FR3129725A1 - Dispositif d’admission d’air pour instrument de mesure de qualité d’air - Google Patents

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Abstract

TITRE : DISPOSITIF D’ADMISSION D’AIR POUR INSTRUMENT DE MESURE DE QUALITÉ D’AIR L’invention se rapporte à un dispositif (3) d’admission d’air pour instrument de mesure de qualité d’air. Le dispositif (3) comprend une ouverture périphérique (50), une cavité de prélèvement (55) et deux cavités de ralentissement (52, 53) en communication fluidique avec l’ouverture périphérique (50) et la cavité de prélèvement (55). L’ouverture périphérique (50) et les cavités de ralentissement (52, 53) s’étendent concentriquement autour d’un axe (A1). Figure pour l’abrégé : Figure 3

Description

Dispositif d’admission d’air pour instrument de mesure de qualité d’air
L’invention se rapporte au domaine des instruments de mesure de particules dans un fluide gazeux tel que l’air atmosphérique.
État de la technique antérieure
L’air atmosphérique comprend des particules solides en suspension, notamment des particules fines dénommées « PM10 » dont le diamètre est inférieur à 10 µm et « PM2,5 » dont le diamètre est inférieur à 2,5 µm. De telles particules, qui sont en partie d’origine anthropique, ont un impact sanitaire considérable. Il a notamment été estimé que la présence de particules PM2,5 dans l’air ambiant contribue au décès prématuré de plusieurs dizaines de milliers de personnes chaque année en France.
Dans ce contexte, la mesure de la qualité de l’air atmosphérique est déterminante dans le déploiement de solutions adaptées pour protéger les populations exposées à de telles particules.
A cet effet, il est connu de réaliser des mesures d’air ambiant à l’aide de capteurs ou compteurs de particules vers lesquels un échantillon d’air est acheminé par l’intermédiaire d’un système de prélèvement d’air.
Les instruments de mesure connus dans l’état de la technique antérieure ne peuvent pas être embarqués sur un aéronef de type drone, en particulier en milieu urbain, car ils sont trop massifs et/ou encombrants et/ou consommateurs en énergie.
En outre, les instruments de mesure connus sont généralement inefficaces en présence d’un vent soutenu.
L’invention vise à pallier tout ou partie des inconvénients des instruments de mesure connus dans l’état de la technique antérieure.
Un but particulier de l’invention est de procurer un dispositif pouvant fonctionner en station fixe ou en déplacement, y compris en présence d’un vent relatif soutenu.
A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif d’admission d’un fluide gazeux en vue de réaliser une mesure de particules présentes dans le fluide, caractérisé en ce qu’il comprend :
– une cavité de prélèvement,
– une cavité intermédiaire,
– une ouverture périphérique configurée pour autoriser une introduction du fluide dans la cavité intermédiaire, et
– deux cavités de ralentissement qui sont chacune en communication fluidique avec la cavité intermédiaire d’une part et la cavité de prélèvement d’autre part de manière à acheminer une partie du fluide présent dans la cavité intermédiaire vers la cavité de prélèvement en vue de constituer dans la cavité de prélèvement un échantillon du fluide,
la cavité intermédiaire et la cavité de prélèvement étant espacées l’une de l’autre le long d’un axe, les cavités de ralentissement et l’ouverture périphérique s’étendant concentriquement autour de cet axe.
Le dispositif de l’invention permet ainsi de constituer un échantillon de fluide dans la cavité de prélèvement, en vue de réaliser sur cet échantillon une mesure de particules présentes dans le fluide.
Ce dispositif ne nécessite pas de système d’aspiration à haut débit, ce qui permet de simplifier l’instrument et de réduire sa masse, son encombrement et sa consommation.
En outre, il a été constaté que ce dispositif fonctionne à la fois en station fixe et en déplacement, y compris en présence d’un vent relatif soutenu.
Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend une cavité de réception en communication fluidique avec l’une desdites cavités de ralentissement s’étendant radialement à l’intérieur de l’autre desdites cavités de ralentissement par rapport audit axe, le dispositif comprenant une paroi séparant la cavité de prélèvement et la cavité de réception l’une de l’autre, cette paroi comprenant des orifices établissant une communication fluidique entre la cavité de réception et la cavité de prélèvement.
Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend un ou plusieurs organes de restriction de section de l’une et/ou l’autre parmi les cavités de ralentissement.
Le ou les organes de restriction de section peuvent comprendre un ou plusieurs collets annulaires.
Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend des organes de guidage du fluide disposés dans l’au moins une ouverture périphérique de manière à guider le fluide vers la cavité intermédiaire.
De tels organes de guidage permettent notamment de réduire ou empêcher un déplacement giratoire du fluide autour dudit axe.
De préférence, les organes de guidage délimitent au moins un premier canal et un deuxième canal, le dispositif pouvant être mis en œuvre de sorte que le fluide soit introduit dans la cavité intermédiaire par le premier canal et que la partie du fluide acheminée vers la cavité de prélèvement puisse être évacuée en dehors du dispositif par le deuxième canal via l’une au moins des cavités de ralentissement.
Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend une surface délimitant l’au moins une ouverture périphérique, cette surface présentant un ou plusieurs rayons de courbure.
Un ou plusieurs rayons de courbure permettent d’augmenter la distance parcourue par le fluide lors de son introduction dans la cavité intermédiaire et/ou de favoriser l’aérodynamisme du dispositif.
Dans un mode de réalisation, l’au moins une ouverture périphérique est configurée de sorte que, lors de son introduction dans la cavité intermédiaire, le fluide se déplace suivant une trajectoire comprenant une composante orientée suivant un premier sens le long dudit axe, le dispositif étant configuré de sorte que, lors de son acheminement de la cavité intermédiaire vers la cavité de prélèvement, le fluide se déplace suivant une trajectoire comprenant une composante orientée suivant un deuxième sens le long dudit axe, le deuxième sens étant opposé au premier sens.
L’invention a aussi pour objet un instrument de mesure de particules dans un fluide gazeux, comprenant un dispositif d’admission tel que défini ci-dessus.
Cet instrument peut être destinée à être stationnaire ou à être mis en déplacement.
Ainsi, selon une première variante de réalisation, l’instrument forme une station terrestre.
Selon une deuxième variante de réalisation, l’instrument est destiné à être embarqué à bord d’un véhicule terrestre tel qu’un tramway, d’un ouvrage flottant ou d’un aéronef.
Dans le cadre de cette deuxième variante, l’invention a aussi pour objet un aéronef comprenant un instrument de mesure tel que défini ci-dessus.
Dans un mode de réalisation préféré, l’aéronef est un drone.
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée, non limitative, qui suit.
La description détaillée qui suit fait référence aux dessins annexés sur lesquels :
est une vue schématique d’un instrument de mesure comprenant un dispositif d’admission conforme à l’invention ;
est une vue schématique en perspective du dispositif d’admission de la ;
est une vue schématique en coupe transversale du dispositif d’admission de la .
Description détaillée de modes de réalisation
Les figures 1 à 3 comprennent un référentiel D1, D2 et D3 définissant respectivement une première direction, une deuxième direction et une troisième direction orthogonales entre elles.
Il est représenté sur la un instrument destiné à évaluer la qualité d’un fluide gazeux. Dans la description qui suit, le fluide est de l’air atmosphérique. L’invention peut toutefois être mise en œuvre pour réaliser une mesure sur un autre type de fluide.
L’instrument de la comprend d’une part un module principal 1 pourvu d’un carter 2 et de différents organes (non représentés) qui sont logés dans le carter 2, notamment un organe de détection (voir ci-après), un organe d’alimentation, un organe d’analyse, de stockage et/ou de transfert de données et un organe de refroidissement, incluant éventuellement un système Peltier.
