INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
I1 est connu, notamment pour les moteurs à combustion interne fonctionnant en mélange pauvre et nécessitant de fortes turbulences aérodynamiques dans les chambres de combustion, d'obturer partiellement les conduits d'admission en utilisant des =systèmes obturateurs pilotés logés dans la culasse tels que par exemple des boisseaux. Cette obturation partielle a pour objet d'imprimer sélectivement à la charge pénétrant dans les cylindres un mouvement de rotation ordonné de type Tumble c'est-à-dire un mouvement tourbillonnaire d'axe de rotation perpendiculaire à l'axe des cylindres.
Ce mouvement de rotation ordonné de type Tumble est classiquement obtenu, comme cela est par exemple décrit dans les documents EP-A-579.218 et EP-A-641.921, en obturant la partie basse des conduits d'admission ce qui force les gaz à circuler dans la partie haute des conduits et ainsi à pénétrer dans les chambres de combustion avec l'incidence nécessaire.
Les éléments obturateurs connus sont montés dans des évidements correspondants s'étendant dans la culasse. Ces logements qui débouchent dans les conduits d'admission, sont adaptés de façon à accueillir entièrement les corps des éléments obturateurs et permettre ainsi leur effacement en position de repos et le libre passage des gaz dans des phases de fonctionnement prédéterminées du moteur telles qu'en pleine charge. De tels logements présentent aujourd'hui l'inconvénient de favoriser l'accumulation de carburant liquide.
En effet, le carburant injecté directement dans les conduits d'admission ou bien encore remontant des chambres de combustion tend à se déposer sur les parois des conduits d'admission et plus particulièrement dans les zones en retrait du flux, des gaz d'admission que constituent les évidements formant logements des éléments obturateurs lorsque ces derniers sont manoeuvrés dans leur position active d'obturation partielle des conduits.
Le carburant qui s'accumule ainsi dans ces logements est ensuite brusquement évacué dans les conduits d'admission et entraîné dans les chambres de combustion lors du retour en position de repos des éléments obturateurs. Cette soudaine arrivée de carburant a pour effet de provoquer une augmentation incontrôlée de la richesse de la charge et donc des à-coups de couple et des émissions de polluants.
Le moteur à combustion interne selon l'invention, a donc pour objet de remédier aux inconvénients précités et ce, de façon particulièrement simple.
Le moteur à combustion interne selon l'invention comporte une culasse dans laquelle est ménagée au moins un conduit d'admission destiné à alimenter une chambre de combustion, ce conduit coopérant avec un élément obturateur piloté destiné à venir partiellement obturer le passage et imprimer un mouvement de rotation à la charge dans la chambre de combustion, cet élément obturateur venant se loger en position de repos dans un évidement correspondant de la culasse débouchant dans la partie inférieure du conduit d'admission.
Selon l'invention, le moteur est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'évacuation du carburant destinés à éviter toute accumulation de carburant dans l'évidement de la culasse recevant le dispositif obturateur.
Selon une caractéristique du moteur à combustion interne objet de l'invention, les moyens d'évacuation du carburant sont constitués par un canal reliant le fond de l'évidement recevant le dispositif obturateur, au conduit d'admission.
Selon une caractéristique du moteur à combustion interne objet de l'invention, le canal débouche dans le conduit d'admission au voisinage de l'orifice d'admission.
Selon une caractéristique du moteur à combustion interne objet de l'invention, le canal est formé par un simple perçage.
Selon une caractéristique du moteur à combustion interne objet de l'invention, l'orifice de sortie du canal est orienté de façon à ne pas modifier l'aérodynamique créée par ledit dispositif obturateur.
Selon une caractéristique du moteur à combustion interne objet de l'invention, l'élément obturateur est articulé autour d'un axe s'étendant perpendiculairement audit conduit.
Les figures 14A et 14B illustrent schématiquement le cas d'une hybridation d'un substrat 22 et d'un composant 32 tel qu'une diode laser, pourvus chacun d'un plot de connexion segmenté.
