FR3050270A1 - Systeme de controle de la qualite de l’air dans un environnement clos - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne le domaine du contrôle de la qualité de l'air. Plus précisément, l'invention concerne un système d'identification de la présence de polluants chimiques gazeux, de préférence de composés organiques volatils, dans un environnement clos, ledit système comprenant : - un support (1) n'émettant pas de polluant chimique gazeux ; - un capteur de polluant chimique gazeux (2) ; - au moins un repère colorimétrique (5A, 5B, 5C, 5D, 5E) ; - une application mobile ou une puce électronique ; - un moyen d'enregistrement optique, ledit moyen d'enregistrement optique étant connecté à l'application mobile ou à la puce électronique ; - au moins une base de données ; ladite au moins une base de données étant connectée à l'application mobile ou à la puce électronique ; et - au moins un moyen d'affichage ou de transmission connecté à l'application mobile ou à la puce électronique.
Description
SYSTÈME DE CONTRÔLE DE LA QUALITÉ DE L’AIR DANS UN ENVIRONNEMENT CLOS
DOMAINE DE L’INVENTION
La présente invention concerne le domaine du contrôle de la qualité de l’air. Plus précisément, l’invention s’intéresse à l’identification de la présence de polluants chimiques gazeux tels que des composés organiques volatils, dans un environnement clos, et à la détermination de leur concentration.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
Les composés organiques volatils se trouvent sous forme gazeuse dans l'atmosphère. Ils constituent une famille de produits très large et incluent par exemple le benzène, l’acétone, le perchloroéthylène, ou encore les aldéhydes. La volatilité de ces produits leur confère l'aptitude de se propager plus ou moins loin de leur lieu d'émission, entraînant ainsi des impacts directs et indirects sur leur environnement.
En particulier, les aldéhydes tel que le formaldéhyde, comptent parmi les polluants chimiques domestiques les plus abondants. Leurs sources sont extrêmement nombreuses. Les sources principales d'émission des aldéhydes se trouvent à l'intérieur des habitations et sont très diverses : les résines et les colles servant à fabriquer les bois agglomérés, les panneaux de particules et les contreplaqués ; les mousses isolantes urée-formol utilisées comme isolant thermique dans les murs et les cloisons ; les revêtements textiles, papiers peints, peintures, cuirs... Compte tenu des effets nocifs de tels polluants chimiques sur la santé publique, il apparaît nécessaire de diagnostiquer l’air ambiant des bâtiments d'habitation, et d’évaluer leur nocivité. π existe déjà plusieurs méthodes bien connues pour déterminer l’état de saturation d’une pièce en formaldéhyde : 1. des méthodes chromatographiques en phase liquide, 2. des tubes indicateurs colorimétriques, 3. des cellules électrochimiques, 4. des méthodes colorimétriques associées à des lecteurs optiques.
Les méthodes chromatographiques en phase liquide imposent une étape d’analyse en laboratoire et un équipement complexe. En conséquence, elles sont longues et chères.
Les tubes indicateurs colorimétriques s’avèrent peu adaptés pour un usage domestique : ils ont un seuil de détection trop élevé pour des applications dans un environnement clos tel qu’une pièce.
Les cellules électrochimiques sont également peu sélectives et donc peu adaptées : elles ont un seuil de détection supérieur à la valeur limite d’exposition, considérée comme polluante, dans les maisons d’habitation.
Les méthodes colorimétriques impliquent, après changement de couleur d’un capteur, une mesure par un analyseur ou un spectrophotomètre laser. Ces techniques peuvent être chères et peu pratiques d’utilisation.
Ainsi, les méthodes de l’art antérieur ne sont : soit pas adaptées aux mesures en environnement clos, ou soit requièrent un équipement ou un protocole long et coûteux. L’utilisateur cherchant une information fiable et facile à mettre en œuvre, sur la présence ou l’absence d’une quantité nocive de formaldéhyde dans un environnement clos, est actuellement dépourvu de solution adaptée aussi bien à un usage domestique qu’à un usage industriel, et qui propose des solutions simples et adaptées à la situation. RÉSUMÉ
La présente invention concerne un système d’identification de la présence d’au moins un polluant chimique gazeux, de préférence un composé organique volatil, dans un environnement clos, ledit système comprenant : un support n’émettant pas de polluant chimique gazeux ; un capteur de polluant chimique gazeux rendu solidaire du support ; ledit capteur changeant de couleur en fonction de la concentration en polluant chimique gazeux et du temps d’exposition ; au moins un repère colorimétrique correspondant à la gamme de longueurs d’onde absorbées par le capteur ; optionnellement, un détecteur d’humidité ; une application mobile ou une puce électronique ; un moyen d’enregistrement optique apte à obtenir une vue du capteur ou de l’ensemble formé par le capteur et son support, ledit moyen d’enregistrement optique étant connecté à l’application mobile ou à la puce électronique ; au moins une base de données, utile pour la détermination de la couleur exacte du capteur enregistré et pour la détermination de la concentration du polluant chimique gazeux dans l’environnement clos considéré ; ladite au moins une base de données étant connectée à l’application mobile ou à la puce électronique ; et au moins un moyen d’affichage ou de transmission connecté à l’application mobile ou à la puce électronique.
Selon un mode de réalisation, le polluant chimique gazeux est un composé organique volatil (COV), de préférence un aldéhyde ; plus préférentiellement le formaldéhyde.
Selon un mode de réalisation, le capteur comprend un matériau absorbant spécifique nanoporeux fonctionnalisé avec au moins une molécule sonde capable de réagir en présence du polluant chimique gazeux ; de préférence capable de réagir en présence d’un composé organique volatil.
