WO2020115077A1 - Dispositif de sexage d'embryon aviaire - Google Patents

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WO2020115077A1
WO2020115077A1 PCT/EP2019/083554 EP2019083554W WO2020115077A1 WO 2020115077 A1 WO2020115077 A1 WO 2020115077A1 EP 2019083554 W EP2019083554 W EP 2019083554W WO 2020115077 A1 WO2020115077 A1 WO 2020115077A1
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WO
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electromagnetic wave
sensor
egg
ghz
sex
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/083554
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English (en)
Inventor
Patricio Felipe JAQUE GONZALEZ
Katia Grenier
David Dubuc
Juan Andrés MARTINEZ PEÑUELA
Mylène Anita Irène DA SILVA
Thierry Jacques VÉRONÈSE
Original Assignee
Ovalie Innovation
Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs)
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Filing date
Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/02—Food
    • G01N33/08—Eggs, e.g. by candling
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K43/00—Testing, sorting or cleaning eggs ; Conveying devices ; Pick-up devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N22/00—Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more

Definitions

  • the invention relates to avian embryonic sexing.
  • the invention relates more specifically to a device and a method of avian embryonic sexing by radiofrequency spectroscopy.
  • Avian production pursues various objectives on a global scale. If the majority of production is intended to collect the flesh or the egg of the animal, there are certain particular branches of production, such as that of foie gras in Europe, and particularly in France. As an example, annual French production amounts to 30 million ducks, 48 million laying hens, and nearly one billion chickens.
  • Certain methods seek to identify phenotypic characteristics of the embryo, such as the color of young feathers, by electromagnetic illumination and analysis of the reflected and transmitted spectra.
  • One of the aims of the invention is to provide a device and a method for avian embryonic sexing which are simple, reliable, economical and easily reproducible on an industrial scale.
  • Another object of the invention is to enable early embryonic sexing of the eggs.
  • Another object of the invention is to limit the elimination of animals at birth.
  • Another object of the invention is to optimize the energy used for the brooding of an avian production.
  • Another object of the invention is to propose a method of avian embryonic sexing which is non-invasive. Another object of the invention is to allow broadband spectroscopy to sex an avian embryo.
  • Another object of the invention is to authorize the optimization of sensors for avian embryonic sexing.
  • the subject of the invention is a device for determining the sex of an avian embryo contained in an egg by radiofrequency spectroscopy, the device comprising:
  • a first sensor configured for:
  • - - a support configured to receive the egg.
  • the device according to the invention can also comprise at least one of the following characteristics, taken alone or in combination:
  • the sensor is configured to emit an electromagnetic wave, with a frequency between 30 kHz and 10 GHz,
  • It further comprises a vector analysis module, connected to the first sensor, and configured to determine, as a function of the frequency of the reflected electromagnetic wave which is received by the first sensor, a reflection coefficient, in module and / or in phase of said received electromagnetic wave, - It further comprises a processing module connected to the vector analysis module, and configured to process the reflection coefficient, in module and / or in phase, of said received electromagnetic wave, said reflection coefficient being transmitted by the module d vector analysis,
  • a second sensor configured to receive an electromagnetic wave resulting from the transmission through the egg of the electromagnetic wave emitted by the first sensor, the support extending between the first sensor and the second sensor,
  • the vector analysis module is also connected to the second sensor, and configured to determine, as a function of the frequency of the electromagnetic wave transmitted which is received by the second sensor, a transmission coefficient, in module and / or in phase of said received electromagnetic wave, and
  • the processing module is also configured to process the transmission coefficient, in module and / or in phase of the transmitted electromagnetic wave which is received by the second sensor, said processing coefficient being transmitted by the vector analysis module.
  • the subject of the invention is also a method of determining the sex of an avian embryo contained in an egg, the method comprising the steps of:
  • the method according to the invention can also comprise at least one of the following characteristics, taken alone or in combination:
  • It includes a statistical learning stage during which the transmission and / or reception stages are implemented on a set of reference eggs, for which the sex of the embryo is known.
  • Figure 1 illustrates an exemplary embodiment of a device for determining the sex of an avian embryo by radiofrequency spectroscopy according to the invention
  • FIG. 2 is a flow diagram illustrating an example of implementation of the method for determining the sex of an avian embryo by radiofrequency spectroscopy according to the invention.
  • FIG. 3 illustrates an exemplary embodiment of a sensor for a device for determining the sex of an avian embryo by radiofrequency spectroscopy.
  • a device 1 for determining the sex of an avian embryo by radiofrequency spectroscopy will now be described, as well as a method E for determining the sex of an avian embryo implemented by such a device 1.
  • a device 1 for determining the sex of an avian embryo contained in an egg 2 comprises:
  • the support 4 is configured to receive the egg 2 containing the avian embryo.
  • the first sensor 3 is arranged opposite the support 4 so that an electromagnetic wave emitted by the first sensor 3 is oriented towards the egg 2, when the latter is placed in the support 4. This configuration ensures that the electromagnetic wave emitted by the first sensor 3 can penetrate deep enough inside the egg 2.
  • the first sensor 3 is further configured to receive an electromagnetic wave resulting from the reflection by the egg 2 of the electromagnetic wave emitted by the first sensor 3.
  • the shape of the support 4 can be variable depending on the dimensions of the egg 2 to be analyzed. The same goes for the size of the first sensor 3.
  • the largest dimension of the first sensor 3 typically its length if, as illustrated in the Figure 1, the first sensor 3 has a rectangular parallelepiped shape
  • the penetration of the electromagnetic wave emitted by the first sensor 3 inside the egg 2 is guaranteed.
  • at least one electromagnetic wave resulting from the reflection by the egg 2 of said emitted wave was in interaction with the embryo whose sex must be determined. Indeed, at an early stage of development, it is possible that the embryo is confined in a certain part of the egg 2. With such a device 1, the illumination of the embryo is ensured.