De manière connue en soi, l’organe de détection comprend dans cet exemple non limitatif une chambre de détection, une source lumineuse, par exemple laser, une pompe d’aspiration à bas débit, typiquement de l’ordre de 0,132 m3/h, permettant de déplacer un échantillon d’air à travers la chambre de détection de manière à soumettre cet échantillon d’air au faisceau lumineux généré par la source lumineuse, et un photodétecteur configuré pour détecter des variations de luminosité associées au passage de particules solides présentes dans l’échantillon.
Dans cet exemple, l’organe de détection est configuré pour détecter la présence de particules solides ayant une taille inférieure ou égale à 12 µm.
Dans une variante de réalisation, le carter 2 peut optionnellement former une cage de Faraday afin de réduire les perturbations électromagnétiques.
L’instrument de la comprend d’autre part un dispositif d’admission 3 monté en tête du module principal 1.
L’invention se rapporte plus spécifiquement à ce dispositif d’admission 3, qui est représenté isolément sur les figures 2 et 3. Bien entendu, le dispositif d’admission 3 décrit ci-dessous, ou plus généralement tout dispositif d’admission analogue conforme à l’invention, peut être utilisé pour admettre un fluide gazeux dans un système différent de celui représenté sur la .
Le dispositif 3, aussi appelé « tête de prélèvement », est prévu pour prélever de l’air dans l’environnement de l’instrument et constituer ledit échantillon d’air faisant l’objet de la mesure réalisée au sein du module principal 1.
Dans cet exemple, le dispositif 3 est réalisé par fabrication additive.
Dans le but de faciliter sa description, le dispositif 3 est décrit ci-après, en référence aux figures 2 et 3, en distinguant différentes parties de ce dispositif 3, en l’occurrence trois parties 4, 5 et 6 appelées « pièces principales » et des parties 7A et 7B formant des éléments de paroi. Ces différentes parties sont agencées de manière à délimiter entre elles différentes cavités permettant de constituer ledit échantillon d’air dans des conditions qui permettent d’obtenir des mesures fiables.
La première pièce principale 4 s’étend le long d’un axe A1 parallèle à la première direction D1.
Dans cet exemple, l’axe A1 forme un axe de symétrie de la pièce 4.
De manière générale, la pièce 4 comporte une partie inférieure 8, une partie supérieure 9 et une ouverture qui la traverse de part en part axialement, c’est-à-dire selon l’axe A1.
La partie inférieure 8 de la pièce 4 présente une surface externe filetée prévue pour coopérer avec une surface interne filetée d’un orifice (non représenté) du module principal 1, de manière à pouvoir fixer le dispositif 3 sur le module 1 selon la configuration illustrée sur la .
En référence à la , la partie supérieure 9 de la pièce 4 présente une surface inférieure 10, une surface supérieure 11, une surface interne 12 et une surface externe 13.
La surface inférieure 10 est sensiblement perpendiculaire à l’axe A1 et est destinée à venir en appui sur une surface supérieure du module principal 1 lorsque le dispositif 3 est fixé sur ce module 1. L’étanchéité peut être améliorée en interposant entre ces surfaces un joint d’étanchéité.
La surface supérieure 11 définit une extrémité supérieure de la pièce 4, opposée à l’extrémité inférieure de la pièce 4 qui est formée par la partie inférieure 8 filetée.
La surface interne 12 de la partie supérieure 9 délimite une portion de ladite ouverture traversant axialement la pièce 4 de sorte que cette portion d’ouverture présente une section circulaire dont le diamètre diminue globalement de l’extrémité supérieure de la pièce 4 jusqu’à l’extrémité opposée de la partie supérieure 9, c’est-à-dire sensiblement au niveau de la surface inférieure 10, soit du haut vers le bas de la . Autrement dit, la portion d’ouverture qui traverse axialement la pièce 4 présente une géométrie globalement tronconique.
La surface externe 13 de la pièce 4 présente elle aussi une géométrie globalement tronconique mais dont la section diminue axialement dans le sens opposé. En effet, le diamètre de la partie supérieure 9 de la pièce 4 diminue globalement de la surface inférieure 10 jusqu’à la surface supérieure 11, soit du bas vers le haut de la .
