EP2076782A2 - Procede et installation de determination d'au moins un parametre d'une transformation physique et/ou chimique, et procede de criblage correspondant - Google Patents

Procede et installation de determination d'au moins un parametre d'une transformation physique et/ou chimique, et procede de criblage correspondant

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Publication number
EP2076782A2
EP2076782A2 EP07858447A EP07858447A EP2076782A2 EP 2076782 A2 EP2076782 A2 EP 2076782A2 EP 07858447 A EP07858447 A EP 07858447A EP 07858447 A EP07858447 A EP 07858447A EP 2076782 A2 EP2076782 A2 EP 2076782A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
downstream
flow member
tubular flow
transformation
plugs
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07858447A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Pascal Panizza
Galder Cristobal
Bertrand Pavageau
Annie Colin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universite Sciences et Technologies Bordeaux 1
Rhodia Operations SAS
Original Assignee
Universite Sciences et Technologies Bordeaux 1
Rhodia Operations SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universite Sciences et Technologies Bordeaux 1, Rhodia Operations SAS filed Critical Universite Sciences et Technologies Bordeaux 1
Publication of EP2076782A2 publication Critical patent/EP2076782A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/08—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a stream of discrete samples flowing along a tube system, e.g. flow injection analysis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/41—Emulsifying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/14—Mixing drops, droplets or bodies of liquid which flow together or contact each other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/433—Mixing tubes wherein the shape of the tube influences the mixing, e.g. mixing tubes with varying cross-section or provided with inwardly extending profiles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
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    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/433—Mixing tubes wherein the shape of the tube influences the mixing, e.g. mixing tubes with varying cross-section or provided with inwardly extending profiles
    • B01F25/4331—Mixers with bended, curved, coiled, wounded mixing tubes or comprising elements for bending the flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/30—Micromixers
    • B01F33/302—Micromixers the materials to be mixed flowing in the form of droplets
    • B01F33/3021—Micromixers the materials to be mixed flowing in the form of droplets the components to be mixed being combined in a single independent droplet, e.g. these droplets being divided by a non-miscible fluid or consisting of independent droplets
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00346—Heating or cooling arrangements
    • G01N2035/00356—Holding samples at elevated temperature (incubation)
    • G01N2035/00386—Holding samples at elevated temperature (incubation) using fluid heat transfer medium
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/11—Automated chemical analysis
    • Y10T436/117497—Automated chemical analysis with a continuously flowing sample or carrier stream

Definitions

  • the present invention relates to a method and an installation for determining at least one parameter of a physical and / or chemical transformation, as well as a corresponding screening method.
  • transformation is meant any type of interaction likely to occur in a mixture of at least two components.
  • this transformation can be a reaction of chemical and / or physical type, such as for example any type of conventional chemical reaction, in particular polymerization reactions, as well as crystallization or precipitation, gelling, or else among others a modification of a liquid / vapor equilibrium.
  • such a transformation is capable of implementing chemical phenomena, by exchange or sharing of electrons, physical interactions or repulsions, such as hydrogen bonds, electrostatic interactions, steric attractions or repulsions, affinities for different hydrophilic and / or hydrophobic media, formulation stabilities, flocculations or even phase transfers, for example of the liquid / liquid, solid / liquid or gas / liquid type.
  • the parameters of such a transformation are, in a nonlimiting manner, the kinetics of chemical reaction in a homogeneous or heterogeneous medium, the conditions making it possible to obtain an optimum of yield for chemical reactions, enthalpies of reactions, temporal processes of reactions chemical and physical, as well as solubility or phase diagrams.
  • microfluidic flows are for example described in M. Madou “Fundamentals of Microfabrication: The Science of Miniaturization”, CRC Press. (1997) . They take advantage of mechanical systems whose micrometric and / or nanometric sizes allow the manipulation of very small volumes of the fluid. This miniaturization, coupled with the use of appropriate analysis techniques, opens the way to many applications in fields as diverse as biology, analytical chemistry, chemical engineering or physics.
  • this technique makes it possible to envisage, for example, a set of chemical processes on a chip, so as to recreate a laboratory on a particularly restricted surface, of the order of a few cm 2 , that is to say the "lab”. -on-Chip “: see in particular J Knight, Nature, 418, 474 (2002).
  • Such miniaturization thus offers important prospects in the field of chemical engineering, with a view to increasing the selectivity and the efficiency of the reactions implemented.
  • the drops which thus form nano-reactors, flow at a constant speed, so that there is an equivalence between the distance traveled and the reaction time.
  • a drop located at a given point in the fluid flow network is representative of the reaction studied at a given instant.
  • microfluidic flow devices are not easily adjustable.
  • microfluidic technique does not allow a satisfactory study of certain types of reaction.
  • new products for example new chemical compounds or new compositions including new chemicals and / or new product combinations.
  • chemical The physical and / or chemical transformations of the products are important properties for many applications, which it is very often necessary to test in Research and development.
  • the object of the invention is to propose a method for determining a parameter of a transformation which, while generally allowing the same possibilities as the microfluidic technique, appreciably overcomes the disadvantages associated with the latter. For this purpose, it relates to a determination method according to the appended claim 1.
  • the invention also relates to a determination device according to claim 23 attached.
  • FIG. 1 is a front view, illustrating an installation for determining a parameter of a transformation, which is in accordance with the invention
  • FIGS. 2A and 2B are front views, illustrating a plug generation module belonging to the installation of FIG. 1, in which the different components are respectively disassembled and mounted relative to one another;
  • Figure 3 is a front view, similar to Figure 1, illustrating an alternative embodiment of the invention
  • FIGS. 5A and 5B are diagrammatic and front views respectively, illustrating holding means at a given temperature equipping the installation of the preceding figures; and Figures 6 to 8 are front views, similar to Figure 1, illustrating two further embodiments of the invention.
  • the analysis may be carried out at a point in the downstream tubular flow member, for example by spectroscopic type techniques (UV spectroscopy,
  • the appropriate analysis means are for this mode located near the tubular flow member, at one or more given point (s) along the organ. It is not excluded to move the analysis means to obtain information by measurements at various points of the flow and thus at various stages of advancement of the transformation. It is also possible to place several analysis means, identical or different, along the tube. Nor can it be excluded that a single means of analysis can give information on several points of the tube, for example an optical analysis by photography with possibly an image processing.
  • the analysis can be performed directly at the outlet of the tubular flow member, preferably without recovering / isolating the plugs leaving said organ, for example by chromatographic techniques, in particular steric exclusion chromatography suitable for the analysis of polymers, which may for example give information on the exact composition of the transformation product, for example on the characteristics of a polymer, such as its average molecular weight, the distribution of macromolecular chains, the polydispersity index.
  • the installation according to the invention of Figure 1 comprises firstly a plug generation module, shown schematically in this figure but which is illustrated more precisely in Figures 2A and 2B.
  • This module designated as a whole by the reference 1, firstly comprises a coupling member 2 approximately cylindrical, made of any suitable material, in particular metal or plastic.
  • This connecting member 2 comprises an internal volume V, placed in communication with the outside by three different ways.
  • this member 2 is first provided with an upper channel 4 and a lower chamber 6, with reference to Figures 2A and 2B.
  • This channel 4 and this chamber 6, which are co-axial, have a cross section respectively lower and greater than that of the internal volume V.
  • the connecting member 2 is hollowed out of a channel 8, said lateral, provided right of Figures 2A and 2B.
  • a tip 10 made for example of PEEK, PTFE, silicone or metal, is fixed by any appropriate means on the walls of the outlet of this lateral channel 8.
  • a tubular flow member is an elongated flow member of closed section, the transverse profile may have any type of shape, in particular oval or square. In the sense of the invention such a member is not formed in a solid body, such as a microchannel which is etched in a wafer. This body is thus bordered by a thin peripheral wall. Unlike microfluidic embodiments, using an assembly, in particular by gluing, two wafer parts together, this tubular flow member can be made in one piece, advantageously.
  • the various tubular flow members to which the invention refers may be made of a rigid material, such as for example steel. However, as an alternative, it can be provided to make them a semi-rigid material, or flexible, such as for example PTFE, silicone, PVC, polyethylene or PEEK. Alternatively, one can also use a fluorinated product, including PFA type.
  • the flow members may also be made of a fused silica, covered with polyimide, which can be removed locally in a known manner, in particular by means of sulfuric acid, in order to visualize the interior of the flow.
  • a first tubular flow member namely a capillary 12 made for example of PTFE or silicone, which has an equivalent internal diameter typically between 10 micrometers and 50 mm.
  • the capillary 13 has an equivalent diameter smaller than that of the capillary 14 since, as will be detailed hereinafter, this capillary 13 enters into service in the interior volume of the capillary 14.
  • the typical values of the equivalent diameters are respectively 50 micrometers for the inner capillary 13 and 250 micrometers for the outer capillary 14.
  • this outer capillary 14 has an equivalent diameter which is smaller than that of the capillary 12.