  • the determination device can typically be configured so that, once the egg 2 is in place on the support, the distance separating the exterior surface of the egg 2 from the surface of the first sensor 3 is typically between 0 (contact) and 5 millimeters, for example of the order of a millimeter, and preferably being less than or equal to 1.0 millimeter. Such a configuration ensures that the most probable area where the embryo is located can benefit from electromagnetic illumination of sufficient intensity.
  • the Applicant has noticed that there is a significant correlation between the sex of the embryo contained in egg 2 at an early stage of development (typically 12 days of incubation), and the properties of the reflected electromagnetic wave. by egg 2 when the latter is illuminated by an electromagnetic wave of frequency between 30 kHz and 67 GHz, preferably between 30 kHz and 40 GHz, particularly between 30 kHz and 10 GHz, but also between 10 GHz and 40 GHz.
  • the first sensor 3 is configured to emit a wave electromagnetic, frequency between 30 kHz and 67 GHz towards egg 2, preferably between 30 kHz and 40 GHz, more particularly between 30 kHz and 10 GHz, between 1 GHz and 40 GHz, between 1 GHz and 8 GHz , between 1 GHz and 10 GHz or between 10 GHz and 40 GHz.
  • the Applicant has surprisingly found that the use of a frequency greater than 1 GHz (for example between 1 GHz and 40 GHz, between 1 GHz and 8 GHz or between 1 GHz and 10 GHz) is advantageous.
  • a frequency greater than 1 GHz for example between 1 GHz and 40 GHz, between 1 GHz and 8 GHz or between 1 GHz and 10 GHz.
  • the frequencies in this range allow electromagnetic waves to penetrate the dielectric barrier of the shell and therefore effectively probe the interior of the egg.
  • the determination device 1 comprises a plurality of first sensors 3, all arranged opposite the support 4 so that an electromagnetic wave emitted by each of the first sensors 3 is oriented in the direction of the egg 2, when this- the latter is arranged on the support 4.
  • the plurality of first sensors 2 can typically form a network of first sensors 3 where each first sensor 3 is configured to:
  • the plurality of first sensors 3 can include:
  • a first group of first sensors 3 each configured to emit an electromagnetic wave, of frequency between 30 kHz and 67 GHz, preferably between 30 kHz and 40 GHz, more particularly between 30 kHz and 10 GHz or between 10 GHz and 40 GHz, in the direction of egg 2, when the latter is placed on support 4, and
  • each configured to receive an electromagnetic wave resulting from the reflection by the egg 2 of the electromagnetic wave emitted by a first of the first group of first sensors 3.
  • the use of a plurality of first sensors 3, according to one of the embodiments described, makes it possible to benefit, in operation, from a larger surface for illuminating the egg 2 and to collect waves reflected by the egg 2.
  • the device 1 for determining the sex of the avian embryo contained in the egg 2 can comprise a vector analysis module 5, connected to the first sensor 3, or to the plurality of first sensors 3 ( if necessary, at least to the second group of first sensors 3), and configured to determine, as a function of the frequency of the reflected electromagnetic wave which is received by the first sensor 3, or the plurality of first sensors 3, a coefficient reflection, in module and / or in phase of said received electromagnetic wave.
  • a vector analysis module 5 enables spectroscopy of the egg 2 to be analyzed by illumination, then analysis, of a spectrum of reflection coefficient, in a given range of frequencies.
  • Such a module 5 also makes it possible to carry out a frequency by frequency analysis, in a given range of frequencies.
  • the device 1 for determining the sex of the avian embryo contained in the egg 2 can also include a processing module 6 connected to the vector analysis module 5, and configured to process the coefficient of reflection, in module and / or in phase, of the electromagnetic wave received by the first sensor 3, or the plurality of first sensors 3, said reflection coefficient being transmitted by the vector analysis module 5.
  • a processing module 6 connected to the vector analysis module 5, and configured to process the coefficient of reflection, in module and / or in phase, of the electromagnetic wave received by the first sensor 3, or the plurality of first sensors 3, said reflection coefficient being transmitted by the vector analysis module 5.
  • Such a module 6 allows early determination of the sex of the embryo contained in the egg 2.
  • the device 1 for determining the sex of the avian embryo contained in the egg 2 can comprise a second sensor 7.
  • the second sensor 7 is arranged opposite the support 4 so that an electromagnetic wave resulting from the transmission through the egg 2 of the electromagnetic wave emitted by the first sensor 3, or by a plurality of first sensors 3 , can be received by the second sensor 7, when the egg 2 is placed on the support 4.
  • the second sensor 7 is arranged opposite the support 4 in a symmetrically position opposite the first sensor 3, relative to the support 4. In this way, it is possible to collect the transmitted waves of high intensity.
  • the second sensor 7 can be placed in a position which is not symmetrically opposite to the first sensor 3, so as to collect waves transmitted by refraction inside the egg 2, when the latter is placed on support 4.
  • the largest dimension of the second sensor 7 (typically its length if, as illustrated in FIG. 1, the second sensor 7 has a rectangular parallelepiped shape. ) is of the same order as the largest dimension of the egg 2 (typically its height, as illustrated in FIG. 1) to be analyzed.
  • the collection of the electromagnetic wave transmitted inside the egg 2 is guaranteed.
  • at least one electromagnetic wave resulting from the transmission by the egg 2 of the wave emitted by the first sensor 3 has been in interaction with the embryo whose sex must be determined.
  • the determination device can typically be configured so that, once the egg 2 is in place on the support, the distance separating the external surface of the egg 2 from the surface of the second sensor 7 is between 0 (contact) and 5 millimeters, for example of the order of a millimeter, and preferably being less than or equal to 1.0 millimeter. Such a configuration ensures that the intensity of the electromagnetic wave transmitted through the egg 2 is sufficiently large at the time of collection by the second sensor 7.
  • the determination device 1 comprises a plurality of second sensors 7, all arranged opposite the support 4, so as to be able to collect an electromagnetic wave resulting from the transmission through the egg 2 of the electromagnetic wave emitted by the first sensor 3, when the egg is placed on the support 4.
