EP2681536A1 - Fluorimètre submersible - Google Patents

Fluorimètre submersible

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Publication number
EP2681536A1
EP2681536A1 EP12705888.1A EP12705888A EP2681536A1 EP 2681536 A1 EP2681536 A1 EP 2681536A1 EP 12705888 A EP12705888 A EP 12705888A EP 2681536 A1 EP2681536 A1 EP 2681536A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fluorimeter
fluorometer
excitation
module
led
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12705888.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Marc TEDETTI
Madeleine GOUTX
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.)
Aix Marseille Universite
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
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 Centre National de la Recherche Scientifique CNRS filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of EP2681536A1 publication Critical patent/EP2681536A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
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    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
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    • G01N2201/12—Circuits of general importance; Signal processing
    • G01N2201/127—Calibration; base line adjustment; drift compensation

Definitions

  • the present invention relates to a submersible fluorimeter intended to be mounted on an underwater system for the study of fluorescent aromatic compounds in the aquatic environment, each aromatic compound having at least one fluorophore, of the type comprising:
  • an excitation module adapted to excite the fluorophore
  • a detection module adapted to detect light emitted by the excited fluorophore.
  • Fluorescence is a spectroscopic method widely used for twenty years to study the distribution, composition and dynamics of dissolved organic matter (MOD) in the aquatic environment.
  • MOD dissolved organic matter
  • MOD-F fluorescent MOD composition
  • Phe polycyclic aromatic hydrocarbons
  • Try tryptophan
  • PAHs polycyclic aromatic hydrocarbons
  • humic substance such as terrestrial humic acids (AHT) and marine humic acids (AHM).
  • the submersible optical sensors are essentially fluorometers, photometers or scatterometers which, via the fluorescence properties, absorbance or diffusion of the material, measure biogeochemical variables.
  • Underwater or autonomous platforms or devices including gliders, floaters, fixed or drifting buoys, propeller vehicles (AUVs) and remote-controlled robots (ROVs), some of them between them can stay from a few weeks or months (“gliders") to a few years (float-profilers) at sea.
  • gliders float-profilers
  • ROVs remote-controlled robots
  • the aim of the invention is to propose a submersible fluorimeter which makes it possible to study the main fluorescent aromatic compounds present in the aquatic environment and which can be mounted on all types of existing underwater devices.
  • the subject of the invention is a fluorimeter of the aforementioned type, characterized in that the excitation module comprises a first light source having a first UV LED and having a first wavelength of less than 300 nm.
  • the first wavelength may be substantially equal to 250 nm
  • the detection module may comprise a first photodiode, a first collimation lens and a first interference optical filter,
  • the first interference optical filter may be centered substantially on 360 nm or on 427 nm,
  • the fluorimeter may comprise a fixing part adapted to be fixed on the underwater system and a measurement part adapted to be immersed,
  • the measurement part may comprise a protective cover against ambient light
  • the fluorimeter may have a substantially cylindrical shape
  • the excitation module may comprise a second light source having a second UV LED and having a second wavelength of less than 300 nm, the first and second wavelengths being different from each other; the second wavelength may be substantially equal to 280 nm,
  • the detection module may comprise a second photodiode, a second collimation lens and a second interference optical filter,
  • the second interference optical filter may be centered substantially at 340 nm or at 405 nm,
  • the fluorimeter may be suitable for studying polycyclic aromatic hydrocarbons such as phenanthrene, amino acids such as tryptophan, and tracers of sources of organic matter such as terrestrial humic acids and marine humic acids,
  • the fluorimeter can be adapted to descend to depths of up to 1000 m, -
  • the fluorimeter can be adapted to be mounted on any type of underwater system, autonomous or hard-wired, such as gliders, floats-profilers, fixed or drifting buoys, propeller vehicles and robots. remotely.
  • the fluorimeter comprises an electrical circuit comprising a plurality of printed circuits positioned one below the other.
  • the electronic circuit comprises three four-layer printed circuits, an excitation circuit controlling the excitation module, a detection circuit controlling the detection module and a control circuit.
  • the detection circuit is provided with an analog-digital converter.
  • the control circuit uses the digital data from the analog-digital converter to synchronize the excitation module and the detection module.
  • the fluorimeter has a substantially cylindrical shape around an axis of revolution, the three circuits being positioned one below the other so as to be substantially parallel to each other and concentric about the axis of revolution.
  • FIG. 1 is a side view of a fluorometer according to the invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view from above of the fluorometer of Figure 1;
  • Figure 3 is an exploded perspective view from below of the fluorometer of Figure 1;
  • FIG. 4 is a sectional view of a portion of the fluorometer of Figure 1;
  • Figure 5 is a perspective view of a portion of the fluorometer of Figure 1; - Figure 6 is a top view of a portion of the fluorometer of Figure 1; and
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the principle of operation of the fluorometer of Figure 1.
  • Figure 1 illustrates a fluorimeter 10 adapted to be mounted on an underwater system (not shown) for the simultaneous study of two fluorescent aromatic compounds in the aquatic environment.
  • the fluorimeter 10 comprises a fixing part 12 adapted to be fixed on the underwater system and a measuring part 14 adapted to be immersed in the water so as to be in contact with the measuring medium, such as the fresh or marine water.
  • the fixing portion 12 comprises a housing 16 comprising a substantially cylindrical body 18 of axis AA extended at one end by a substantially annular collar 20.
  • the flange 20 has an outer diameter greater than that of the body 18.
  • the body 18 and the collar 20 delimit respective inner chambers separated from one another by a partition wall 21.
  • the partition wall 21 has four through openings 21A, 21B, 21C and 21D for the passage of light between the inside and the outside of the fluorimeter 10 as will be explained in more detail later.
  • the housing 16 is made from aluminum, the flange 20 being integral with the body 18.
  • the partition wall 21 consists of an insert, fixed, for example by gluing, to the flange 20.
  • the fixing portion 12 comprises a plate 22 for sealing the end of the body 18 opposite the flange 20.
  • the shutter plate 22 has a disc shape of diameter substantially equal to the diameter of the body 18.
  • the closure plate 22 is made of aluminum and attached to the body 18, for example by gluing.