  • the capillary 13 enters the 14 its outer diameter is smaller than the inner diameter of the peripheral capillary 14.
  • the outer capillary 14 In order to constitute the actual module 1, it is first of all to drive the outer capillary 14 into the channel 4, while arranging the inner capillary 13 in the volume of this outer capillary 14.
  • the outer capillary 14, which is centered and guided in the channel 4, is recessed until protruding beyond the shoulder 6 '.
  • the facing walls of the capillaries 12 and 14 form a covering zone, denoted R, which extends immediately downstream, namely at the bottom of the shoulder 6 'in FIG. 2B.
  • the downstream end 13 'of the inner capillary 13 is flush with the downstream end 14' of the outer capillary 14. In other words, these two downstream ends occupy the same axial position, - with reference to the main axes of the different capillaries 12, 13 and 14.
  • the upstream capillaries 13 and 14 receive means for injecting two fluids, of a type known per se.
  • the injection means of each fluid comprise a not shown tube, of flexible type, which is associated with a syringe and a syringe pump, also not shown.
  • the tip 10 cooperates with means for injecting a third fluid, which comprise for example an additional tube, also flexible, which is associated with a syringe and a syringe not shown.
  • the downstream capillary 12 opens into a tray 16, provided with refrigeration means of conventional type. This tray is therefore adapted to quench, or quench, the transformation involved in the capillary 12, as will be seen in what follows. Finally, downstream of the quenching tank 16, the capillary 12 is placed in communication with an analysis apparatus 18, of the chromotograph type, itself connected to a processing computer 20.
  • the tip 10 injects an auxiliary fluid P, which is immiscible with the mixture of the first two fluids mentioned above.
  • the injection rate typical of these different fluids is for example between 500 .mu.l / h and 50 ml / h.
  • the ratio between, on the one hand, the flow of auxiliary fluid P and, on the other hand, the sum of the flow rates of the two fluids A and B, is for example between 0.5 and 10.
  • the flow rate auxiliary fluid P is greater than the sum of those of A and B, with for example a ratio close to 2.
  • the auxiliary fluid then flows into the interior volume V, more precisely into the annular space formed by the walls facing the two capillaries 12 and 14.
  • the first two fluids are brought into mutual contact, in a so-called mixing zone, noted M.
  • the two reactive fluids, which flow into the respective capillaries 13 and 14 are found only at this mixing zone, and not before the latter.
  • these two fluids A and B are brought into contact, in a so-called contact zone denoted by C, with the immiscible carrier fluid P.
  • This zone R makes it possible to visualize the formation of the drops, which allows the user to control the manipulation. Indeed, in the absence of such a covering area, the drops would be formed in the connecting member 2, which is not necessarily transparent.
  • drops G each consisting of the mixture of A and B, are formed at the contacting zone C. note that these drops G form plugs, forming themselves a physico-chemical system within the meaning of the invention.
  • the different drops G thus produced then flow into the downstream capillary 12, being the place of the aforementioned transformation.
  • this transformation takes place, namely that the nature of the mixture formed by the initial fluids A and B gradually changes, depending on the state of progress. of transformation.
  • the most recently formed drop namely the leftmost one in Figure 1
  • the two components A and B which are substantially unmixed.
  • these two components are better and better mixed in the following drops.
  • the transformation that we want to study is more and more advanced.
  • the characteristic time of this transformation is significantly greater than the mixing time of the two components.
  • the process according to the invention is particularly applicable to the study of slow transformations, such as slow chemical reactions.
  • the drops G thus form small-sized reactors flowing at a constant speed, so that there exists also an equivalence between the distance they have traveled and the reaction time.
  • FIG. 1 shows the axis XX whose origin corresponds to the zone M, namely the formation of the drops G.
  • a drop G located at a given point of the capillary 12, namely a given abscissa of this landmark is representative of the transformation at a given moment.
  • the time ti associated with the abscissa Xi of the tank 16, which corresponds to the time elapsed since the formation of the drops, will also be modified. In this way, it is possible to analyze the transformation at different stages, without however moving the quench tank 16. Thus, for a given length of capillary 12, for example 1 meter, it is possible to vary the time residence between 5 minutes and 1 hour, with a simple modification of these flows.
  • an upstream member 100 which is intended to gather several capillaries, but without ensuring a mixing function of the fluids flowing in these capillaries.
  • This member 100 which is hollow, generally defines a cross shape having three inputs 100i, 10O 2 and 10O 3 , and an output 10O 4 .
  • Two capillaries 113 and 114 penetrate into the hollow body, from the first two inputs 10Oi and IOO2.
  • these two capillaries 113 and 114 are not concentric, but are placed next to each other, so as to extend through the outlet 10O 4 .
  • the capillary 114 is bent at the hollow body of the member 100.
  • the third input 10O 3 is placed in communication with a tip 110 ', whose function will be explained below.
  • the outlet 10O 4 of the upstream member 100 opens into a third capillary 115, of greater dimension than those 113 and 114.
  • the capillaries 113 and 114 are arranged one to side of the other, while being surrounded by the peripheral wall of the capillary 115.
  • the module 101 comprises in particular a connecting member 102, and a tip 110.
  • a capillary 112 Downstream of the module 101, there is a capillary 112, similar to that 12, which has a diameter greater than that of the peripheral capillary 115.
  • the downstream ends 113 ', 114' and 115 'of the three capillaries 113 to 115 are mutually flush, ie they occupy the same axial position.
  • the walls facing the capillaries 112 and 115 form an overlap area denoted R '.
  • the formation of drops in the capillary 112 takes place in the following manner. Two fluids A and B, which are suitable for forming a mixture, are injected into the capillaries 113 and 114.
  • a fluid C is injected from the nozzle. 110 'to the capillary 115, via the hollow body of the body 100.
  • This fluid C may be a third reagent, capable of reacting with the fluids A and B.
  • C may be an adjuvant fluid, such as a catalyst or a buffer, which does not interfere with the nature itself of the reaction, but on its parameters, such as its speed.
  • an auxiliary fluid P which is not miscible with the first three fluids A, B and C, is injected by 110.
  • drops G' are formed in a manner analogous to that described with reference to FIG. 1.
  • at least one other capillary such as that 113 or 114, may be disposed of Inside the peripheral capillary 115.
  • Each other capillary allows the flow of additional fluid, which may be reactive or additive to the reaction.
  • the embodiment of Figure 8 has specific advantages in terms of space. Thus, it is possible to use at least two capillaries of small section, such as those 113 and 114, which are placed side by side inside a single capillary 115 of larger section.
  • FIG. 3 illustrates an alternative embodiment of the invention, which does not use a quenching tank 16 or a chromatograph 18.
  • the analysis is therefore not performed offline or "off”.
  • the analysis is carried out in an area where the transformation continues while, in the first embodiment of FIG. 1, the analysis is carried out after stopping this transformation.
  • the beam 116 is directed to the same place of the capillary 12, and an analysis of several successive plugs is carried out, flowing there. This provides access to a significant amount of information regarding the progress of processing at that location.
  • the beam 119 can be moved axially, so as to access the abscissa of the capillary 12 and, therefore, at different processing times.
  • FIG. 4 illustrates a further variant embodiment of the invention.
  • the capillary 12 in which have been formed first plugs Go, in a manner similar to that described above.
  • a needle 30 is then injected onto this capillary 12 at least one other component which is introduced into each primary drop G 0 . This leads to the formation of definitive drops G, which can then be treated in accordance with the embodiment described above.
  • each primary drop GB can be formed of a first monomer, as well as a polymerization initiator. Then, through the needle 30, a second monomer can be injected, which makes it possible to form blocks of copolymers. It is also possible to add again, by this needle 30, an additional amount of initiator, especially in the case where the latter is no longer active.
  • each needle 30 may be replaced by a pipe of reduced transverse dimension.
  • the needle 30, associated with the capillary 12 may allow the implementation of an alternative embodiment of the invention.
  • drops are taken out of the capillary 12.
  • this needle 30 has a sufficient diameter, so as not to damage these drops.
  • This needle 30 also contains a product capable of blocking the reaction, occurring within the drops. Under these conditions, it is possible to adjust the residence time of the drops, at the time of this sampling, by varying the corresponding flow rates. We can then take different samples, which correspond to different stages of the reaction involved in the drops.
  • FIGS. 5A and 5B illustrate a further variant embodiment of the invention, in which the capillary 12 is made of a flexible material, while being associated with a heating body 50, making it possible to maintain this flexible tube 12 at a given temperature.
  • This heating body 50 which has a cylindrical shape, defines an internal volume V open at its two axial ends (see Figure 5A, where this heating body is shown schematically).
  • This interior volume is bordered by a wall 52, at the outer periphery of which are grooves 55, for receiving this tube.
  • These grooves extend for example helically. It will also be noted that it is possible to engrave different grooves suitable for receiving tubes of different diameters.