  • the plurality of second sensors 7 can typically form a network of second sensors 7. The use of a plurality of second sensors 7 makes it possible to benefit, in operation , of a larger surface for collecting the waves transmitted through the egg 2.
  • the vector analysis module 5 can also be connected to the second sensor 7, or to the plurality of second sensors 7, and thus be configured to determine, as a function of the frequency of the electromagnetic wave transmitted. which is received by the second sensor 7, or by the plurality of second sensors 7, a transmission coefficient, in module and / or in phase of said received electromagnetic wave.
  • the processing module 6 can also be configured to process the transmission coefficient, in module and / or in phase of the transmitted electromagnetic wave which is received by the second sensor 7, or by the plurality second sensors 7, said processing coefficient being transmitted by the vector analysis module 5.
  • the presence of a second sensor 7 therefore makes it possible to refine the determination of the sex of the avian embryo at an early stage of development.
  • the Applicant has noticed that there is also a significant correlation between the sex of the embryo contained in egg 2 at an early stage of development (typically 12 days of incubation), and the properties of the electromagnetic wave. transmitted by egg 2 when the latter is illuminated by an electromagnetic wave with a frequency between 30 kHz and 67 GHz, preferably between 30 kHz and 40 GHz, particularly between 30 kHz and 10 GHz, but also between 10 GHz and 40 GHz.
  • a method E of determining the sex of an avian embryo contained in an egg 2 can be implemented by a device 1 according to any of the embodiments previously described.
  • such a method E then comprises the steps of:
  • the method E also comprises a step E3 of receiving an electromagnetic wave resulting from the transmission through the egg 2 of the electromagnetic wave emitted, the determination of the sex of the avian embryo also being implemented from of the transmitted electromagnetic wave.
  • the method E it is possible to provide a statistical learning step E0 during which the emission steps E2 and / or reception E3, E4 are implemented on a set of eggs of reference, for which the sex of the embryo is known.
  • This preliminary screening allows the constitution of a statistical database to which it is possible to compare the properties of an electromagnetic wave received and / or transmitted from an egg whose embryo is of unknown sex.
  • This comparison step can for example be carried out using a neural network.
  • a sensor 3 for device 1 for embryonic sexing by radiofrequency spectroscopy comprises:
  • the substrate 30 comprises an inner surface 300 and an outer surface 302. In addition, it comprises a material with dielectric properties such that the substrate 30 has a low electromagnetic loss.
  • the substrate 30 comprises alumina.
  • the metal access line 32 is printed on the lower surface 300 of the substrate 30, and the metal layer 34 is printed on the upper face 302 of the substrate 30. It also has a characteristic impedance equal to 50 ohms, the value n is not limiting.
  • the metal layer 34 comprises:
  • a radiation area 340 connected to the access line 32 by an electrical connection 341 through the substrate 30, and
  • a mass zone 342 separated from the radiation zone 340 by a substrate zone 304.
  • the metallic access line 32 and the metallic layer 34 can each comprise copper, and be covered with a thin layer of gold in order to avoid any form of oxidation.
  • the substrate 30 can also include a second mass zone (not shown).
  • Such a sensor 3 can for example be of the coplanar waveguide type, terminated in open circuit, and having a circular geometry, as visible in FIG. 3.
  • the radiation area 340 can have a substantially disc shape. , of first radius given R a , and the mass zone 342 can surround a substantially disc-shaped area, of second radius given R b .
  • the distance D separating the radiation area 340 from the mass area 342 is therefore equal to the difference between the second radius R b and the first radius R a , as can be seen in FIG. 3.
  • the substrate area 304 therefore has substantially the form d 'a ring, of thickness equal to the distance D.
  • the distance D determines in particular the radiation frequency of the sensor 3 at which the intensity and the value of the radiated field are maximum.
  • the distance D is between 1 and 8 millimeters, which guarantees optimal radiation properties for frequencies between 2 and 4 GHz.
  • sensor 3 can be envisaged, such as rectangular, triangular and / or in the form of a spiral and / or torus. Such forms can, for example, be advantageous for targeting the frequency ranges most conducive to an early determination of a sex of an embryo for a given breed, or for a particular egg size.
  • microstrip type sensors, in Anglo-Saxon terminology.
  • the dimensions and components of such a sensor 3 are particularly suitable for emitting and collecting electromagnetic waves with a frequency between 30 kHz and 67 GHz, preferably between 30 kHz and 40 GHz, more particularly between 30 kHz and 10 GHz or between 10 GHz and 40 GHz. Furthermore, the dimensions and components of such a sensor are particularly suitable for adjusting each sensor 3 as a function of the frequency range to be used in a method E as previously described. The dimensions and the components of such a sensor 3 are for example obtained following an iterative process comprising the steps of:

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Abstract

L'invention porte sur un dispositif de détermination du sexe d'un embryon aviaire contenu dans un œuf par spectroscopie radiofréquence, le dispositif comprenant : un premier capteur configuré pour : o émettre une onde électromagnétique, de fréquence comprise entre 30kHz et 67 GHz, en direction de l'œuf, et o recevoir une onde électromagnétique issue de la réflexion par l'œuf de l'onde électromagnétique émise par le premier capteur, et un support configuré pour recevoir l'œuf.

Description

TITRE DE L’INVENTION : DISPOSITIF DE SEXAGE D’EMBRYON AVIAIRE
DOMAINE DE L’INVENTION
L’invention concerne le sexage embryonnaire aviaire.
L’invention vise plus spécifiquement un dispositif et un procédé de sexage embryonnaire aviaire par spectroscopie radiofréquence.