Les segments de connexion formés sur le substrat 22 ont la référence 56 tandis que les segments de connexion formés sur le composant 32 ont la référence 58.
On voit également les billes de brasure 60 formées sur les segments de connexion du substrat 22 et les billes de brasure 62 formées sur les segments de connexion du composant 32.
Comme on le voit sur la figure 14B, les segments de connexion 56 et 58 sont disposés de telle façon que, lorsque le composant 32 repose sur le substrat 22 par l'intermédiaire des billes de connexion, chaque segment du composant 32 se trouve en regard d'un intervalle séparant deux segments adjacents du substrat 22.
On peut dire que les segments du composant 32 sont décalés d'un demi-pas par rapport à ceux du substrat 22.
Ainsi les billes de brasure 60 et 62 s' imbriquent les unes dans les autres lorsque le composant 32 est mis en place sur le substrat 22.
Les figures 15A et 15B illustrent schématiquement l'assemblage de ce composant 32 et de ce substrat 22 obtenu par chauffage de l'ensemble représenté sur la figure 14B au-dessus du point de fusion de la brasure.
On voit sur les figures 15A et 15B le cordon continu de brasure 64 formé lors de ce chauffage.
Ce cordon 64 résulte de la fusion des billes de brasure à l'état liquide.
Les figures 16A et 16B illustrent schématiquement la possibilité de réaliser un cordon continu de brasure 66 sur la périphérie d'un composant 68.
On voit sur les figures 16A et 16B le substrat 70 sur lequel on veut hybrider le composant 68 ainsi que le plot de connexion segmenté 72 qui s'étend suivant un circuit fermé sur le substrat.
On voit aussi que le composant est muni d'un plot non segmenté 74 qui s'étend suivant ce circuit.
Du fait de la non-continuité de la métallisation d'accrochage, l'herméticité ne sera pas totale.
Par contre l'étanchéité aux projections de liquides et de particules, lors d'opérations de découpe, et aux poussières, lors du fonctionnement du composant, est assurée.
La configuration dont il a été question dans la description des figures 14A à 15B (composant et substrat munis chacun d'un plot segmenté) est également utilisable dans le cas d'un tel cordon de brasure continu à la périphérie du composant.
Les matériaux composites selon l'invention sont obtenus par mélange du ciment tel que décrit précédemment, avec les fibres. Le mélange se fait dans les mêmes conditions de préparation du ciment et ne seront donc pas reprises ici. La composition ainsi obtenue est coulée dans un moule approprié, pour donner des dalles ou des panneaux. Les produits moulés sont ensuite mis à sécher, d'une façon avantageuse à une température voisine de la température ambiante.
EXEMPLES Mesure des propriétés mécaniques On réalise des éprouvettes prismatiques (4X4X16 cm3) en coulant le mortier ou le coulis dans des moules standards en acier doux. Ces éprouvettes sont démoulées i heure après le temps de prise et séchées à température ambiante. Les propriétés mécaniques sont testées sur ces éprouvettes.
Exemple comparatif 1 On prépare un mortier phosphomagnésien à partir des constituants suivants: - 30 % en poids de phase liante constituée de: .48,5% en poids de phosphate monoammonique, 48,5 % en poids d'oxyde de magnésium, . 3 % en poids d'acide borique qui est un agent retardant, - 20 % en poids de sable siliceux E 10 dont les particules élémentaires ont une taille de l'ordre de 100 pm, - 50 % en poids de sable normalisé CEN 31 196-1 dont les particules élémentaires ont une taille comprise entre 100 et 500 m.
On prépare le mortier par mélange des matériaux définis ci-dessus avec de l'eau la teneur en eau est telle que le rapport en poids eau I phase liante est de 0,36. Le mélange est réalisé de la manière suivante : on malaxe à l'aide d'un malaxeur type HOBART les matériaux à l'état sec pendant 30 s à petite vitesse (60 tr/min), puis on ajoute l'eau dans la proportion souhaitée. Ensuite, on continue à malaxer pendant 1 min 30 à petite vitesse puis 1 min 30 à grande vitesse (120 tr/min).
