FR2978553A1 - Dispositif et procede de controle d'air - Google Patents
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Abstract
Appareil de surveillance de la qualité de l'air à la recherche d'aérocontaminants ciblés en particulier à bord d'un aéronef, comportant : un moyen permettant de capter des particules ultrafines dans l'air ; une base de données ; et un processeur permettant de recevoir des informations émises en provenance du moyen de captage ; le processeur étant adapté pour surveiller les informations émises en provenance du moyen de captage et pour comparer ces informations avec les données dans la base de données pour identifier des aérocontaminants ciblés tels des composés organiques volatils et/ou semi-volatils.
Description
Appareil et procédé de surveillance de la qualité de l'air
La présente invention se rapporte à un appareil et à un procédé de surveillance de la qualité de l'air à la recherche d'aérocontaminants ciblés. En particulier, elle se rapporte à un appareil et à un procédé de surveillance de la qualité de l'air dans une cabine et/ou un poste de pilotage d'un aéronef.
En vol, l'air destiné à la cabine d'un aéronef est aspiré en provenance des compresseurs de moteur de l'aéronef Occasionnellement, un incident a lieu comme quoi il y a une fuite d'huile ou de fluide hydraulique. Par exemple, un joint peut fuir et de l'huile de moteur s'échappe. En raison de la haute température et de la haute pression dans l'environnement moteur, l'huile de moteur qui s'est échappée ou ses produits de décomposition peuvent être introduits dans la cabine de l'aéronef Ces processus peuvent notamment produire des composés organiques semi-volatils (COSV) et des composés organiques volatils (COV) contenus dans l'air. Les composés organiques semi-volatils peuvent comprendre des composés organophosphorés, qui est un exemple d'un aérocontaminant ciblé.
Le brevet américain n° 7824479 se rapporte à un appareil d'échantillonnage de l'air dans une cabine d'aéronef Cet appareil comporte au moins un tube adsorbant ; un moyen permettant d'isoler le tube adsorbant contre toute contamination ; un moyen permettant d'aspirer de l'air au travers du tube adsorbant ; un moyen permettant de capter toute contamination d'air ; un processeur permettant de recevoir des informations en provenance du moyen de captage et permettant de déterminer quand il y a eu contamination ; et un moyen permettant de détecter quand l'appareil est en vol.
Quand de l'air contaminé est détecté, l'air est aspiré au travers du tube d'échantillonnage adsorbant qui absorbe les composés organiques semi-volatils et volatils produits suite à l'incident. De préférence, plusieurs tubes adsorbants sont présents et sont utilisés de manière séquentielle au fur et à mesure de l'apparition des incidents. Toutefois, pour des raisons de place, on ne peut arranger qu'un nombre limité de tubes adsorbants dans l'appareil à des fins d'échantillonnage. Une fois que ces tubes adsorbants ont tous été 1 575 :PE exposés à de l'air contaminé, il n'est plus possible d'échantillonner l'air pendant le reste du vol. Quand l'aéronef en question est de retour au sol, l'appareil d'échantillonnage est retiré de l'aéronef de telle sorte que les tubes adsorbants peuvent être envoyés à des fins d'analyse de leurs contenus, pour confirmer la nature de la contamination de l'air.
En utilisant cet appareil, les présents inventeurs ont identifié les composés organiques volatils suivants dans la cabine d'un aéronef au cours de vols : du benzène, du toluène, de l'éthylbenzène, de l'undécane, divers siloxanes et composants de fluides hydrauliques. Ils ont également identifié les composés organiques semi-volatils phosphates de tricrésyle, ainsi que d'autres composants d'huiles de moteur. Un ou plusieurs de ces composés peuvent être les aérocontaminants ciblés de la présente invention.
D'autres éventuels aérocontaminants ciblés de la présente invention, exprimés en des termes plus généraux, sont l'huile de moteur elle-même ou ses produits de 15 décomposition considérés en masse.
Le brevet WO 2008/118624 A2 se rapporte à un procédé de détection d'un aérocontaminant contenu dans l'air. Le procédé comporte les étapes consistant à : capturer un échantillon d'air en provenance du milieu atmosphérique ; séparer les particules 20 d'intérêt potentiel des particules n'offrant aucun intérêt ; générer une image des particules d'intérêt potentiel ; identifier un contaminant parmi les particules d'intérêt potentiel en comparant l'image générée avec une pluralité d'images de référence stockées, dont chacune représente un contaminant ; et aviser un tiers à distance en réponse à la détection d'un contaminant parmi les particules d'intérêt potentiel. 25 Cette divulgation de l'état de la technique est conçue pour détecter une contamination dans l'air causée par des armes de destruction massive, par exemple des armes chimiques et biologiques.
