Brevet FR2817705A1 — publié le 20020607

La présente invention se rapporte à un dispositif permettant le fonctionnement de matériels portatifs en environnement sévère. Lorsque des matériels sont destinés à fonctionner dans des environnements sévères, tels que ceux auxquels sont soumis des matériels militaires, aéronautiques ou spatiaux, on réalise ces matériels selon des normes bien plus strictes que celles relatives à des matériels standard, matériels grand public ou "COTS", (c'est-à-dire "Commercial off the Shelf"), ce qui fait que ces matériels spéciaux sont bien plus onéreux que les matériels standard. La tendance actuelle est de réduire le coût de ces matériels spéciaux, en utilisant des matériels "COTS", sélectionnés et éventuellement adaptés à des normes plus strictes. Ces matériels destinés à fonctionner en environnements sévères doivent, en particulier, pouvoir fonctionner correctement à des températures négatives pouvant atteindre -40 C par exemple, ce qui est en particulier le cas des matériels militaires mais n'est pas le cas de beaucoup de matériels "COTS". Parmi ces matériels standard ne supportant pas de telles contraintes on citera les batteries d'alimentation électrique et les périphériques d'ordinateurs tels que les lecteurs de CD-ROM, DVD-ROM, les lecteurs de disquette, les lecteurs PCMCIA, les lecteurs de mémoire Flash. Leur fonctionnement n'est en général garanti qu'au-dessus de 0 C, et leurs caractéristiques techniques publiées ne font pas état de leur comportement en dessous de 0 C. De plus, après un stockage de longue durée au froid, les médias lus par les lecteurs en question doivent être réchauffés avant d'être introduits dans ces lecteurs pour éviter des problèmes de condensation et divers dysfonctionnements. Les batteries utilisées dans les équipements devant fonctionner en ambiance sévère ont un fonctionnement très dégradé au froid : leur autonomie est très courte et leur charge quasi impossible. Pour résoudre ces problèmes, on est amené à prévoir un dispositif de chauffage pour ces éléments sensibles au froid. Cependant, les dispositifs de chauffage électriques consomment beaucoup d'énergie, ce qui les rend inadaptés pour des appareils portatifs, pour lesquels l'autonomie est un critère très important. Les dispositifs de chauffage à combustible sont également inadaptés à cause des nombreux inconvénients des combustibles (dangereux, volumineux, difficiles à réguler,..). On connaît également des dispositifs de chauffage contenant un mélange de liquide et de sels cristallisables sous l'effet d'une onde de choc en produisant une réaction exothermique. Ces dispositifs, bien que ne nécessitant aucune source d'énergie pour produire de la chaleur, ne sont pas adaptés à un environnement sévère du fait de leur fragilité. La présente invention a pour objet un dispositif permettant le fonctionnement en environnement sévère d'équipements, en particulier o10 d'équipements électroniques portatifs, comportant des éléments dont le fonctionnement est dégradé ou impossible lorsqu'ils sont soumis à des basses températures (nettement inférieures à 0 C), dispositif qui ne diminue pas l'autonomie des matériels ou équipements dont il assure le fonctionnement, qui soit simple, léger et peu onéreux à réaliser. Le dispositif conforme à l'invention comporte un coffret de protection dont la surface intérieure est revêtue d'un isolant thermique, et dans lequel est disposée au moins une poche contenant un mélange à réaction de cristallisation exothermique avec son dispositif de déclenchement de réaction à onde de choc commandable depuis l'extérieur du coffret, les éléments à réchauffer étant disposés à l'intérieur du coffret. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation, pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé dont la figure unique est une vue en coupe simplifiée d'une exemple de réalisation d'un dispositif conforme à I'invention. L'invention est décrite ci-dessous en référence au réchauffage d'une batterie d'alimentation électrique d'un appareil électronique portatif, et d'un compact disc, tel qu'un CD-ROM, mais il est bien entendu qu'elle n'est pas limitée au réchauffage (et/ou au maintien de la température normale de fonctionnement) de ces éléments, et qu'elle peut être mise en oeuvre pour d'autres types d'éléments et/ou d'appareils, qu'ils soient portatifs ou non, que ce soit pendant leur stockage, juste avant leur utilisation ou pendant leur utilisation, et même après leur utilisation. Ces éléments et appareils peuvent, par exemple, être des périphériques d'ordinateurs (lecteur de CD-ROM, de DVD-ROM, lecteur de disquettes, de mémoire "flash",...), des appareils portables complets (micro-ordinateurs, appareils de télécommunications radio ou GSM, appareils de mesures, etc...). Le dispositif de l'invention utilise un dispositif de chauffage déjà utilisé pour des appareils de type grand public (chauffe-biberons, chauffe- plats, appareils de massage...). Ce dispositif de chauffage se présente sous forme d'une poche étanche en matière plastique souple contenant un mélange d'eau et de sels ayant des propriétés exothermiques. Le mélange est sous forme liquide à température ambiante normale, et il passe à l'état solide pour une certaine température négative qui est fonction de la o10 composition chimique du mélange. Lorsque la température à laquelle est soumis ce mélange est supérieure à cette valeur de solidification, il suffit de créer une onde de choc dans le mélange pour déclencher une réaction en chaîne provoquant la création de cristaux avec tout le mélange. L'onde de choc joue le rôle d'agent catalyseur pour la réaction de solidification qui est exothermique. La chaleur ainsi dégagée se manifeste pendant 30 mn à 2 heures ou même plus, en fonction de la composition du mélange et des déperditions de chaleur. Cette chaleur dégagée peut atteindre une température de + 50 C. Une fois que la solidification du mélange est complètement terminée, il faut le chauffer à une température d'environ + 100 C pour le réactiver, c'est-à-dire pour le liquéfier et pouvoir provoquer une nouvelle réaction exothermique. L'intérêt de ce dispositif de chauffage "passif" est qu'il libère de l'énergie de chauffage sans consommation d'énergie, donc sans diminuer du tout l'autonomie des appareils qu'il est chargé de réchauffer dans le dispositif de l'invention. La seule phase pendant laquelle ce dispositif de chauffage consomme de l'énergie est celle de sa recharge, pour liquéfier le mélange solidifié. Cependant, cette phase sera réalisée préalablement à la mission pendant laquelle le dispositif de chauffage doit être utilisé, dans un lieu (laboratoire, dépôt, atelier, usine,..) o des sources d'énergie non limitées en autonomie sont disponibles. Bien entendu, si la mission en question peut durer plus de deux heures environ, on prévoit plusieurs dispositifs de chauffage que l'on utilisera successivement. Lorsque l'on a réchauffé dans le dispositif de l'invention les éléments à réchauffer, leur maintien à la température recherchée (qui n'est pas nécessairement leur température normale de fonctionnement pour une température ambiante d'environ 20 ,mais qui est, de préférence simplement supérieure à 0 C) est généralement assuré par leur propre autoéchauffement et/ou l'auto-échauffement des équipements dont ils font partie ou dans lesquels ils sont insérés. Toutefois, si cet auto-échauffement est insuffisant, le dispositif de l'invention peut assurer un chauffage d'appoint pour ces éléments. Bien entendu, dans ce dernier cas, si certains éléments ne peuvent fonctionner que s'ils sont insérés dans leurs équipements, les dimensions du coffret sont prévues pour pouvoir y loger ces équipements recevant les éléments à réchauffer (par exemple un lecteur de CD-ROM, qui est alors relié à son microordinateur par un câble approprié, ou bien une batterie d'alimentation de poste GSM, qui est alors relié à ce poste par un câble approprié). Ainsi, en cas de besoin, les équipements dont certains éléments doivent être réchauffés lorsque la température ambiante est fortement négative, peuvent être légèrement modifiés et reliés par câble (ou toute autre liaison appropriée) à ces éléments ou à un sous-ensemble de ces équipements recevant ou comportant ces éléments. On a représenté sur la figure unique du dessin un exemple de réalisation au dispositif de l'invention. Ce dispositif comporte un coffret de protection 