Selon un mode de réalisation, la molécule sonde est choisie parmi les énaminomes et les couples β-dicétone/amine, les imines et les hydrazines, ou les sels dérivés de ces composés.
Selon un mode de réalisation, le matériau absorbant est un composé obtenu par un procédé sol-gel ; de préférence le matériau absorbant est de forme parallélépipédique.
Selon un mode de réalisation, le système comprend en outre au moins un code-barres, de préférence situé sur le support (1).
La présente invention concerne également un procédé pour la détermination d’un niveau de concentration d’un polluant chimique gazeux, de préférence un composé organique volatil, dans un environnement clos, mettant en œuvre un système selon l’invention, comprenant une application mobile ou une puce électronique qui : a. analyse un premier enregistrement optique du support comprenant le capteur, b. analyse un second enregistrement optique du même support comprenant le capteur à l’expiration d’une durée « t », c. compare le premier et le second enregistrement optique, d. calcule une distance colorimétrique, e. analyse ladite distance colorimétrique en relation avec la base de données et détermine la concentration du polluant chimique gazeux dans l’environnement clos, et f. affiche ou transmet la concentration du polluant chimique gazeux dans l’environnement clos.
La présente invention concerne en outre une méthode d’utilisation du système selon l’invention, en vue de la détermination de la concentration d’un polluant chimique gazeux, de préférence un composé organique volatil, dans un environnement clos, comprenant les étapes suivantes: a. fournir le support comprenant le capteur et, le cas échéant, le détecteur d’humidité, b. fournir l’application mobile ou la puce électronique, c. placer le support comprenant le capteur dans l’environnement clos à mesurer. d. effectuer un premier enregistrement optique du support comprenant le capteur, e. effectuer un second enregistrement optique du support comprenant le capteur, à l’expiration d’une durée « t », f. déterminer le niveau de concentration selon le procédé de l’invention.
La présente invention concerne également un conditionnement comprenant au moins un système selon l’invention, ledit conditionnement étant étanche à l’humidité, à la lumière et/ou aux gaz.
La présente invention concerne également un système embarqué comprenant un dispositif, tel qu’un dispositif de ventilation ou de purification d’air, dans lequel est monté solidaire au moins un système selon l’invention.
DÉFINITIONS
Dans la présente invention, les termes ci-dessous sont définis de la manière suivante : « Abaque » : table de calcul susceptible de donner directement la concentration en polluants chimiques gazeux, tels que les COV, d’un environnement clos à partir d’une couleur enregistrée optiquement, ou d’une différence entre deux couleurs enregistrées optiquement. « Aldéhyde » : composé chimique ayant au moins un groupe -CO-H. « Alcool » : composé chimique ayant au moins un groupe -OH. « Application mobile » : logiciel applicatif ; programme autonome conçu pour être téléchargé et exécuté sur un terminal mobile, comme un smartphone ou une tablette tactile. « Code-barres » : au sens de la présente invention, le terme « code-barres » inclut les codes-barres à une dimension (ID) et les codes-barres à deux dimensions (2D, également nommés « codes-carrés »). Selon un mode de réalisation, les codes-carrés sont choisis parmi les codes de type « QR code » (abréviation de « Quick Response ») ou de type « Datamatrix ». Selon un mode de réalisation, le code de type « Datamatrix » est un « Flash code ». Les codes-carrés sont constitués de modules noirs disposés dans un carré à fond blanc. L’agencement de ces points définit l'information que contient le code. Le contenu des codes-carrés peut être décodé rapidement après avoir été lu par un lecteur de code-barres adapté, du type de ceux contenus dans les terminaux mobiles, téléphone mobile de type smartphone, ou tablette. « Colorimétrie » : méthode d’analyse d’échantillons colorés. « Composés Organiques Volatils » ou « COV »: tout composé organique, à l’exclusion du méthane, ayant une pression de vapeur supérieure ou égale à 0,01 kPa à une température de 293,15 K (20°C) ou ayant une volatilité correspondante dans des conditions d’utilisation particulières (pression et température). Les COV incluent notamment les aldéhydes tel que le formaldéhyde ; les hydrocarbures tels que l’éthane, le propane, le butane, le benzène ; les alcools tel que l’éthanol ; l’acétone ; ou encore le perchloroéthylène. Selon la présente invention, les COV peuvent être d’origine naturelle ou provenir d’activités humaines. « Couleurs Pantone » : couleur du Nuancier Pantone, également appelé Pantonier, qui comporte huit cents tonalités différentes. « Environnement clos » : volume délimité par des parois créant une coupure physique entre l’air extérieur et l’air contenu dans le volume, et dans lequel l’air extérieur n’est pas circulant. En particulier, peut être défini comme un environnement clos au sens de la présente invention une pièce, un entrepôt, un bureau, une chambre ou plus généralement un milieu fermé, dans lequel l’air extérieur n’est pas circulant. « Espace colorimétrique » ou « Espace de couleur »: représentation des couleurs dans un système de synthèse des couleurs sous la forme de triplets. Chaque couleur de lumière peut donc être caractérisée par un point dans un espace à trois dimensions. « Formaldéhyde » : composé organique de formule HCHO. « Molécule sonde » : tout composé chimique organique portant une fonction réactive permettant de réagir avec le polluant chimique gazeux et conduisant à au moins une modification de ses propriétés physico-chimiques, détectable par colorimétrie. Selon un mode de réalisation préféré, la molécule sonde est particulièrement adaptée pour la réaction avec un aldéhyde ; de préférence, avec le formaldéhyde. « Niveau de concentration » : gamme de concentration à laquelle, suivant ses valeurs bornes, il est fait référence par un mot générique du type « faible », « normal » ou « élevée ». « Solidaire » : assemblé, lié, fixé de manière non amovible sans intervention volontaire. « Spectrophotomètre » : appareil de mesure de l'absorbance d'une solution à une longueur d'onde donnée ou sur une région donnée du spectre réglée en fonction de la substance dont on veut connaître la concentration. « Zone » : partie d’un espace délimitée spatialement.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
La présente invention propose une nouvelle solution, utilisable facilement sur le site de mesure, de contrôle de la qualité de l’air, de l’identification de la présence de polluants chimiques gazeux ; en particulier, des composés organiques volatils, ou de la gestion d’une pollution induite par ce(s) polluant(s), dans un environnement clos.