30 Le brevet WO 03/096375 Al se rapporte à un procédé d'identification de particules individuelles d'aérosol en temps réel. Un spectromètre de masse bipolaire à particule unique est utilisé en vue de produire des données spectrales de masse d'aérosol bipolaire à 2 575 :PE partir de particules d'aérosol en provenance de l'atmosphère, par exemple. Ceci est en raison du potentiel de menace de guerre biologique et chimique.
Le brevet WO 2008/049038 A3 se rapporte à un spectromètre de masse à temps de vol pour aérosols (ATOFMS) qui permet de mesurer la taille précise et la composition chimique des particules individuelles d'aérosol en temps réel. Un spectromètre ATOFMS d'aéronef est conçu pour obtenir des mesures embarquées, à savoir qu'il est installé à l'intérieur d'un aéronef, qui peut être sans pilote, pour effectuer des études chimiques atmosphériques. Le spectromètre ATOFMS lui-même est typiquement de la taille d'une petite voiture de sorte qu'il peut se loger à l'intérieur d'une plate-forme telle un aéronef, une soute, un camion, un hélicoptère ou un véhicule aérien sans pilote.
La présente invention cherche à mettre en oeuvre un appareil amélioré ainsi qu'un procédé amélioré pour identifier des contaminants éventuels dans l'air et en particulier dans 15 la cabine et/ou le poste de pilotage d'un aéronef.
Selon la présente invention, un appareil de surveillance de la qualité de l'air à la recherche d'aérocontaminants ciblés comporte : un moyen permettant de capter des particules ultrafines dans l'air ; une base de données ; et un processeur permettant de 20 recevoir des informations émises en provenance du moyen de captage ; dans lequel le processeur est adapté pour surveiller les informations émises en provenance du moyen de captage et pour utiliser les informations émises en provenance du moyen de captage pour déterminer si un cas de contamination de l'air a eu lieu et, quand le processeur a déterminé qu'il y a eu contamination, pour comparer les informations émises en provenance du moyen 25 de captage avec les données dans la base de données pour identifier des aérocontaminants ciblés.
Ainsi, le processeur est adapté pour comparer les informations émises en provenance du moyen de captage avec les données dans la base de données quand le 30 processeur a détecté qu'un cas de contamination de l'air a eu lieu. À cet égard, le processeur détecte qu'un cas de contamination de l'air a eu lieu en fonction des informations reçues en provenance du moyen de captage. Dans un exemple, un système de 3 4 18575 :PE réponse en tension est utilisé : le processeur surveille la sortie en tension en provenance du moyen de captage.
Quand un incident de fuite d'huile a lieu dans un environnement de moteur d'aéronef, des particules ultrafines sont souvent produites et peuvent être transportées jusque dans la cabine de l'aéronef. Les présents inventeurs ont découvert qu'il y a une corrélation entre les particules ultrafines détectées par le moyen de captage et la présence de composés organiques volatils ou organiques semi-volatils qui sont libérés simultanément ou générés par la suite. Par le biais d'expériences appropriées impliquant la vaporisation des huiles de moteur, les inventeurs ont établi une relation entre les informations en provenance du moyen de captage et les COSY et COV probables résultant de l'incident. Ainsi, dans la présente invention, les particules ultrafines détectées par le moyen de captage peuvent efficacement tenir lieu de substituts pour les COV et COSV concernés. De plus, les informations émises en provenance du moyen de captage peuvent être utilisées par le processeur pour déterminer la concentration probable des aérocontaminants ciblés.
De préférence, l'appareil comporte par ailleurs un moyen permettant d'enregistrer des données de fonctionnement telles la température de l'air et/ou la pression de l'air quand l'appareil est en cours d'utilisation.
L'appareil peut par ailleurs comporter un moyen permettant de détecter quand l'appareil est en vol, tel un altimètre, un accéléromètre ou un capteur de pression. Ce moyen de détection est adapté pour allumer l'appareil une fois que l'aéronef est en vol. Selon une autre variante, l'appareil peut être activé manuellement, par exemple quand l'aéronef a commencé son vol.