1 dont la surface intérieure est revêtue d'une couche 2 d'isolant thermique. On fixe à l'intérieur de ce coffret un réservoir souple 3 contenant un mélange 4 du type précité à réaction de solidification exothermique. Le réservoir 3 est déposé dans le coffret 1 de façon à y laisser le maximum possible de place disponible pour les éléments à réchauffer. Dans l'exemple représenté sur le dessin, le réservoir 3 a une forme de poche tapissant la face intérieure de quatre parois consécutives du coffret 2 (c'est-à-dire toutes les parois sauf les deux constituants la face avant et la face arrière du coffret), la paroi constituant la face avant du coffre étant amovible ou basculante afin de permettre l'introduction des éléments 5 à réchauffer dans le coffret. Dans l'exemple représenté sur le dessin, ces éléments sont un CD- ROM et une batterie, mais il est bien entendu que de nombreux autres éléments, tels que ceux cités ci-dessus peuvent être réchauffés par le dispositif de l'invention. Le réservoir 3 est muni d'un dispositif 6 de déclenchement à onde de choc dont la manette de commande 7 traverse de façon étanche une paroi du coffret, et est donc manipulable de l'extérieur. Ce dispositif 6 est généralement une coupelle métallique que l'on fait fléchir en son centre pour produire un claquement. Toutefois d'autres dispositifs analogues peuvent être utilisés. Selon une variante de l'invention, on dispose à l'intérieur du coffret 1 deux ou plusieurs réservoirs distincts à mélange exothermique, afin d'augmenter la durée de chauffage du dispositif de l'invention. Ainsi, lorsque la chaleur produite par le premier réservoir mis en oeuvre commence à diminuer, on met en oeuvre le réservoir suivant, et ainsi de suite s'il y a plusieurs tels réservoirs. Bien entendu, chaque réservoir est muni de son propre dispositif de déclenchement. Ainsi, grâce au dispositif de l'invention, on peut faire fonctionner divers équipements électroniques à une température ambiante très basse (- C ou même moins) sans diminuer l'autonomie de ces équipements et ce, dans un environnement sévère (présence de sable, de poussières, de contaminants chimiques, d'objets contondants, rayonnements infrarouges et ultraviolets...), grâce au fait que le boîtier du dispositif de chauffage a un coffret qui peut facilement être étanchéifié et résistant aux chocs, rayonnements et polluants divers. Bien entendu, dans ce cas, les équipements portatifs eux-mêmes sont prévus pour être au moins aussi résistants que le coffret du dispositif de chauffage. Ce dispositif de chauffage comporte la quantité nécessaire de mélange à réaction exothermique (éventuellement réparti en plusieurs poches indépendantes mises en oeuvre les unes après les autres), pour assurer un chauffage suffisant même pour des missions relativement longues (plusieurs heures) en ambiance très froide avec des équipements portatifs. REVENDICATIONS 1 - Dispositif permettant le fonctionnement de matériels portatifs en environnement sévère, caractérisé en ce qu'il comporte un coffret de protection (1) dont la surface intérieure est revêtue d'un isolant thermique (2) et dans lequel est disposée au moins une poche (3) contenant un mélange (4) à réaction de cristallisation exothermique avec son dispositif (6) de déclenchement de réaction à onde de choc commandable (7) depuis l'extérieur du coffret, les éléments à réchauffer (5) étant disposés à l'intérieur du coffret. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le coffret est étanchéifité et/ou en matériau résistant aux chocs et/ou en matériau résistant aux contaminants chimiques et/ou en matériau résistant aux rayonnements IR et UV. 3 - Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les éléments à réchauffer sont reliés aux matériels avec lesquels ils coopèrent et sont réchauffés pendant leur fonctionnement commun. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les éléments à réchauffer sont disposés dans le coffret avec des sous- ensembles des matériels portatifs, sous-ensembles qui permettent le fonctionnement de ces éléments. - Dispositif l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs poches indépendantes, contenant chacune un mélange, et mises en oeuvre à tour de rôle.