ETAT DE LA TECHNIQUE
La production aviaire poursuit divers objectifs à l’échelle mondiale. Si la majorité de la production est destinée à recueillir la chair ou l’œuf de l’animal, il existe certaines branches de production particulières, telle que celle du foie gras en Europe, et particulièrement en France. A titre d’exemple, la production française annuelle s’élève à 30 millions de canards gras, 48 millions de poules pondeuses, et près d’un milliard de poulets.
Ces activités d’élevage de palmipèdes et de volailles impliquent, pour certains types de production, de ne conserver que les individus mâles ou femelles produits. Par exemple, pour des questions de qualité, la production de foie gras se fait exclusivement par gavage de canards mâles, les foies des femelles étant trop veinés. A contrario, pour la production d’œufs de poule, seules les femelles sont conservées. Actuellement, le sexage est réalisé juste après l’éclosion. La détermination du sexe des animaux est mise en œuvre par observation des organes génitaux ou par différenciation phénotypique (e.g. couleur des yeux, tâches sur le plumage, etc.).
Ces pratiques sont très controversées, pour des raisons éthiques, car elle implique l’élimination de millions d’animaux vieux de quelques heures. En outre, elles présentent des contraintes économiques importantes car la moitié seulement des investissements consentis pour l’élevage d’une couvée peut être rentabilisée.
A cet égard, de nombreux procédés ont été proposés afin de déterminer le sexe de l’animal lors de son développement au sein de l’œuf. On parle de sexage embryonnaire aviaire. La plupart de ces procédés sont invasifs. En effet, ils impliquent le prélèvement d’un échantillon au sein de l’œuf, puis l’analyse de cet échantillon afin de doser les marqueurs biologiques sexuels, tels que des hormones, qui sont présents au sein du fluide allantoïque. Cependant, ce type de procédé présente le risque d’avorter l’embryon. De plus, il est difficilement reproductible à l’échelle industrielle.
D’autres procédés connus utilisent des techniques échographiques qui sont cependant complexes, et nécessitent en outre une maturation suffisamment importante de l’embryon.
Certains procédés cherchent à identifier des caractéristiques phénotypiques de l’embryon, tels que la couleur des jeunes plumes, par illumination électromagnétique et analyse des spectres réfléchis et transmis.
En parallèle, des procédés ont également été développés pour déterminer la qualité des œufs, par spectroscopie haute fréquence. De tels procédés utilisent généralement des capteurs sous forme de lignes coaxiales ou de guides d’ondes rectangulaires qui ne permettent pas d’obtenir une pénétration importante des ondes au sein de l’œuf, ni de l’illuminer correctement.
Il existe donc un besoin d’un procédé et d’un dispositif de sexage embryonnaire aviaire qui pallie au moins un des inconvénients précédemment décrits.
DESCRIPTION DE L’INVENTION
Un des buts de l’invention est de proposer un dispositif et un procédé de sexage embryonnaire aviaire qui soient simples, fiables, économiques et facilement reproductibles à l’échelle industrielle.
Un autre but de l’invention est de permettre de mettre en oeuvre un sexage embryonnaire précoce des œufs.
Un autre but de l’invention est de limiter l’élimination d’animaux à leur naissance.
Un autre but de l’invention est d’optimiser l’énergie utilisée pour la couvée d’une production aviaire.
Un autre but de l’invention est de proposer un procédé de sexage embryonnaire aviaire qui soit non invasif. Un autre but de l’invention est de permettre une spectroscopie large bande pour sexer un embryon aviaire.
Un autre but de l’invention est d’autoriser l’optimisation de capteurs pour le sexage embryonnaire aviaire.
A cet égard, l’invention a pour objet un dispositif de détermination du sexe d’un embryon aviaire contenu dans un œuf par spectroscopie radiofréquence, le dispositif comprenant :
- un premier capteur configuré pour :
o émettre une onde électromagnétique, de fréquence comprise entre 30kHz et 67 GHz, en direction de l’œuf, et
o recevoir une onde électromagnétique issue de la réflexion par l’œuf de l’onde électromagnétique émise par le premier capteur, et
- un support configuré pour recevoir l’œuf.
Grâce à un tel dispositif, il est possible de déterminer avec précision le sexe d’un embryon aviaire contenu dans un œuf. En effet, la Demanderesse s’est aperçue que, dans la gamme de fréquence comprise entre 30kHz et 67 GHz, les propriétés des ondes électromagnétiques réfléchies par l’œuf étaient fortement corrélées au sexe de l’embryon aviaire contenu dans l’œuf, et ce même à un stade très précoce de développement de l’embryon. Par ailleurs, la simplicité du montage d’un tel dispositif, notamment dans le positionnement relatif de l’œuf et du premier capteur, autorise une reproduction aisée à l’échelle industrielle.
Avantageusement, mais facultativement, le dispositif selon l’invention peut en outre comprendre au moins l’une des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :
- le capteur est configuré pour émettre une onde électromagnétique, de fréquence comprise entre 30 kHz et 10 GHz,
- il comprend en outre un module d’analyse vectoriel, relié au premier capteur, et configuré pour déterminer, en fonction de la fréquence de l’onde électromagnétique réfléchie qui est reçue par le premier capteur, un coefficient de réflexion, en module et/ou en phase de ladite onde électromagnétique reçue, - il comprend en outre un module de traitement relié au module d’analyse vectoriel, et configuré pour traiter le coefficient de réflexion, en module et/ou en phase, de ladite onde électromagnétique reçue, ledit coefficient de réflexion étant transmis par le module d’analyse vectoriel,
- il comprend en outre un deuxième capteur configuré pour recevoir une onde électromagnétique issue de la transmission à travers l’œuf de l’onde électromagnétique émise par le premier capteur, le support s’étendant entre le premier capteur et le deuxième capteur,
- le module d’analyse vectoriel est également relié au deuxième capteur, et configuré pour déterminer, en fonction de la fréquence de l’onde électromagnétique transmise qui est reçue par le deuxième capteur, un coefficient de de transmission, en module et/ou en phase de ladite onde électromagnétique reçue, et
- le module de traitement est également configuré pour traiter le coefficient de transmission, en module et/ou en phase de l’onde électromagnétique transmise qui est reçue par le deuxième capteur, ledit coefficient de traitement étant transmis par le module d’analyse vectoriel.
