Brevet FR3143945A1 — publié le 20240621

L’invention concerne un ensemble modulaire (100) destiné à être installé dans un équipement embarqué, caractérisé en ce que ledit ensemble modulaire comporte : une carte de circuit imprimé (10) adaptée pour recevoir, au niveau d’une première face (11), des composants électroniques et/ou optiques (13), un dispositif (20) de gestion d’éléments filaires (70) comportant : un plateau (30), des modules (40) de gestion d’éléments filaires (70), le plateau étant agencé en vis à vis de tout ou partie de la première face de la carte de circuit imprimé et présentant une pluralité d’orifices (31) de réception des modules de gestion d’éléments filaires. Figure pour l’abrégé : Figure 1 Ensemble modulaire pour équipement embarqué Domaine technique de l’invention La présente invention concerne les équipements embarqués. L’invention a plus précisément pour objet un nouvel agencement interne d’un équipement embarqué permettant notamment la gestion des fibres optiques et câbles électriques. L’invention trouve une application avantageuse dans le domaine aéronautique, notamment pour équiper un aéronef. Actuellement, dans les équipements embarqués, le cheminement des câbles électriques et des fibres optiques n’est réalisé qu’après l’installation des cartes de circuit imprimé. Les câbles électriques et fibres optiques sont ensuite usuellement maintenus mécaniquement par des frettes ou des colliers de serrage. Or, les équipements embarqués présentent un volume interne assez restreint et la manipulation de ces câbles électriques et fibres optiques s’avère compliqué. L’augmentation constante du nombre de câbles électriques et de fibres optiques dans les équipements embarqués complexifie de plus en plus leur gestion. Il reste également difficile de gérer les marges de fabrication des câbles électriques et des fibres optiques. Par ailleurs, l’utilisation des fibres optiques génère des contraintes supplémentaires. Par exemple, les fibres optiques sont plus fragiles que les câbles électriques et elles sont notamment plus sensibles au pliage, ce qui complexifie la gestion des sur-longueurs, même faibles, et les passages d’angles. En parallèle, le refroidissement passif des composants électroniques et/ou optiques sur les cartes de circuit imprimé devient également complexe de par l’augmentation des débits qui nécessite toujours plus de puissance. Les dissipateurs thermiques passifs occupent ainsi de plus en plus d’espace dans le volume interne des équipements embarqués. Présentation de l’invention La présente invention vise à remédier aux inconvénients précités. A cet effet, il est proposé par la présente invention un ensemble modulaire destiné à être installé dans un équipement embarqué, caractérisé en ce que ledit ensemble modulaire comporte : une carte de circuit imprimé adaptée pour recevoir, au niveau d’une première face, des composants électroniques et/ou optiques, un dispositif de gestion d’éléments filaires comportant : un plateau, des modules de gestion d’éléments filaires, le plateau étant agencé en vis à vis de tout ou partie de la première face de la carte de circuit imprimé et présentant une pluralité d’orifices de réception des modules de gestion d’éléments filaires. Par élément filaire, on entend tout élément longiligne qui permet de relier électriquement ou optiquement deux éléments entre eux. Dans des exemples préférés, l’élément filaire peut être un câble électrique, un faisceau de câbles, un câble en nappe plat (câble multiplanaire), un câble coaxial radiofréquence ou encore une fibre optique. Chaque module de gestion d’éléments filaires est configuré pour présenter une fonction spécifique. Selon le nombre de composants électroniques et/ou optiques et d’éléments filaires à gérer, un opérateur est à même de définir le nombre de modules de gestion d’éléments filaires nécessaire, la fonction de chacun d’eux et leurs emplacements sur le plateau. Un tel ensemble modulaire permet avantageusement de maintenir et de guider les éléments filaires sur le plateau, par les modules de gestion d’éléments filaires. Selon des modes de mise en œuvre particuliers, l’ensemble modulaire selon l’invention répond en outre aux caractéristiques suivantes, mises en œuvre séparément ou en chacune de leurs combinaisons techniquement opérantes. Dans des modes de réalisation préférés de l’invention, chaque module de gestion d’éléments filaires comporte un élément de fixation destiné