Le mortier obtenu est très fluide : il coule lorsqu'il est appliqué sur un support vertical.
On observe également un effet de ressuage lors de la prise : de l'eau remonte à la surface du mortier tandis que les granulats ont tendance à floculer.
Les propriétés mécaniques à 7 jours sont les suivantes: . résistance en compression :35 MPa . résistance en flexion : 6,5 MPa.
Exemple 2 selon l'invention On prépare un mortier phosphomagnésien à partir des constituants suivants; - 29,9 % en poids d'un mélange de: . 46 % en poids de phosphate monoammonique, .46 % en poids d'oxyde de magnésium, . 3 % en poids d'acide borique qui est un agent retardant, . 5 % de silice T38AB, - 2,3 % en poids de fumée de silice dont les particules élémentaires ont une taille comprise entre 0,1 et 1 um, - 7,8 % en poids de sable C600 dont les particules élémentaires ont une taille comprise entre 2 et 6 m, - 10 % en poids de silice E 10, - 50 % en poids de sable normalisé CEN 31 196-1.
La silice T38AB est une silice précipitation commercialisée par Rhône-Poulenc présentant les caractéristiques suivantes: - taille des agglomérats : 50 ijm - taille des agrégats: inférieure à 0,1 pm (mesurées par MET).
On prépare ce mortier phosphomagnésien selon le procédé de l'exemple 1. Le rapport en poids eau I phase liante est de 0,32.
Le mortier obtenu présente une belle texture homogène et onctueuse, il colle lorsqu'il est appliqué sur un support vertical.
On n'observe aucun phénomène de ressuage.
PROCEDE REACTIONNEL EN CONTINU PAR CATALYSE SOLIDEIGAZ EN MILIEU NON CONVENTIONNEL, REACTEUR CORRESPONDANT ET UTILISATION DE CE REACTEUR La présente invention concerne le fonctionnement de réacteurs en continu en milieu non conventionnel, c'est-à-dire non aqueux, en particulier pour des réactions de catalyse mettant en jeu essentiellement une phase solide et une phase gazeuse.
Des réactions catalytiques solide/gaz dans laquelle la phase solide du réacteur est constituée par une enzyme et les substrats ou les produits de la réaction se trouvent sous forme gazeuse ont été décrites par Pulvin S., Legoy M.D., Lortie R., Pensa M. et Thomas D. (1986) Enzyme technology and gas phase catalysais: alcohol dehydrogenase example. Biotechnol. Lett., 8, Il, pp 783-784. Des systèmes de catalyse qui mettent en oeuvre des cellules entières en tant qu'éléments constituants de la phase solide du réacteur sont également connus.
La catalyse solide/gaz présente en fait des avantages certains par rapport aux systèmes conventionnels de type solidelliquide: - elle permet, dans le réacteur, de s'affranchir de l'utilisation de solvants et d'opérer uniquement avec les substrats et les produits de la réaction dans l'environnement proche de l'enzyme; - la phase solide étant composée par l'élément biocatalyseur lui même, les étapes de fixation ou d'immobilisation ne s'avèrent pas nécessaires.
- les transferts de masse étant importants en raison de la diffusivité élevée et de la faible viscosité des phases gazeuses, la productivité est améliorée.
- la phase gazeuse est composée de substrats et de produits purs et d'un gaz vecteur, aucun solvant n'est utilisé, ce qui facilite le traitement en aval du milieu réactionnel.
La catalyse solide/gaz demande une température de travail plus importante que les systèmes conventionnels. De ce fait les risques de contamination microbienne des éléments des réacteurs sont moindres.
Le principe en est le suivant: La transformation de substrat gazeux véhiculé le cas échéant par un gaz vecteur, subit une transformation à l'interface d'un biocatalyseur solide (enzyme ou cellules entières), les produits de la réaction étant récupérés sous forme gazeuse.
Les principes de la catalyse solide/gaz, les paramètres des réactions en cause sont décrits dans Biotechnology and Bioengineering, Vol. 45, pages 387-397 (1995).