L’invention a également pour objet un procédé de détermination du sexe d’un embryon aviaire contenu dans un œuf, le procédé comprenant les étapes de :
- émission d’une onde électromagnétique de fréquence comprise entre 30 kHz et 67 GHZ en direction de l’œuf,
- réception d’une onde électromagnétique issue de la réflexion par l’œuf de l’onde électromagnétique émise,
- détermination du sexe de l’embryon aviaire à partir de l’onde électromagnétique réfléchie,
le procédé étant mis en œuvre par un dispositif tel que précédemment décrit.
Avantageusement, mais facultativement, le procédé selon l’invention peut en outre comprendre au moins l’une des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :
- il comprend en outre une étape de réception d’une onde électromagnétique issue de la transmission à travers l’œuf de l’onde électromagnétique émise, la détermination du sexe de l’embryon aviaire étant également mise en oeuvre à partir de l’onde électromagnétique transmise.
- il comprend une étape d’apprentissage statistique lors de laquelle les étapes d’émission et/ou de réception sont mises en oeuvre sur un ensemble d’œufs de référence, pour lesquels le sexe de l’embryon est connu.
DESCRIPTION DES FIGURES
D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
[La figure 1 illustre un exemple de réalisation d’un dispositif de détermination du sexe d’un embryon aviaire par spectroscopie radiofréquence selon l’invention,
La figure 2 est un organigramme illustrant un exemple de mise en œuvre du procédé de détermination du sexe d’un embryon aviaire par spectroscopie radiofréquence selon l’invention, et
La figure 3 illustre un exemple de réalisation d’un capteur pour un dispositif de détermination du sexe d’un embryon aviaire par spectroscopie radiofréquence.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION
En référence aux figures, on va maintenant décrire un dispositif 1 de détermination du sexe d’un embryon aviaire par spectroscopie radiofréquence, ainsi qu’un procédé E de détermination du sexe d’un embryon aviaire mis en œuvre par un tel dispositif 1.
En référence à la figure 1 , un dispositif 1 de détermination du sexe d’un embryon aviaire contenu dans un œuf 2 comprend :
- un premier capteur 3, et
- un support 4.
Comme visible sur la figure 1 , le support 4 est configuré pour recevoir l’œuf 2 contenant l’embryon aviaire. Le premier capteur 3 est disposé en regard du support 4 de sorte à ce qu’une onde électromagnétique émise par le premier capteur 3 soit orientée en direction de l’œuf 2, lorsque ce-dernier est disposé dans le support 4. Cette configuration assure que l’onde électromagnétique émise par le premier capteur 3 puisse pénétrer suffisamment en profondeur à l’intérieur de l’œuf 2. Le premier capteur 3 est en outre configuré pour recevoir une onde électromagnétique issue de la réflexion par l’œuf 2 de l’onde électromagnétique émise par le premier capteur 3.
La forme du support 4 peut être variable en fonction des dimensions de l’œuf 2 à analyser. Il en va de même pour la taille du premier capteur 3. En tout état de cause, comme visible sur la figure 1 , il est avantageux de prévoir que la plus grande dimension du premier capteur 3 (typiquement sa longueur si, comme illustré sur la figure 1 , le premier capteur 3 présente une forme parallélépipédique rectangle) soit du même ordre de grandeur que la plus grande dimension de l’œuf 2 (typiquement sa hauteur, comme illustré sur la figure 1 ) à analyser. Ainsi, en fonctionnement, la pénétration de l’onde électromagnétique émise par le premier capteur 3 à l’intérieur de l’œuf 2 est garantie. En outre, au moins une onde électromagnétique issue de la réflexion par l’œuf 2 de ladite onde émise, a été en interaction avec l’embryon dont le sexe doit être déterminé. En effet, à un stade précoce de développement, il est possible que l’embryon soit confiné dans une certaine partie de l’œuf 2. Avec un tel dispositif 1 , l’illumination de l’embryon est assurée.
Le dispositif de détermination peut typiquement être configuré pour que, une fois l’œuf 2 en place sur le support, la distance séparant la surface extérieure de l’œuf 2 de la surface du premier capteur 3 est typiquement comprise entre 0 (contact) et 5 millimètres, par exemple de l’ordre du millimètre, et étant préférentiellement inférieure ou égale à 1 ,0 millimètre. Une telle configuration assure que la zone la plus probable où se situe l’embryon puisse bénéficier d’une illumination électromagnétique d’intensité suffisante.
La Demanderesse s’est aperçue qu’il existait une corrélation importante entre le sexe de l’embryon contenu dans l’œuf 2 à un stade précoce du développement (typiquement 12 jours d’incubation), et les propriétés de l’onde électromagnétique réfléchie par l’œuf 2 lorsque ce-dernier est illuminé par une onde électromagnétique de fréquence comprise entre 30 kHz et 67 GHz, de préférence entre 30 kHz et 40 GHz, particulièrement entre 30 kHz et 10GHz, mais également entre 10 GHz et 40GHz. Par conséquent, le premier capteur 3 est configuré pour émettre une onde électromagnétique, de fréquence comprise entre 30 kHz et 67 GHz en direction de l’œuf 2, de préférence comprise entre 30 kHz et 40 GHz, plus particulièrement comprise entre 30 kHz et 10 GHz, entre 1 GHz et 40GHz, entre 1 Ghz et 8GHz, entre 1 GHz et 10GHz ou entre 10 GHz et 40 GHz.
La demanderesse a constaté de manière surprenante que l’utilisation d’une fréquence supérieure à 1 GHz (par exemple comprise entre 1 GHz et 40GHz, entre 1 Ghz et 8GHz ou entre 1 GHz et 10GHz) est avantageuse. En effet, contrairement aux fréquences comprises dans d’autres plages de fréquences, les fréquences de cette plage permettent aux ondes électromagnétiques de pénétrer la barrière diélectrique de la coquille et viennent donc sonder l'intérieur de l’œuf de manière efficace.