  • An outer flange 54 covers the wall 52, which makes it possible to confine the tube 50 in order to optimize the thermal regulation. Furthermore, the presence of this flange 54 keeps the flexible tube 12 in position, in contact with the cylindrical wall 52.
  • the open ends of the body 50 are connected to a cryostat 56 (see Figure 5B), of a type known per se. which ensures the circulation in closed circuit of a coolant. The latter then ensures the maintenance at a given temperature of the flexible tube 12, so that the transformation that is desired to study takes place under predetermined temperature conditions.
  • the outer flange 54 defines a median window 58, making it possible to visualize the flexible tube 12. Under these conditions, it is it is possible to carry out characterizations of an optical nature of the transformation, by online analysis.
  • FIGS. 5A and 5B thus makes it possible to implement transformations while maintaining them at the desired temperature, which is liable to vary for example from -20 to 200 ° C.
  • the online analysis, which can be carried out, is for example of Raman spectroscopy type, or infrared thermography.
  • FIG. 6 illustrates a further variant embodiment of the invention, in which the capillaries 13 and 14 open laterally into the capillary 12. Under these conditions, the mixing zone M ', which is merged with the contacting zone C , is located between the ends opposite these two capillaries.
  • FIG. 7 illustrates a further variant embodiment of the invention, in which the capillary 13 does not flush with the downstream end of the outer capillary 14. In other words, the end 13 'is upstream of the end 14 ', while a mixture M formed of A and B flows in the vicinity of the latter. In this way, the reagents intended to form the drop are brought into contact before the actual formation of this drop. This embodiment lends itself to the flow of reagents, the mixture of which is not likely to form a solid capable of clogging the capillary 13.
  • the capillary 113 and / or the capillary 114 may not be flush with the downstream end. 115 'of the outer capillary 115. Under these conditions, a mixture is formed between the fluid C, as well as the fluid A and / or the fluid B, before the formation of the drops G'. In other words, the mixing zone is then located upstream of the end of the capillary 115.
  • drops G from more than two components, in a manner different from that described in FIG. 8.
  • the length of the capillary 12 may advantageously be between 50 cm and 10 meters, preferably between 1 and 4 meters. Under these conditions, the residence time of each drop is for example between 2 minutes and 10 hours.
  • the drops present in the capillary 12 are then immobilized, while this transformation continues to unfold. Then, at the end of this immobilization time, which allows the advancement of the transformation, reagents are injected again by the upstream capillaries 13 and 14, which makes it possible for the drops to flow again into the capillary 12. .
  • At least some of the various operations, described above, can be controlled by computer means, computer type.
  • This The latter is capable in particular of automatically generating the successive compositions of the plugs flowing in the capillary 12, of controlling the temperature of the heating body 50, of acquiring the analysis data and of automating the collection of the samples.
  • the invention also finds application in a method and a plant for producing plugs, capable of using all or some of the characteristics described above, which are technically compatible with each other. .
  • the analysis of these plugs, as well as the determination of characteristics of a transformation are optional.
  • This variant can in particular be implemented in order to prepare samples of products to be tested, or even in order to prepare products on an industrial scale, in particular polymers, in particular by radical polymerization.
  • microfluidic devices require, for their manufacture, the use of expensive soft lithography techniques, which require a significant financial investment and significant expertise in the field. This is why these techniques are not currently available in most industrial laboratories.
  • a microfluidic chip is not scalable since, to modify a part of its hydraulic circuit, it is necessary to manufacture it again.
  • microfluidic devices require corresponding miniaturization of the analysis tools. This is not always easy to implement, while accompanying significant additional costs.
  • the invention takes advantage of a flow operating on a larger scale, of the "millifluidic" type, which allows to obtain much higher flow rates and cap volumes.
  • the flow members used in the invention are not formed in a solid body, wafer type, which is advantageous in terms of costs.
  • the use of a scale much higher than microfluidics, combined with the use of modulatable flow members, makes it possible to increase the residence time of the plugs. This is advantageous, particularly for the purpose of studying slow chemical reactions.
  • the millifluidic flow in accordance with the invention makes it possible to produce objects, such as complex plugs, which can not be obtained simply by means of microfluidic flows. Under these conditions, the invention makes it possible in particular to generate double emulsions that it is not possible to create in a simple microfluidic manner.
  • the fluid flow rates used in the invention are typically between 1 and 1000 mL / h, or between a few tens of milliliters and a few tens of liters per day.
  • the flow rates allowed by the microfluidic are significantly lower, namely less than a few tens of milliliters per day.
  • the invention can notably find very advantageous applications, by the information provided, in the design of chemical preparation processes, in the design of new chemicals, especially in the design of new polymers, polymerization products, and / or or polymerization methods.
  • the invention also offers a great simplicity of use, and many possibilities of variations in the number and order of the reagents used: it is thus possible to introduce certain reagents after others (for example catalysts or catalysts). initiators or comonomers or a reagent used in a second synthesis step), if necessary by trying several points (or moments) of introduction, without having to significantly modify a microfluidic reactor equipment or design.

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

Selon ce procédé, on fait s'écouler, dans un organe d'écoulement tubulaire (12), une succession de bouchons (G) formés d'un système physico-chimique susceptible de ladite transformation dans une phase porteuse (P), on réalise au moins une analyse d'au moins un bouchon et on en déduit le ou chaque paramètre.

Description

PROCEDE ET INSTALLATION DE DETERMINATION D'AU
MOINS UN PARAMETRE D'UNE TRANSFORMATION PHYSIQUE ET/OU
CHIMIQUE, ET PROCEDE DE CRIBLAGE CORRESPONDANT
La présente invention concerne un procédé et une installation de détermination d'au moins un paramètre d'une transformation physique et/ou chimique, ainsi qu'un procédé de criblage correspondant.
Par transformation, on entend tout type d'interaction susceptible d'intervenir dans un mélange d'au moins deux composants. De façon non limitative, cette transformation peut être une réaction de type chimique et/ou physique, comme par exemple tout type de réaction chimique classique, notamment des réactions de polymérisation, ainsi qu'également une cristallisation ou une précipitation, une gélification, ou encore entre autres une modification d'un équilibre liquide/vapeur. De façon générale, au sens de l'invention, une telle transformation est susceptible de mettre en œuvre des phénomènes chimiques, par échange ou mise en commun d'électrons, des interactions ou répulsions physiques, telles que des liaisons hydrogènes, des interactions électrostatiques, des attractions ou répulsions stériques, des affinités pour différents milieux hydrophiles et/ou hydrophobes, des stabilités de formulation, des floculations ou encore des transferts de phases, par exemple de type liquide/liquide, solide/liquide ou gaz/liquide.
Au sens de l'invention, les paramètres d'une telle transformation sont, de manière non limitative, les cinétiques de réaction chimique en milieu homogène ou hétérogène, les conditions permettant d'obtenir un optimum de rendement pour des réactions chimiques, des enthalpies de réactions, des processus temporels de réactions chimiques et physiques, ainsi que des diagrammes de solubilité ou encore de phases.
La détermination des paramètres d'une transformation est déjà mise en œuvre, grâce à la technique d'écoulement de type microfluidique .
Ces écoulements microfluidiques sont par exemple décrits dans M. Madou « Fundamentals of Microfabrication : The Science of Miniaturization », CRC Press. (1997) . Ils tirent parti de systèmes mécaniques dont les tailles micrométriques et/ou nanométriques permettent la manipulation de très petits volumes du fluide. Cette miniaturisation, couplée à l'utilisation de techniques d'analyse appropriée, ouvre la voie à de très nombreuses applications dans les domaines aussi divers que la biologie, la chimie analytique, le génie chimique ou la physique.
Ainsi, cette technique permet d'envisager par exemple un ensemble de processus chimiques sur une puce, de manière à recréer un laboratoire sur une surface particulièrement restreinte, de l'ordre de quelques cm2, c'est-à-dire le « Lab-on-Chip » : voir en particulier J Knight, Nature, 418, 474 (2002) . Une telle miniaturisation offre ainsi d' importantes perspectives dans le domaine du génie chimique, en vue d'accroître la sélectivité ainsi que le rendement des réactions mises en œuvre.
L'utilisation de bouchons, en particulier de gouttes, dans le domaine microfluidique s'avère très prometteuse. En effet, ces gouttes dont le volume est extrêmement faible, compris typiquement entre le picolitre et le nanolitre, permettent de réaliser en leur sein des réactions chimiques. Ceci est par exemple décrit dans B. Zheng, L. S. Roach, R. Ismagilov, J. Am. Chem. Soc 125, 11170, (2003) . Par ailleurs, les techniques de production microfluidiques autorisent la formation de gouttes monodisperses avec une fréquence de production constante.