La présente invention s’intéresse à différents polluants chimiques gazeux, notamment à des composés organiques volatils ; de préférence, au formaldéhyde.
Dans un premier aspect, l’invention a pour objet un système d’identification, dans un environnement clos, de la présence d’au moins un polluant chimique gazeux et le cas échéant, de la gestion d’une pollution induite par ce polluant, qui comprend : un support n’émettant pas de polluant chimique gazeux ; un capteur de polluant chimique gazeux ; rendu solidaire du support ; ledit capteur changeant de couleur en fonction de la concentration en polluant chimique gazeux et du temps d’exposition ; au moins un repère colorimétrique correspondant à la gamme de longueurs d’onde absorbées par le capteur ; une application mobile ou une puce électronique ; optionnellement, un détecteur d’humidité ; un moyen d’enregistrement optique apte à obtenir une vue du capteur ou de l’ensemble formé par le capteur et son support, ledit moyen d’enregistrement optique étant connecté à l’application mobile ou à la puce électronique ; au moins une base de données, utile pour la détermination de la couleur exacte du capteur enregistré et pour la détermination de la concentration du polluant chimique gazeux dans l’environnement clos considéré ; ladite au moins une base de données étant connectée à l’application mobile ou à la puce électronique ; et au moins un moyen d’affichage ou de transmission connecté à l’application mobile ou à la puce électronique.
Selon un mode de réalisé préférée, l’invention a pour objet un système d’identification, dans un environnement clos, de la présence d’un composé organique volatil (COV) et le cas échéant, de la gestion d’une pollution par ledit COV, qui comprend : un support n’émettant pas de polluant chimique gazeux ; un capteur de COV ; rendu solidaire d’un support n’émettant pas de COV, ledit capteur changeant de couleur en fonction de la concentration en polluant chimique gazeux et du temps d’exposition ; au moins un repère colorimétrique correspondant à la ganune de longueurs d’onde absorbées par le capteur ; une application mobile ou une puce électronique ; optionnellement, un détecteur d’humidité ; un moyen d’enregistrement optique apte à obtenir une vue du capteur ou de l’ensemble formé par le capteur et son support, ledit moyen d’enregistrement optique étant connecté à l’application mobile ou à la puce électronique ; au moins une base de données, utile pour la détermination de la couleur exacte du capteur enregistré et pour la détermination de la concentration du COV dans l’environnement clos considéré ; ladite au moins une base de données étant connectée à l’application mobile ou à la puce électronique ; au moins un moyen d’affichage ou de transmission connecté à l’application mobile ou à la puce électronique.
Selon un mode de réalisation, le COV est un aldéhyde ; de préférence, le formaldéhyde. Selon un mode de réalisation, la connexion entre l’application mobile ou la puce électronique et : le moyen d’enregistrement ; la au moins une base de données ; et/ou le au moins un moyen d’affichage ou de transmission est une connexion sans fil.
Selon un mode de réalisation, la connexion entre l’application mobile ou la puce électronique et : le moyen d’enregistrement ; la au moins une base de données ; et/ou le au moins un moyen d’affichage ou de transmission est une connexion filaire.
Selon un mode de réalisation, le système selon l’invention ne comprend pas de colorimètre indépendant.
Selon un mode de réalisation, le système selon l’invention ne comprend pas de colorimètre extérieur.
Selon un mode de réalisation, le système selon l’invention ne comprend pas de spectrophotomètre indépendant.
Selon un mode de réalisation, le capteur permet de piéger un polluant chimique gazeux. Selon un mode de réalisation préféré, le capteur permet de piéger un composé organique volatil ; de préférence, un aldéhyde ; plus préférentiellement, du formaldéhyde. Avantageusement, le capteur comprend un matériau absorbant poreux capable de piéger le polluant chimique à la fois sur la surface externe et à l’intérieur des pores du matériau. Ainsi, le capteur présente une sensibilité de détection vis-à-vis des polluants chimiques gazeux, améliorée et reproductible.
Selon un mode de réalisation, le capteur comprend un matériau absorbant spécifique. Selon un mode de réalisation, le capteur comprend un matériau absorbant poreux. Selon un mode de réalisation, le capteur comprend un matériau absorbant nanoporeux. Selon un mode de réalisation, le capteur est constitué d’un matériau absorbant poreux ; de préférence, nanoporeux.
Selon un mode de réalisation, le matériau absorbant poreux est un matériau obtenu par un procédé sol-gel. Selon un mode de réalisation, le matériau absorbant poreux est obtenu selon l’un des procédés de synthèse décrit dans FR 2 890 745.
Selon un mode de réalisation, le matériau absorbant poreux est fonctionnalisé avec au moins une molécule sonde capable de réagir en présence d’un polluant chimique gazeux ; de préférence, avec un composé organique volatil (COV); plus préférentiellement, avec un aldéhyde ; plus préférentiellement, avec du formaldéhyde.