Avantageusement, le dispositif de détermination 1 comprend une pluralité de premiers capteurs 3, tous disposés en regard du support 4 sorte à ce qu’une onde électromagnétique émise par chacun des premiers capteurs 3 soit orientée en direction de l’œuf 2, lorsque ce-dernier est disposé sur le support 4. La pluralité de premiers capteurs 2 peut typiquement former un réseau de premiers capteurs 3 où chaque premier capteur 3 est configuré pour :
- émettre une onde électromagnétique, de fréquence comprise entre 30kHz et 67 GHz, de préférence comprise entre 30 kHz et 40 GHz, plus particulièrement comprise entre 30 kHz et 10 GHz ou entre 10 GHz et 40 GHz, en direction de l’œuf 2, lorsque ce-dernier est disposé sur le support 4, et
- recevoir une onde électromagnétique issue de la réflexion par l’œuf 2 de l’onde électromagnétique émise par ledit premier capteur 3.
Alternativement, la pluralité de premiers capteurs 3 peut comprendre :
- un premier groupe de premiers capteurs 3, chacun configuré pour émettre une onde électromagnétique, de fréquence comprise entre 30kHz et 67 GHz, de préférence comprise entre 30 kHz et 40 GHz, plus particulièrement comprise entre 30 kHz et 10 GHz ou entre 10 GHz et 40 GHz, en direction de l’œuf 2, lorsque ce-dernier est disposé sur le support 4, et
- un deuxième groupe de premiers capteurs 3, chacun configuré pour recevoir une onde électromagnétique issue de la réflexion par l’œuf 2 de l’onde électromagnétique émise par un premier du premier groupe de premiers capteurs 3.
En tout état de cause, l’utilisation d’une pluralité de premiers capteurs 3, selon l’un des modes de réalisation décrits, permet de bénéficier, en fonctionnement, d’une plus grande surface d’illumination de l’œuf 2 et de recueil des ondes réfléchies par l’œuf 2.
Comme également visible sur la figure 1 le dispositif 1 de détermination du sexe de l’embryon aviaire contenu dans l’œuf 2 peut comprendre un module d’analyse vectoriel 5, relié au premier capteur 3, ou à la pluralité de premiers capteurs 3 (le cas échéant, au moins au deuxième groupe de premiers capteurs 3), et configuré pour déterminer, en fonction de la fréquence de l’onde électromagnétique réfléchie qui est reçue par le premier capteur 3, ou la pluralité de premiers capteurs 3, un coefficient de réflexion, en module et/ou en phase de ladite onde électromagnétique reçue. Un tel module d’analyse 5 permet d’effectuer une spectroscopie de l’œuf 2 à analyser par illumination, puis analyse, d’un spectre de coefficient de réflexion, dans une plage donnée de fréquences. Un tel module 5 permet également d’effectuer une analyse fréquence par fréquence, dans une plage donnée de fréquences.
Toujours en référence à la figure 1 , le dispositif de détermination 1 du sexe de l’embryon aviaire contenu dans l’œuf 2 peut également comprendre un module de traitement 6 relié au module d’analyse vectoriel 5, et configuré pour traiter le coefficient de réflexion, en module et/ou en phase, de l’onde électromagnétique reçue par le premier capteur 3, ou la pluralité de premiers capteurs 3, ledit coefficient de réflexion étant transmis par le module d’analyse vectoriel 5. Un tel module 6 permet la détermination précoce du sexe de l’embryon contenu dans l’œuf 2.
En référence à la figure 1 , dans un mode de réalisation avantageux, le dispositif de détermination 1 du sexe de l’embryon aviaire contenu dans l’œuf 2 peut comprendre un deuxième capteur 7.
Le deuxième capteur 7 est disposé en regard du support 4 de sorte à ce qu’une onde électromagnétique issue de la transmission à travers l’œuf 2 de l’onde électromagnétique émise par le premier capteur 3, ou par une pluralité de premiers capteurs 3, puisse être reçue par le deuxième capteur 7, lorsque l’œuf 2 est disposé sur le support 4. Avantageusement, comme visible sur la figure 1 , le deuxième capteur 7 est disposé en regard du support 4 dans une position symétriquement opposée au premier capteur 3, par rapport au support 4. De cette manière, il est possible de recueillir les ondes transmises d’intensité importante. Alternativement, le deuxième capteur 7 peut être disposé dans une position qui n’est pas symétriquement opposée au premier capteur 3, de sorte à recueillir des ondes transmises par réfraction à l’intérieur de l’œuf 2, lorsque ce-dernier est disposé sur le support 4.
En tout état de cause, comme visible sur la figure 1 , il est également avantageux de prévoir que la plus grande dimension du deuxième capteur 7 (typiquement sa longueur si, comme illustré sur la figure 1 , le deuxième capteur 7 présente une forme parallélépipédique rectangle) soit du même ordre que la plus grande dimension de l’œuf 2 (typiquement sa hauteur, comme illustré sur la figure 1 ) à analyser. Ainsi, en fonctionnement, le recueil de l’onde électromagnétique transmise à l’intérieur de l’œuf 2 est garanti. En outre, au moins une onde électromagnétique issue de la transmission par l’œuf 2 de l’onde émise par le premier capteur 3, a été en interaction avec l’embryon dont le sexe doit être déterminé.
Le dispositif de détermination peut typiquement être configuré pour que, une fois l’œuf 2 en place sur le support, la distance séparant la surface extérieure de l’œuf 2 de la surface du deuxième capteur 7 est comprise entre 0 (contact) et 5 millimètres, par exemple de l’ordre du millimètre, et étant préférentiellement inférieure ou égale à 1 ,0 millimètre. Une telle configuration assure que l’intensité de l’onde électromagnétique transmise à travers l’œuf 2 est suffisamment importante au moment du recueil par le deuxième capteur 7.