De manière non limitative, la surface externe 13 de la pièce 4 présente un rayon de courbure unique.
Dans cet exemple particulier, elle présente en outre une géométrie permettant d’assurer une continuité aérodynamique avec une surface externe 2A formée par le carter 2 du module principal 1 lorsque le dispositif 3 est assemblé avec le module principal 1 (voir ).
En considérant que le rayon de courbure de la surface externe 13 de la pièce 4 est positif, la surface externe 2A du carter 2 présente quant à elle un rayon de courbure négatif.
La géométrie de la pièce 4, a fortiori en combinaison avec celle du carter 2, permet notamment de favoriser l’admission d’air dans le dispositif 3.
En référence à la , la pièce 4 comprend dans cet exemple deux collets annulaires 14 et 15.
Les collets 14 et 15 sont formés sur la surface interne 12 de la pièce 4 en s’étendant en saillie, radialement vers l’intérieur. Chacun des collets 14 et 15 constitue ainsi un organe de restriction locale du diamètre de l’ouverture traversant la pièce 4.
Dans cet exemple, le collet 14 s’étend au niveau de l’extrémité supérieure de la pièce 4 de manière à former une partie de la surface supérieure 11.
Les collets 14 et 15 sont axialement espacés l’un de l’autre d’une distance X1.
Dans cet exemple, la distance X1 est inférieure à une dimension X2 totale de la partie supérieure 9 de la pièce 4. La dimension X2 correspond à la distance axiale entre la surface inférieure 10 et la surface supérieure 11. De manière non limitative, la distance X1 est ici inférieure au tiers de la distance X2.
Concernant la deuxième pièce principale 5 du dispositif 3, celle-ci s’étend elle aussi le long d’un axe A1 qui forme également un axe de symétrie de cette pièce 5.
De manière générale, la pièce 5 comprend une partie supérieure 16, une partie tronconique 17 creuse et un plot 18 centré sur l’axe A1.
La partie supérieure 16 forme dans cet exemple un plateau définissant une surface interne 19 circulaire.
La partie tronconique 17 de la pièce 5 s’étend axialement à partir d’une périphérie, c’est-à-dire d’une extrémité radiale, de la partie supérieure 16, en direction de la première pièce 4, en définissant une surface interne 20 reliée à la surface interne 19 de la partie supérieure 16 par un congé 21. Le congé 21 assure notamment une transition douce apte à réduire les perturbations aérodynamiques.
La surface interne 20 de la partie tronconique 17 présente une géométrie semblable à celle de la surface externe 13 de la première pièce 4, de sorte que ces surfaces 13 et 20 définissent radialement entre elles une ouverture 50 circulaire, appelée « ouverture périphérique », qui s’étend circonférentiellement autour de l’axe A1.
Dans cet exemple, l’ouverture périphérique 50 est compartimentée par les éléments de paroi 7A, lesquels sont à cet effet répartis circonférentiellement autour de l’axe A1 de manière à définir entre eux des canaux apparents sur la .
Ainsi, l’ouverture périphérique 50 est dans cet exemple formée d’une pluralité de canaux espacés les uns des autres autour de l’axe A1.
En référence à la , le plot 18 s’étend quant à lui au droit de la surface interne 19 formée par le plateau 16, en direction de la première pièce 4 de manière à s’étendre radialement à l’intérieur de l’ouverture traversant la première pièce 4.
Le plot 18 comprend une surface externe 24 reliée à la surface interne 19 de la partie supérieure 16 par un congé 22, qui assure notamment une transition douce apte à réduire les perturbations aérodynamiques.
La surface interne 19 formée par la pièce 5 et la surface supérieure 11 formée par la pièce 4 sont axialement espacées l’une de l’autre d’une distance X3 de manière à définir entre elles une cavité 51, appelée « cavité intermédiaire ».
La cavité intermédiaire 51 est ainsi une cavité sensiblement annulaire délimitée radialement à l’intérieur par le plot 18 et le congé 22 et, radialement à l’extérieur, par une partie de la surface interne 20 formée par la partie tronconique 17 de la pièce 5 et par le congé 21.