Par conséquent les gouttes, qui forment ainsi des nano-réacteurs, s'écoulent à vitesse constante, de sorte qu'il existe une équivalence entre la distance parcourue et le temps de réaction. En d'autres termes, une goutte située à un endroit donné du réseau d'écoulement fluidique est représentative de la réaction étudiée à un instant donné. En associant des techniques d'analyse classique, de type Raman, infra-rouge, visible ou fluorescent, il est alors possible de suivre la cinétique d'une réaction et d'ajuster la composition des gouttes, afin de cibler très rapidement les conditions optimales de réaction chimique, tout en n'utilisant que de très faibles volumes de réactifs. Quand bien même les techniques de type microfluidique présentent de nombreux avantages, tels ceux évoqués ci- dessus, elles impliquent cependant certains inconvénients. En effet, elles s'accompagnent d'un coût de réalisation relativement élevé, lié en particulier à l'utilisation de la technique de lithographie molle. Par ailleurs, les dispositifs d'écoulement microfluidique ne sont pas aisément modulables. Enfin, la technique microfluidique ne permet pas une étude satisfaisante de certains types de réaction. Par ailleurs, de manière générale, il existe un besoin constant de l'industrie de développer des produits nouveaux, présentant des propriétés nouvelles, par exemple de nouveaux composés chimiques ou de nouvelles compositions comprenant des nouveaux produits chimiques et/ou de nouvelles associations de produits chimiques. Les transformations physiques et/ou chimiques des produits sont des propriétés importantes pour bon nombre d'applications, qu' il convient bien souvent de tester dans les processus de Recherche et Développement. Il existe un besoin en procédés et installations pour accélérer les processus de Recherche et Développement, par exemple pour tester un plus grand nombre de produits et/ou pour mettre en œuvre les tests sur de plus petites quantités de produits, et/ou pour mettre en œuvre les tests de manière plus rapide, et/ou mettre en œuvre des tests relatifs à des transformations trop lentes pour être étudiées dans les dispositifs de l'art antérieur évoqués ci-dessus. Ceci étant précisé, l'invention vise à proposer un procédé de détermination d'un paramètre d'une transformation qui, tout en autorisant globalement les mêmes possibilités que la technique microfluidique, remédie sensiblement aux inconvénients liés à cette dernière. A cet effet, elle a pour objet un procédé de détermination selon la revendication 1 annexée.
Des caractéristiques avantageuses de l'invention font l'objet des revendications 2 à 22 annexées.
L'invention a également pour objet un dispositif de détermination selon la revendication 23 annexée.
Des caractéristiques avantageuses de l'invention font l'objet des revendications 24 à 32 annexées.
L'invention a enfin pour objet un procédé de criblage selon la revendication 33 annexée. L'invention va être décrite ci-après, en référence aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, dans lesquels :
- la figure 1 est une vue de face, illustrant une installation de détermination d'un paramètre d'une transformation, qui est conforme à l'invention ; - les figures 2A et 2B sont des vues de face, illustrant un module de génération de bouchons appartenant à l'installation de la figure 1, dans lesquelles les différents composants sont respectivement démontés et montés les uns par rapport aux autres ;
- la figure 3 est une vue de face, analogue à la figure 1, illustrant une variante de réalisation de l'invention ;
- la figure 4 est une vue de face, analogue à la figure 1, illustrant une variante supplémentaire de réalisation de l'invention ; les figures 5A et 5B sont des vues, respectivement schématique et de face, illustrant des moyens de maintien à une température donnée, équipant l'installation des figures précédentes ; et les figures 6 à 8 sont des vues de face, analogues à la figure 1, illustrant deux variantes supplémentaires de réalisation de l'invention.
On note que selon un mode de réalisation l'analyse peut être effectuée en un point de l'organe d'écoulement tubulaire dit aval, par exemple par des techniques de type spectroscopique (spectroscopie UV,
Infra-Rouge, diffusion de la lumière, diffusion de rayons
X, spectroscopie Raman, fluorescence, etc..) ou optiques (microscopie, analyse d'images etc..) pouvant par exemple donner des informations sur l'avancement d'une réaction
(par dosages des produits formés ou des réactifs résiduels, par exemple, dans le cas d'un polymère, par dosage de quantités résiduelles de monomères). Les moyens d'analyse adaptés sont pour ce mode situés à proximité de l'organe d'écoulement tubulaire, à un ou plusieurs point (s) donné (s) le long de l'organe. Il n'est pas exclu de déplacer le moyen d'analyse afin d'obtenir des informations par mesures à divers points de l'écoulement et donc à divers stades d'avancement de la transformation. Il n'est pas exclu non plus de placer plusieurs moyens d'analyse, identiques ou différents, le long du tube. Il n'est pas exclu non plus qu'un unique moyen d'analyse puisse donner des informations sur plusieurs points du tube, par exemple une analyse optique par photographie avec éventuellement un traitement d'images. Selon un autre mode de réalisation, qui n'exclut pas le premier mode (il peut être cumulé), l'analyse peut être effectuée directement en sortie de l'organe d'écoulement tubulaire, de préférence sans récupérer/isoler les bouchons sortant dudit organe, par exemple par des techniques de chromatographie, notamment de chromatographie d'exclusion stérique adaptée à l'analyse de polymères, pouvant par exemple donner des informations sur la composition exacte du produit de transformation, par exemple sur des caractéristiques d'un polymère, telle que sa masse moléculaire moyenne, la distribution des chaînes macromoléculaires, l'indice de polydispersité .
L'installation conforme à l'invention de la figure 1 comprend tout d'abord un module de génération de bouchons, représenté de façon schématique sur cette figure mais qui est illustré plus précisément sur les figures 2A et 2B. Ce module, désigné dans son ensemble par la référence 1, comprend tout d'abord un organe de raccord 2 à peu près cylindrique, réalisé en tout matériau approprié, notamment métallique ou encore plastique. Cet organe de raccord 2 comporte un volume intérieur V, mis en communication avec l'extérieur par trois voies différentes. A cet effet, cet organe 2 est tout d'abord pourvu d'un canal supérieur 4 et d'une chambre inférieure 6, en référence aux figures 2A et 2B. Ce canal 4 et cette chambre 6, qui sont co-axiaux, présentent une section transversale respectivement inférieure et supérieure à celle du volume intérieur V. Par ailleurs, l'organe de raccord 2 est creusé d'un canal 8, dit latéral, prévu à droite des figures 2A et 2B. Un embout 10, réalisé par exemple en PEEK, PTFE, silicone ou encore en métal, est fixé par tout moyen approprié sur les parois du débouché de ce canal latéral 8.
L'organe de raccord 2 est associé à différents organes d'écoulement tubulaires, qui vont être décrits dans ce qui suit. Au sens de l'invention, un organe d'écoulement tubulaire est un organe d'écoulement allongé de section fermée, dont le profil transversal peut présenter tout type de forme, en particulier ovale ou carrée. Au sens de l'invention un tel organe n'est pas ménagé dans un corps massif, comme par exemple un microcanal qui est gravé dans une plaquette. Cet organe est ainsi bordé par une paroi périphérique mince. A la différence des réalisations microfluidiques, faisant appel à un assemblage, notamment par collage, de deux parties de plaquette entre elles, cet organe d'écoulement tubulaire est susceptible d'être réalisé en une seule pièce, de façon avantageuse.
Les différents organes d'écoulement tubulaires auxquels fait appel l' invention, peuvent être réalisés en un matériau rigide, tel que par exemple en acier. Cependant, à titre d'alternative, on peut prévoir de les réaliser en un matériau semi-rigide, voire souple, tel que par exemple du PTFE, une silicone, du PVC, du polyéthylène ou du PEEK. A titre de variante, on peut également faire appel à un produit fluoré, notamment de type PFA. Les organes d'écoulement peuvent également être réalisés en une silice fondue, recouverte de polyimide, qu'il est possible d' ôter localement de manière connue, notamment au moyen d'acide sulfurique, afin de visualiser l'intérieur de l'organe d' écoulement.
Il est tout d' abord prévu un premier organe d'écoulement tubulaire, à savoir un capillaire 12 réalisé par exemple en PTFE ou silicone, qui présente un diamètre interne équivalent compris typiquement entre 10 micromètres et 50 mm. En outre, on retrouve deux autres organes d'écoulement tubulaires, à savoir deux autres capillaires 13 et 14 réalisés par exemple en PEEK. Le capillaire 13 présente un diamètre équivalent inférieur à celui du capillaire 14 étant donné que, comme cela sera détaillé dans ce qui suit, ce capillaire 13 pénètre en service dans le volume intérieur du capillaire 14. A cet égard, les valeurs typiques des diamètres équivalents sont respectivement de 50 micromètres pour le capillaire intérieur 13 et de 250 micromètres pour le capillaire extérieur 14. Par ailleurs, ce capillaire extérieur 14 présente un diamètre équivalent qui est inférieur à celui du capillaire 12. Enfin, étant donné que le capillaire 13 pénètre dans celui 14, son diamètre extérieur est inférieur au diamètre interne du capillaire périphérique 14.