L'appareil est de préférence une unité autonome. Il est de préférence suffisamment portable pour être porté par une personne. Il est de préférence conçu comme étant une unité discrète autonome à l'intérieur d'un aéronef et est configuré de telle sorte que les personnes se trouvant dans la cabine ne se rendent compte ni de son utilisation ni de sa présence. La cabine est de préférence celle d'un aéronef à des fins de transport de passagers et/ou de marchandises. 575 :PE Dans un exemple, l'appareil de la présente invention est adapté pour être installé dans un porte-bagages d'une cabine d'aéronef. Dans un autre exemple, l'appareil est adapté pour être construit derrière la façade interne d'une cabine d'aéronef. Dans un autre exemple encore, l'appareil est adapté pour être situé sous un siège dans une cabine d'aéronef.
Ainsi, la taille de l'appareil est limitée par le volume de son emplacement souhaité. De préférence, l'appareil est adapté pour se loger dans un espace ayant un volume de 50 litres cubes. De préférence encore l'appareil est adapté pour se loger dans un espace ayant un volume de 40 litres cubes. Mieux encore, l'appareil est adapté pour se loger dans un espace ayant un volume de 30 litres cubes.
L'appareil n'est pas un spectromètre de masse et ne comporte pas un spectromètre de masse : il est noté que ceux-ci sont trop grands à des fins d'utilisation dans la présente 15 invention.
La présente invention se rapporte principalement à l'identification d'une fuite d'huile ou de fluide hydraulique dans un environnement moteur. Les températures et pressions élevées dans cet environnement entraînent une vaporisation de l'huile ou du 20 fluide ayant fui. La libération de l'huile ou du fluide ou de leurs produits de décomposition sous l'effet de la chaleur dans la cabine de l'aéronef est une source d'inquiétude croissante en raison de l'effet nocif sur la santé de ceux qui se trouvent à bord.
Les produits de décomposition de l'huile sous l'effet de la chaleur dépendent au 25 moins en partie du type d'huile utilisé. Les moteurs d'aéronefs comportent de nombreuses pièces utilisant de l'huile, mais chaque moteur est généralement alimenté en huile à partir d'un seul réservoir. Pour comprendre la source de toute fuite d'huile, la présente invention envisage le potentiel d'introduction de composés de traçage dans l'huile (ou d'autres fluides) de telle sorte que, dès la pyrolyse ou la vaporisation, les produits de décomposition 30 du composé de traçage peuvent être détectés par l'appareil de la présente invention, ceci pouvant servir à faciliter l'identification de la source de l'huile qui a fui au niveau d'un moteur spécifique. L'appareil de la présente invention est par conséquent potentiellement 5 575 :PE approprié pour identifier les composés de traçage ajoutés à l'huile ou au fluide hydraulique, par exemple. L'appareil est également approprié pour identifier la source de toute fuite d'huile quand différentes marques d'huile sont utilisées dans différentes pièces du moteur, étant donné que les inventeurs ont conclu que différentes marques d'huile de moteur produisent différentes réponses en tension en provenance du moyen de captage quand les huiles sont vaporisées.
Les particules ultrafines sont nanométriques. Elles posent une préoccupation majeure en ce qui concerne la santé respiratoire étant donné qu'elles peuvent être facilement inhalées et qu'elles sont en mesure de se rendre profondément dans le poumon de sorte qu'il est difficile de les retirer du corps.
Les particules ultrafines peuvent être libérées par de nombreuses différences sources et sont souvent présentes dans l'air. Toutefois, quand un cas de fuite d'huile a lieu en cours de vol de l'aéronef, le nombre de particules ultrafines présentes dans la cabine augmente rapidement. La surveillance de la concentration des particules ultrafines peut donc être utilisée en vue de déterminer quand un incident de fuite d'huile a eu lieu.
De préférence, le moyen de captage contient une sortie numérique ou de tension variable. La détection des particules ultrafines est présentée sous la forme d'une augmentation de la sortie en provenance du capteur. Par conséquent, quand un incident a lieu et qu'il y a une plus grande concentration de particules ultrafines, il y a aussi une augmentation au niveau de la sortie en provenance du capteur.
De préférence, le moyen de captage dans l'appareil est adapté pour une surveillance continue de l'air une fois que l'appareil a été activé. Ainsi, à la différence de l'état de la technique, il ne capture pas un échantillon d'air.