De la sorte, la cavité intermédiaire 51 est en communication fluidique avec l’ouverture périphérique 50.
Le plot 18 comprend par ailleurs un collet 25 annulaire formé sur sa surface externe 24. Le collet 25 s’étend en saillie radialement vers l’extérieur.
Dans cet exemple non limitatif, le collet 25 s’étend axialement entre les collets 14 et 15, à proximité du collet 15.
Concernant la troisième pièce principale 6, celle-ci comprend une partie supérieure 26 globalement annulaire et une partie inférieure 27 hémisphérique.
La partie supérieure 26 de la pièce 6 s’étend radialement entre le plot 18 de la pièce 5 et la surface interne 12 formée par la partie supérieure 9 de la pièce 4.
La partie supérieure 26 de la pièce 6 présente une surface supérieure 28 définissant une extrémité supérieure de la pièce 6, opposée à son extrémité inférieure formée par la partie hémisphérique 27.
Dans cet exemple, la surface supérieure 28 formée par la pièce 6 est située axialement au même niveau que la surface supérieure 11 formée par la pièce 4. En particulier, les surfaces 11 et 28 sont situées dans un même plan normal à l’axe A1.
La pièce 6 comprend dans cet exemple un collet annulaire interne 29 et deux collets annulaires externes 30 et 31.
Le collet interne 29 est formé sur une surface interne 32 de la partie supérieure 26 de la pièce 6, de manière à s’étendre radialement vers l’intérieur, au niveau de l’extrémité supérieure de la pièce 6 de manière à former une partie de la surface supérieure 28.
Le collet 29 forme localement une restriction du diamètre interne de la partie supérieure 26 de la pièce 6.
Le collet 29 de la pièce 6 et le collet 25 de la pièce 5 sont axialement espacés l’un de l’autre d’une distance X4, qui est dans cet exemple particulier inférieure à la distance X1.
Les collets externes 30 et 31 s’étendent quant à eux en saillie radialement vers l’extérieur, en vis-à-vis des collets 14 et 15, respectivement, en étant espacés l’un de l’autre d’une distance sensiblement identique à la distance X1.
Concernant la partie hémisphérique 27 de la pièce 6, celle-ci est dans cet exemple une paroi comportant des orifices 33 qui la traversent de part en part.
Les éléments de paroi 7A assurent la liaison mécanique entre les pièces 4 et 5.
La liaison mécanique entre les pièces 4 et 6 est assurée par deux éléments de paroi non représentés qui s’étendent radialement entre la partie supérieure 26 de la pièce 6 et la partie supérieure 9 de la pièce 4.
En référence à la , le dispositif 3 forme ainsi une ouverture 50, qui comprend différents canaux circonférentiellement délimités par les éléments de paroi 7A, et différentes cavités, ou chambres, en communication fluidique les unes avec les autres. Ces cavités incluent ladite cavité intermédiaire 51, deux cavités 52 et 53 appelées « cavités de ralentissement », une cavité 54 appelée « cavité de réception » et une cavité 55 appelée « cavité de prélèvement ».
La cavité 52 est une cavité circulaire délimitée radialement vers l’intérieur par le plot 18 et radialement vers l’extérieur par la partie supérieure 26 de la pièce 6. Axialement, la cavité 52 s’étend entre les collets 25 et 29.
Dans la présente description, il est considéré que l’espace radial entre le collet 29 et le plot 18 ainsi que l’espace radial entre le collet 25 et la partie supérieure 26 de la pièce 6 font partie de la cavité 52. En ce sens, les collets 25 et 29 constituent des organes de restriction de section de la cavité 52.
La cavité 53 est elle aussi une cavité circulaire, qui est délimitée radialement vers l’intérieur par la partie supérieure 26 de la pièce 6 et radialement vers l’extérieur par la surface interne 12 formée par la partie supérieure 9 de la pièce 4. Axialement, la cavité 54 s’étend entre les collets 14 et 15.