A ce jour, seuls quelques composés chimiques ont pu être obtenus, tels que les époxydes et les aldéhydes et esters par des systèmes de catalyse solide/gaz (ref). Mais la limite principale du système existant est le maintien d'un biocatalyseur actif et donc la compatibilité avec une utilisation industrielle.
Une application prometteuse pour les réacteurs de ce type concerne le traitement des effluents gazeux pollués, le champ des molécules qui doivent être éliminées des déchets industriels avant leur relargage dans l'atmosphère ne cessant de s'accroître. II s'agit d'aldéhydes, alcools, cétones, acides carboxyliques, crésols, phénols, dérivés soufrés, amines cycliques, alcanes ou esters. Une amélioration des techniques de dépollution des sols peut également etre réalisée par de tels systèmes.
Cependant, les systèmes de catalyse solide/gaz sont d'abord liés par la multiplicité des éléments constitutifs des réacteurs, conduisant à un manque de maîtrise des différents paramètres, en particulier de ceux dépendant du rôle complexe de l'eau. En effet l'état d'hydratation de la préparation enzymatique exerce un effet antagoniste sur l'activité catalytique et sur la stabilité dans le temps du catalyseur.
Les réacteurs en phase solide/gaz développés à ce jour (Lamare et al, Trends in Biotechnology (1993) 10 (117): 413418) sont conçus pour opérer à la pression atmosphérique, bien qu'ils soient susceptibles de travailler à des températures allant jusqu'à 220"C avec une activité thermodynamique contrôlée pour chaque constituant, activité dont la définition et l'importance dans la réalisation de la réaction enzymatique solide/gaz est décrite cidessous.
Ils sont inopérants pour toutes les applications dans lesquels les composants sont peu volatiles, c'est-à-dire pour tous les composants dont le point d'ébullition se situe aux alentours de 1 50-250 C. Or aujourd'hui un grand nombre de réactions susceptibles d'être développées, car présentant un intérêt industriel, font intervenir des composés dont les pressions de saturation sont faibles voire proches de 0, aux températures de travail utilisées se situant entre 50 et 1 50 C, températures compatibles avec un maintien actif du biocatalyseur.
Le principal obstacle des systèmes existants est de faire passer en phase gazeuse tous les composants du système, substrats de réaction et produits obtenus. Aucun bioréacteur ne permet cette transformation. De plus, les coûts engendrés par l'utilisation massive d'un gaz vecteur neutre pour une alimentation importante d'un réacteur solide/gaz rendent prohibitive l'utilisation de cette technique de réaction à des fins industrielles.
De nombreux exemples témoignent du rôle important de l'eau sur la catalyse enzymatique en milieu non conventionnel. Une façon simple de définir l'activité thermodynamique de l'eau consiste à utiliser la pression de vapeur d'eau de la phase gazeuse en équilibre avec le système considéré. On peut alors écrire: aw= PplPpref où Pp est la pression partielle de l'eau au-dessus du système et Ppref la pression partielle, dite de référence, mesurée à la même température audessus d'eau pure. L'aw d'un système est donc tributaire de grandeurs physiques caractérisant un système telles que la pression absolue et la température; il est le paramètre d'équilibre permettant de définir l'état de l'eau; il permet dans un système de quantifier de façon non équivoque l'influence de l'eau, dans un système où la polarité, la constante diélectrique des espèces chimiques en présence, le nombre de phases, la température, ont une influence considérable sur la distribution de l'eau dans les différentes phases du système.
Halling (Halling P. (1984) dans Effect of water on equilibria catalysed by hydrolytic enzymes in biphasic reaction systems. Enzyme. Microb. Technol., 6, pp 513-515) a illustré l'équilibre pouvant exister entre les différents états de l'eau et les différentes phases d'un milieu complexe (état d'hydratation du biocatalyseur et des autres composants, quantité d'eau dissoute dans le solvant, pression partielle de vapeur d'eau au-dessus du système), cet équilibre étant fonction de l'activité de l'eau.
Résultats Les résultats sont exprimés dans le tableau 1 ci-après.