à coopérer avec un orifice de réception du plateau. Ainsi, l’ensemble modulaire propose des modules de gestion d’éléments filaires avec un élément de fixation au plateau standardisé en termes de fixation mécanique. Dans des modes de réalisation préférés de l’invention, les modules de gestion d’éléments filaires sont choisis parmi un module de guidage d’éléments filaires, un module de maintien d’éléments filaires, un module de gestion de la sur-longueur d’éléments filaires. Ainsi, les modules de gestion d’éléments filaires permettent de s’adapter au besoin de l’opérateur et facilitent les opération d’intégration des éléments filaires. Dans des modes de réalisation préférés de l’invention, les modules de gestion d’éléments filaires sont fabriqués par impression 3D. L’impression 3D permet avantageusement de réaliser notamment des formes complexes pour les modules de gestion d’éléments filaires, selon leur fonction dédiée. Dans des modes de réalisation préférés de l’invention, le plateau présente une partie, dite partie support, destinée à reposer fixement sur la première face de la carte de circuit imprimé. Dans des variantes de réalisation préférées de l’invention, l’ensemble modulaire comporte un dissipateur thermique. Le plateau présente une partie, dite partie support, destinée à être accolée à un ou plusieurs composants électroniques et/ou optiques de la carte de circuit imprimé. Ladite partie support est réalisée en un matériau conducteur thermiquement et est reliée fixement audit dissipateur thermique. L’ensemble modulaire permet ainsi avantageusement de combiner à la fois la gestion des éléments filaires et la dissipation de la chaleur créée par les composants électroniques et/ou optiques accolés à ladite partie support vers le dissipateur thermique. Dans des variantes de réalisation préférées de l’invention, l’ensemble modulaire comporte un dissipateur thermique, et dans lequel le plateau présente une partie, dite partie support, destinée à être accolée à un ou plusieurs composants électroniques et/ou optiques de la carte de circuit imprimé, ledit plateau est réalisé en un matériau conducteur thermiquement et est relié fixement audit dissipateur thermique via ladite partie support. L’association de cette double fonction, gestion des éléments filaire d’une part et dissipation d’autre part, dans l’ensemble modulaire permet avantageusement un gain de place et par conséquent une meilleure intégration de l’ensemble modulaire dans l’équipement embarqué. Dans des exemples de réalisation préférés de l’invention, le dissipateur thermique est une plaque avec des ailettes de dissipation et est agencé en vis à vis d’une seconde face de la carte de circuit imprimé. L’invention est également relative à un équipement embarqué comportant au moins un ensemble modulaire tel que défini ci-dessus dans au moins l’un de ses modes de réalisation. L’ensemble modulaire est directement installé dans l’équipement embarqué, avec le cheminement des éléments filaires réalisé, permettant avantageusement de simplifier les opérations de montage. Brève description des figures L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple nullement limitatif, et faite en se référant aux figures qui représentent : La est une représentation schématique, en coupe, d’un exemple d’ensemble modulaire selon l’invention, La est une représentation schématique, en coupe, d’une variante d’ensemble modulaire selon l’invention, La illustre une représentation schématique, en vue de dessus, d’un plateau constitutif de l’ensemble modulaire selon l’invention, La illustre une représentation schématique, en coupe, d’une partie du plateau constitutif de l’ensemble modulaire selon l’invention sur lequel sont disposés deux modules de gestion d’éléments filaires, La illustre une représentation schématique, en coupe, d’un équipement embarqué comportant deux exemples d’ensembles modulaires selon l’invention. La présente invention concerne un ensemble modulaire 100 destiné à la gestion des éléments filaires dans un équipement embarqué 200. Il est clair que tout élément filaire, qu’il soit électrique ou optique, peut être géré par l’ensemble modulaire. Dans un exemple préféré, l’élément filaire est un câble électrique, un câble coaxial radiofréquence ou encore une fibre optique. Les figures 1 et 2 illustrent d’une manière très schématique, et en coupe, deux exemples d’un ensemble modulaire 100 selon l’invention. La illustre d’une manière très