Avantageusement, le dispositif de détermination 1 comprend une pluralité de deuxièmes capteurs 7, tous disposés en regard du support 4, de sorte à être en mesure de recueillir une onde électromagnétique issue de la transmission à travers l’œuf 2 de l’onde électromagnétique émise par le premier capteur 3, lorsque l’œuf est disposé sur le support 4. La pluralité de deuxièmes capteurs 7 peut typiquement former un réseau de deuxièmes capteurs 7. L’utilisation d’une pluralité de deuxièmes capteurs 7 permet de bénéficier, en fonctionnement, d’une plus grande surface de recueil des ondes transmises à travers l’œuf 2.
Comme également visible sur la figure 1 , le module d’analyse vectoriel 5 peut également être relié au deuxième capteur 7, ou à la pluralité deuxièmes capteurs 7, et être ainsi configuré pour déterminer, en fonction de la fréquence de l’onde électromagnétique transmise qui est reçue par le deuxième capteur 7, ou par la pluralité de deuxièmes capteurs 7, un coefficient de transmission, en module et/ou en phase de ladite onde électromagnétique reçue.
Toujours en référence à la figure 1 , le module de traitement 6 peut également être configuré pour traiter le coefficient de transmission, en module et/ou en phase de l’onde électromagnétique transmise qui est reçue par le deuxième capteur 7, ou par la pluralité de deuxièmes capteurs 7, ledit coefficient de traitement étant transmis par le module d’analyse vectoriel 5.
La présence d’un deuxième capteur 7 permet donc d’affiner la détermination du sexe de l’embryon aviaire à un stade précoce de développement. La Demanderesse s’est aperçue qu’il existait également une corrélation importante entre le sexe de l’embryon contenu dans l’œuf 2 à un stade précoce du développement (typiquement 12 jours d’incubation), et les propriétés de l’onde électromagnétique transmise par l’œuf 2 lorsque ce-dernier est illuminé par une onde électromagnétique de fréquence comprise entre 30 kHz et 67 GHz, de préférence entre 30 kHz et 40 GHz, particulièrement entre 30 kHz et 10GHz, mais également entre 10 GHz et 40GHz.
En référence à la figure 2, un procédé E de détermination du sexe d’un embryon aviaire contenu dans un œuf 2 peut être mis en œuvre par un dispositif 1 selon l’un quelconque des modes de réalisation précédemment décrits.
Comme visible sur la figure 2, un tel procédé E comprend alors les étapes de :
- émission E1 d’une onde électromagnétique de fréquence comprise entre 30 kHz et 67 GHZ en direction de l’œuf 2,
- réception E2 d’une onde électromagnétique issue de la réflexion par l’œuf 2 de l’onde électromagnétique émise,
- détermination E4 du sexe de l’embryon aviaire à partir de l’onde électromagnétique réfléchie,
Avantageusement, le procédé E comprend également une étape de réception E3 d’une onde électromagnétique issue de la transmission à travers l’œuf 2 de l’onde électromagnétique émise, la détermination du sexe de l’embryon aviaire étant également mise en œuvre à partir de l’onde électromagnétique transmise.
Dans une mise en œuvre avantageuse du procédé E, il est possible de prévoir une étape d’apprentissage statistique E0 lors de laquelle les étapes d’émission E2 et/ou de réception E3, E4 sont mises en œuvre sur un ensemble d’œufs de référence, pour lesquels le sexe de l’embryon est connu. Ce criblage préalable permet la constitution d’une base de données statistiques à laquelle il est possible de comparer les propriétés d’une onde électromagnétique reçue et/ou transmise à partir d’un œuf dont l’embryon est de sexe inconnu. Cette étape de comparaison peut par exemple être réalisée à l’aide d’un réseau neuronal.
En référence à la figure 3, un capteur 3 pour dispositif 1 de sexage embryonnaire par spectroscopie radiofréquence, tel que précédemment décrit, comprend :
- un substrat 30,
- une ligne d’accès métallique 32 configurée pour guider une onde électromagnétique, et
- une couche métallique 34.
Le substrat 30 comprend une surface intérieure 300 et une surface extérieure 302. En outre, il comprend un matériau aux propriétés diélectriques telles que le substrat 30 présente une faible déperdition électromagnétique. A titre d’exemple non limitatif, le substrat 30 comprend de l’alumine.
La ligne d’accès métallique 32 est imprimée sur la surface inférieure 300 du substrat 30, et la couche métallique 34 est imprimée sur la face supérieure 302 du substrat 30. Elle présente en outre une impédance caractéristique égale à 50 ohms, dont la valeur n’est pas limitative.
La couche métallique 34 comprend :
- une zone de rayonnement 340 reliée à la ligne d’accès 32 par une connexion électrique 341 à travers le substrat 30, et
- une zone de masse 342 séparée de la zone de rayonnement 340 par une zone de substrat 304.
La ligne d’accès métallique 32 et la couche métallique 34 peuvent chacune comprendre du cuivre, et être recouvertes d’une fine couche d’or afin d’éviter toute forme d’oxydation. En outre, le substrat 30 peut également comprendre une deuxième zone de masse (non représentée).
Un tel capteur 3 peut par exemple être du type guide d’onde coplanaire, terminé en circuit ouvert, et présentant une géométrie circulaire, comme visible sur la figure 3. A cet égard, la zone de rayonnement 340 peut présenter une forme substantiellement de disque, de premier rayon donné Ra, et la zone de masse 342 peut entourer une zone substantiellement en forme de disque, de deuxième rayon donné Rb. La distance D séparant la zone de rayonnement 340 de la zone de masse 342 vaut donc la différence entre le deuxième rayon Rb et le premier rayon Ra, comme visible sur la figure 3. La zone de substrat 304 a donc substantiellement la forme d’un anneau, d’épaisseur égale à la distance D. La distance D détermine notamment la fréquence de rayonnement du capteur 3 à laquelle l’intensité et la valeur du champ rayonné sont maximales.