Dans la présente description, il est considéré que l’espace radial entre les collets 14 et 30 et l’espace radial entre les collets 15 et 31 font partie de la cavité 53. En ce sens, les collets 14, 15, 30 et 31 constituent des organes de restriction de section de la cavité 53.
Les cavités 52 et 53 ainsi que l’ouverture 50 s’étendent ainsi concentriquement autour de l’axe A1.
Chacune des cavités 52 et 53 est en outre en communication fluidique avec la cavité intermédiaire 51, via l’espace radial entre le plot 18 et le collet 29 pour la cavité 52 et via l’espace radial entre les collets 14 et 30 pour la cavité 53.
La cavité 54 prolonge axialement en direction de la partie inférieure 8 de la pièce 4 la cavité 52 en étant délimitée par la partie hémisphérique 27 de la pièce 6.
La cavité 54 est ainsi en communication fluidique avec la cavité 52 par l’espace radial entre le collet 25 et la partie supérieure 26 de la pièce 6.
La cavité 55 prolonge quant à elle, axialement en direction de la partie inférieure 8 de la pièce 4, la cavité 53 en étant elle aussi délimitée par la partie hémisphérique 27 de la pièce 6.
Les orifices 33 réalisés dans la partie hémisphérique 27 établissent une communication fluidique entre les cavités 54 et 55.
La cavité intermédiaire 51 et la cavité de prélèvement 55 sont par conséquent espacées l’une de l’autre le long de l’axe A1 en étant en communication fluidique l’une avec l’autre d’une part via la cavité de ralentissement 52 et la cavité de réception 54 et, d’autre part, via la cavité de ralentissement 53.
Les cavités 52 et 53 sont dites de ralentissement compte tenu en premier lieu de l’espacement axial qu’elles définissent entre la cavité intermédiaire 51 et la cavité de prélèvement 55, produisant un allongement du parcours du flux d’air entre les cavités 51 et 55.
Ce ralentissement est favorisé par la géométrie du dispositif 3 puisqu’un flux d’air pénétrant dans l’ouverture périphérique 50 en direction de la cavité intermédiaire 51 se déplace suivant une trajectoire comprenant une composante axiale orientée suivant un premier sens S1, tandis que le déplacement de ce flux de la cavité intermédiaire 51 vers la cavité de prélèvement 55 suit une trajectoire ayant une composante axiale orientée suivant un deuxième sens S2 opposé au sens S1, et inversement.
A fortiori, les restrictions de section formées par les collets 14, 15, 25, 29, 30 et 31, qui définissent des chicanes, entraînent également un ralentissement du flux d’air en créant au sein des cavités 52 et 53 des chambres de tranquillisation.
En fonctionnement, un flux d’air pénètre typiquement par l’un au moins des canaux de l’ouverture périphérique 50, dans cet exemple situé vers la gauche de la , pour atteindre la cavité intermédiaire 51. Les éléments de paroi 7A, aussi appelées « ailettes », forment des organes de guidage de ce flux, permettant de réduire un déplacement giratoire du flux au sein de l’ouverture 50 en le dirigeant ainsi vers la cavité intermédiaire 51.
Dans la cavité intermédiaire 51, une partie de ce flux est susceptible de contourner le plot 18. Ce phénomène est atténué par la présence des éléments de paroi 7B, aussi appelées « ailettes », qui s’étendent dans cet exemple au droit de la surface interne 19 du plateau 16 et du plot 18 et qui sont répartis circonférentiellement autour de l’axe A1.
En définitive, une partie du flux est entraînée de la cavité intermédiaire 51 vers la cavité de prélèvement 55, principalement via la cavité de ralentissement 52 et la cavité de réception 54, et éventuellement via la cavité de ralentissement 53 en fonction de la vitesse d’entrée du flux.
Le dispositif 3 permet de constituer dans la cavité de prélèvement 55 ledit échantillon d’air qui atteint dans cette cavité 55 une vitesse inférieure à celle du flux dans la cavité intermédiaire 51.