Ces résultats montrent que le séchage à -20 C à l'intérieur d'un dessiccateur sous vide permet d'obtenir une viabilité supérieure aux autres méthodes de séchage.
EXEMPLE 2 RECONSTITUTION DE SOLUTIONS BACTERIENNES A PARTIR DES PASTILLES LENTICULEES.
1. Stabilité de l'échantillon reconstitué à température ambiante.
a) E.coli ( souche WR, disponible auprès de la Collection Hollandaise RIVM).
Mode opératoire: - 4 lenticules d'E. coli obtenues selon l'exemple 1 sont placées respectivement dans des tubes contenant les milieux reconstituants DSM, RINGER et Eau Distillée Stérile; - 2 ml de chaque tube sont ensuite versés à différents intervalles de temps (0, 10, 20, 40 minutes) dans un flacon (type Pasteur microbio) contenant 400 ml d'eau du robinet.
Les résultats sont résumés dans la figure 1.
- 2 répliquats de filtration sont effectués sur chaque flacon (filtration automatique de 100 ml sur automate SARAH).
On remarque pour E. coli: - Une stabilité dans chacun des reconstituants; - Un nombre de colonies beaucoup plus important (environ 10 fois plus) pour la lenticule reconstituée dans le DSM par rapport aux deux autres lenticules reconstituées respectivement dans le RINGER et dans l'Eau Distillée Stérile.
b) Enterococcus faecalis.
(souche disponible auprès de la Collection Tchèque CCM sous le n" 2541).
Mode opératoire: - une lenticule d'Enterococcus faecalis obtenue selon l'exemple 1 est placée dans un tube de chaque reconstituant (DSM, RINGER, Eau Distillée Stérile); - 1 ml de chaque tube est ensuite versé à différents intervalles de temps (O, 10, 20, 40 minutes) dans un flacon (type Pasteur microbio) contenant 400 ml d'eau du robinet; - 2 répliquats de filtration sont effectués sur chaque flacon (filtration automatique de 100 ml sur automate SARAH).
La figure 2 illustre les résultats obtenus.
On remarque donc pour Enterococcus faecalis: r dans de l'eau distillée stérile, une chute rapide du nombre de colonies récupérées en fonction du temps de contact de la lenticule avec le reconstituant (passage de 55 à 0 colonies récupérées en 20 minutes).
dans le RINGER, une chute lente du nombre de colonies récupérées en fonction du temps de contact de la lenticule avec le reconstituant (passage de 47 à 15 colonies récupérées en 40 minutes).
. dans le DSM, une stabilité du nombre de colonies récupérées en fonction du temps avec un niveau de récupération beaucoup plus élevé.
La présente invention met en oeuvre le contrôle continu et précis de trois paramètres d'un réacteur à pression réduite en phase solide/gaz : la température, la pression totale du système dite ci-après pression absolue, et les débits molaires des composés, c'est-à-dire de tous les substrats gazeux.
Par débit molaire, on entend la quantité de matière qui circule dans le réacteur par unité de temps et est exprimée en mole par heure (mol/h).
La pression absolue et la température interviennent dans la valeur de l'activité thermodynamique d'un composé.
La pression absolue Pa intervient directement, puisqu'elle est incluse dans la définition de la pression partielle PpX de n moles d'un composé X dans une phase gazeuse de ntOt moles par la relation: PpX = (n/ntot).Pa La température intervient pour permettre la détermination de la pression de saturation de référence du composé X pur, PpXref, qui conditionne la valeur de l'activité thermodynamique de ce composé X, aX, définie par aX= PpX / PpXref Le contrôle des trois paramètres mentionnés ci-dessus (température, Pa et débits molaires) est illustré par l'exemple de réalisation de réacteur selon l'invention présenté en figure 1.
Trois étages sont définis.