schématique, et en coupe, un équipement embarqué 200 comportant deux exemples d’ensembles modulaires 100 selon l’invention. L’équipement embarqué 200 peut de manière générale, équiper tout moyen de transport, notamment ceux des domaines aéronautique, ferroviaire, naval ou automobile, sans que cela soit restrictif de l’invention. L’invention est décrite dans le contexte particulier d’un de ses domaines d’application préférés dans lequel l’équipement embarqué est disposé dans un avion, qu’il soit civil ou militaire. Rien n’exclut cependant de disposer l’équipement embarqué dans tout autre moyen de transport. L’ensemble modulaire 100 comporte une carte de circuit imprimé 10. La carte de circuit imprimé 10 est généralement communément appelée carte PCB, de l’acronyme anglais Printed Circuit Board. La carte de circuit imprimé 10 est un support mécanique de réception de composants électroniques et/ou optiques, dit composants 13. La carte de circuit imprimé 10 comporte notamment des pistes en matériau conducteur qui permettent de connecter électriquement les composants 13 entre eux et potentiellement avec des éléments extérieurs à la carte de circuit imprimé. La carte de circuit imprimé 10 reçoit préférentiellement les composants 13 au niveau d’une première face 11. La carte de circuit imprimé 10 peut également recevoir les composants 13 au niveau d’une seconde face 12, opposée à la première face 11, comme illustré sur les figures 1 et 2. Certains des composants 13 de la carte de circuit imprimé 10 peuvent être reliés avec des éléments extérieurs à l’équipement embarqué, au moyen d’élément filaires 70. De même, certains des composants 13 peuvent être reliés, au moyen d’élément filaires 70, avec des composants d’une autre carte de circuit imprimé située dans le même équipement embarqué. Chaque élément filaire 70 est ainsi connecté préférentiellement, à une première extrémité, à un composant 13 d’une carte de circuit imprimé 10 d’un ensemble modulaire 100, et à une seconde extrémité à : soit à un composant 13 d’une autre carte de circuit imprimé située dans le même équipement embarqué, ladite autre carte de circuit imprimé pouvant faire partie à un autre ensemble modulaire, soit à un connecteur 210 situé dans une des parois 220 de l’équipement embarqué 200, et permettant audit composant 13 d’être raccordé à un élément extérieur audit équipement embarqué. L’ensemble modulaire 100 comporte en outre un dispositif de gestion des éléments filaires, dit dispositif 20. Le dispositif 20 est configuré avantageusement pour gérer notamment le cheminement et le maintien de ces éléments filaires 70 dans l’équipement embarqué. Le dispositif 20 comporte un plateau 30 agencé en vis-à-vis de tout ou partie de la première face 11 de la carte de circuit imprimé 10. Le plateau 30 se présente sous la forme d’un support plat et rigide. Le plateau 30 peut présenter toute forme géométrique, par exemple une forme en L, en U, en carré ou en rectangle. Le plateau 30 est préférentiellement disposé par-dessus les composants 13. En d’autres termes, lesdits composants 13 sont compris entre le plateau 30 et la première face 11 de la carte de circuit imprimé 10. Le plateau 30 comporte une pluralité d’orifices 31. Lesdits orifices 31 peuvent être traversants ou non, dans une épaisseur dudit plateau. Les orifices 31 couvrent tout ou partie du plateau 30. De préférence, lesdits orifices sont régulièrement espacés entre eux. Par exemple, les orifices 31 sont disposés en rangées et colonnes parallèles, comme illustré sur la , éventuellement en quinconce. Le dispositif 20 comporte un pluralité de modules de gestion des éléments filaires, dit modules 40. Chaque module 40 est destiné à être fixé dans au moins un orifice 31 du plateau 30. Chaque module 40 comporte au moins un élément de fixation 41. Chaque élément de fixation 41 est destiné à coopérer avec un orifice 31 du plateau. Chaque élément de fixation 41 permet la liaison, de façon réversible ou non, entre le module 40 et le plateau 30. Par réversible, on entend que le module 40 peut être retiré facilement du plateau 30, lorsqu’une action intentionnelle et/ou un effort approprié est réalisé par un utilisateur. Dans un exemple de réalisation, la fixation du module 40 dans au moins un orifice 31 du plateau est réalisé par clipsage. L’élément de fixation 41 est par exemple formé par un élément d’encliquetage, déformable élastiquement, agencé pour traverser l’orifice 31 et prendre