En outre, il n'y a pas de système dans la présente invention pour séparer et/ou concentrer les particules ultrafines ou les composés ciblés trouvés dans l'air. Par ailleurs, aucun microscope ou autre système imageur n'est utilisé pour détecter visuellement les composés ciblés. 6 575 :PE Le moyen de captage peut être mis en oeuvre avec au moins un filtre spécifique à la taille des particules. Il peut détecter des particules dans une gamme prédéterminée de tailles de particules. Si plus d'un filtre spécifique à la taille des particules est utilisé, chaque filtre est de préférence adapté pour détecter des particules ayant des tailles qui figurent dans une gamme différente de tailles par rapport aux autres filtres. Dans un mode de réalisation préféré, le moyen de captage comporte une pluralité de capteurs comportant chacun un filtre spécifique à la taille des particules ; de préférence chaque filtre est adapté pour détecter des particules ayant des tailles qui figurent dans une gamme différente de tailles par rapport aux autres filtres.
Dans un mode de réalisation préféré, le capteur est un capteur de particules PegasorRTM disponible auprès de la société Pegasor Oy (Ltd) en Finlande.
Un avantage du présent appareil est qu'il n'y a, de préférence, aucun tube d'échantillonnage dans celui-ci, comme les tubes adsorbants utilisés dans le brevet US7824479. La raison est que le processeur identifie ou essaie d'identifier, par les données stockées dans la base de données, les composés organiques probables produits par l'incident de fuite en fonction des informations émises en provenance du moyen de captage indiquant qu'un incident a eu lieu. Les conclusions résultantes générées par le processeur peuvent être soit visualisées à bord de l'aéronef, soit stockées à des fins d'examen ultérieur, soit transmises sous la forme d'informations en temps réel au poste de contrôle au sol. Cette dernière option est une manière particulièrement utile de surveiller la qualité de l'air dans une cabine d'aéronef. Si le personnel au sol peut savoir si un incident de fuite d'huile a eu lieu alors qu'un aéronef est en vol, ces informations peuvent être utilisées pour essayer de réparer l'aéronef dès l'atterrissage. Ainsi, la surveillance en temps réel est possible et la réparation de l'aéronef peut être exécutée de manière efficace dans l'objectif de minimaliser les retards, tout en faisant en sorte que l'environnement de la cabine de l'aéronef est maintenu dans les meilleures conditions de sécurité possibles pour ceux qui sont à bord. 7 575 :PE Dans un mode de réalisation, au moins un tube adsorbant peut être présent dans l'appareil. Il est simplement destiné à servir d'outil de vérification. Toutefois, de préférence, aucun tube adsorbant ou autre moyen d'échantillonnage n'est présent. De plus, l'appareil de la présente invention n'a, de préférence, aucun moyen permettant de stocker des échantillons d'air, comme des sachets Tedlar(RTM) ou autres contenants.
Selon la présente invention, un procédé de surveillance de la qualité de l'air à la recherche d'aérocontaminants ciblés comportent les étapes suivantes qui consistent à : (a) surveiller les particules ultrafines dans l'air en utilisant un moyen de captage ; (b) émettre des informations en provenance du moyen de captage en direction d'un processeur; (c) détecter toute contamination de l'air en utilisant les informations émises en provenance du moyen de captage ; (d) comparer les informations émises en provenance du moyen de captage avec les données stockées dans une base de données concernant des aérocontaminants ciblés une fois que la contamination de l'air a été détectée ; (e) identifier des quelconques aérocontaminants ciblés dans l'air contaminé.
Le processeur est de préférence adapté pour effectuer la détection de l'étape (c) et/ou la comparaison de l'étape (d) et/ou l'identification de l'étape (e).
Le processeur cherche à utiliser les informations émises en provenance du moyen de captage pour déterminer si un cas de contamination de l'air a eu lieu et, quand le processeur a déterminé qu'il y a eu contamination, pour identifier, en comparant avec les données stockées, la présence probable de composés organiques volatils et/ou semi-volatils ciblés. Le processeur peut également utiliser les informations émises en provenance du moyen de captage pour déterminer la concentration probable des aérocontaminants ciblés.