Un premier étage est destiné à la réalisation du mélange gazeux des substrats. Les substrats liquides 1, provenant de cuves 2 contenant les produits purs, sont transportés par des conduits 3 vers des pompes doseuses haute pression 5, gamme d'utilisation 0-1.5 ml/min. Les sorties des pompes doseuses sont alors mises en commun dans une chambre de mélange 22 de volume mort égal à 50C1l, et un dispositif surpresseur 23, taré à 20 bars, est placé en aval de la chambre de mélange afin d'éviter toute vidange des pompes par la dépression régnant en aval. Toute la tuyauterie concernant la veine liquide est réalisée au moyen de tubes en acier inoxydable ou téflon PTFE suivant les contraintes de pression exercées de 1/16ème de pouce de diamètre, toutes les connexions sont de type "Swagelock". La tuyauterie de la phase gazeuse est réalisée en acier Inox 1/8éme de pouce de diamètre, toutes les connexions sont de type "Swagelock".
Le mélange liquide est alors introduit dans un mélangeur-injecteur 4, maintenu à une température de 450"C afin de réaliser un flash liquide-vapeur.
Une entrée de gaz neutre additionnelle est réalisée de façon concourante au sein du mélangeur-injecteur 4, et ce débit gazeux est contrôle par un débitmètre massique 8, de gamme 0-500 min/min.
Le deuxième étage concerne la réaction entre les substrats. Le mélange de substrats est conduit de l'injecteur 4 au bioréacteur proprement dit 8 à travers un échangeur de chaleur 9. Le bioréacteur contient la préparation enzymatique. Le bioréacteur 8 et l'échangeur 9 sont disposés dans une même chambre de réaction 10. Le maintien en température est assuré par une régulation en pression de vapeur d'eau dans une double enveloppe, à 1.2 bars pour 1200C. Des résistances électriques pourraient être utilisées en variante, voire un procédé de chauffage ohmique.
Le troisième étage se rapporte à l'appareillage de contrôle et d'analyse. Une pompe à vide 11 couplée à une valve de contrôle de vide 12 et à un détecteur de rupture de vide est disposée en sortie du bioréacteur, hors la chambre de réaction 10. Une chambre 14 de prélèvement d'échantillons après réaction est insérée sur cette ligne de sortie par transfert à l'aide d'une vanne multivoies à commande pneumatique (non représentée).
Des sondes de contrôle de température, constitués par des thermocouples 15 à 17, sont réparties respectivement sur les différents organes: - dans le mélangeur-injecteur 4; - dans la chambre de réaction 10; - dans la chambre de prélèvement 14.
La sonde 18 permet de mesurer la température et l'activité thermodynamique de l'eau du gaz entrant sur le lit catalytique 8. A cette même entrée, une sonde de pression, constitué par un capteur piézorésistif 19, est également prévue. Ce capteur couvre une gamme de 0 à 1250 mbars et fonctionne en mesure absolue. L'ensemble des sondes de température et de pression est relié à un contrôleur 20 qui commande la valve de régulation du vide 12 dans le bioréacteur 8. Cette commande est effectuée en fonction des données fournies par un microprocesseur 21 en réponse aux données transmises par les différentes sondes et enregistrées par le microprocesseur.
L'automatisation et la régulation des conditions de fonctionnement en fonction des données reçues sont assurées par un algorithme de gestion adapté.
En fonctionnement, le gaz vecteur est utilisé de manière optionnelle dans certaines réactions pour l'ajustement des pressions partielles des substrats dans le mélangeur 4. En sortie du réacteur, le gaz vecteur est récupéré à l'aide d'un compresseur et recyclé pour être réintroduit dans le mélangeur.
Ce mélangeur 4 est une chambre d'expansion pour transformer les substrats en phase gazeuse portée dans l'exemple de réalisation à 450"C. Une tête à ultrasons utilisée comme nébulisateur permet de faciliter l'évaporation des substrats par une augmentation conséquente de la surface d'échange en réalisant une injection sous forme de brouillard. Le gaz est introduit dans le bioréacteur par dépression qui a pour effet l'écoulement gazeux au sein du réacteur, écoulement facilité ou non par la présence éventuelle d'un gaz vecteur additionnel. Cette dépression est créée par l'installation de la pompe à vide en sortie du réacteur.