  • the measuring portion 14 includes a substantially domed cap 24.
  • the cover 24 has a central portion for receiving optical components and delimits two optical measuring channels V1 and V2 in each of which water can flow as will be seen later.
  • the cover 24 is made from polyurethane resin so as to protect the measuring portion 14 from the ambient natural light.
  • the cover 24 is fixed to the casing 16 by two assembly screws 26 passing through two diametrically opposed connecting holes 28A, formed on the circumference of the cap 24 and two diametrically opposite connecting orifices 28B formed on the circumference of the collar 20, the connecting holes 28A, 28B being arranged in pairs.
  • the fluorimeter 10 is fixed in the dry compartment of the underwater system by two fixing screws 30 passing through two diametrically opposite fixing holes 32A formed on the circumference of the cover 24 and two diametrically opposite fixing holes 32B arranged on the circumference of the collar. 20, the fixing holes 32A, 32B being arranged in correspondence two by two.
  • the fixing orifices 32A, 32B are angularly offset relative to the respective connecting orifices 28A, 28B by an angle substantially equal to 90 °.
  • O-rings 34 for example two in number, are provided on the body
  • the fluorimeter 10 is adapted to simultaneously detect / quantify two fluorescent aromatic compounds of interest, an aromatic compound being associated with an optical measurement channel and each aromatic compound having its own fluorophore.
  • the fluorimeter 10 comprises an excitation module 40 adapted to excite the fluorophores and a detection module 42 adapted to detect the light emitted by the excited fluorophores.
  • a fluorophore that is to say a fluorescent compound
  • it goes from its fundamental electronic state to an excited electronic state.
  • the return to the ground state is done by very fast emission of a lower energy photon, and thus a longer wavelength, than that of the excitation photon because there is a loss of energy by relaxation.
  • the light emitted by the fluorophore is the fluorescence light (or emission light). Therefore, a fluorophore is characterized by a specific pair of wavelengths: an excitation wavelength ⁇ and a transmission wavelength ⁇ m, AEm always being greater than AEx.
  • the intensity of the fluorescence light of the fluorophore is proportional to its concentration in the medium under consideration.
  • Most fluorophores are aromatic compounds that exhibit a cyclic molecular structure.
  • the excitation module 40 comprises a first light source 44 for the optical measuring channel V1 and a second light source 46 for the optical measuring channel V2.
  • the first and second light sources 44, 46 are selective light sources of the UV LED type, which make it possible to excite at a specific wavelength the fluorophores of interest present in the medium under study.
  • the detection module 42 comprises, for each measuring channel V1 and V2, a photon detector 48, 50, an interference optical filter, only the filter 54 of the measurement channel V2 is visible in FIG. 7, and an optical system 56, 58.
  • the photon detectors 48, 50 are non-wavelength photon detectors that measure the fluorescence light intensity of the fluorophores.
  • the photon detectors 48, 50 are silicon photodiodes.
  • the optical filters 54 make it possible to select the emission wavelengths AEm which are detected by the photodiodes 48, 50.
  • the optical systems 56, 58 make it possible to redirect the flows of excitation and fluorescence light in the desired directions.
  • each optical system 56, 58 comprises a biconvex lens quartz, only the lens 62 of the measuring path V2 is visible in Figure 7, and a prism 64, 66 quartz inclined at 45 °.
  • the optical systems 56, 58 comprise a common quartz port 68.
  • the optical components that are specific to the targeted fluorophore are the LED and the interference filter.
  • the optical measuring channel V1 of the fluorimeter 10 is dedicated to the detection / quantification of phenanthrene (Phe), which is a polyaromatic hydrocarbon (PAH) with three fused rings of benzene (C 14 H 10 ).
  • Phe is one of the most abundant PAHs in the aquatic environment and is one of the most fluorescent PAHs with a maximum of AEX / AEm fluorescence: 235-255 / 345-370 nm.
  • Phe is a good indicator of oil contaminations in the aquatic environment.
  • UV LED 44 emitting at 250 nm and an interference filter centered at 360 nm (AEx1 / AEm1: 250/360 nm).
  • the bandwidths (FWHM for Full Width Half Maximum) of the LED 44 and the filter are 12 nm.
  • the measurement channel V1 (AEx1 / AEm3: 250/427 nm) becomes operative for the detection / quantification of terrestrial humic acids (AHT) .
  • AHTs which have a maximum fluorescence at AEx / AEm: 230-260 / 400-440 nm, are good tracers of source of organic matter.
  • the optical measuring channel V2 of the fluorimeter 10 is dedicated to the detection / quantification of tryptophan (Try), which is an aromatic amino acid ( ⁇ ⁇ 12 ⁇ 2 0 2 ). Try, which has one of these Aex / AEm fluorescence maxima: 265-285 / 335-360 nm, is a good indicator of the presence of fecal bacteria and contamination by wastewater.
  • UV LED 46 emitting at 280 nm and an interference filter 54 centered at 340 nm (AEx2 / AEm2: 280/340 nm).
  • the FWHMs of the LED 46 and the filter 54 are 12 nm.
  • the measurement channel V2 (AEx2 / AEm4: 280/405 nm) becomes operative for the detection / quantification of marine humic acids (AHM ).
  • AHMs which have a maximum fluorescence at AEx / AEm: 280-310 / 380-420 nm, are good tracers of organic matter source.
  • the fluorimeter 10 thus allows the simultaneous detection / quantification of two aromatic compounds of interest in the aquatic environment, a single compound being detected optically, and for each channel, the choice can be made between two compounds depending on the interference filter used. .
  • the optical channel V1 (LED 250 nm, filter 360 or 427 nm) is dedicated to the measurement of
  • the optical path V2 (LED 280 nm, 340 or 405 nm filter) is dedicated to the measurement of the Try or the AHM.
  • V1 / V2 There are four possible combinations in V1 / V2: Phe / Try, AHT / Try, Phe / AHM and AHT / AHM.
  • the choice of a configuration is made by the user when ordering the fluorometer.
  • the configuration can be changed at any time by the manufacturer at the request of the user, for example depending on the type of oceanographic mission to be performed.