Selon un mode de réalisation, la molécule sonde réagit spécifiquement avec un polluant chimique gazeux ; de préférence, avec un composé organique volatil (COV); plus préférentiellement, avec un aldéhyde ; plus préférentiellement, avec du formaldéhyde.
Selon un mode de réalisation, le matériau absorbant est fabriqué par un procédé sol-gel. Selon un mode de réalisation, le matériau absorbant est de forme parallélépipédique. Selon un mode de réalisation, le matériau absorbant comprend un matériau absorbant spécifique nanoporeux fonctionnalisé avec au moins une molécule sonde qui est capable de réagir avec une fonction aldéhyde. Selon un mode de réalisation, la molécule sonde est choisie parmi les énaminomes et les couples β-dicétone/amine, les imines et les hydrazines, ou les sels dérivés de ces composés. Selon un mode de réalisation, le composé organique volatil est le formaldéhyde.
Avantageusement, le matériau absorbant change de couleur en fonction de la concentration en polluant chimique gazeux. Ainsi, lorsque le capteur de l’invention rentre en contact avec un polluant chimique gazeux, le capteur change de couleur et absorbe une longueur d’onde dont l’intensité est proportionnelle à la concentration en polluant spécifiquement absorbé par ledit capteur dans le temps. En particulier, lorsque le capteur est mis en contact d’aldéhyde tel que le formaldéhyde, le capteur absorbe la gamme de longueurs d’onde correspondant au jaune et l’intensité est fonction de la concentration en aldéhyde absorbé et du temps d’exposition.
Le capteur est placé ou fixé sur un support, et est de préférence rendu solidaire du support par tout moyen approprié. Suivant un mode de réalisation, le capteur est fixé au support par collage, avec une colle ne dégageant pas de polluant chimique gazeux ; de préférence, ne dégageant pas de COV ; tel que par exemple, une colle cyanhydrique.
Dans premier un mode de réalisation, le support est rigide. Dans un second mode de réalisation, le support est souple.
Selon un mode de réalisation, le support n’est pas sensible à l’humidité.
Selon un mode de réalisation, le support n’émet pas de polluant chimique gazeux.
Selon un mode de réalisation, le support n’émet pas de COV.
Selon un mode de réalisation, le support est magnétique.
Selon un mode de réalisation, le support est un support plan adhésif, sur l’une ou l’autre de ses faces.
Selon un mode de réalisation, le support est en papier, papier plastifié, carton, polymère.
Selon un mode de réalisation, le support comprend au moins un code d’identification, notamment un code-barres; de préférence un code-carré ; plus préférentiellement un QR code. Ce code d’identification, notamment ce code-barres; de préférence ce code-carré, plus préférentiellement ce QR code permet d’identifier unitairement le support. Selon un mode de réalisation, le support comprend 2 codes d’identification, notamment 2 codes-barres; de préférence 2 codes-carré ; plus préférentiellement 2 QR codes. Le premier code d’identification permet d’identifier le support ; et le second code d’identification permet de télécharger l’application mobile associée au support et au capteur.
Selon un mode de réalisation le support est d’une couleur uniforme.
Selon un mode de réalisation le support est d’une couleur claire et constante.
Selon un mode de réalisation, le support est une carte configuré pour être exposée aux polluants chimiques gazeux, notamment aux COV.
Selon un mode de réalisation, le au moins un repère colorimétrique se situe sur le support. Selon un mode de réalisation, le support constitue un espace colorimétrique, dans lequel se trouve le capteur. Dans ce mode de réalisation, le support présente 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, ou 10 zones, dont au moins une est colorée. La coloration d’au moins une zone permet de créer un témoin coloré pour évaluer l’évolution de la couleur du capteur.
Avantageusement, au moins une zone a une forme géométrique. La forme géométrique peut être un cercle, un carré, un triangle, un rectangle. Selon un mode de réalisation, toutes les zones sont de forme géométrique identique. Dans un autre mode de réalisation, au moins deux zones ont des formes géométriques différentes.
Selon un mode de réalisation, le support comprend au moins deux zones : au moins une zone témoin, une zone sur laquelle est placé ou fixé le capteur.
Selon un mode de réalisation, le support comprend au moins trois zones : au moins une zone de couleur blanche ou noire, au moins une zone témoin, une zone sur laquelle est placé ou fixé le capteur.
Selon un mode de réalisation, le support contient cinq zones : une zone de couleur blanche, une zone de couleur noire, une zone de couleur grise neutre, de préférence gris pantone 424C, une zone témoin de couleur jaune, de préférence jaune pantone 108C, et une zone sur laquelle est placé ou fixé le capteur.
Selon un mode de réalisation, les couleurs des zones du support sont des couleurs référencées et/ou calibrées dans des nuanciers. Selon un mode de réalisation, les couleurs des zones du support sont des couleurs Pantone. Selon un mode de réalisation, les couleurs des zones du support sont des couleurs RAL.
Les couleurs noir et blanche ont pour fonction de permettre l’ajustement à la température de couleur réelle c’est-à-dire recalibrer la couleur pour effacer les différences dues à l’enregistreur optique ou à l’éclairage.
La présence et la disposition des différentes zones, y compris la zone comprenant le QR code, ont pour fonction de permettre la correction de la géométrie de la prise de vue. En effet, lors de la prise de vue, un angle peut se former entre le moyen d’enregistrement optique et la carte impliquant une légère modification des dimensions de la carte.
