sous-ensemble analogique 3’ (niveau de bruit qui sera par exemple de l’ordre de quelques dizaines ou centaines de μV, soit donc plus important que celui des signaux analogiques traités par le sous-ensemble analogique).
Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le sous-ensemble analogique 3’ comprend un ou plusieurs composants de traitement de signaux analogiques radiofréquences, par exemple de signaux radiofréquences haute fréquence (HF).
En particulier, le dispositif proposé trouvera avantageusement à s’appliquer pour un sous-ensemble analogique 3’ du type comprenant un ou plusieurs composants analogiques de réception radiofréquences, par exemple à faible niveau. Du fait de la sensibilité de ce type de sous-ensemble analogique à des niveaux de bruit qui sont comparables, voire même plus faible que le niveau de signal traité par les composants du sous-ensemble analogique 3’ (qui sera par exemple, pour des signaux de réception satellite, de l’ordre de quelques dBμV), le fonctionnement du sous-ensemble analogique aux performances attendues ne pourra être obtenu qu’en protégeant ce sous-ensemble analogique du bruit extérieur (incluant les perturbations électromagnétiques extérieures) par un blindage, comprenant par exemple un capot de blindage 5’ implanté sur une face de la carte électronique 2’. L’utilisation d’un blindage sera d’autant plus indiqué dans les cas de figure dans lesquels le niveau de bruit est plus important que celui des signaux traités par le sous-ensemble analogique 3’ (niveau de bruit qui sera par exemple de l’ordre de quelques dizaines ou centaines de dBμV, soit donc beaucoup plus important que celui des signaux de réception satellite).
L’unité de filtrage 4’ du système 1’ est implantée sur un chemin de signal entre le sous-ensemble analogique 3’ et le bloc alimentation/numérique 7’. Par ailleurs, l’unité de filtrage 4’ comprend un composant capacitif implanté sous le capot 5’ et connecté à une masse analogique protégée par le blindage 5’, et un composant de filtrage implanté en série et placé sur le chemin de signal en traversée du capot de blindage 5’ ou, selon le mode de réalisation choisi, à proximité immédiate du capot 5’ de blindage, de manière à avantageusement augmenter l’efficacité de filtrage des signaux issus du bloc alimentation/numérique 7’, ainsi que d’autres signaux issus de composants extérieurs au dispositif 1’, routés vers le sous-ensemble analogique 3’ à l’intérieur du capot 5’. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, l’unité de filtrage 4’ peut ainsi comprendre, en entrée, un composant de filtrage placé en série sur le chemin de signal en traversée du blindage ou au voisinage immédiat du blindage, et en sortie un composant capacitif implanté sous le blindage.
Avantageusement, le composant de filtrage et le composant capacitif de l’unité de filtrage 4’ seront implantés sur la même face de la carte électronique que celle sur laquelle est implanté le capot de blindage 5’, de sorte que l’unité de filtrage 4’ sera implantée, du moins en partie sur la même face de la carte électronique que celle sur laquelle est implanté le capot de blindage 5’, sur un chemin de signal entre le sous-ensemble analogique 3’ protégé par le blindage 5’ et le bloc alimentation/numérique 7’ implanté à l’extérieur du blindage.
Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le dispositif électronique 1’ comprend une carte électronique 2’ sur laquelle est mis en œuvre un circuit imprimé pour l’implantation et le routage de composants électroniques sur la carte électronique 2’. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le composant de filtrage placé en série et le composant capacitif de l’unité de filtrage 4’ sont implantés sur la même face de la carte électronique que celle sur laquelle sont implantés les composants du sous-ensemble analogique 3’ et le capot de blindage 5’. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, l’unité de filtrage 4’ est implantée sur la même face de la carte électronique que celle sur laquelle sont implantés les composants du sous-ensemble analogique 3’ et le capot de blindage 5’. En fonction du mode de réalisation, un ou plusieurs des composants du bloc alimentation/numérique 7’ peuvent être implantés sur la même face de la carte électronique que celle sur laquelle sont implantés les composants du sous-ensemble analogique 3’ et le capot de blindage 5’, ou à l’inverse sur la face opposée.
Le composant de l’unité de filtrage 4’ recevant le signal d’entrée de l’unité de filtrage 4’ (qui peut être, selon les modes de réalisation, un composant inductif ou un composant résistif) est placé, selon les modes de réalisation, en traversée du capot 5’ ou à proximité immédiate du capot 5’ à l’extérieur de celui-ci. Ainsi, le signal d’entrée (à filtrer) de l’unité de filtrage 4’ ne pénètre pas sous le capot de blindage 5’, de manière à ne pas perturber le fonctionnement ou les performances des composants du sous-ensemble analogique 3.
A l’inverse, le composant capacitif de l’unité de filtrage 4’ est placé sous le capot de blindage 5’, de manière à faire le lien avec l’environnement électronique non bruité du sous-ensemble analogique 3 car protégé par le capot de blindage 5’.