  • the UV LEDs 44, 46 are each disposed in an excitation sleeve 70, 72 and associated with a biconvex quartz lens, only the lens 76 of the measurement path V2 is visible in FIG. 7.
  • the excitation bushings 70, 72 are positioned vertically upwards, diametrically opposite, adjacent the axis A-A and facing the through openings 21 A, 21 B of the partition wall 21.
  • the photodiodes 48, 50 are each arranged in a detection socket 78,
  • the detection bushes 78, 80 are positioned vertically upwards, diametrically opposed, adjacent to the corresponding excitation bushings 70, 72 and facing the through openings 21 C, 21 D of the partition wall 21.
  • the prisms 64, 66 are embedded in the central portion of the cover 24 so as to be symmetrical with respect to the axis A-A.
  • the quartz window 68 is received in the inner chamber formed by the flange 20 of the housing 16 and fixed for example by gluing.
  • the fluorimeter 10 further comprises a control module 82 comprising, for each measuring channel V1, V2, a reference detector 84, 86 which measures the intensity of the radiation emitted by the respective LED 44, 46 so as to correct the signal of fluorescence of possible fluctuations of the LED 44, 46.
  • the reference detectors 84, 86 are silicon photodiodes which are each arranged in a control socket 88, 90.
  • the control bushes 88, 90 are positioned vertically upwards, diametrically opposite and adjacent the corresponding excitation bushings 70, 72 and the corresponding detection bushes 78, 80.
  • the fluorimeter 10 comprises an electronic system 92 supplying the two measurement channels V1 and V2.
  • the electronic system 92 is thus common with the two optical paths.
  • the electronic system 92 comprises three four-layer printed circuits: an excitation circuit 94 dedicated to controlling the LEDs 44, 46, a detection circuit 96 used for driving the silicon photodiodes 48, 50, 84, 86 and a circuit control 98.
  • the detection circuit 96 is also used to convert the signals recorded by the silicon photodiodes 48, 50, 84 and 86. This conversion is an analog-to-digital conversion.
  • the detection circuit 96 comprises an analog-to-digital converter able to perform analog-to-digital conversions.
  • the control circuit 98 is, according to the example of FIGS. 4 and 5, able to receive the digital data coming from the detection circuit 96.
  • control circuit 98 makes it possible to control the synchronization of the LEDs 44 and 46 and the photodiodes 48, 50, 84, 86.
  • control circuit 98 serves as the I2C interface between the fluorimeter 10 and the underwater vehicle that receives it.
  • An I2C interface is an easy interface to implement.
  • the electronic system 92 provides many advantages. It makes it possible to obtain a large dynamic measurement that can be adjusted.
  • the integration time of the measurement can thus be highly varied by the user.
  • the integration time of the measurement corresponds to the time interval during which an LED 44, 46 is lit and during which the fluorescence light signal is measured by the associated photodiode 48, 50, 84, 86.
  • the integration time varies from 2 ms (milliseconds) to 2000 ms.
  • the capacitance of the capacitor of the analog-to-digital converter of the detection circuit 96 can also vary greatly, especially at the request of the user.
  • this electrical capacitance can be worth a plurality of values.
  • the capacity is equal to 3 pF (picofarads), 12 pF, 25 pF, 36 pF, 50 pF, 60 pF, 73 pF or 87.5 pF.
  • Having a large dynamic range of adjustable measurement has the advantage of allowing a good tunability of the sensitivity of the fluorometer 10.
  • the measurement strategy employed can also take into account the underwater vehicle on which the fluorimeter 10 is integrated.
  • the three circuits 94, 96, 98 are positioned one below the other so as to be substantially parallel to each other and concentric with axis A-A.
  • the three circuits 94, 96, 98 are oriented upwards, ie towards the measurement channels V1 and V2.
  • the electronic system 92 thus makes it possible to considerably reduce the bulk of the fluorimeter 10. In particular, it is avoided that wires or connectors are scattered inside the fluorimeter 10.
  • all the optical components of fluorimeter 10 are of UV grade quality to be completely transparent to UV radiation of short wavelengths emitted by the LEDs.
  • the fluorimeter 10 is an autonomous sensor behaving electrically as a module I2C "slave” compared to a controller I2C "master”, in this case the central computer of the underwater system.
  • the fluorimeter 10 comprises four measuring channels which operate simultaneously: a pathway for the determination of Phe, a way for the dosage of the Try, a channel for the control of the LED 44 (associated with the Phe) and a channel for the control of the LED 46 (associated with the Try).
  • the fluorimeter 10 has reduced dimensions, of the order of 75.6 mm in diameter and 75 mm in length.
  • the weight of the fluorimeter 10 is also reduced, of the order of 300 g.
  • the materials (aluminum, polyurethane) and the mechanical architecture used ensure that the fluorometer 10 has a pressure resistance of up to 100 bar, ie 1000 m of depth.
  • the fluorimeter 10 is supplied with 10-12 V by the batteries or the batteries of the underwater system and consumes about 50 mA at 12 V, or about 0.6 W.
  • the operation of the fluorometer 10 is explained below with reference to FIG. 7 and for the measurement channel V2 of the Try.
  • the photon flux emitted by the UV LED 46 is collimated / focused by the lens 76, passes through the quartz window 68 and finally arrives at the quartz prism 66 which is positioned in the extension of the excitation sleeve 72.
  • the prism 66 directs the flow of photons towards the outside of the fluorimeter 10, that is to say in the surrounding medium (freshwater or marine), to excite the target molecules present.
  • the two prisms 64, 66 are arranged symmetrically with respect to the axis A-A, the radiations coming from the two LEDs 44, 46 are returned in opposite directions and there is therefore no risk of disturbance of a optical path by the other.
  • the excited molecules emit a fluorescent light in return, a fraction of which passes through the porthole 68 and enters the detection socket 80.
  • the interference filter 54 passes the wavelength AEm of interest by absorbing all the other wavelengths.
  • the flow of photons of interest which passes through the filter 54 is then collimated / focused by the lens 62 to be optimally collected by the photodiode 50 which converts the received light signal into an electrical signal.
  • the control socket 90 is used to control the flow of photons emitted by the LED 46.