Une partie de l’air présent dans la cavité de prélèvement 55 peut ainsi être aspirée vers ladite chambre de détection via la portion 56 de l’ouverture de la partie inférieure 8 de la pièce 4.
De manière connue en soi, l’air traversant la chambre de détection est rejeté en-dehors de l’instrument via une ouverture (non représentée) du module principal 1.
Une autre partie de l’air présent dans la cavité de prélèvement 55 tend à ressortir du dispositif 3 en s’écoulant principalement à travers la cavité 53, la cavité intermédiaire 51 puis l’un au moins des canaux de l’ouverture périphérique 50, dans cet exemple situé vers la droite de la , c’est-à-dire principalement par le chemin le plus court. En fonction des conditions atmosphériques et de vitesse de vent relative, une partie de l’air présent dans la cavité de prélèvement 55 peut éventuellement ressortir du dispositif 3 en s’écoulant à travers les orifices 33 de la paroi 27, la cavité 54, la cavité intermédiaire 51 puis l’ouverture périphérique 50.
De manière générale, le dispositif 3 est peu coûteux, nécessite un faible entretien et, en termes de performances, permet de favoriser l’absorption de particules fines, en particulier pour des tailles allant jusqu’à 12 µm, tout en respectant la distribution des particules présentes dans l’atmosphère.
Des tests du dispositif 3 en soufflerie ont notamment montré que ce dispositif permet de constituer dans la cavité de prélèvement 55 un échantillon d’air apte à faire l’objet d’une mesure satisfaisante y compris en présence d’un vent soutenu, en l’occurrence jusqu’à 18,5 m/s.
La géométrie du dispositif 3 lui permet par ailleurs d’être opérationnel en cas de changement de direction du vent, compte tenu en particulier de la circularité des cavités et de la réparation circonférentielle des canaux de l’ouverture périphérique 50.
Le dispositif 3 permet de s’affranchir d’un dispositif d’aspiration à haut débit, ce qui permet d’alléger la masse totale de l’instrument. A cet égard, l’instrument de la a une masse totale qui n’excède pas 1100 g.
Le dispositif 3 peut ainsi être mis en œuvre au sein d’un instrument pouvant être embarqué à bord d’un aéronef du type drone pour des vols en zones urbaines, par exemple en vue de réaliser des analyses atmosphériques tridimensionnelles. Par exemple, un drone ainsi équipé peut survoler une zone à étudier et l’instrument de mesure peut être configuré pour prendre des mesures en continu de manière à restituer une moyenne de mesure à intervalle de temps donné, par exemple toutes les dix secondes.
Dans une telle application, ledit organe d’alimentation de l’instrument de mesure peut être une batterie. Alternativement, en cas d’application en stationnaire, l’organe d’alimentation peut comprendre un boîtier d’alimentation externe, par exemple amovible.
Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à de telles applications ni au dispositif d’admission 3 décrits ci-dessus en référence aux figures 2 et 3.
Par exemple, dans un mode de réalisation non représenté, le dispositif 3 peut être dépourvu de la paroi hémisphérique 27, auquel cas la cavité de ralentissement 52 peut être en communication fluidique directe avec la cavité de prélèvement 55, et non par l’intermédiaire de la cavité de réception 54.
Dans un autre mode de réalisation non représenté, le dispositif 3 peut comprendre un moyen d’assemblage différent de la partie filetée 8. Par exemple, la pièce 4 peut être dépourvue de la partie 8 et le dispositif 3 peut être configuré pour être fixé à un module tel que le module 1 par des moyens de fixation tels que des goupilles et/ou des vis, ou encore par collage. Dans une autre variante, la partie 8 du dispositif 3 peut être filetée non pas extérieurement mais intérieurement, en vue de son assemblage avec un tube extérieurement fileté.
Par ailleurs, le dispositif 3 peut être réalisé par fabrication séparée de certaines de ses parties, par exemple des pièces principales 4, 5 et/ou 6, et par assemblage ultérieur de ces parties préalablement réalisées par fabrication additive ou soustractive.