De préférence, le procédé est continu, de sorte qu'il fonctionne tout au long d'un vol. Le procédé peut également être utilisé pour déterminer la source des particules ultrafines et des aérocontaminants. Le procédé comporte de préférence la mesure de la température et/ou de la pression de l'air. 8 575 :PE L'invention se rapporte aussi à l'utilisation de l'appareil et du procédé mentionnés ci-dessus sur un aéronef à des fins de surveillance de la qualité de l'air à l'intérieur de la cabine et/ou du poste de pilotage de l'aéronef. Un mode de réalisation de la présente invention va maintenant être décrit, à titre d'exemple uniquement, en référence aux dessins schématiques ci-joints, dans lesquels :
La figure 1 est un graphique de la concentration des particules ultrafines par rapport au 10 temps ; la figure 2a est un graphique illustrant la distribution granulométrique des particules pour une première huile de moteur à 350°C ; la figure 2b est un graphique de la concentration des particules ultrafines par rapport au temps pour la première huile de moteur à 350°C ; 15 la figure 3a est un graphique illustrant la distribution granulométrique des particules pour la première huile de moteur à 550°C ; la figure 3b est un graphique de la concentration des particules ultrafines par rapport au temps pour la première huile de moteur à 550°C ; la figure 4a est un graphique illustrant la distribution granulométrique des particules pour 20 une seconde huile de moteur à 350°C ; la figure 4b est un graphique de la concentration des particules ultrafines par rapport au temps pour la seconde huile de moteur à 350°C ; la figure 5a est un graphique illustrant la distribution granulométrique des particules pour la seconde huile de moteur à 450°C ; et 25 la figure 5b est un graphique de la concentration des particules ultrafines par rapport au temps pour la seconde huile de moteur à 450°C.
L' appareil de la présente invention est adapté pour être situé dans une cabine d'aéronef L'appareil est adapté pour un fonctionnement continu de sorte que le moyen de 30 captage surveille l'air en continu et les informations émises en provenance du moyen de captage sont envoyées en continu au processeur. Lorsque les informations en provenance du moyen de captage indiquent qu'il y a eu une augmentation rapide du nombre de 95 575 :PE particules ultrafines, le processeur détermine que la contamination a eu lieu. Le processeur compare alors les informations en provenance du moyen de captage avec les données stockées dans la base de données pour essayer d'identifier les aérocontaminants probables et leurs concentrations.
La base de données et le processeur peuvent être une seule unité ou la base de données peut être séparée du processeur. Le processeur peut être une unité centrale de traitement.
La base de données contient des informations déterminées par des expériences corrélant les informations de particules ultrafines émises en provenance du moyen de captage par rapport aux aérocontaminants probables et leurs concentrations. Le processeur est donc en mesure de faire une comparaison entre la sortie du moyen de captage et les données stockées.
En référence à la figure 1, on peut voir que pendant un vol d'une durée de quatre heures d'un aéronef (le temps est indiqué par tranche de 12 minutes par souci de commodité), la concentration de particules ultrafines varie de 0 à plus de 80 000 particules par cm3. Ces données ont été obtenues sur un vol réel en utilisant un instrument de comptage de particules TSI P-TrakTM disponible auprès de la société TSI Instruments Ltd, du Royaume-Uni. La crête figurant sur le graphique à approximativement 14.42.23 correspond à un éventuel incident de contamination de l'air de prélèvement en vol. Les autres crêtes représentées sur le graphique correspondent plus probablement à d'autres sources de contamination de l'air détectées alors que l'aéronef était au sol.
Selon la présente invention, l'appareil comporte de préférence un capteur ayant une sortie numérique ou de tension variable comme moyen de captage. La sortie du capteur augmente quand le nombre de particules ultrafines dans l'air passant au travers du moyen de captage augmente.
Des capteurs de particules ultrafines détectent des particules ayant un diamètre aérodynamique de moins de 1 µm et de préférence de moins de 0,11.1m. Généralement, quand ces particules sont détectées par un capteur, il y a une augmentation au niveau de sa 10 575 :PE sortie et un signal électrique correspondant est envoyé à un processeur. La sortie du capteur est de préférence également enregistrée en continu en utilisant un dispositif d'enregistrement des données.
Des exemples d'autres moyens de captage possibles (ou capteurs) sont présentés ci-dessous.
Un capteur approprié est le capteur de particules PegasorRTM disponible auprès de la société Pegasor Oy (Ltd) en Finlande. Il fonctionne par la charge électrostatique des particules passant au travers du capteur et la mesure du courant résultant des particules chargées quittant le capteur. Le capteur est d'une conception à écoulement continu qui permet de maintenir la propreté du capteur sur des périodes de fonctionnement prolongées et permet de moindres exigences en matière de maintenance. Le capteur peut détecter des particules allant de quelques nanomètres en taille jusqu'à approximativement 2,51.1m, à des concentrations entre approximativement 1 µg m-' et 25 mg m-3.