  • a piece of optical fiber 100 makes it possible to transfer a certain quantity of photons emitted by the LED 46 to the reference photodiode 86. As photons emitted by the LED 46 change over time, the fluorescence measurement can be corrected by the control measurement, the fluorescence intensity being directly proportional to the intensity of the excitation light.
  • the invention thus proposes a submersible two-channel fluorometer for UV light sources of short wavelengths (less than 300 nm) for the detection / quantification of targeted aromatic compounds in the aquatic environment.
  • the fluorimeter according to the invention is designed, from the mechanical point of view (very small size and weight) and electrical (very low consumption), to be easily integrated on any type of platform / underwater autonomous or wired: gliders or " gliders >>, float-profilers, propeller vehicles (AUVs), buoys, remote-controlled robots (ROVs), etc.
  • the fluorimeter according to the invention can be adapted for the analysis of a single aromatic compound or of several aromatic compounds, depending on the space available to accommodate the fluorometer on the underwater system.

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Abstract

Fluorimètre (10) submersible comprenant : - un module d'excitation (40) adapté pour exciter le fluorophore; et - un module de détection (42) adapté pour détecter de la lumière émise par le fluorophore excité, caractérisé en ce que le module d'excitation (40) comprend une première source de lumière (44) possédant une première LED UV et présentant une première longueur d'onde inférieure à 300 nm, et que le module d'excitation (40) comporte une deuxième source de lumière (46) possédant une deuxième LED UV et présentant une deuxième longueur d'onde inférieure à 300 nm, les première et deuxième longueurs d'onde étant différentes l'une de l'autre, et que le fluorimètre comporte un circuit électronique comportant une pluralité de circuits imprimés positionnés les uns en dessous des autres.

Description

Fluorimètre submersible
La présente invention concerne un fluorimètre submersible destiné à être monté sur un système sous-marin pour l'étude de composés aromatiques fluorescents de l'environnement aquatique, chaque composé aromatique possédant au moins un fluorophore, du type comprenant :
- un module d'excitation adapté pour exciter le fluorophore ; et
- un module de détection adapté pour détecter de la lumière émise par le fluorophore excité.
La fluorescence est une méthode spectroscopique largement utilisée depuis une vingtaine d'années pour l'étude de la distribution, de la composition et de la dynamique de la matière organique dissoute (MOD) dans le milieu aquatique.
A l'heure actuelle, les analyses spectrofluorométriques de laboratoire permettent d'obtenir une cartographie détaillée sur un large domaine spectral de la composition en MOD fluorescente (MOD-F) d'un échantillon discret d'eau naturelle. Ces analyses montrent que la MOD-F est constituée de divers fluorophores de type « polluant >>, avec les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs) tels que le phénanthrène (Phe), de type « protéine >>, tels que le tryptophane (Try), mais également de type « substance humique >>, tels que les acides humiques terrestres (AHT) et les acides humiques marins (AHM).
Les analyses de laboratoire sur échantillons discrets sont nécessaires mais restent cependant insuffisantes pour apprécier la variabilité à haute fréquence spatiale et temporelle des paramètres biogéochimiques dans le milieu aquatique. Les fluorimètres de laboratoire utilisés, très encombrants, utilisent généralement des lampes xénon de haute énergie comme source de lumière UV.
C'est pourquoi, depuis une dizaine d'années, l'utilisation de capteurs optiques embarqués sur des plateformes ou engins sous-marins est en plein essor. Ce couplage plateforme/capteur permet d'augmenter de manière considérable la fréquence spatiotemporelle des mesures biogéochimiques.
Les capteurs optiques submersibles sont essentiellement des fluorimètres, photomètres ou diffusiomètres qui, via les propriétés de fluorescence, absorbance ou diffusion de la matière, mesurent des variables biogéochimiques.
Les plateformes ou engins sous-marins, autonomes ou câblés, incluent les planeurs ou « gliders >>, les flotteur-profileurs, les bouées fixes ou dérivantes, les véhicules à hélice (AUVs) et les robots télécommandés (ROVs), certains d'entre eux pouvant rester de quelques semaines ou mois (« gliders >>) à quelques années (flotteur- profileurs) en mer. Cependant, les capteurs optiques submersibles proposés aujourd'hui dans le commerce ne sont pas adaptés pour être montés sur tous les types d'engins sous-marins existants.
L'invention a pour but de proposer un fluorimètre submersible qui permette d'étudier les principaux composés aromatiques fluorescents présents dans le milieu aquatique et qui puisse être monté sur tous les types d'engins sous-marins existants.
A cet effet, l'invention a pour objet un fluorimètre du type précité, caractérisé en ce que le module d'excitation comprend une première source de lumière possédant une première LED UV et présentant une première longueur d'onde inférieure à 300 nm.
Le fluorimètre selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- la première longueur d'onde peut être sensiblement égale à 250 nm,
- le module de détection peut comporter une première photodiode, une première lentille de collimation et un premier filtre optique d'interférence,
- le premier filtre optique d'interférence peut être centré sensiblement sur 360 nm ou sur 427 nm,
- le fluorimètre peut comprendre une partie de fixation adaptée pour être fixée sur le système sous-marin et une partie de mesure adaptée pour être immergée,
- la partie de mesure peut comporter un capot de protection contre la lumière ambiante,
- le fluorimètre peut posséder une forme sensiblement cylindrique,
- le module d'excitation peut comporter une deuxième source de lumière possédant une deuxième LED UV et présentant une deuxième longueur d'onde inférieure à 300 nm, les première et deuxième longueurs d'onde étant différentes l'une de l'autre, - la deuxième longueur d'onde peut être sensiblement égale à 280 nm,
- le module de détection peut comporter une deuxième photodiode, une deuxième lentille de collimation et un deuxième filtre optique d'interférence,
- le deuxième filtre optique d'interférence peut être centré sensiblement sur 340 nm ou sur 405 nm,
- le fluorimètre peut être adapté pour l'étude d'hydrocarbures aromatiques polycycliques tels que le phénanthrène, d'acides aminés tels que le tryptophane, et de traceurs de sources de matière organique tels que les acides humiques terrestres et les acides humiques marins,
- le fluorimètre peut être adapté pour descendre à des profondeurs allant jusqu'à 1000 m, - le fluorimètre peut être adapté pour être monté sur tout type de système sous- marin, autonome ou câblé, tels que les planeurs ou « gliders >>, les flotteur-profileurs, les bouées fixes ou dérivantes, les véhicules à hélice et les robots télécommandés.
