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Université Paris-Diderot - Paris VII (08/06/1999), Patrick Mac Leod (Dir.)
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Vers une métrologie olfactive de la qualité de l'air
intérieur. Correspondances entre les données de
l'analyse sensorielle, de l'analyse chimique et d'un
"nez électronique".
Olivier Ramalho1

La caractérisation des odeurs dans les environnements intérieurs est nécessaire pour évaluer la qualité de l'air
perçue, ou l'impact des différentes sources, en particulier les revêtements de sols et de murs. L'utilité d'un
système multi-capteurs à ce titre paraît intéressante devant la lourdeur d'une évaluation sensorielle comprenant
plusieurs individus préalablement entraînés.
Afin de comprendre l'information issue du réseau de capteurs polymères conducteurs utilisés, leur réponse à
10 émissions de peintures fréquemment utilisées en ambiances intérieures a été confrontée aux évaluations
d'intensité d'odeurs des mêmes échantillons effectuées par 13 sujets (méthode des équivalences olfactives) et à
leur composition analytique respective. Trois espaces de réponses ont été construits à partir des différentes
matrices de résultats (10 peintures pour 13 sujets, 28 capteurs et 27 variables analytiques) traitées par analyse
factorielle des correspondances. Devant la dépendance des échantillons entre eux, l'espace olfactif quantitatif ne
présente que trois dimensions, dont la principale caractérise une sensation trigéminale confirmée par la présence
d'aldéhydes en fortes concentrations au niveau des échantillons glycérophtaliques. Cette dimension est la seule
retenue au niveau de l'espace d'interaction des capteurs avec les peintures, et la principale dans l'espace
analytique déterminé. La classification des peintures dans l'espace monodimensionnel des capteurs, ou dans la
première dimension de l'espace analytique, suit celle d'un individu anosmique spécifique, dont la seule présence
fait basculer le nombre de classes de peintures dans l'espace olfactif de 2 à 3. Il vient renforcer la nécessité de la
prise en compte des différences interindividuelles dans la caractérisation de l'odeur.
Un espace à quatre dimensions, réunissant l'ensemble des données, a été construit après retrait des
échantillons présentant un caractère trigéminal, par transformations des données en rangs. Les cinq groupes de
variables constitués sont supposés correspondre à des propriétés distinctes ligand-récepteur olfactif. Des
similitudes de classification des peintures ont été trouvées entre des capteurs et certains sujets, indiquant des
mécanismes de réponses proches. Ce type de démarche apporte des éléments sur la structure des récepteurs
olfactifs humains et à plus long terme sur le nombre de classes de récepteurs.
L'insuffisante prise en compte de la globalité de l'information sensorielle par les capteurs, impose la nécessité
d'une hybridation des technologies des capteurs et l'intégration de nouveaux systèmes plus sensibles basés sur la
spectrométrie de masse. Une répétition de capteurs identiques permettrait par ailleurs une convergence du signal
assurant une stabilité et un gain de sensibilité non négligeable. De mêmes conclusions peuvent être tirées de la
méthode analytique choisie, nécessitant une multiplication des systèmes de prélèvements différents et des
systèmes séparatifs élaborés couplés à une évaluation olfactive des effluents pour espérer identifier et quantifier
tous les composés odorants.
De tels progrès sont nécessaires pour espérer modéliser un jour le traitement de l'information olfactive par
des techniques de reconnaissance de formes élaborées
1:  CSTB Saint martin d'hères - Centre Scientifique et Technique du Bâtiment
Espace Olfactif – Nez Electronique – Odeur – Intensité – Air Intérieur – Qualité de l'air – Peinture – Polymère Conducteur

Odour characterization from indoor environments is necessary to evaluate perceived indoor air quality or to
apprehend the impact of different sources such as ground and wall coverings. Electronic nose technology seems
interesting face to time -consuming sensory analysis with trained panels. The sensor array used in this study is
based on conducting polymers.
In order to understand what type of information comes from the sensor, the responses to 10 emissions of
indoor frequently used paints where confronted to odour intensity evaluation of these samples by 13 individuals
(olfactory matching method) and to their respective analytical composition. Correspondence Analysis of the
different experimental matrixes (10 paints for 13 subjects, 28 sensors and 27 analytical variables) yielded three
responses spaces. As samples show dependency, the olfactory space gives only three dimensions, the principal
one characterising trigeminal sensation which were confirmed by strong concentrations of aldehydes in alkyd
paints. This dimension is the only one retained in sensor interaction space and the most important in the
analytical space. Paints classification in the 1-dimensional sensor space or in the first factor of analytical space
follows the one found by a specific anosmic individual, whose sole presence increased the number of paints
classes from 2 to 3. This result enhances the need to consider interindividual differences in odour
characterization.
A four-dimensional space including all data has been defined. The samples that cause trigeminal sensations
were removed. The remaining data were transformed in ranks. Variables classification allows the identification
of five clusters, supposed to correspond to independent ligand-olfactory receptor properties. Classification
similitudes were observed between several sensors and some individuals, indicating similar response
mechanisms. This approach brings some knowledge on the structure of human olfactory receptors and the
number of receptor classes in the long term.
As sensors do not take into account the totality of sensory information, the necessity of sensor technology
hybridization arises as well as the need to integrate new systems more sensitive based on mass spectrometry.
Identical sensor repetition may prove beneficial as a signal convergence tool insuring significant stability and
sensitivity gain. Likewise, the analytical method chosen needs the multiplication of different sampling
techniques and elaborated separative systems coupled to olfactory sniffing in order to hope to identify and to
quantify all of the odorous compounds.
Such evolutions are a necessity before attempting to model olfactory information processing by elaborated
pattern recognition techniques.

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