Dans le présent texte, on dénomme « diamètre équivalent » des différents organes d'écoulement, le diamètre que présenteraient les parois intérieures de ces organes, pour une même surface, s'ils étaient de section circulaire. Dans le cas où ils sont circulaires, ce diamètre équivalent correspond bien évidemment au diamètre intérieur de ces organes.
Afin de constituer le module 1 proprement dit, il s'agit tout d'abord d'enfoncer le capillaire extérieur 14 dans le canal 4, tout en disposant le capillaire intérieur 13 dans le volume de ce capillaire extérieur 14. On place en outre le capillaire 12 dans la chambre 6, jusqu'à ce que son extrémité vienne en butée contre l'épaulement 6' séparant cette chambre 6 du volume intérieur V. Le capillaire extérieur 14, qui se trouve centré et guidé dans le canal 4, est enfoncé jusqu'à faire saillie au-delà de l'épaulement 6'. En d'autres termes, les parois en regard des capillaires 12 et 14 forment une zone de recouvrement, notée R, qui s'étend immédiatement en aval, à savoir en bas de l'épaulement 6' sur la figure 2B. Par ailleurs, l'extrémité aval 13' du capillaire intérieur 13 affleure l'extrémité aval 14' du capillaire extérieur 14. En d'autres termes, ces deux extrémités aval occupent la même position axiale,- en référence aux axes principaux des différents capillaires 12, 13 et 14.
Par ailleurs, les capillaires amont 13 et 14 reçoivent des moyens d'injection de deux fluides, de type connu en soi. Les moyens d'injection de chaque fluide comprennent un tube non représenté, de type souple, qui est associé à une seringue et un pousse-seringue, également non représentés. De façon analogue, l'embout 10 coopère avec des moyens d'injection d'un troisième fluide, qui comprennent par exemple un tube supplémentaire, également souple, qui est associé à une seringue et à un pousse- seringue non représentés.
A nouveau en référence à la figure 1, le capillaire aval 12 débouche dans un bac 16, pourvu de moyens de réfrigération de type classique. Ce bac est par conséquent adapté pour réaliser une trempe, ou quench, de la transformation intervenant dans le capillaire 12, comme on le verra dans ce qui suit. Enfin, en aval du bac de trempe 16, le capillaire 12 est mis en communication avec un appareil d'analyse" 18, de type chromâtographe, lui-même relié à un ordinateur de traitement 20.
La mise en œuvre d'un procédé de détermination, réalisé grâce à l'installation décrite ci-dessus, va maintenant être explicitée dans ce qui suit. II s'agit d'injecter, dans les deux capillaires aval 13 et 14, deux fluides A et B propres à former un mélange, lui-même susceptible de subir une transformation au sens de l'invention. A titre d'exemple purement non limitatif, ces deux fluides peuvent générer une réaction chimique de type classique, notamment acide-base, ou encore une polymérisation radicalaire d'acide acrylique ou de Chlorure de diallyle dimethyle ammonium (DiAllylDiMethylAmmonium Chloride) DADMAC, une réaction d'oxydation, ou encore une réaction d' hydroxylation du phénol par du H2O2 par catalyse acide.
Par ailleurs, on injecte par l'embout 10 un fluide auxiliaire P, qui n'est pas miscible avec le mélange des deux premiers fluides précités. Le débit d'injection typique de ces différents fluides est compris par exemple entre 500 μl/h et 50 ml/h. Le rapport entre, d'une part, le débit de fluide auxiliaire P et, d'autre part, la somme des débits des deux fluides A et B, est par exemple compris entre 0,5 et 10. De façon avantageuse, le débit de fluide auxiliaire P est supérieur à la somme de ceux de A et B, avec par exemple un rapport voisin de 2.
Le fluide auxiliaire s'écoule alors dans le volume intérieur V, plus précisément dans l'espace annulaire formé par les parois en regard des deux capillaires 12 et 14. De plus, immédiatement en aval des extrémités aval 13' et 14' des capillaires amont 13 et 14, les deux premiers fluides sont mis en contact mutuel, dans une zone dite de mélange, notée M. Ainsi, les deux fluides réactifs, qui s'écoulent dans les capillaires respectifs 13 et 14, se retrouvent uniquement au niveau de cette zone de mélange, et pas avant cette dernière.
Par ailleurs, immédiatement en aval de la zone de recouvrement R, ces deux fluides A et B sont mis en contact, dans une zone dite de contact notée C, avec le fluide porteur P non miscible. La présence de cette zone R permet de visualiser la formation des gouttes, ce qui permet pour l'utilisateur de contrôler la manipulation. En effet, en l'absence d'une telle zone de recouvrement, les gouttes seraient formées au sein de l'organe de raccord 2, qui n'est pas nécessairement transparent.
Etant donné que le fluide porteur P n'est pas miscible avec les fluides A et B, des gouttes G, dont chacune est constituée par le mélange de A et de B, sont formées au niveau de la zone de mise en contact C. On notera que ces gouttes G forment des bouchons, formant eux- mêmes un système physico-chimique au sens de l'invention.
Par conséquent, en imposant de manière indépendante le débit respectif, d'une part, des deux fluides A et B et, d'autre part, du fluide porteur P, il est possible de former immédiatement en aval des capillaires 13 et 14 des gouttes G monodisperses de phases dispersées. Etant donné que ces gouttes sont émises à une fréquence constante notée _f_, leur volume v est donné par la formule v = cj/f_, où q est égal à la somme des débits de A et B. En d'autres termes, la mesure de la fréquence f_, par exemple à l'aide d'un simple pointeur laser éclairant une photodiode, permet d'accéder au volume v des gouttes G, sans avoir recours à des techniques plus lourdes de traitement d'image. Ainsi, pour une géométrie donnée, à savoir des diamètres fixés de capillaires 12, 13 et 14, il est possible de faire varier de manière simple la taille des gouttes formées en modifiant uniquement le débit des différents fluides immiscibles .
Les différentes gouttes G ainsi produites s'écoulent alors dans le capillaire aval 12, en étant le lieu de la transformation précitée. Ainsi, au fur et à mesure de la progression des gouttes G dans ce capillaire, cette transformation se déroule, à savoir que la nature du mélange formé par les fluides initiaux A et B se modifie progressivement, en fonction de l'état d'avancement de la transformation. En d'autres termes, la goutte la plus récemment formée, à savoir celle située la plus à gauche sur la figure 1, comprend les deux composants A et B, qui ne sont sensiblement pas mélangés. Puis, au fur et à mesure qu'on se déplace vers l'aval, ces deux composants sont de mieux en mieux mélangés dans les gouttes suivantes. Puis, encore plus en aval, la transformation que l'on souhaite étudier est de plus en plus avancée.
A cet égard, il est avantageux que le temps caractéristique de cette transformation soit nettement supérieur au temps de mélange des deux composants. Ceci permet de souligner que le procédé conforme à l'invention trouve tout particulièrement son application à l'étude de transformations lentes, telles que des réactions chimiques lentes . Comme dans le cas des techniques microfluidiques évoquées dans le préambule de la présente .description, les gouttes G forment ainsi des réacteurs de taille réduite s' écoulant à vitesse constante, de sorte qu'il existe également une équivalence entre la distance qu'elles ont parcourue et le temps de réaction. Sur la figure 1, on note l'axe XX dont l'origine 0 correspond à la zone M, à savoir la formation des gouttes G. Ainsi, une goutte G située à un point donné du capillaire 12, à savoir une abscisse donnée de ce repère, est représentative de la transformation à un instant donné.
On notera également qu' il est avantageux de mélanger les deux fluides initiaux A et B, dans une zone de mélange M qui est sensiblement confondue avec la zone de mise en contact C avec le fluide porteur P. En effet, il ne se produit par conséquent pas de contact entre les deux fluides initiaux A et B avant la formation des gouttes G, de sorte que l'origine 0 associée à la transformation correspond à l'instant où ces deux fluides A et B sont admis dans le capillaire aval 12. En d'autres termes, en référence à la figure 1, l'origine 0 de l'axe X-X des distances, évoquée ci-dessus, est identifiée de façon particulièrement claire. Ceci confère donc une grande précision à l'étude de la transformation, mise en œuvre conformément à l'invention. Par ailleurs, dans le cas où on étudie une réaction chimique qui conduit à la formation d'un produit solide, cette mesure permet d'éviter tout phénomène de bouchage. En effet, si les deux réactifs étaient mis en contact avant la formation des gouttes, le solide précité serait susceptible d'obstruer l'organe d'écoulement correspondant .