- le fluorimètre comporte un circuit électrique comportant une pluralité de circuits imprimés positionnés les uns en dessous des autres.
- le circuit électronique comporte trois circuits imprimés quatre couches, un circuit d'excitation commandant le module d'excitation, un circuit de détection commandant le module de détection et un circuit de contrôle.
- le circuit de détection est muni d'un convertisseur analogique-numérique.
- le circuit de contrôle utilise les données numériques issues du convertisseur analogique-numérique pour synchroniser le module d'excitation et le module de détection.
- le fluorimètre possède une forme sensiblement cylindrique autour d'un axe de révolution, les trois circuits étant positionnés l'un en dessous de l'autre de manière à être sensiblement parallèles entre eux et concentriques autour de l'axe de révolution.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
- la Figure 1 est une vue de côté d'un fluorimètre selon l'invention ;
- la Figure 2 est une vue en perspective éclatée de dessus du fluorimètre de la Figure 1 ;
- la Figure 3 est une vue en perspective éclatée de dessous du fluorimètre de la Figure 1 ;
- la Figure 4 est une vue en coupe d'une partie du fluorimètre de la Figure 1 ;
- la Figure 5 est une vue en perspective d'une partie du fluorimètre de la Figure 1 ; - la Figure 6 est une vue de dessus d'une partie du fluorimètre de la Figure 1 ; et
- la Figure 7 est un schéma illustrant le principe de fonctionnement du fluorimètre de la Figure 1 .
La Figure 1 illustre un fluorimètre 10 adapté pour être monté sur un système sous- marin (non représenté) pour l'étude simultanée de deux composés aromatiques fluorescents de l'environnement aquatique.
Le fluorimètre 10 comprend une partie de fixation 12 adaptée pour être fixée sur le système sous-marin et une partie de mesure 14 adaptée pour être immergée dans l'eau de manière à être en contact avec le milieu de mesure, tel que de l'eau douce ou marine.
La partie de fixation 12 comprend un boîtier 16 comportant un corps 18 de forme sensiblement cylindrique d'axe A-A prolongé à une extrémité par une collerette 20 sensiblement annulaire. La collerette 20 présente un diamètre extérieur supérieur à celui du corps 18.
En référence aux Figures 2 et 3, le corps 18 et la collerette 20 délimitent des chambres intérieures respectives séparées l'une de l'autre par une paroi de séparation 21 .
La paroi de séparation 21 comporte quatre ouvertures traversantes 21 A, 21 B, 21 C et 21 D destinées au passage de la lumière entre l'intérieur et l'extérieur du fluorimètre 10 comme cela sera expliqué plus en détail par la suite.
Le boîtier 16 est fabriqué à partir d'aluminium, la collerette 20 étant venue de matière avec le corps 18. La paroi de séparation 21 est constituée d'une pièce rapportée, fixée, par exemple par collage, à la collerette 20.
La partie de fixation 12 comprend une plaque 22 d'obturation de l'extrémité du corps 18 opposée à la collerette 20.
La plaque d'obturation 22 possède une forme de disque de diamètre sensiblement égal au diamètre du corps 18.
La plaque d'obturation 22 est fabriquée à partir d'aluminium et fixée au corps 18 par exemple par collage.
La partie de mesure 14 comprend un capot 24 sensiblement en forme de dôme. Le capot 24 comporte une portion centrale destinée à recevoir des composants optiques et délimite deux voies optiques de mesure V1 et V2 dans chacune desquelles de l'eau peut s'écouler comme cela sera vu ultérieurement.
Le capot 24 est fabriqué à partir de résine polyuréthane de manière à protéger la partie de mesure 14 de la lumière naturelle ambiante.
Le capot 24 est fixé au boîtier 16 par deux vis d'assemblage 26 traversant deux orifices d'assemblage 28A diamétralement opposés, ménagés sur la circonférence du capot 24 et deux orifices d'assemblage 28B diamétralement opposés ménagés sur la circonférence de la collerette 20, les orifices d'assemblage 28A, 28B étant disposés en correspondance deux à deux.
Le fluorimètre 10 est fixé dans le compartiment sec du système sous-marin par deux vis de fixation 30 traversant deux orifices de fixation 32A diamétralement opposés ménagés sur la circonférence du capot 24 et deux orifices de fixation 32B diamétralement opposés ménagés sur la circonférence de la collerette 20, les orifices de fixation 32A, 32B étant disposés en correspondance deux à deux.
Les orifices de fixation 32A, 32B sont décalés angulairement par rapport aux orifices d'assemblage 28A, 28B respectifs d'un angle sensiblement égal à 90 °.
Des joints toriques 34, par exemple au nombre de deux, sont prévus sur le corps
18 du boîtier 16 pour garantir l'étanchéité du fluorimètre 10 avec le système sous-marin. Comme mentionné précédemment, le fluorimètre 10 est adapté pour détecter/quantifier simultanément deux composés aromatiques fluorescents d'intérêt, un composé aromatique étant associé à une voie optique de mesure et chaque composé aromatique possédant son propre fluorophore.
Ainsi et comme représenté sur les Figures 4 à 6, le fluorimètre 10 comprend un module d'excitation 40 adapté pour exciter les fluorophores et un module de détection 42 adapté pour détecter de la lumière émise par les fluorophores excités.
En effet, quand un photon est absorbé par un fluorophore, c'est-à-dire un composé fluorescent, celui-ci passe de son état électronique fondamental à un état électronique excité. Le retour à l'état fondamental se fait par émission très rapide d'un photon d'énergie plus faible, donc de longueur d'onde plus élevée, que celle du photon d'excitation car il y a une perte d'énergie par relaxation vibrationnelle. La lumière émise par le fluorophore est la lumière de fluorescence (ou lumière d'émission). Par conséquent, un fluorophore est caractérisé par un couple spécifique de longueurs d'onde : une longueur d'onde d'excitation λΕχ et une longueur d'onde d'émission AEm, AEm étant toujours supérieur à AEx. Par ailleurs, l'intensité de la lumière de fluorescence du fluorophore est proportionnelle à sa concentration dans le milieu considéré. La plupart des fluorophores sont des composés aromatiques qui présentent une structure moléculaire cyclique.