Un capteur à diffusion de lumière directe peut être utilisé, ce par quoi un faisceau laser est diffracté selon un petit angle par des particules de fumée. Un exemple est un capteur Stratos-Micra 25 qui est disponible auprès de la société AirSense Technology Ltd, du Royaume-Uni. Le Stratos-Micra est un détecteur de fumée analyseur d'air. Il a une gamme de sensibilités aux particules allant de 0,003 à 10 micromètres (mais pour les particules contenues dans l'air une gamme de 0,3 à 10 micromètres est plus probable).
Un autre capteur est un détecteur de fumée par ionisation qui fonctionne comme suit. Quand un petit échantillon d'air est ionisé au moyen d'une substance radioactive, les ions permettent à un petit courant électrique de s'écouler entre deux électrodes placées dans l'échantillon. Si de la fumée contamine l'air dans l'échantillon, la fumée inhibe le mouvement des ions et le courant électrique diminue. Un détecteur de fumée par ionisation approprié (Série 65) est disponible auprès de la société Apollo Fire Detectors Ltd, du Royaume-Uni. 11 575 :PE Un autre capteur approprié est celui de la société Cirrus ProLoctor, capteur qui est basé sur un principe de détection en chambre à nuage. Il est disponible auprès de la société Safe Fire Detection Inc des États-Unis.
Une autre variante est un compteur de particules ultrafines TSI P-TrakTM disponible auprès de la société TSI Incorporated des États-Unis, compteur qui est basé sur un compteur de noyaux de condensation. Ici, les particules sont initialement passées au travers d'une vapeur saturée d'alcool isopropylique. Cette vapeur se condense sur elles de sorte qu'elles grossissent jusqu'à une taille suffisamment large pour qu'elles diffusent de la lumière et pour qu'elles soient ainsi mesurées par une source de lumière laser focalisée et un photodétecteur.
Le moyen de captage peut être équipé de filtres spécifiques à la taille des particules qui détectent des particules dans des gammes prédéterminées de tailles de particule. Dans un exemple, trois capteurs sont utilisés (mais il est également possible d'utiliser plus de trois capteurs ou moins de trois capteurs), chaque capteur étant équipé d'un filtre qui détecte des particules ayant des tailles se trouvant dans une gamme différente de tailles par rapport aux autres filtres. Les profils résultants des sorties en provenance des trois capteurs procurent des informations utiles sur la distribution des tailles de particules quand un incident de contamination de l'air a lieu. Ces informations peuvent être comparées à des informations correspondantes, déterminées par des expériences, dans la base de données pour identifier les aérocontaminants probables. Une analyse statistique des données peut également être utile à cet égard.
De préférence, l'appareil de la présente invention fonctionne sous la forme d'une unité autonome et peut fonctionner à l'aide d'une batterie rechargeable CC, par exemple. Ainsi, le capteur fonctionne de préférence à faible puissance ou peut être modifié pour fonctionner à faible puissance. Comme autre variante à une unité autonome, l'appareil peut être connecté au circuit électrique d'un aéronef dans lequel il se trouve.
Quand un aéronef est au sol, l'air à la fois à l'intérieur et à l'extérieur de l'aéronef peut être contaminé par de la matière particulaire et des polluants chimiques. Ceci est 12 575 :PE causé, par exemple, par le ravitaillement de l'aéronef ou par les gaz d'échappement des moteurs de l'aéronef et de véhicules adjacents. Ainsi, le capteur est de préférence éteint quand l'aéronef est au sol. Dans un mode de réalisation, le capteur est allumé manuellement une fois que l'aéronef est suffisamment haut dans les airs. Toutefois, dans un mode de réalisation préféré, des moyens sont mis en oeuvre pour détecter quand l'appareil est en vol. Dans le présent mode de réalisation, ce moyen est un capteur de pression, mais, à titre d'exemple, il est également possible d'utiliser un accéléromètre ou un altimètre ; il faut noter que les altimètres sont généralement basés sur des capteurs de pression.
Dans un autre mode de réalisation, le capteur est activé au sol et le processeur surveille la sortie du capteur et est en mesure de détecter, par traçage des particules ultrafines détectées par le capteur, quand l'aéronef a quitté le sol. À cet égard, les niveaux de particules ultrafines détectées par le capteur diminuent quand l'aéronef est en vol étant donné que l'aéronef est à distance de l'air contaminé se trouvant à proximité du sol et généralement tout air cabine de recirculation est passé au travers de filtres haute efficacité pour les particules de l'air (HEPA). De manière typique, la concentration des particules ultrafines n'augmente que pendant environ une minute quand un incident de fuite d'huile a lieu, et quand il y a donc contamination de l'air.