Selon un mode de réalisation, le support comprenant le capteur de polluants chimiques gazeux, au moins un repère colorimétrique et, optionnellement, un code-barres et un détecteur d’humidité, est conditionné dans un emballage. Selon un mode de réalisation l’emballage du support est étanche à l’humidité, à la lumière et/ou aux gaz.
Selon un mode de réalisation, le conditionnement comprend au moins un système tel que décrit précédemment, ledit conditionnement étant étanche à l’humidité, à la lumière et/ou aux gaz.
Selon un mode de réalisation, le support est une carte.
Selon un mode de réalisation, le support est conditionné sous azote.
Selon un mode de réalisation, l’emballage comprend une notice (mode d’emploi).
Selon un premier mode de réalisation, l’emballage comprend un détecteur d’humidité. Selon un second mode de réalisation, le détecteur d’humidité est placé dans un emballage indépendant. Selon un mode de réalisation, le détecteur d’humidité est placé sur le support ; de préférence, sur la carte.
Selon un mode de réalisation, le support comprend au moins deux capteurs, de préférence 3, 4, 5, 6 capteurs, chaque capteur étant conditionné dans un emballage individuel, les 2,3, 4, 5, 6 emballages individuels étant placé dans un étui.
Selon un mode de réalisation, l’emballage ou le conditionnement comprend plusieurs supports, lesdits supports étant chacun conditionné séparément.
Selon un mode de réalisation, le capteur d’humidité comprend au moins trois zones de réaction avec l’air ambiant. Ces zones permettent de connaître de manière qualitative l’humidité de la pièce. Chaque zone correspond à une valeur particulière de l’humidité. Selon un mode de réalisation, le capteur d’humidité comprend 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 zones de détermination de l’humidité. De préférence, le capteur d’humidité est du type commercialisé par 3M sous le nom Humidity indicator card. L’invention comprend un moyen d’enregistrement optique du capteur, permettant d’acquérir un enregistrement, par exemple une image ou une photographie du capteur.
Selon un mode de réalisation, le moyen d’enregistrement optique est une caméra. Selon un mode de réalisation, le moyen d’enregistrement optique est un appareil photo. Selon un mode de réalisation, le moyen d’enregistrement optique est un capteur comprenant au moins une photodiode, de préférence un capteur de type CMOS (« Complementary Metal-Oxide-Semiconductor »). Selon un mode de réalisation, le moyen d’enregistrement optique est inclus dans un ordinateur personnel, qui est de préférence un terminal mobile (téléphone intelligent, dit « smartphone » ou tablette tactile) de type lOS ou Android.
Selon un mode de réalisation, l’application mobile ou la puce électronique analyse un premier enregistrement pris au moyen de l’enregistreur optique et le classifie comme enregistrement de référence. Selon un mode de réalisation, l’application mobile ou la puce électronique comprend un système expert d’analyse de l’enregistrement. Selon un mode de réalisation, l’application mobile ou la puce électronique affiche l’enregistrement et une demande de validation de l’enregistrement, ou une demande de refaire un enregistrement. Au bout d’un temps t, l’application mobile ou la puce électronique envoie une notification de prendre une seconde photo et d’indiquer une donnée d’humidité de l’environnement clos. Dans le mode de réalisation de l’invention où le système comprend un détecteur d’humidité, l’application mobile comprend de préférence un système d’analyse de l’humidité détectée par le détecteur d’humidité.
Selon un mode de réalisation, l’application mobile ou la puce électronique comprend un système d’analyse du volume de l’environnement clos dans lequel est placé le capteur, après avoir été déconditionné.
Selon un mode de réalisation, l’application mobile ou la puce électronique comprend un système d’analyse de conditions environnementales s’appliquant au capteur déconditionné (notamment saison, météo, présence ou absence de chauffage ou de climatisation, volume de la pièce, présence ou non de ventilation).
Selon un mode de réalisation, l’application mobile ou la puce électronique comprend un système de ségrégation des images optiques enregistrées par le moyen d’enregistrement optique, et un moyen de communication avec l’utilisateur, pour lui demander le cas échéant d’enregistrer à nouveau une image optique.
Selon un mode réalisation, l’application mobile ou la puce électronique est apte à comparer deux enregistrements optiques qui lui ont été soumis successivement pour un environnement clos donné, et à évaluer le différentiel de couleur ou différence colorimétrique du capteur entre les deux images optiques.
Selon un mode de réalisation, l’application mobile ou la puce électronique est apte à effectuer le traitement des données, notamment de l’image, obtenues par les moyens d’enregistrement optiques et de communiquer avec la base de données.
La méthode de comparaison de deux couleurs est bien connue de l’homme de l’art. En effet, celle-ci nécessite un calcul qui permet de trouver la différence entre deux couleurs faisant intervenir deux points, dans un espace à trois dimensions: la distance entre deux points est la différence de couleur. Les trois dimensions de l’espace sont remplacées par les trois couleurs primaires : rouge, vert, bleu. Toutes les couleurs sont une combinaison de ces trois couleurs de base.
Selon un mode de réalisation, la méthode de comparaison de deux couleurs est choisie parmi les méthodes ayant comme référentiel CIE Lab ou HSV. Selon un mode de réalisation préférée, la méthode de comparaison de deux couleurs utilise le référentiel HSV (Hue Saturation Value ou « Teinte Saturation Valeur », TSV).
Le référentiel HSV est un système de gestion de couleurs basée sur la perception des couleurs et fait appel à un espace 3D dans lequel les dimensions sont définies par la teinte, la saturation et la valeur. Le référentiel HSV est également nommé référentiel HSB (Hue Saturation Brightness).