Ainsi, le composant d’entrée de l’unité de filtrage 4’, placé en série en traversée du capot 5’ ou à proximité immédiate du capot 5’, fait le lien avec l’environnement électronique du dispositif électronique 1’ (et notamment du bloc alimentation/numérique 7’) bruité (car non protégé par le capot de blindage 5’), tandis que le composant (capacitif) de sortie de l’unité de filtrage 4’, placé sous le capot de blindage 5’, fait le lien avec l’environnement électronique non bruité du sous-ensemble analogique 3’ car protégé par le capot de blindage 5’.
Si le composant capacitif de sortie de l’unité de filtrage 4’ était placé à l’extérieur du capot de blindage 5’, l’ensemble de l’unité de filtrage 4’ serait placé à l’extérieur du capot de blindage, de sorte que le signal filtré (débruité) en sortie de l’unité de filtrage 4’ pourrait à nouveau être bruité avant de pénétrer sous le capot de blindage 5’. L’efficacité de l’unité de filtrage 4’ s’en trouverait donc potentiellement fortement amoindrie. En effet, le composant capacitif de l’unité de filtrage 4’, s’il était placé à l’extérieur du capot de blindage 5’, pourrait lui-même capter du bruit électromagnétique environnant qui viendrait s’ajouter au signal en sortie de l’unité de filtrage 4’ et dirigé vers le sous-ensemble analogique 3’. De plus, si le composant capacitif de sortie de l’unité de filtrage 4 était placé à l’extérieur du capot de blindage 5’, il serait impossible de placer le composant de filtrage d’entrée de l’unité de filtrage 4’ placé en série (sur le chemin de signal) en traversée ou à proximité immédiate du capot de blindage 5’.
Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le composant capacitif de l’unité de filtrage 4’ (placé sous le capot de blindage 5’) permet de créer un chemin de signal de très basse impédance à haute fréquence destiné à favoriser le passage de la composante haute fréquence des signaux à filtrer.
Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le composant capacitif de l’unité de filtrage 4’ peut être connecté à une masse de manière à diriger vers cette masse les signaux haute fréquence, ce qui permet de filtrer la composante haute fréquence des signaux à filtrer.
Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le circuit imprimé de la carte électronique 2’ peut être configuré avec un plan de masse comprenant une masse analogique et une masse numérique (parfois aussi appelée masse mécanique) distinctes l’une de l’autre. Sur les figures, une masse numérique est représentée par un symbole râteau, tandis qu’une masse analogique est représentée par une flèche pointant vers le bas. Les masses numériques sont des masses prévues pour recevoir des signaux bruités (par exemple par du bruit de commutation numérique), tandis que les masses analogiques sont, au contraire des masses numériques, prévues pour être isolées de ces signaux bruités. Dans l’exemple de la , la partie analogique, comprenant l’interface d’entrée 6’ et le sous-ensemble analogique 3’, utilise une masse analogique, tandis que la partie alimentation/numérique, comprenant le bloc alimentation/numérique 7’, utilise une masse numérique.
Dans un ou plusieurs modes de réalisation, la masse à laquelle est connectée le composant capacitif de l’unité de filtrage 4’ (placé sous le capot de blindage 5’) sera de préférence une masse analogique, de manière à éviter que du bruit remonte depuis une masse numérique (connecté au composant capacitif) au travers du composant capacitif pour venir perturber le fonctionnement ou les performances du sous-ensemble analogique. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, la masse présente à l’intérieur du blindage 5’, zone dans laquelle le composant capacitif de l’unité de filtrage 4’ sera implanté, sera d’ailleurs de type analogique afin de protéger les composants de cette zone du bruit de masse.
Dans un ou plusieurs modes de réalisation, l’unité de filtrage 4’ réalise ainsi une structure filtrante des signaux en entrée par un composant de filtrage (par exemple une inductance et/ou une résistance) placé en traversée du blindage ou à proximité immédiate du blindage (par exemple placé à l’extérieur, mais au plus proche, voire collé au blindage), et les signaux haute fréquence ayant traversé le composant de filtrage (qui constituent des perturbations haute fréquence isolées par le composant de filtrage en entrée de l’unité de filtrage 4’) et pénétrant sous le capot de blindage 5’ vont être dirigés vers la masse par un composant capacitif de l’unité de filtrage 4’ placé sous le capot de blindage 5’ et connecté à une masse analogique.
Le type ou les paramètres de filtrage de l’unité de filtrage 4’, et notamment la bande passante, pourront bien entendu être choisis en fonction du filtrage souhaité, qui pourra différer selon que l’unité de filtrage est positionnée entre un sous-ensemble numérique comprenant un ou plusieurs composants numériques et le sous-ensemble analogique, ou entre un sous-ensemble d’alimentation comprenant un ou plusieurs composants d’alimentation et le sous-ensemble analogique.