Puis, lorsque les gouttes G sont admises dans la zone du capillaire 12 s' étendant dans le bac réfrigéré 16, la transformation subie par ces gouttes est stoppée, sous l'effet de la trempe induite par la basse température régnant dans le bac 16. Dans ces conditions, toutes les gouttes Gi s' écoulant en aval de ce bac 16 sont de même nature, et correspondent à un temps de réaction ti, lui- même associé à l'abscisse Xi (voir figure 1) correspondant au débouché du capillaire 12 dans le bac 16. Dans ces conditions, en aval du bac 16, il se produit un phénomène de décantation, du fait de la différence de densité entre les gouttes et la phase porteuse. Ces gouttes ainsi séparées se prêtent alors de façon commode à une analyse, par l'intermédiaire du chromatographe 18. L'ordinateur 20 traite ensuite les données fournies par le chromatographe 18, de manière à déterminer au moins un paramètre souhaité de la transformation précitée.
Par ailleurs, si on modifie le débit des composants A et B, le temps ti, associé à l'abscisse Xi du bac 16, qui correspond à la durée écoulée depuis la formation des gouttes, sera également modifié. De la sorte, il est possible d'analyser la transformation à des stades différents, sans cependant déplacer le bac de trempe 16. Ainsi, pour une longueur donnée de capillaire 12, par exemple de 1 mètre, il est possible de faire varier le temps de résidence entre 5 minutes et 1 heure, moyennant une simple modification de ces débits.
Une variante de réalisation de l' invention est illustrée sur la figure 8. Sur cette dernière, les éléments mécaniques analogues à ceux des figures 1 y sont affectés des mêmes numéros de références, augmentés de 100.
On retrouve tout d'abord un organe amont 100, qui est destiné à rassembler plusieurs capillaires, sans cependant assurer une fonction de mélange des fluides circulant dans ces capillaires. Cet organe 100, qui est creux, définit globalement une forme de croix présentant trois entrées 100i, 10O2 et 10O3, ainsi qu'une sortie 10O4. Deux capillaires 113 et 114 pénètrent dans le corps creux, à partir des deux premières entrées 10Oi et IOO2.
Cependant, contrairement au premier mode de réalisation, ces deux capillaires 113 et 114 ne sont pas concentriques, mais sont placés l'un à côté de l'autre, de façon à s'étendre au travers de la sortie 10O4. On notera que le capillaire 114 est coudé au niveau du corps creux de l'organe 100. De plus, la troisième entrée 10O3 est mise en communication avec un embout 110' , dont la fonction sera explicitée ci-après.
Enfin, la sortie 10O4 de l'organe amont 100 débouche dans un troisième capillaire 115, de plus grande dimension que ceux 113 et 114. Ainsi, en aval de cette sortie 10O4, les capillaires 113 et 114 sont disposés l'un à côté de l'autre, tout en étant entourés par la paroi périphérique du capillaire 115.
Ces trois capillaires 113 à 115 débouchent alors dans un module 101, analogue à celui 1 de la figure 1. Le module 101 comprend notamment un organe de raccord 102, ainsi qu'un embout 110.
En aval du module 101, on retrouve un capillaire 112, analogue à celui 12, qui présente un diamètre supérieur à celui du capillaire périphérique 115. De manière analogue au premier mode de réalisation, les extrémités aval 113' , 114' et 115' des trois capillaires 113 à 115 sont mutuellement affleurantes, à savoir qu'elles occupent la même position axiale. De plus, les parois en regard des capillaires 112 et 115 forment une zone de recouvrement notée R' . La formation de gouttes, dans le capillaire 112, s'opère de la manière suivante. On injecte deux fluides A et B propres à former un mélange, dans les capillaires 113 et 114. De plus, on injecte un fluide C, depuis l'embout 110' vers le capillaire 115, via le corps creux de l'organe 100.
Ce fluide C peut être un troisième réactif, susceptible de réagir avec les fluides A et B. A titre de variante, C peut être un fluide adjuvant, tel un catalyseur ou un tampon, qui n' intervient pas sur la nature proprement dite de la réaction, mais sur ses paramètres, tels que sa vitesse.
Enfin, comme dans le mode de réalisation de la figure 1, on injecte par 110 un fluide auxiliaire P, qui n'est pas miscible avec les trois premiers fluides A, B et C. Dans ces conditions, immédiatement en aval de la zone de recouvrement R' , on forme des gouttes G' , de manière analogue à ce qui a été décrit en référence à la figure 1. A titre de variante, on peut disposer au moins un autre capillaire, tel celui 113 ou 114, à l'intérieur du capillaire périphérique 115. Chaque autre capillaire permet l'écoulement d'un fluide supplémentaire, qui peut être réactif ou être adjuvant à la réaction. Le mode de réalisation de la figure 8 présente des avantages spécifiques, en termes d'encombrement. Ainsi, on peut faire appel à au moins deux capillaires de faible section, tels ceux 113 et 114, qui sont placés côte à côte à l'intérieur d'un unique capillaire 115 de plus grande section.
La figure 3 illustre une variante de réalisation de l'invention, qui ne fait pas appel à un bac de trempe 16, ni à un chromatographe 18. Dans cette variante, l'analyse n'est par conséquent pas réalisée hors ligne ou « off une » comme dans le mode de réalisation de la figure 1, mais en ligne ou . « on line » par l'intermédiaire d'un analyseur du type à faisceau. Il s'agit en l'occurrence d'un appareil Raman 118, dont le faisceau 119 est dirigé vers le capillaire aval 12, qui est associé à un ordinateur 120.
Ainsi, sur la figure 3, l'analyse est réalisée dans une zone où la transformation se poursuit alors que, dans le premier mode de réalisation de la figure 1, l'analyse est réalisée après l'arrêt de cette transformation. On dirige le faisceau 116 vers un même endroit du capillaire 12, et on effectue une analyse de plusieurs bouchons successifs, s' écoulant à cet endroit. Ceci permet d'accéder à un nombre significatif de renseignements, concernant l'avancement de la transformation à cet endroit donné.
A titre d'alternative, le faisceau 119 peut être déplacé axialement, de manière à accéder à des abscisses du capillaire 12 et, par conséquent, à des temps de transformation différents. Comme dans le premier mode de réalisation, on peut également modifier le débit des composants A et B formant les gouttes G, de façon à modifier la durée de transformation pour laquelle on met en œuvre l'analyse, sans cependant modifier la position du faisceau 119.
Au terme de la mise en œuvre des étapes décrites ci- dessus, on a pu déterminer au moins un paramètre d'une transformation d'un système physico-chimique. Il est alors possible de recommencer cette suite d'étapes avec une autre transformation, faisant intervenir un autre système physico-chimique et/ou d'autres conditions opératoires. De manière itérative, on réalise ces étapes pour toute une gamme de transformations de sorte que, au terme du procédé de criblage ainsi mis en œuvre, on peut alors identifier au moins une transformation intéressante en fonction de l'application visée.
La figure 4 illustre une variante supplémentaire de réalisation de l'invention. On retrouve, sur cette dernière, le capillaire 12 dans lequel ont été formés des premiers bouchons Go, de manière analogue à ce qui a été décrit ci-dessus. On injecte alors, par une aiguille 30 piquée sur ce capillaire 12, au moins un autre composant que l'on vient introduire dans chaque goutte primaire G0. Ceci conduit à la formation de gouttes définitives G, qui peuvent alors être traitées de manière conforme au mode de réalisation décrit précédemment.
La variante de la figure 4 se prête particulièrement aux réactions de polymérisation. Ainsi, chaque goutte primaire Go peut être formée d'un premier monomère, ainsi que d'un amorceur de polymérisation. Puis, par l'aiguille 30, on peut injecter un second monomère, ce qui permet de former des blocs de copolymères. Il est également possible d'ajouter à nouveau, par cette aiguille 30, une quantité supplémentaire d' amorceur, notamment dans le cas où ce dernier n'est plus actif.
On notera également qu' il est possible de piquer plusieurs aiguilles, telles que celle 30, en différents endroits successifs du capillaire principal 12. On notera enfin que la ou chaque aiguille 30 peut être remplacée par un tuyau, de dimension transversale réduite.
L'aiguille 30, associée au capillaire 12, peut permettre la mise en œuvre d'une variante de réalisation de l'invention. Dans cette variante, non représentée en tant que telle, on prélève des gouttes hors du capillaire 12. A cet effet, cette aiguille 30 présente un diamètre suffisant, afin de ne pas endommager ces gouttes.
Cette aiguille 30 contient en outre un produit susceptible de bloquer la réaction, intervenant au sein des gouttes. Dans ces conditions, il est possible de régler le temps de séjour des gouttes, au moment de ce prélèvement, en faisant varier les débits correspondants. On peut alors procéder à différents prélèvements, qui correspondent à des stades différents de la réaction intervenant dans les gouttes .
Les figures 5A et 5B illustrent une variante supplémentaire de réalisation de l'invention, dans laquelle le capillaire 12 est réalisé en un matériau souple, tout en étant associé à un corps chauffant 50, permettant de maintenir ce tube souple 12 à une température donnée. Ce corps chauffant 50, qui présente une forme cylindrique, définit un volume intérieur V ouvert à ses deux extrémités axiales (voir figure 5A, où ce corps chauffant est représenté schématiquement) .