De cette façon, le module d'excitation 40 comprend une première source de lumière 44 pour la voie optique de mesure V1 et une deuxième source de lumière 46 pour la voie optique de mesure V2.
Les première et deuxième sources de lumière 44, 46 sont des sources de lumière sélectives de type LEDs UV, qui permettent d'exciter à une longueur d'onde spécifique les fluorophores d'intérêt présents dans le milieu étudié.
Le module de détection 42 comprend, pour chaque voie de mesure V1 et V2, un détecteur de photons 48, 50, un filtre optique interférentiel, seul le filtre 54 de la voie de mesure V2 est visible à la Figure 7, et un système optique 56, 58.
Les détecteurs de photons 48, 50 sont des détecteurs de photons non sélectifs en longueur d'onde qui permettent de mesurer en retour l'intensité de la lumière de fluorescence des fluorophores.
Dans l'exemple représenté ici, les détecteurs de photons 48, 50 sont des photodiodes en silicium.
Les filtres optiques 54 permettent de sélectionner les longueurs d'onde d'émission AEm qui sont détectées par les photodiodes 48, 50. Les systèmes optiques 56, 58 permettent de rediriger les flux de lumière d'excitation et de fluorescence dans les directions souhaitées.
Pour cela, chaque système optique 56, 58 comprend une lentille biconvexe en quartz, seule la lentille 62 de la voie de mesure V2 est visible à la Figure 7, et un prisme 64, 66 en quartz incliné à 45°.
Les systèmes optiques 56, 58 comprennent un hublot en quartz commun 68.
Les composants optiques qui sont propres au fluorophore ciblé sont la LED et le filtre interférentiel.
La voie optique de mesure V1 du fluorimètre 10 est dédiée à la détection/quantification du phénanthrène (Phe), qui est un hydrocarbure polyaromatique (HAP) à trois cycles fusionnés de benzène (C14H10). Le Phe est l'un des HAPs les plus abondants dans l'environnement aquatique et il est de surcroît l'un des HAPs les plus fluorescents avec un maximum de fluorescence à AEx/AEm : 235-255/345-370 nm. Le Phe est un bon indicateur de contaminations pétrolières en milieu aquatique.
Sa détection est donc effectuée par l'utilisation d'une LED UV 44 émettant à 250 nm et d'un filtre interférentiel centré à 360 nm (AEx1/AEm1 : 250/360 nm). Les largeurs de bande (FWHM pour Full Width Half Maximum) de la LED 44 et du filtre sont de 12 nm.
En variante, en remplaçant le filtre interférentiel centré à 360 nm par un filtre interférentiel centré à 427 nm, la voie de mesure V1 (AEx1/AEm3 : 250/427 nm) devient opérante pour la détection/quantification des acides humiques terrestres (AHT).
Les AHT, qui ont un maximum de fluorescence à AEx/AEm : 230-260/400-440 nm, constituent de bons traceurs de source de matière organique.
La voie optique de mesure V2 du fluorimètre 10 est dédiée à la détection/quantification du tryptophane (Try), qui est un acide aminé aromatique (Οιι Η12Ν202). Le Try, qui a l'un de ces maxima de fluorescence à AEx/AEm : 265-285/335- 360 nm, est un bon indicateur de la présence de bactéries fécales et de contaminations par les eaux usées.
Sa détection est donc effectuée par l'utilisation d'une LED UV 46 émettant à 280 nm et d'un filtre interférentiel 54 centré à 340 nm (AEx2/AEm2 : 280/340 nm). Les FWHMs de la LED 46 et du filtre 54 sont de 12 nm.
En variante, en remplaçant le filtre interférentiel 54 centré à 340 nm par un filtre interférentiel centré à 405 nm, la voie de mesure V2 (AEx2/AEm4 : 280/405 nm) devient opérante pour la détection/quantification des acides humiques marins (AHM).
Les AHM, qui ont un maximum de fluorescence à AEx/AEm : 280-310/380-420 nm, constituent de bons traceurs de source de matière organique. Le fluorimètre 10 permet donc la détection/quantification simultanée de deux composés aromatiques d'intérêt dans le milieu aquatique, un seul composé étant détecté par voie optique, et pour chaque voie, le choix pouvant être fait entre deux composés en fonction du filtre interférentiel utilisé.
La voie optique V1 (LED 250 nm, filtre 360 ou 427 nm) est dédiée à la mesure du
Phe ou des AHT, tandis que la voie optique V2 (LED 280 nm, filtre 340 ou 405 nm) est dédiée à la mesure du Try ou des AHM.
Il existe donc quatre combinaisons possibles en V1 /V2 : Phe/Try, AHT/Try, Phe/AHM et AHT/AHM.
Le choix d'une configuration est fait par l'utilisateur au moment de commander le fluorimètre. La configuration peut-être changée à tout moment par le fabricant sur demande de l'utilisateur, par exemple en fonction du type de mission océanographique à effectuer.
Les LEDs UV 44, 46 sont chacune disposée dans une douille d'excitation 70, 72 et associée à une lentille biconvexe en quartz, seule la lentille 76 de la voie de mesure V2 est visible à la Figure 7.
Les douilles d'excitation 70, 72 sont positionnées verticalement vers le haut, diamétralement opposées, de façon adjacente à l'axe A-A et en regard des ouvertures traversantes 21 A, 21 B de la paroi de séparation 21 .
Les photodiodes 48, 50 sont chacune disposée dans une douille de détection 78,
80 et associée au filtre interférentiel et à la lentille, respectivement 54 et 62 en ce qui concerne la voie de mesure V2.
Les douilles de détection 78, 80 sont positionnées verticalement vers le haut, diamétralement opposées, de façon adjacente aux douilles d'excitation 70, 72 correspondantes et en regard des ouvertures traversantes 21 C, 21 D de la paroi de séparation 21 .