Dans le référentiel CIE LAb, le calcul en lui-même fait appel à l'espace à trois dimensions CIE Lab, formée par l'axe L (noir-blanc), l'axe a (vert - magenta) et l'axe b (jaune - bleu), qui correspond à la différence de sensation colorée. Plus la distance est grande et plus la différence de couleur est grande. Dans le cas contraire, moins la distance est grande et moins il y a de différence entre les deux nuances. Ή s'agit alors, tout simplement, de remplacer leurs coordonnées CIE Lab dans l'équation algébrique suivante :
Selon un mode de réalisation, l’application est en connexion avec un serveur embarqué comprenant la base de données ou avec un serveur distant comprenant la base de données.
Selon un mode de réalisation, l’application mobile comprend un logiciel de détermination de la concentration en polluant chimique gazeux, en particulier en composé organique volatil, dans le capteur dont il a analysé une image optique, utilisant des informations contenues dans une base de données.
Selon un mode de réalisation, l’application mobile calcule la concentration en polluants chimiques gazeux ; optionnellement, l’application mobile affiche une évaluation de la concentration en composé(s) organique(s) volatil(s). Suivant un mode de réalisation, l’application mobile affiche l’un des trois éléments suivants : (1) air peu pollué ; par exemple, pour le formaldéhyde, moins de 30 microgrammes par mètre cube (2) air modérément pollué; par exemple, pour le formaldéhyde, de 30 à 100 microgrammes par mètre cube (3) Air à risque ; par exemple, pour le formaldéhyde, plus de 100 microgrammes par mètre cube.
Selon un mode de réalisation, la base de données contient des abaques, permettant d’identifier la couleur exacte du capteur, et de déduire de cette couleur la concentration du polluant chimique gazeux, en particulier du composé organique volatil, présent dans la pièce.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le support comprenant le capteur est embarqué dans un dispositif, notamment dans un lecteur, dans un dispositif de ventilation ou dans un dispositif de purification d’air.
Selon un mode de réalisation, le support comprend au moins un composant électronique, en particulier un circuit intégré aussi appelé puce électronique. Selon un mode de réalisation, le support comprend un circuit intégré numérique, de préférence un microprocesseur de signal numérique.
Selon un mode de réalisation, le support comprend une puce et un capteur Rouge Vert Bleu.
Selon un mode de réalisation, le système embarqué selon l’invention comprend une source lumineuse, par exemple une LED blanche, éclairant le capteur, et un moyen d’enregistrement optique de la couleur du capteur. Selon un mode de réalisation, le moyen d’enregistrement optique est un capteur Rouge Vert Bleu.
Selon un mode de réalisation, le circuit intégré réalise toutes les fonctionnalités citées plus haut pour l’application mobile.
Selon un mode de réalisation, le système embarqué comprend un capteur selon l’invention, une source lumineuse et un capteur Rouge Vert Bleu. Selon un mode de réalisation, le système embarqué comprend un film de protection entre la source lumineuse et le capteur Rouge Vert Bleu pour éviter l’exposition directe. Selon un mode de réalisation, le système embarqué comprend un masque de protection contre les interférences.
Selon un mode de réalisation, le système selon l’invention comprend en outre une base de données de conseils, qui sont liés à la couleur identifiée du capteur, et envoyé par l’application mobile à rutilisateur. Ces conseils concernent notamment la ventilation de l’environnement clos, l’éradication d’une source de polluant chimique gazeux tels que les COV ou l’utilisation d’un purificateur. Ces conseils peuvent également être présentés sous la forme de liens vers des sites internet présentant des produits dont la qualité a été certifiée.
Selon un mode de réalisation, le système selon l’invention comprend en outre un moyen d’affichage ou de transmission connecté à l’application mobile ou à la puce électronique. Selon un mode de réalisation, le moyen d’affichage est configuré pour afficher la concentration en polluant chimique gazeux et/ou des conseils extraits de la base de données de conseils. Selon un mode de réalisation, le moyen de transmission est configuré pour transmettre la valeur estimée de concentration du polluant chimique gazeux, notamment du COV.
Dans un second aspect, l’invention a également pour objet un procédé pour la détermination de la concentration d’un polluant chimique gazeux ; de préférence, un composé organique volatil, dans un environnement clos, mettant en œuvre le système décrit précédemment comprenant une application mobile qui : a. analyse un premier enregistrement optique du support comprenant le capteur, b. analyse un second enregistrement optique du même support comprenant le capteur à l’expiration d’une durée « t », c. compare le premier et le second enregistrement optique, d. calcule une distance colorimétrique, e. analyse ladite distance colorimétrique dans la durée « t » en relation avec la base de données, et détermine la concentration du polluant chimique gazeux dans l’environnement clos, et f. affiche ou transmet la concentration du polluant chimique gazeux dans l’environnement clos.
Selon un mode de réalisation, le procédé selon l’invention comprend en outre l’étape, d’évaluation de la qualité de l’image analysée et, le cas échéant, d’exiger un nouvel enregistrement optique.