Le tableau ci-dessous présente, à titre d'exemple uniquement, les gammes de concentration de plusieurs substances à analyser trouvées par les inventeurs lors des courtes périodes d'échantillonnage au cours de quelques vols d'aéronefs. Une ou plusieurs de ces substances peuvent être les aérocontaminants ciblés de la présente invention. Substance ug/m3 toluène <3-120 trichloroéthylène <0,1 - 0,8 m xylène <0,8-1,3 limonène 0,8-6 undécane <3-6 fluide hydraulique <2-3 phosphates de tricrésyle <0,03-0,1 huile de moteur <4-8 1325 575 :PE Si un ou plusieurs tubes absorbants sont utilisés pour prélever des échantillons de contrôle ou de secours en cours de vol, ils peuvent être mis en oeuvre tel qu'il est divulgué dans le brevet US 7824479 qui est incorporé dans son intégralité dans les présentes à titre de référence.
Exemples Les inventeurs ont sélectionné deux huiles de moteur couramment utilisées et ont placé 2 µl de chacune d'entre elles dans un courant d'air réchauffé ; les huiles se sont vaporisées dans le courant d'air réchauffé et les produits de dégradation de chaque huile dans la phase particulaire ont été mesurés en utilisant un granulomètre de particules à mobilité rapide FMPS (disponible auprès de TSI ; modèle numéro 3091) et également en utilisant un instrument de comptage de particules ultrafines TSI P-TrakTM et un capteur de particules PegasorRTM Les figures 2a à 5b présentent les résultats, tel qu'il est détaillé ci-dessous.
L'huile de moteur Mobil Jet II (lubrifiant de turbine à gaz du type pour aéronef) a été obtenue auprès de la société Exxon Mobil Corporation, des États-Unis et l'huile de moteur BP 2380 (BP Turbo Oil 2380) a été obtenue auprès de la société BP pic, du Royaume-Uni. Huile de moteur Température de courant d'air °C Résultats utilisée Jet II 350 FMPS - Figure 2a Jet II 350 P-Trak/Pegasor - Figure 2b Jet II 550 FMPS - Figure 3a Jet II 550 P-Trak/Pegasor - Figure 3b BP2380 350 FMPS - Figure 4a BP2380 350 P-Trak/Pegasor - Figure 4b 14 575 :PE BP2380 450 FMPS - Figure 5a BP2380 450 P-Trak/Pegasor - Figure 5b Le granulomètre de particules à mobilité rapide a mesuré la distribution des tailles des particules pour les particules ultrafines produites par les huiles vaporisées. On peut voir que ces distributions diffèrent en fonction de la marque de l'huile utilisée et en fonction de la température à laquelle l'huile s'est décomposée.
Les réponses des capteurs de l'instrument de comptage de particules ultrafines TSI P-TrakTM et du capteur de particules PegasorRTM ont montré une bonne corrélation ainsi que différents profils de sortie pour les différentes huiles et pour les différentes températures.
Les sorties en provenance du granulomètre de particules à mobilité rapide, de l'instrument de comptage de particules ultrafines TSI P-TrakTM et du capteur de particules PegasorRTM montrent les concentrations des particules ultrafines, soit par rapport à la taille des particules (le granulomètre FMPS) soit par rapport au temps (les capteurs). Ces sorties fournissent donc des informations se rapportant à l'ampleur de la fuite d'huile (à savoir le volume de l'huile vaporisée) et donc à l'ampleur du potentiel d'exposition aux contaminants.
Les profils de sortie varient en fonction du type d'huile en question et en fonction de la température de la vaporisation d'huile. Les profils de sortie varient aussi en fonction de la pression à laquelle l'huile est vaporisée (la même pression a été utilisée pour toutes les expériences décrites ci-dessus, à savoir la pression (atmosphérique) ambiante).
Pour la mise en oeuvre de l'invention, une base de données est établie à partir de ces profils de sortie en provenance des capteurs, en utilisant différentes huiles à différentes températures et pressions.