Dans un mode de réalisation avantageux, la distance D est comprise entre 1 et 8 millimètres, ce qui garantit des propriétés de rayonnement optimales pour des fréquences comprises entre 2 et 4 GHz.
Ceci n’est cependant pas limitatif. En effet, d’autres formes de capteur 3 sont envisageables, tels que rectangulaires, triangulaires et/ou en forme de spirale et/ou de tore. De telles formes peuvent par exemple être avantageuses pour cibler les plages de fréquences les plus propices à une détermination précoce d’un sexe d’un embryon pour une race donnée, ou pour une taille d’œuf particulière. En outre, il est également possible d’envisager des capteurs de type « microstrip », dans la terminologie anglo-saxonne.
En tout état de cause, les dimensions et les composants d’un tel capteur 3 sont particulièrement adaptés pour émettre et recueillir des ondes électromagnétiques de fréquence comprise entre 30kHz et 67 GHz, de préférence comprise entre 30 kHz et 40 GHz, plus particulièrement comprise entre 30 kHz et 10 GHz ou entre 10 GHz et 40 GHz. Par ailleurs, les dimensions et les composants d’un tel capteur sont particulièrement adaptés pour ajuster chaque capteur 3 en fonction de la plage de fréquence à utiliser dans un procédé E tel que précédemment décrit. Les dimensions et les composants d’un tel capteur 3 sont par exemple obtenues à la suite d’un procédé itératif comprenant les étapes de :
- simulations électromagnétiques du rayonnement d’un capteur 3,
- simulations électroniques des dimensions et/ou des composants du capteur 3,
- fabrication du capteur 3, et
- mesures expérimentales à l’aide d’un dispositif 1 tel que précédemment décrit.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (1 ) de détermination du sexe d’un embryon aviaire contenu dans un œuf (2) par spectroscopie radiofréquence, le dispositif (1 ) comprenant :
un premier capteur (3) configuré pour :
- émettre une onde électromagnétique, de fréquence comprise entre
30kHz et 67 GHz, en direction de l’œuf (2), et
recevoir une onde électromagnétique issue de la réflexion par l’œuf (2) de l’onde électromagnétique émise par le premier capteur (3), et
un support (4) configuré pour recevoir l’œuf (2).
2. Dispositif (1 ) selon la revendication 1 , dans lequel le capteur (3) est configuré pour émettre une onde électromagnétique, de fréquence comprise entre 30 kHz et 10 GHz.
3. Dispositif (1 ) selon la revendication 1 , dans lequel le capteur (3) est configuré pour émettre une onde électromagnétique, de fréquence comprise entre 1 GHz et 40GHz ou entre 1 Ghz et 8GHz ou entre 1 GHz et 10GHz.
4. Dispositif (1 ) selon l’une des revendications 1 à 3, comprenant en outre un module d’analyse vectoriel (5), relié au premier capteur (3), et configuré pour déterminer, en fonction de la fréquence de l’onde électromagnétique réfléchie qui est reçue par le premier capteur (3), un coefficient de réflexion, en module et/ou en phase de ladite onde électromagnétique reçue.
5. Dispositif (1 ) selon la revendication 4, comprenant en outre un module de traitement (6) relié au module d’analyse vectoriel (5), et configuré pour traiter le coefficient de réflexion, en module et/ou en phase, de ladite onde électromagnétique reçue, ledit coefficient de réflexion étant transmis par le module d’analyse vectoriel (5).
6. Dispositif (1 ) selon l’une des revendications 1 à 5, le dispositif (1 ) comprenant en outre un deuxième capteur (7) configuré pour recevoir une onde électromagnétique issue de la transmission à travers l’œuf (2) de l’onde électromagnétique émise par le premier capteur (3), le support (4) s’étendant entre le premier capteur (3) et le deuxième capteur (7).
7. Dispositif (1 ) selon la revendication 6 en combinaison avec la revendication 4, dans lequel le module d’analyse vectoriel (5) est également relié au deuxième capteur (7), et configuré pour déterminer, en fonction de la fréquence de l’onde électromagnétique transmise qui est reçue par le deuxième capteur (7), un coefficient de transmission, en module et/ou en phase de ladite onde électromagnétique reçue.
8. Dispositif (1 ) selon la revendication 7 en combinaison avec la revendication 5, dans lequel le module de traitement (6) est également configuré pour traiter le coefficient de transmission, en module et/ou en phase de l’onde électromagnétique transmise qui est reçue par le deuxième capteur (7), ledit coefficient de traitement étant transmis par le module d’analyse vectoriel (5).
9. Procédé (E) de détermination du sexe d’un embryon aviaire contenu dans un œuf (2), le procédé (E) comprenant les étapes de :
émission (E1 ) d’une onde électromagnétique de fréquence comprise entre 30 kHz et 67 GHZ en direction de l’œuf (2),
réception (E2) d’une onde électromagnétique issue de la réflexion par l’œuf (2) de l’onde électromagnétique émise,
détermination (E4) du sexe de l’embryon aviaire à partir de l’onde électromagnétique réfléchie,
le procédé (E) étant mis en œuvre par un dispositif (1 ) selon l’une des revendications 1 à 7.
10. Procédé (E) selon la revendication 8, le procédé (E) comprenant en outre une étape de réception (E3) d’une onde électromagnétique issue de la transmission à travers l’œuf (2) de l’onde électromagnétique émise, la détermination du sexe de l’embryon aviaire étant également mise en œuvre à partir de l’onde électromagnétique transmise.
1 1. Procédé (E) selon l’une des revendications 8 et 9, comprenant une étape d’apprentissage statistique (E0) lors de laquelle les étapes d’émission et/ou de réception sont mises en oeuvre sur un ensemble d’œufs de référence, pour lesquels le sexe de l’embryon est connu.
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