Selon un mode de réalisation, le procédé selon l’invention comprend en outre l’étape de prise en compte de paramètres pouvant influer sur les résultats, par exemple, et de manière non limitative, la température de l’environnement clos, la pression environnementale, la présence et l’ancienneté du mobilier, le volume de l’environnement clos, la présence d’une ventilation, d’un chauffage ou d’une climatisation, le nombre de portes ou de fenêtres. L’invention a de nombreux avantages, dont celui de permettre un test rapide, fiable et très économe en énergie. L’invention a également pour objet une méthode d’utilisation du système en vue de la détermination de la concentration d’un polluant chimique gazeux, de préférence un composé organique volatil, dans un environnement clos, comprenant les étapes suivantes: a. fournir le support comprenant le capteur et, le cas échéant, le détecteur d’humidité, b. fournir l’application mobile ou la puce électronique, c. placer le support comprenant le capteur dans l’environnement clos à mesurer, d. effectuer un premier enregistrement optique du support comprenant le capteur, e. effectuer un second enregistrement optique du support comprenant le capteur, à l’expiration d’une durée « t », f. déterminer le niveau de concentration selon le procédé précédemment décrit.
Selon un mode de réalisation, le premier enregistrement est effectué entre 5 et 90 minutes après le déconditionnement de la carte. Selon un mode de réalisation, l’application est fournie par téléchargement à l’aide du code-barres, préférentiellement à l’aide du QR code, fourni sur le conditionnement ou la notice. Selon un mode de réalisation, le code situé sur le support sert à identifier unitairement le capteur.
Selon un mode de réalisation, la méthode d’utilisation selon l’invention comprend en outre l’étape préliminaire, avant d’ouvrir le conditionnement dans lequel est la carte, de préparer l’environnement clos à mesurer et les conditions d’enregistrement optiques.
Selon un mode de réalisation, la méthode d’utilisation selon l’invention comprend en outre l’étape de déterminer l’humidité de l’environnement clos. Avantageusement, l’enregistrement optique est effectué à un moment où il y a une bonne luminosité dans l’environnement clos. Avantageusement, le support est placé au niveau d’une source lumineuse, par exemple une fenêtre, préférentiellement sans exposition directe à la lumière du soleil. Selon un mode de réalisation, la durée « t » va de 2h à 48h. De préférence, la durée « t » est égale à 24h.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
La Figure 1 est une vue de dessus du système selon l’invention.
La Figure 2 illustre le capteur embarqué selon l’invention.
LISTES DES REFERENCES 1 - Support 2 - Capteur 3 - Carré central 4 - Rectangle SA, SB, SC, SD, SE - Carré de repère colorimétrique 6 - QR Code 7 - LED blanche 8 - Capteur Rouge Vert Bleu 9 - Film de protection 10 - Surface blanche 11 - Masque de protection contre les interférences
EXEMPLES
La présente invention se comprendra mieux à la lecture des exemples suivants qui illustrent non-limitativement l’invention.
Exemple 1 : Carte-cible
La figure 1 montre un mode de réalisation de l’invention dans lequel un support 1 porte un capteur 2, qui est un matériau absorbant spécifique nanoporeux fonctionnalisé. Le support 1 est un support de type carte. Le capteur 2 est positionné sur ce support 1 dans un carré central 3 comprenant en son centre un rectangle 4 délimitant une zone destinée à recevoir le capteur 2. Le capteur 2 est fixé par collage, avec une colle ne dégageant pas de COV, par exemple une colle cyanhydrique.
Le support comprend en outre quatre carrés 5A, 5B, 5C, 5D de couleurs différentes : par exemples un carré jaune (représenté par le carré hachuré), un carré blanc, un carré gris et un carré noir dont l’ordre de placement est sans importance.
Le capteur 2 est un capteur de formaldéhyde qui évolue dans une gamme de jaunes et au moins un des carrés 5A, 5B, 5C, 5D est de couleur pantone jaune aux fins de l’évaluation de l’évolution de la couleur du capteur avec un témoin immuable dans la gamme de couleur. Les carrés blanc, gris et noir servent à ajuster à la température de couleur réelle c’est-à-dire recalibrer la couleur pour effacer les différences dues à l’enregistreur optique ou à l’éclairage.
Le support 1 comprend en outre un QR code 6 qui sert à identifier unitairement le capteur, et notamment à identifier le capteur dans la base de données.
Avantageusement, les carrés 5A, 5B, 5C, 5D et le QR code 6 sont positionnés sur le support 1 de telle manière qu’ils permettent d’effectuer une correction de la géométrie de la prise de vue, si nécessaire. En effet, lors de la prise de vue, un angle peut se former entre le moyen d’enregistrement optique et la carte impliquant une légère modification des dimensions de la carte.
Avantageusement, le support comprend en outre un ou plusieurs autres carrés 5E qui sont positionnés par rapport aux carrés 5A, 5B, 5C, 5D et au QR code 6 de telle manière qu’ils permettent d’évaluer une possible inclinaison lors de la prise de vue.
Exemple 2 : Exemple d’utilisation de la carte L’utilisateur achète une carte, qui est fournie dans un emballage sous azote. Une notice d’utilisation est fournie avec la carte. Sur la notice, il est précisé que la carte doit être utilisée en relation avec un smartphone et un détecteur d’humidité, et il demandé à l’utilisateur de télécharger l’application mobile. La notice précise à l’utilisateur qu’il doit prendre une photo dans les quelques minutes suivant l’exposition de la carte à l’air ambiant, de préférence de 5 à 90 minutes après l’ouverture du conditionnement. Les conditions de prises de vues sont précisées sur la notice. Pour optimiser la prise de vue, il est souhaitable de choisir un moment du jour où il y a une bonne luminosité pour la photo, et de placer la cible au bord d’une fenêtre sans la lumière directe du soleil. Π est de plus nécessaire de ne pas utiliser de flash afin d’éviter une surexposition. En effet, une exposition au flash ou à une source de lumière implique une inhomogénéité spatiale de l’éclairement.