Plus généralement, la géométrie du dispositif 3 et de ses différentes cavités peut être différente de celle illustrée sur les figures 2 et 3 et les organes de restriction de section décrits ci-dessus, à savoir les collets 14, 15, 25, 29, 30 et 31, peuvent être différents en nombre et/ou en forme.

Claims (10)

  1. Dispositif (3) d’admission d’un fluide gazeux en vue de réaliser une mesure de particules présentes dans le fluide, caractérisé en ce qu’il comprend :
    – une cavité de prélèvement (55),
    – une cavité intermédiaire (51),
    – une ouverture périphérique (50) configurée pour autoriser une introduction du fluide dans la cavité intermédiaire (51) et
    – deux cavités de ralentissement (52, 53) qui sont chacune en communication fluidique avec la cavité intermédiaire (51) d’une part et la cavité de prélèvement (55) d’autre part de manière à acheminer une partie du fluide présent dans la cavité intermédiaire (51) vers la cavité de prélèvement (55) en vue de constituer dans la cavité de prélèvement (55) un échantillon du fluide,
    la cavité intermédiaire (51) et la cavité de prélèvement (55) étant espacées l’une de l’autre le long d’un axe (A1), les cavités de ralentissement (52, 53) et l’ouverture périphérique (50) s’étendant concentriquement autour de cet axe (A1).
  2. Dispositif (3) selon la revendication 1, comprenant une cavité de réception (54) en communication fluidique avec l’une (52) desdites cavités de ralentissement s’étendant radialement à l’intérieur de l’autre (53) desdites cavités de ralentissement par rapport audit axe (A1), le dispositif (3) comprenant une paroi (27) séparant la cavité de prélèvement (55) et la cavité de réception (54) l’une de l’autre, cette paroi (27) comprenant des orifices (33) établissant une communication fluidique entre la cavité de réception (54) et la cavité de prélèvement (55).
  3. Dispositif (3) selon la revendication 1 ou 2, comprenant un ou plusieurs organes (14, 15, 25, 29, 30, 31) de restriction de section de l’une et/ou l’autre parmi les cavités de ralentissement (52, 53).
  4. Dispositif (3) selon la revendication 3, dans lequel le ou les organes de restriction de section (14, 15, 25, 29, 30, 31) comprennent un ou plusieurs collets annulaires.
  5. Dispositif (3) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant des organes (7) de guidage du fluide disposés dans l’au moins une ouverture périphérique (50) de manière à guider le fluide vers la cavité intermédiaire (51).
  6. Dispositif (3) selon la revendication 5, dans lequel les organes de guidage (7) délimitent au moins un premier canal et un deuxième canal, le dispositif (3) pouvant être mis en œuvre de sorte que le fluide soit introduit dans la cavité intermédiaire (51) par le premier canal et que la partie du fluide acheminée vers la cavité de prélèvement (55) puisse être évacuée en dehors du dispositif (3) par le deuxième canal via l’une au moins des cavités de ralentissement (52, 53).
  7. Dispositif (3) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant une surface (13) délimitant l’au moins une ouverture périphérique (50), cette surface (13) présentant un ou plusieurs rayons de courbure.
  8. Dispositif (3) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l’au moins une ouverture périphérique (50) est configurée de sorte que, lors de son introduction dans la cavité intermédiaire (51), le fluide se déplace suivant une trajectoire comprenant une composante orientée suivant un premier sens (S1) le long dudit axe (A1), le dispositif (3) étant configuré de sorte que, lors de son acheminement de la cavité intermédiaire (51) vers la cavité de prélèvement (55), le fluide se déplace suivant une trajectoire comprenant une composante orientée suivant un deuxième sens (S2) le long dudit axe (A1), le deuxième sens (S1) étant opposé au premier sens (S2).
  9. Instrument de mesure de particules dans un fluide gazeux, comprenant un dispositif d’admission (3) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.
  10. Aéronef comprenant un instrument de mesure selon la revendication 9.
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