Les prismes 64, 66 sont encastrés dans la portion centrale du capot 24 de façon à être symétriques par rapport à l'axe A-A.
Le hublot en quartz 68 est reçu dans la chambre intérieure formée par la collerette 20 du boîtier 16 et fixé par exemple par collage.
Le fluorimètre 10 comprend en outre un module de contrôle 82 comportant, pour chaque voie de mesure V1 , V2, un détecteur de référence 84, 86 qui mesure l'intensité du rayonnement émis par la LED 44, 46 respective de manière à corriger le signal de fluorescence d'éventuelles fluctuations de la LED 44, 46.
Dans l'exemple représenté ici, les détecteurs de référence 84, 86 sont des photodiodes en silicium qui sont chacune disposée dans une douille de contrôle 88, 90. Les douilles de contrôle 88, 90 sont positionnées verticalement vers le haut, diamétralement opposées et de façon adjacente aux douilles d'excitation 70, 72 correspondantes et aux douilles de détection 78, 80 correspondantes.
Le fluorimètre 10 comprend un système électronique 92 d'alimentation des deux voies de mesure V1 et V2. Le système électronique 92 est ainsi commun avec les deux voies optiques.
Le système électronique 92 comporte trois circuits imprimés quatre couches : un circuit d'excitation 94 dédié au pilotage des LEDs 44, 46, un circuit de détection 96 utilisé pour le pilotage des photodiodes en silicium 48, 50, 84, 86 et un circuit de contrôle 98.
En variante, le circuit de détection 96 est également utilisé pour convertir les signaux enregistrés par les photodiodes en silicium 48, 50, 84 et 86. Cette conversion est une conversion de type analogique-numérique. Ainsi, le circuit de détection 96 comprend un convertisseur analogique-numérique propre à effectuer des conversions de type analogique-numérique.
Le circuit de contrôle 98 est, selon l'exemple des figures 4 et 5, propre à recevoir les données numériques issues du circuit de détection 96.
En outre, le circuit de contrôle 98 permet de contrôler la synchronisation des LEDs 44 et 46 et des photodiodes 48, 50, 84, 86.
En variante, le circuit de contrôle 98 sert d'interface I2C entre le fluorimètre 10 et l'engin sous-marin qui l'accueille. Une interface I2C est une interface facile à mettre en œuvre.
Le système électronique 92 procure de nombreux avantages. Il permet d'obtenir une grande dynamique de mesure réglable.
Ainsi, à titre d'exemple, la durée d'intégration de la mesure peut ainsi fortement être variée par l'utilisateur. La durée d'intégration de la mesure correspond à l'intervalle de temps pendant lequel une LED 44, 46 est allumée et pendant lequel le signal lumineux de fluorescence est mesuré par la photodiode associée 48, 50, 84, 86. Dans le mode de réalisation présenté, la durée d'intégration varie de 2 ms (millisecondes) à 2000 ms.
Comme illustration supplémentaire de la grande dynamique de mesure procurée par le système électronique 92, la capacité électrique du condensateur du convertisseur analogique-numérique du circuit de détection 96 peut également varier fortement, notamment sur demande de l'utilisateur. A titre d'exemple, cette capacité électrique peut valoir une pluralité de valeurs. Dans le mode de réalisation présenté, la capacité est égale aux valeurs suivantes : 3 pF (picofarads), 12 pF, 25 pF, 36 pF, 50 pF, 60 pF, 73 pF ou 87,5 pF. Disposer d'une grande dynamique de mesure réglable présente l'avantage de permettre une bonne accordabilité de la sensibilité du fluorimètre 10. En outre, cela permet d'envisager d'adapter la stratégie de mesure en fonction de l'environnement étudié. La stratégie de mesure employée peut également prendre en compte l'engin sous- marin sur lequel le fluorimètre 10 est intégré.
Les trois circuits 94, 96, 98 sont positionnés l'un en dessous de l'autre de manière à être sensiblement parallèles entre eux et concentriques d'axe A-A.
Selon l'exemple considéré, les trois circuits 94, 96, 98 sont orientés vers le haut, soit vers les voies de mesure V1 et V2.
Le système électronique 92 permet ainsi de réduire considérablement l'encombrement du fluorimètre 10. Il est notamment évité que des fils ou de la connectique s'éparpillent à l'intérieur du fluorimètre 10.
Il en résulte également une diminution du bruit électromagnétique parasite.
En outre, l'accès aux composants optiques du fluorimètre est facilité.
En effet, tous les composants optiques, excepté les prismes 64, 66, ainsi que les circuits électroniques sont disposés à l'intérieur du boîtier 16.
En outre, tous les composants optiques du fluorimètre 10 sont de qualité UV grade pour être complètement transparents aux rayonnements UV de courtes longueurs d'onde émis par les LEDs.
Le fluorimètre 10 est un capteur autonome se comportant électriquement comme un module I2C « esclave >> par rapport à un contrôleur I2C « maître >>, en l'occurrence le calculateur central du système sous marin.
Au point de vue communication, dans le cas d'un fluorimètre adapté à la détection des Phe/Try, le fluorimètre 10 comprend quatre voies de mesure qui fonctionnent simultanément : une voie pour le dosage du Phe, une voie pour le dosage du Try, une voie pour le contrôle de la LED 44 (associée au Phe) et une voie pour le contrôle de la LED 46 (associée au Try).
Ainsi constitué, le fluorimètre 10 présente des dimensions réduites, de l'ordre de 75,6 mm de diamètre et 75 mm de longueur.
De plus, le poids du fluorimètre 10 est également réduit, de l'ordre de 300 g.
Les matériaux (aluminium, polyuréthane) et l'architecture mécanique utilisés garantissent au fluorimètre 10 une résistance à la pression jusqu'à 100 bars, soit 1000 m de profondeur.
Le fluorimètre 10 est alimenté en 10-12 V par les piles ou les batteries du système sous marin et consomme environ 50 mA à 12 V, soit environ 0,6 W. Le fonctionnement du fluorimètre 10 est expliqué ci-dessous en référence à la Figure 7 et pour la voie de mesure V2 du Try.