Ce volume intérieur est bordé par une paroi 52, à la périphérie extérieure de laquelle sont gravées des gorges 55, pour la réception de ce tube. Ces gorges s'étendent par exemple de manière hélicoïdale. On notera également qu'il est possible de graver des gorges différentes, propres à recevoir des tubes de diamètres différents.
Un flasque extérieur 54 (voir figure 5B) , par exemple réalisé en aluminium, coiffe la paroi 52, ce qui permet de confiner le tube 50 afin d'optimiser la régulation thermique. Par ailleurs, la présence de ce flasque 54 permet de maintenir le tube souple 12 en position, au contact de la paroi cylindrique 52. Les extrémités ouvertes du corps 50 sont connectées à un cryostat 56 (voir figure 5B) , de type connu en soi, qui assure la circulation en circuit fermé d'un fluide caloporteur. Ce dernier assure alors le maintien à une température donnée du tube souple 12, de sorte que la transformation qu'on désire étudier se déroule dans des conditions de température prédéterminée. Enfin, le flasque extérieur 54 définit une fenêtre médiane 58, permettant de visualiser le tube souple 12. Dans ces conditions, il est possible de réaliser des caractérisations de nature optique de la transformation, par analyse en ligne.
Le mode de réalisation de ces figures 5A et 5B permet donc de mettre en œuvre des transformations tout en les maintenant à la température souhaitée, qui est susceptible de varier par exemple de -20 à 200°C. L'analyse en ligne, à laquelle on peut procéder, est par exemple de type spectroscopie Raman, ou encore thermographie infrarouge. Par ailleurs, il est possible de disposer une grande longueur de tube souple 12 autour de la paroi cylindrique 52. Dans ces conditions, le temps de résidence qu'on peut atteindre, dans la partie de ce tube souple enroulée autour de ce cylindre, peut atteindre plusieurs heures.
La figure 6 illustre une variante supplémentaire de réalisation de l'invention, dans laquelle les capillaires 13 et 14 débouchent latéralement dans le capillaire 12. Dans ces conditions, la zone de mélange M' , qui est confondue avec la zone de mise en contact C , est située entre les extrémités en regard de ces deux capillaires. La figure 7 illustre une variante supplémentaire de réalisation de l'invention, dans laquelle le capillaire 13 n'affleure pas l'extrémité aval du capillaire extérieur 14. En d'autres termes, l'extrémité 13' se situe en amont de l'extrémité 14', alors qu'un mélange M formé de A et de B s'écoule au voisinage de cette dernière. De la sorte, les réactifs destinés à former la goutte sont mis en contact avant la formation proprement dite de cette goutte. Ce mode de réalisation se prête à l'écoulement de réactifs, dont le mélange n'est pas de nature à former un solide susceptible de boucher le capillaire 13.
En faisant à nouveau référence à la figure 8, on notera que, à titre de variante, le capillaire 113 et/ou le capillaire 114 peuvent ne pas affleurer l'extrémité aval 115' du capillaire extérieur 115. Dans ces conditions, il se forme un mélange entre le fluide C, ainsi que le fluide A et/ou le fluide B, avant la formation des gouttes G' . En d'autres termes, la zone de mélange est alors située en amont de l'extrémité du capillaire 115.
On notera en outre qu' il est possible de former des gouttes G à partir de plus de deux composants, d'une manière différente de celle décrite à la figure 8. Ainsi, on peut faire appel à plusieurs capillaires concentriques, dont chacun assure l'écoulement d'un de ces composants. On peut également faire appel seulement à deux capillaires concentriques, comme dans l'exemple de la figure 1, tout en faisant s'écouler au moins deux réactifs dans au moins un des ces tuyaux. On notera que la longueur du capillaire 12 peut être avantageusement comprise entre 50 cm et 10 mètres, de préférence entre 1 et 4 mètres. Dans ces conditions, le temps de résidence de chaque goutte est par exemple compris entre 2 minutes et 10 heures. Cependant, dans le cas de transformations particulièrement lentes, de type polymérisation, il est possible d'arrêter l'injection de réactif, par l'intermédiaire des capillaires 13 et 14, à un moment donné. Dans ces conditions, les gouttes présentes dans le capillaire 12 sont alors immobilisées, pendant que cette transformation continue à se dérouler. Puis, au terme de ce temps d'immobilisation, qui permet l'avancement de la transformation, on injecte à nouveau des réactifs par les capillaires amont 13 et 14, ce qui permet de faire à nouveau s'écouler les gouttes dans le capillaire 12.
Au moins certaines des différentes opérations, décrites ci-dessus, peuvent être commandées par un moyen informatique, de type ordinateur. Dans ces conditions, ce dernier est susceptible en particulier de générer automatiquement les compositions successives des bouchons s' écoulant dans le capillaire 12, de contrôler la température du corps chauffant 50, d'acquérir les données d'analyse et d'automatiser la collecte des échantillons.
On notera enfin que, à titre de variante non représentée, l'invention trouve également son application à un procédé et à une installation de production de bouchons, susceptibles de faire appel à tout ou partie des caractéristiques décrites ci-dessus, techniquement compatibles entre elles. Dans ce cas, l'analyse de ces bouchons, ainsi que la détermination de caractéristiques d'une transformation, sont optionnelles. Cette variante peut notamment être mise en œuvre afin de préparer des échantillons de produits à tester, ou même afin de préparer des produits à une échelle industrielle, notamment des polymères, notamment par polymérisation radicalaire.
L'invention permet d'atteindre les objectifs précédemment mentionnés. On soulignera tout d'abord le mérite de la Demanderesse d'avoir mis en lumière certains inconvénients, liés à la technique microfluidique présentée dans le préambule de la présente description.
En effet, les dispositifs microfluidiques nécessitent, en vue de leur fabrication, l'emploi de techniques coûteuses de lithographie molle, qui nécessitent un investissement financier conséquent et une expertise significative dans le domaine. C'est pourquoi ces techniques ne sont pas actuellement disponibles dans la plupart des laboratoires industriels.
Par ailleurs, une puce de type microfluidique n'est pas modulable étant donné que, pour modifier une partie de son circuit hydraulique, il est nécessaire de la fabriquer à nouveau.
De plus, les très faibles dimensions des dispositifs microfluidiques nécessitent une miniaturisation correspondante des outils d'analyse. Ceci n'est pas toujours aisé à mettre en œuvre, tout en s' accompagnant de surcoûts importants.
Les temps de résidence d'un bouchon sur une puce microfluidique de taille classique sont relativement faibles. Ceci ne permet par conséquent pas d'étudier la cinétique de réactions chimiques lentes, dont le temps caractéristique est de quelques minutes à plusieurs heures.
Enfin, le déplacement, l'arrêt et l'aiguillage de bouchons dans un réseau nécessitent l'utilisation d'organes mécanique de type vanne. A l'échelle microfluidique, une telle utilisation se révèle particulièrement délicate à mettre en œuvre.
Or, la présente invention permet de remédier à ces différents inconvénients.
En effet, l'invention tire parti d'un écoulement s' opérant à plus grande échelle, de type "millifluidique" , ce qui permet d' obtenir des débits et des volumes de bouchons nettement plus importants. Par ailleurs, les organes d'écoulement utilisés dans l'invention ne sont pas ménagés dans un corps massif, de type plaquette, ce qui est avantageux en termes de coûts.
L'utilisation d'une échelle bien supérieure à la microfluidique, associée à l'emploi d'organes d'écoulement modulables, permet d'augmenter le temps de séjour des bouchons. Ceci est avantageux, en particulier en vue de l'étude de réactions chimiques lentes. De plus on notera que l'écoulement millifluidique conforme à l'invention permet de réaliser des objets, tels que des bouchons complexes, qui ne peuvent être obtenus simplement par l'intermédiaire des écoulements microfluidiques . Dans ces conditions, l'invention permet notamment de générer des émulsions doubles qu'il n'est pas possible de créer de façon simple en microfluidique.
Il est également à noter que les débits fluidiques utilisés dans l'invention sont typiquement compris entre 1 et 1000 mL/h, soit entre quelques dizaines de millilitres et quelques dizaines de litres par jour. Par comparaison, les débits autorisés par la microfluidique sont nettement plus faibles, à savoir inférieurs à quelques dizaines de millilitres par jour. L'invention peut notamment trouver des applications très avantageuses, de par les informations fournies, dans la conception de procédés de préparation de produits chimiques, dans la conception de nouveaux produits chimiques, notamment dans la conception de nouveaux polymères, produits de polymérisation, et/ou procédés de polymérisation. L'invention offre en outre une grande simplicité d'utilisation, et de nombreuses possibilités de variations dans le nombre et l'ordre des réactifs utilisés: il est ainsi possible d'introduire certains réactifs après d'autres (par exemple des catalyseurs ou des initiateurs ou des comonomères ou un réactif utilisé dans une deuxième étape de synthèse) , la cas échéant en essayant plusieurs points (ou moments) d'introduction, sans avoir à modifier de manière importante un équipement ou une conception de réacteur microfluidique.