appui sur la seconde face 12 du plateau 10. Dans un tel exemple de réalisation, les orifices 31 du plateau sont traversants. Dans un exemple de réalisation (non représenté sur les figures), la fixation du module 40 dans un orifice du plateau est réalisé par vissage. L’élément de fixation 41 est une tige comportant un filetage externe destiné à coopérer avec un filetage interne réalisé au niveau de l’orifice du plateau. Dans un tel exemple de réalisation, les orifices 31 du plateau ne sont pas nécessairement traversants. Dans l’exemple de la , trois modules 40 sont illustrés et chacun des modules comporte une pluralité d’éléments de fixation 41 coopérant avec une pluralité d’orifices 31. Dans l’exemple de la , deux modules 40 sont illustrés et chacun comporte un seul élément de fixation 41 coopérant avec un orifice 31. Chacun des modules est fixé au plateau par clipsage. Chaque module 40 est configuré pour présenter une fonction spécifique. Dans un exemple préféré de réalisation, un module 40 est un module de guidage d’un ou plusieurs éléments filaires. Dans l’exemple de la , deux modules de guidage à 90° sont représentés. Dans un autre exemple préféré de réalisation, un module 40 est un module de maintien en position d’éléments filaires 70. Un exemple d’un tel module est représenté sur la droite de la . Un tel module de maintien permet le maintien des éléments filaires, notamment les fibres optiques, pour éviter qu’ils ne vibrent ou ne viennent au contact avec les composants électroniques et/ou optiques chauds environnants. Dans un autre exemple préféré de réalisation, un module 40 est un module de gestion de la sur-longueur d’éléments filaires. Un exemple d’un tel module est représenté sur la gauche de la . Le module de gestion peut prendre différentes formes, selon l’élément filaire à gérer. Par exemple, le module de gestion peut être configuré pour absorber une faible sur-longueur d’une fibre optique 70, notamment en utilisant l’élasticité de la fibre optique Un exemple de ce module est représenté sur la , entre les deux modules de guidage à 90°. Dans un autre exemple (non illustré), le module de gestion de la sur-longueur est configuré pour gérer les sur-longueurs de câbles de diamètre plus important que celui de la fibre optique, tels que les câbles d’alimentation (communément nommés câbles de puissance). Dans d’autres exemple de réalisation, un module 40 peut être : un module de lovage de fibre optique, un module de gestion d’un câble RF, le câble RF étant un câble plus rigide, mais moins fragile, que les câbles électriques dits classiques. L’ensemble modulaire 100 peut ainsi comporter différents modules 40 présentant une même fonction et/ou une fonction différente. Ainsi, selon les composants 13 et les éléments filaires 70 à gérer, le nombre de modules 40, la fonction de chacun des modules 40 et leurs emplacements sur le plateau peuvent être avantageusement définis lors de la phase de conception de la carte de circuit imprimé. Les éléments filaires 70 sont ainsi maintenus et guidés de façon optimale, notamment en évitant tout contact avec les composants qui pourraient potentiellement les dégrader, par exemple du au frottement ou à la chauffe des composants. L’ensemble modulaire 100 peut ensuite être directement installé dans l’équipement embarqué 200 et seules les secondes extrémités des éléments filaires 70 sont à raccorder. Un tel agencement de l’ensemble modulaire 100 dans l’équipement embarqué augmente ainsi avantageusement la fiabilité dudit équipement embarqué. Le plateau 30 présente une partie, dite partie support 32, destinée à venir reposer fixement sur un support. Dans l’exemple de la , le support est la première face 11 de la carte de circuit imprimé 10. De préférence, la partie support 32 du plateau est assemblée à la carte de circuit imprimée par vissage. Le plateau 30 et chaque module 40 peuvent être fabriqués dans un matériau choisi parmi : les matières plastiques, les métaux ou alliages métalliques, les matériaux composites. Le plateau 30 et chaque module 40 peuvent être fabriqués au moyen de procédés tels que l’usinage, le formage, ou encore l’impression 3D. De préférence, le plateau 30 et chaque module 40 sont fabriqués par impression 3D. L’expression « impression 3D » englobe toutes les technologies de fabrication additive. Ces technologies permettent notamment d’obtenir, à partir d’un ou plusieurs matériaux, des modules légers, peu onéreux et de forme