Le flux de photons émis par la LED UV 46 est collimaté/focalisé par la lentille 76, traverse le hublot en quartz 68 et arrive finalement sur le prisme en quartz 66 qui est positionné dans le prolongement de la douille d'excitation 72.
Le prisme 66 dirige le flux de photons vers l'extérieur du fluorimètre 10, c'est-à-dire dans le milieu environnant (eau douce ou marine), pour exciter les molécules cibles présentes.
Les deux prismes 64, 66 étant disposés de façon symétrique par rapport à l'axe A- A, les rayonnements issus des deux LEDs 44, 46 sont renvoyés dans des sens opposés et il n'y a donc aucun risque de perturbation d'une voie optique par l'autre.
Les molécules excitées émettent en retour une lumière de fluorescence dont une fraction traverse le hublot 68 et pénètre dans la douille de détection 80.
Le filtre interférentiel 54 laisse passer la longueur d'onde AEm d'intérêt en absorbant toutes les autres longueurs d'onde.
Le flux de photons d'intérêt qui traverse le filtre 54 est ensuite collimaté/focalisé par la lentille 62 pour être collecté de manière optimale par la photodiode 50 qui transforme le signal lumineux reçu en signal électrique.
La douille de contrôle 90 est utilisée pour contrôler le flux de photons émis par la LED 46. Un morceau de fibre optique 100 permet de transférer une certaine quantité de photons émis par la LED 46 vers la photodiode de référence 86. Ainsi, si le flux de photons émis par la LED 46 varie au cours du temps, la mesure de fluorescence pourra être corrigée grâce à la mesure de contrôle, l'intensité de fluorescence étant directement proportionnelle à l'intensité de la lumière d'excitation.
L'invention propose donc un fluorimètre submersible bi voies de mesure à sources de lumière UV de courtes longueurs d'onde (inférieures à 300 nm) pour la détection/quantification de composés aromatiques ciblés dans l'environnement aquatique.
Le fluorimètre selon l'invention est conçu, aux points de vue mécanique (taille et poids très réduits) et électrique (très faible consommation), pour être intégré très facilement sur tout type de plateformes/engins sous marins autonomes ou câblés : planeurs ou « gliders >>, flotteur-profileurs, véhicules à hélice (AUVs), bouées, robots télécommandés (ROVs), etc.
Bien évidemment, le fluorimètre selon l'invention peut être adapté pour l'analyse d'un seul composé aromatique ou de plusieurs composés aromatiques, selon la place disponible pour accueillir le fluorimètre sur le système sous-marin.

Claims

REVENDICATIONS
1 . - Fluorimètre (10) submersible destiné à être monté sur un système sous-marin pour l'étude de composés aromatiques fluorescents de l'environnement aquatique, chaque composé aromatique possédant au moins un fluorophore, du type comprenant :
- un module d'excitation (40) adapté pour exciter le fluorophore ; et
- un module de détection (42) adapté pour détecter de la lumière émise par le fluorophore excité,
caractérisé en ce que le module d'excitation (40) comprend une première source de lumière (44) possédant une première LED UV et présentant une première longueur d'onde inférieure à 300 nm,
et que le module d'excitation (40) comporte une deuxième source de lumière (46) possédant une deuxième LED UV et présentant une deuxième longueur d'onde inférieure à 300 nm, les première et deuxième longueurs d'onde étant différentes l'une de l'autre, et que le fluorimètre (10) comporte un circuit électronique (92) comportant une pluralité de circuits (94, 96, 98) imprimés positionnés les uns en dessous des autres.
2. - Fluorimètre (10) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le circuit électronique (92) comporte trois circuits imprimés quatre couches, un circuit d'excitation (94) commandant le module d'excitation (40, 46), un circuit de détection (96) commandant le module de détection (42) et un circuit de contrôle (98).
3.- Fluorimètre (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de détection (96) est muni d'un convertisseur analogique-numérique.
4. - Fluorimètre (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit de contrôle (98) utilise les données numériques issues du convertisseur analogique- numérique pour synchroniser le module d'excitation (40, 46) et le module de détection (42).
5. - Fluorimètre (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le fluorimètre (10) possède une forme sensiblement cylindrique autour d'un axe de révolution, les trois circuits (94, 96, 98) étant positionnés l'un en dessous de l'autre de manière à être sensiblement parallèles entre eux et concentriques autour de l'axe de révolution.
6. - Fluorimètre (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le fluorimètre (10) comprend une partie de fixation (12) adaptée à être fixée sur le système sous-marin et une partie de mesure (14) adaptée pour être immergée.
7. - Fluorimètre (10) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la partie de mesure (14) comporte un capot (24) de protection contre la lumière ambiante.
8. - Fluorimètre (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la première longueur d'onde est sensiblement égale à 250 nm et que la deuxième longueur est sensiblement égale à 280 nm.
9. - Fluorimètre (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le module de détection (42) comporte :
- une première photodiode (48), une première lentille de collimation et un premier filtre optique d'interférence,
- une deuxième photodiode (50), une deuxième lentille de collimation (62) et une deuxième filtre optique d'interférence (54).
10.- Fluorimètre (10) selon la revendication 9, caractérisé en ce que le premier filtre optique d'interférence est centré sensiblement sur 360 nm ou sur 427 nm.
1 1 . - Fluorimètre (10) selon la revendication 10, caractérisé en ce que le deuxième filtre optique d'interférence (54) est centré sensiblement sur 340 nm ou sur 405 nm.
12. - Fluorimètre (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 , caractérisé en ce que le fluorimètre (10) est adapté pour l'étude d'hydrocarbures aromatiques polycycliques tels que le phénanthrène (Phe), d'acides aminés tels que le tryptophane (Try), et de traceurs de sources de matière organique tels que les acides humiques terrestres (AHT) et les acides humiques marins (AHM).
13. - Fluorimètre (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le fluorimètre (10) est adapté pour descendre à des profondeurs allant jusqu'à 1000 m.
14. - Fluorimètre (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le fluorimètre (10) est adapté pour être monté sur tout type de système sous-marin, autonome ou câblé, tels que les planeurs ou « gliders >>, les flotteur- profileurs, les bouées fixes ou dérivantes, les véhicules à hélice et les robots télécommandés.
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