Enfin, on notera que l'invention permet de conserver les avantages propres de la microfluidique, en ce sens qu'elle autorise sensiblement les mêmes opérations de gestion de bouchons.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de détermination d'au moins une caractéristique d'une transformation physique et/ou chimique, dans lequel on fait s'écouler, dans' un organe d'écoulement tubulaire (12 ; 112), dit aval, une succession de bouchons (G ; G') formés d'un système physico-chimique susceptible de subir ladite transformation dans une phase porteuse (P), on réalise au moins une analyse d'au moins un bouchon et on en déduit le ou chaque paramètre.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système physico-chimique est formé d'au moins deux composants (A, B ; A, B, C) et on fait circuler ces deux composants dans au moins deux organes d' écoulement tubulaires amont (13, 14 ; 113, 114, 115), qui débouchent dans l'organe d'écoulement tubulaire aval (12 ; 112).
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le système physico-chimique (A, B, C) comprend au moins trois composants, dont chacun s'écoule dans un organe amont correspondant (113, 114, 115) .
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le système physico-chimique comprend au moins un adjuvant (C) de la transformation, tel un catalyseur ou un tampon.
5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins trois organes d'écoulement tubulaires amont (113, 114, 115), au moins deux premiers (113, 114) organes amont étant placés côte à côte à l'intérieur d'un organe d'écoulement tubulaire amont périphérique (115) .
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou chaque organe d' écoulement tubulaire présente un diamètre équivalent compris entre 10 micromètres et 50 mm, de préférence entre 50 micromètres et 5 mm, encore de préférence entre 100 micromètres et 1 mm.
7. Procédé selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'on mélange lesdits au moins deux composants (A, B, C) dans une zone de mélange (M) , sensiblement en même temps qu'on met en contact ces composants avec la phase porteuse (P), dans une zone de mise en contact (C) sensiblement confondue avec la zone de mélange (M) .
8. Procédé selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que lesdits au moins deux organes d'écoulement amont (13, 14) et l'organe d'écoulement aval (12) sont concentriques.
9. Procédé selon la revendication 7 ou 8 , caractérisé en ce que la zone de mise en contact (C) est située immédiatement en aval d'une zone de recouvrement (R ; R') entre l'organe d'écoulement aval (12 ; 112) et un organe d'écoulement amont périphérique (14 ; 115).
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on arrête la transformation intervenant dans les bouchons (G) , notamment au moyen d'une trempe (16), et on réalise au moins une analyse hors ligne, notamment dans un chromatographe (18).
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'on arrête la transformation dans l'organe d'écoulement tubulaire aval (12).
12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'on prélève les bouchons hors de l'organe d'écoulement tubulaire aval, puis on arrête la transformation.
13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'on dirige un faisceau (119) d'un appareil d'analyse (118), par exemple de type RAMAN, vers une zone de l'organe d'écoulement tubulaire aval (12) dans laquelle la transformation continue de se dérouler.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'on dirige le faisceau (119) vers un même endroit de l'organe d'écoulement tubulaire aval (12), et on effectue une analyse de plusieurs bouchons s' écoulant successivement audit endroit.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on dispose au moins une partie de l'organe d'écoulement aval (12) dans un organe de maintien (50) à une température déterminée.
16. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on immobilise, dans l'organe d'écoulement aval (12), au moins certains bouchons, ce qui permet à la transformation de se poursuivre sans déplacement de ces bouchons, puis on fait à nouveau s'écouler ces bouchons dans cet organe tubulaire aval (12), après observation de ce temps de latence.
17. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on fait s'écouler des bouchons primaires (Go) , comprenant notamment un premier monomère et un amorceur de polymérisation, dans l'organe d'écoulement tubulaire, et on ajoute à chaque bouchon primaire au moins un autre composant, notamment un autre monomère et/ou une quantité supplémentaire d'un amorceur, de façon à former des bouchons définitifs (G) .
18. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on fait s'écouler, dans l'organe d'écoulement tubulaire aval (12), les bouchons (G) à un débit compris entre 1 mL/h et 1000 mL/h, de préférence entre 5 et 100 mL/h.
19. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la longueur de l'organe d'écoulement tubulaire aval (12) est comprise entre 50 cm et 10 m, notamment entre 1 et 4 m.
20. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le paramètre qu'on déduit est un taux d'avancement de la transformation, par exemple une cinétique de disparition de produits réactifs, une cinétique d'apparition de produits résultants d'une réaction principale, ou encore une cinétique de production de produits secondaires à cette réaction principale.
21. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'on commande, par un moyen informatique, la composition de plusieurs bouchons et/ou la température de l'organe de maintien et/ou on acquiert, par ledit moyen informatique, les résultats des différentes analyses.
22. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un desdits organes d'écoulement tubulaires est souple.
23. Dispositif de détermination d'au moins un paramètre d'une transformation physique et/ou chimique, comprenant :
- un organe d'écoulement tubulaire (12 ; 112), dit aval, dont le diamètre équivalent est compris entre 10 micromètres et 50 mm, de préférence entre 50 micromètres et 5 mm, encore de préférence entre 100 micromètres et 1 mm
- des moyens (10, 13, 14 ; 110, 113, 114, 115) de génération d'une suite de bouchons (G ; G') séparés par une phase porteuse (P) dans cet organe d'écoulement tubulaire aval (12 ; 112) - des moyens (18 ; 118) d'analyse de ces bouchons ; et
- des moyens de détermination (20 ; 120) du ou de chaque paramètre.
24. Dispositif selon la revendication 23, caractérisé en ce que l'organe d'écoulement tubulaire aval (12) est mis en communication avec des moyens (16) permettant d'arrêter ladite transformation, notamment au moyen d'une trempe, et cet organe d'écoulement tubulaire aval (12) débouche ensuite dans un analyseur extérieur (18), notamment de type chromatographe .
25. Dispositif selon la revendication 23, caractérisé en ce que les moyens d' analyse comprennent un appareil d'analyse (118), par exemple de type RAMAN, possédant un faisceau (119) propre à être dirigé vers l'organe d'écoulement tubulaire aval (12).
26. Dispositif selon l'une des revendications 23 à 25, caractérisé en ce que les moyens de génération de bouchons (G) comprennent au moins un organe d'écoulement tubulaire amont (13, 14 ; 113, 114, 115), dont chacun est propre à alimenter un composant dudit système physicochimique, le ou chaque organe d'écoulement tubulaire amont débouchant dans l'organe d'écoulement tubulaire aval (12 ; 112), les moyens de génération comprenant en outre un moyen d'amenée (10 ; 110) de la phase porteuse (P), débouchant également dans l'organe d'écoulement tubulaire aval (12).
27. Dispositif selon la revendication 26, caractérisé en ce qu' il est prévu au moins deux organes d' écoulement tubulaire amont (13, 14) qui présentent des extrémités aval (13', 14') définissant une zone de mélange (M) des composants des bouchons, ces extrémités aval (13', 14') débouchant dans l'organe d'écoulement tubulaire aval (12) dans une zone de mise en contact (C) sensiblement confondue avec la zone de mélange (M) .
28. Dispositif selon l'une des revendications 23 à 24, caractérisé en ce que la longueur de l'organe d'écoulement tubulaire aval (12) est comprise entre 50 cm et 10 m, notamment entre 1 et 4 m.
29. Dispositif selon l'une des revendications 23 à 28, caractérisé en ce que ce dispositif comprend en outre un organe de maintien (50) à température donnée, au voisinage duquel s'étend au moins une partie de l'organe d'écoulement tubulaire aval (12).
30. Dispositif selon la revendication 29, caractérisé en ce que l'organe de maintien à température donnée comporte un corps creux (50), définissant un volume intérieur (V) de réception d'un fluide caloporteur, ce volume intérieur étant bordé par une paroi (52) à la périphérie de laquelle s'étend ladite partie de l'organe d'écoulement tubulaire aval (12).
31. Dispositif selon la revendication 30, caractérisé en ce que la paroi (52) est creusée d'au moins une série de gorges périphériques (53), chaque série de gorges permettant la réception d'un organe d'écoulement tubulaire aval (12) de dimension transversale correspondante.
32. Dispositif selon l'une des revendications 30 ou 31, caractérisé en ce que la partie de l'organe d' écoulement tubulaire aval disposée autour de la paroi (52) est coiffée par un flasque périphérique (54), dans lequel est ménagée une fenêtre (58) de visualisation par un appareil d'analyse.
33. Procédé de criblage de plusieurs transformations d'un système physico-chimique, dans lequel on met en œuvre plusieurs transformations différentes, par modification dudit système physico-chimique et/ou des conditions opératoires, on détermine au moins un paramètre de chaque transformation selon le procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 16 et on identifie au moins une transformation préférée présentant au moins un paramètre préféré .
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