Des informations déterminées par des expériences concernant les aérocontaminants produits par ces huiles vaporisées sont également obtenues et saisies dans la base de données. Par exemple, les huiles sont vaporisées à des températures et pressions 15 575 :PE spécifiques ; les produits de vaporisation sont passés au travers d'un tube adsorbant ou d'un sachet (par exemple un tube TenaxTM ou un sachet TedlarTM) ; les composés organiques semi-volatils atmosphériques (COSV) et les composés organiques volatils (COV) sont capturés par le tube adsorbant ou le sachet ; les COSY et les COV sont identifiés en utilisant des techniques d'analyse telles la chromatographie en phase gazeuse et/ou la spectrométrie de masse.
Les profils de sortie en provenance des capteurs sont corrélés par des expériences avec les aérocontaminants produits par la décomposition thermique des huiles. Ces informations sont stockées dans la base de données, prêtes à des fins d'utilisation dans la présente invention.
Claims (19)
- REVENDICATIONS1. Appareil de surveillance de la qualité de l'air à la REVENDICATIONS1. Appareil de surveillance de la qualité de l'air à la recherche d'aérocontaminants ciblés comportant : un moyen permettant de capter des particules ultrafines dans l'air ; une base de données ; et un processeur permettant de recevoir des informations émises en provenance du moyen de captage ; dans lequel le processeur est adapté pour surveiller les informations émises en provenance du moyen de captage et pour utiliser les informations émises en provenance du moyen de captage pour déterminer si un cas de contamination de l'air a eu lieu et, quand le processeur a déterminé qu'il y a eu contamination, pour comparer les informations émises en provenance du moyen de captage avec les données dans la base de données pour identifier des quelconques aérocontaminants ciblés.
- 2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel le moyen de captage a une sortie numérique ou de tension variable qui est reçue par le processeur.
- 3. Appareil selon la revendication 1 ou la revendication 2, comportant par ailleurs un moyen permettant d'enregistrer des données de fonctionnement alors que l'appareil est en cours d'utilisation, les données de fonctionnement étant de préférence la température de l'air et/ou la pression de l'air.
- 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant par ailleurs un moyen permettant de détecter quand l'appareil est en vol, ce moyen de détection étant de préférence un altimètre, un accéléromètre ou un capteur de pression.
- 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen de captage est mis en oeuvre avec au moins un filtre spécifique à la taille des particules. 17 25 30575 :PE
- 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, qui est adapté pour la surveillance continue de la qualité de l'air.
- 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, qui est adapté pour une surveillance continue en vol de la qualité de l'air à l'intérieur des cabines et/ou des postes de pilotage d'aéronef.
- 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les 10 aérocontaminants ciblés sont des composés organiques volatils et/ou semi-volatils.
- 9. Appareil selon la revendication 8, dans lequel les aérocontaminants ciblés sont des composés organophosphorés. 15
- 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, qui n'a aucun moyen pour stocker des échantillons d'air.
- 11. Procédé de surveillance de la qualité de l'air à la recherche d'aérocontaminants ciblés comportant les étapes suivantes qui consistent à : 20 (a) surveiller les particules ultrafines dans l'air en utilisant un moyen de captage ; (b) émettre des informations en provenance du moyen de captage en direction d'un processeur; (c) détecter toute contamination de l'air en utilisant les informations émises en provenance du moyen de captage ; 25 (d) comparer les informations émises en provenance du moyen de captage avec les données stockées dans une base de données concernant des aérocontaminants ciblés une fois que la contamination de l'air a été détectée ; (e) identifier des quelconques aérocontaminants ciblés dans l'air contaminé. 30
- 12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel le processeur est adapté pour effectuer la détection de l'étape (c) et/ou la comparaison de l'étape (d) et/ou l'identification de l'étape (e). 18575 :PE
- 13. Procédé selon la revendication 11 ou la revendication 12, dans lequel le moyen de captage a une sortie numérique ou de tension variable qui est reçue par le processeur.
- 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, dans lequel la surveillance de l'étape (a) est continue.
- 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, comportant par ailleurs 10 l'étape consistant à mesurer la température et/ou la pression de l'air.
- 16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 15, dans lequel le moyen de captage est mis en oeuvre avec au moins un filtre spécifique à la taille des particules.
- 17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 16, dans lequel les aérocontaminants ciblés sont des composés organiques volatils et/ou semi-volatils.
- 18. Utilisation de l'appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 sur un 20 aéronef à des fins de surveillance de la qualité de l'air à l'intérieur de la cabine et/ou du poste de pilotage de l'aéronef.
- 19. Utilisation du procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 17 sur un aéronef à des fins de surveillance de la qualité de l'air à l'intérieur de la et/ou du 25 poste de pilotage de l'aéronef. 19 15
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20151106 |
|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20160331 |