Dans un premier temps, l’utilisateur teste l’humidité de l’environnement clos dans laquelle est mesurée la concentration en COV. L’application se met en mode photo et l’utilisateur prend une photo de la cible. L’application vérifie si la photo est de mauvaise qualité ou pas, c’est-à-dire si elle est trop floue, pas assez droite, avec des couleurs trop sombres, avec des couleurs trop claires, des mauvaises couleurs. Si tel est le cas, l’application peut demander à répéter l’opération de prise de la photo initiale qui est une photo de référence. Ensuite, l’application signale que vous allez être sollicité dans 24h pour prendre la photo finale et terminer le test.
Dans un second temps, après 24h, l’application demande l’estimation visible sur le détecteur d’humidité puis, demande à prendre une seconde photo, finale, dans les mêmes conditions que la première photo. L’application fait le calcul du polluant à partir des deux photos. L’application cherchera à déterminer les paramètres pouvant influer sur les résultats tels que la température de l’environnement clos, la pression environnementale, le mobilier et son ancienneté, le volume de la pièce, la présence d’une ventilation, le nombre de portes, de fenêtres et parmi ce nombre, celles qui sont ouvertes.
Exemple 3 : Système embarqué
La figure 2 illustre un système embarqué selon l’invention. Le système embarqué comprend un dispositif, notamment dans un lecteur, un dispositif de ventilation ou un dispositif de purification d’air, un support 1 comprenant un capteur 2, une LED blanche 7 éclairant le capteur 2 et un capteur Rouge Vert Bleu 8 pour capter la lumière du capteur 2. Le système embarqué comprend également un film de protection 9 séparant la LED blanche 7 du capteur Rouge Vert Bleu 8, afin d’éviter l’exposition directe du capteur
Rouge Vert Bleu 8. Le système embarqué comprend en outre une surface blanche 10 à l’arrière du support 1 et un masque de protection contre les interférences 11.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Système d’identification de la présence d’au moins un polluant chimique gazeux, de préférence un composé organique volatil, dans un environnement clos, ledit système comprenant : un support (1) n’émettant pas de polluant chimique gazeux ; un capteur de polluant chimique gazeux (2) rendu solidaire du support (1) ; ledit capteur changeant de couleur en fonction de la concentration en polluant chimique gazeux et du temps d’exposition ; au moins un repère colorimétrique (5A, 5B, 5C, 5D, 5E) correspondant à la gamme de longueurs d’onde absorbées par le capteur ; optionnellement, un détecteur d’humidité ; une application mobile ou une puce électronique ; un moyen d’enregistrement optique apte à obtenir une vue du capteur (2) ou de l’ensemble formé par le capteur (2) et son support (1), ledit moyen d’enregistrement optique étant connecté à l’application mobile ou à la puce électronique ; au moins une base de données, utile pour la détermination de la couleur exacte du capteur enregistré et pour la détermination de la concentration du polluant chimique gazeux dans l’environnement clos considéré ; ladite au moins une base de données étant connectée à l’application mobile ou à la puce électronique ; et au moins un moyen d’affichage ou de transmission connecté à l’application mobile ou à la puce électronique.
- 2. Système selon la revendication 1, dans lequel le polluant chimique gazeux est un composé organique volatil (COV), de préférence un aldéhyde ; plus préférentiellement le formaldéhyde.
- 3. Système selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le capteur (2) comprend un matériau absorbant spécifique nanoporeux fonctionnalisé avec au moins une molécule sonde capable de réagir en présence du polluant chimique gazeux ; de préférence capable de réagir en présence d’un composé organique volatil.
- 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que la molécule sonde est choisie parmi les énaminomes et les couples β-dicétone/amine, les imines et les hydrazines, ou les sels dérivés de ces composés.
- 5. Système selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le matériau absorbant est un composé obtenu par un procédé sol-gel ; de préférence le matériau absorbant est de forme parallélépipédique.
- 6. Système selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le système comprend en outre au moins un code-barres, de préférence situé sur le support (1).
- 7. Procédé pour la détermination d’un niveau de concentration d’un polluant chimique gazeux, de préférence un composé organique volatil, dans un environnement clos, mettant en œuvre un système selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant une application mobile ou une puce électronique qui : a. analyse un premier enregistrement optique du support comprenant le capteur ; b. analyse un second enregistrement optique du même support comprenant le capteur à l’expiration d’une durée « t » ; c. compare le premier et le second enregistrement optique ; d. calcule une distance colorimétrique ; e. analyse ladite distance colorimétrique en relation avec la base de données et détermine la concentration du polluant chimique gazeux dans l’environnement clos ; et f. affiche ou transmet la concentration du polluant chimique gazeux dans l’environnement clos.
- 8. Méthode d’utilisation du système selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, en vue de la détermination de la concentration d’un polluant chimique gazeux. de préférence un composé organique volatil, dans un environnement clos, comprenant les étapes suivantes: a. fournir le support comprenant le capteur et, le cas échéant, le détecteur d’humidité ; b. fournir l’application mobile ou la puce électronique ; c. placer le support comprenant le capteur dans l’environnement clos à mesurer ; d. effectuer un premier enregistrement optique du support comprenant le capteur ; e. effectuer un second enregistrement optique du support comprenant le capteur, à l’expiration d’une durée « t » ; f. déterminer le niveau de concentration selon le procédé de la revendication 7.
- 9. Conditionnement comprenant au moins un système selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, ledit conditionnement étant étanche à l’humidité, à la lumière et/ou aux gaz.
- 10. Système embarqué comprenant un dispositif, tel qu’un dispositif de ventilation ou de purification d’air, dans lequel est monté solidaire au moins un système selon l’une quelconque des revendications 1 à 6.
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