complexe, difficile à obtenir par usinage par exemple. L’impression 3D peut être de l’impression 3D plastique ou métal. Dans une variante de réalisation de l’ensemble modulaire, comme illustré sur la , l’ensemble modulaire 100 peut comporter un dissipateur thermique 50. Le dissipateur thermique 50 se présente sous la forme d’une plaque 51 en matériau conducteur thermiquement, par exemple en aluminium, et pourvue d’ailettes de dissipation 52 au niveau d’une de ses faces. Le dissipateur thermique 50, plus particulièrement la plaque 51, est préférentiellement agencé en vis à vis de la seconde face 12 de la carte de circuit imprimé 10. Dans une telle variante de réalisation, la carte de circuit imprimé 10 est ainsi comprise entre le plateau 30 et le dissipateur thermique 50. Des plots 15 permettent le maintient de la carte sur la plaque 51 du dissipateur thermique. Le plateau 30 est dimensionné pour que la partie support 32 soit accolée à certains composants 13 de la carte de circuit imprimé 10, comme illustrée sur la . Dans cette variante de réalisation, la partie support 32 du plateau 30 est avantageusement réalisée dans un matériau conducteur thermiquement. Le plateau 30 peut être réalisé soit dans le même matériau conducteur thermiquement, soit en matériau plastique. La partie support 32 du plateau vient avantageusement reposer fixement sur le dissipateur thermique 50, plus particulièrement sur la plaque 51. Ainsi la partie support 32 du plateau 30 participe à l’effort de dissipation de la chaleur dégagée par les composants 13 accolés à ladite partie support, en conduisant la chaleur provenant des composants 13 vers le dissipateur thermique 50. Ensemble modulaire (100) destiné à être installé dans un équipement embarqué, caractérisé en ce que ledit ensemble modulaire comporte : une carte de circuit imprimé (10) adaptée pour recevoir, au niveau d’une première face (11), des composants électroniques et/ou optiques (13), un dispositif (20) de gestion d’éléments filaires (70) comportant : un plateau (30), des modules (40) de gestion d’éléments filaires (70), le plateau (30) étant agencé en vis à vis de tout ou partie de la première face de la carte de circuit imprimé et présentant une pluralité d’orifices (31) de réception des modules de gestion d’éléments filaires. Ensemble modulaire (100) selon la revendication 1 dans lequel chaque module (40) de gestion d’éléments filaires comporte un élément de fixation (41) destiné à coopérer avec un orifice (31) de réception du plateau (30). Ensemble modulaire (100) selon l’une des revendications précédentes dans lequel les modules (40) de gestion d’éléments filaires (70) sont fabriqués par impression 3D. Ensemble modulaire (100) selon l’une des revendications précédentes dans lequel les modules (40) de gestion d’éléments filaires (70) sont choisis parmi un module de guidage d’éléments filaires, un module de maintien d’éléments filaires, un module de gestion de la sur-longueur d’éléments filaires. Ensemble modulaire (100) selon l’une des revendications précédentes dans lequel le plateau (30) présente une partie, dite partie support (32), destinée à reposer fixement sur la première face (11) de la carte de circuit imprimé (10). Ensemble modulaire (100) selon l’une des revendications 1 à 4 comportant un dissipateur thermique (50), et dans lequel le plateau (30) présente une partie, dite partie support (32), destinée à être accolée à un ou plusieurs composants électroniques et/ou optiques (13) de la carte de circuit imprimé (10), ladite partie support est réalisée en un matériau conducteur thermiquement et est reliée fixement audit dissipateur thermique. Ensemble modulaire (100) selon l’une des revendications 1 à 4 comportant un dissipateur thermique (50), et dans lequel le plateau (30) présente une partie, dite partie support (32), destinée à être accolée à un ou plusieurs composants électroniques et/ou optiques (13) de la carte de circuit imprimé (10), ledit plateau est réalisé en un matériau conducteur thermiquement et est relié fixement audit dissipateur thermique (50) via ladite partie support. Ensemble modulaire (100) selon l’une des revendications 6 ou 7 dans lequel le dissipateur thermique (50) est une plaque (51) avec des ailettes (52) de dissipation et est agencé en vis à vis d’une seconde face (12) de la carte de circuit imprimé (10). Équipement embarqué (200) comportant un ensemble modulaire (100) selon l’une des revendications précédentes.