INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Ainsi, selon cette variante, on fixe les moyens d'étanchéité, préalablement réalisés par réunion de parties élémentaires entre elles par exemple par collage ou soudage à chaud, sur ladite plaque. Cette fixation se fait, par exemple, sur une surépaisseur de la plaque, de manière à obtenir un ensemble solidaire.
Selon l'invention, les collecteurs de fluide peuvent être réalisés en tout ou partie au niveau des moyens d'étanchéité.
Cela permet de minimiser les problèmes de corrosion rencontrés notamment, lorsque les collecteurs de fluide sont réalisés intégralement au niveau des plaques bipolaires, qui sont généralement en partie métalliques.
Selon une variante, la réalisation des collecteurs de fluide peut s'effectuer partiellement au niveau des moyens d'étanchéité, l'autre partie étant réalisée au niveau de la plaque bipolaire.
Selon l'invention, les collecteurs de fluide peuvent être réalisés au niveau desdits moyens par usinage ou moulage.
La présente invention a, également, pour objet un procédé d'un ensemble comprenant une plaque bipolaire et ses moyens d'étanchéité tel que décrit précédemment, ladite plaque étant associée à au moins un assemblage électrode-membrane ledit procédé comprenant avantageusement la succession d'étapes suivantes : - montage d'au moins un assemblage électrodemembrane-électrode avec une plaque bipolaire ; - moulage des moyens d'étanchéité sur les bords de la plaque bipolaire ;
- moulage des moyens d'étanchéité sur les bords de chaque assemblage électrode-membrane-électrode ; - réunion des moyens d'étanchéité de la plaque bipolaire avec les moyens d'étanchéité de chaque assemblage électrode-membrane-électrode.
Par exemple, le montage de chaque assemblage électrode-membrane-électrode avec la plaque bipolaire peut se faire par pressage.
Les moyens d'étanchéité de l'assemblage électrodemembrane-électrode peuvent être réalisés, par exemple par extrusion d'au moins un polymère isolant sur les bords dudit assemblage de la même façon que pour la plaque bipolaire.
Enfin, la réunion des moyens d'étanchéité de la plaque bipolaire avec les moyens d'étanchéité de chaque assemblage électrode-membrane-électrode peut se faire, par exemple, par collage ou par soudage à chaud.
Le système d'étanchéité ainsi obtenu facilite, de ce fait, de manière considérable, le montage des cellules élémentaires entre elles, pour constituer une pile à combustible. De plus, l'étanchéité complète d'une cellule élémentaire de pile est réalisée, sans qu'aucune compression ne soit nécessaire, du fait que, grâce à l'invention, il n'est plus nécessaire d'interposer des joints entre les éléments constitutifs d'une cellule de pile à combustible. Notons, également, que le fait que les moyens d'étanchéité soient solidaires de la cellule contribue à faciliter le démontage d'un empilement de cellules de pile, en vue du remplacement d'une cellule défectueuse, par rapport à un empilement classique comprenant de nombreux
éléments, entre lesquels sont interposés de simples joints sous forme de pièces intercalaires.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention va maintenant être décrite plus en détail en référence aux dessins annexés dans lesquels : - Les figures 1A, 1B et 1C représentent, en coupe partielle, différentes configurations de l'ensemble comportant une plaque et des moyens d'étanchéité, selon l'invention, avec pour la figure 1A, une plaque bipolaire sans circuit de refroidissement, ladite plaque étant constituée d'un support assurant une séparation entre deux circuits de distribution de réactifs ; pour la figure 1B, une plaque bipolaire avec circuit de refroidissement disposé entre deux supports ; pour la figure 1C, une plaque bipolaire comportant deux demi-plaques indépendantes avec circuit de refroidissement et ; - Les figures 2A et 2B représentent schématiquement une vue de côté d'un ensemble selon l'invention, avec mise en évidence de la position des collecteurs de fluide ; la figure 2a avec les collecteurs de fluide disposés uniquement au niveau des moyens d'étanchéité ; la figure 2b avec les collecteurs de fluide, dont une partie est disposée au niveau des moyens d'étanchéité, l'autre partie étant disposée au niveau de la plaque bipolaire ;
Le rapport molaire V04/Ln ou (V04+P04)/Ln peut aussi varier et il peut être compris par exemple entre 0,7 et 1,2 et plus particulièrement entre 0,8 et 1,1.
Le rapport molaire P04/ (V04+P04) est variable aussi et il peut être compris par exemple entre 0 et 0,85 et plus particulièrement entre 0,6 et 0,8.
Ces deux rapports sont déterminés par dosage chimique des espèces chimiques concernées sur les colloïdes récupérés après ultracentrifugation à 50. 000t/mn pendant 6 heures.
Les dispersions selon la première variante de l'invention (vanadate) sont du type nanométrique. On entend par là des dispersions dont les colloïdes sont d'une taille moyenne d'au plus 6nm et plus particulièrement d'au plus 5nm. Les particules colloïdales peuvent notamment présenter une taille moyenne comprise entre environ 3nm et environ 5nm.
Pour la seconde variante de l'invention, les colloïdes peuvent être de taille quelconque. Selon un mode de réalisation particulier toutefois, leur taille moyenne est d'au plus 20nm, plus particulièrement d'au plus 10nm. Plus particulièrement dans le cadre de cette seconde variante, les colloïdes peuvent aussi présenter la taille moyenne de ceux de la première variante et donc les valeurs données plus haut.
Les tailles précitées sont déterminées par analyse par METHR (Microscopie Electronique par Transmission à Haute Résolution), complétée si nécessaire par cryo-microscopie.
Outre leur faible taille, les colloïdes des dispersions de vanadates de l'invention sont peu ou pas agglomérés. Les analyses par cryo-microscopie électronique à transmission sur échantillons congelés (technique Dubochet) montrent un taux d'agglomération de colloïdes faible, par exemple inférieur à 40%, plus particulièrement inférieur à 10% voire inférieur à 5% en nombre, c'est à dire que sur l'ensemble des objets ou particules que l'on observe, au moins 60%, plus particulièrement au moins 90% et encore plus particulièrement au moins 95% sont constitués d'un seul cristallite. Ce qui vient d'être décrit pour les dispersions de vanadates s'applique aussi ici pour les dispersions de phosphovanadates dont la taille moyenne de particules est d'au plus 6nm.
En outre, les particules colloïdales sont isotropes ou substantiellement isotropes en ce qui concerne leur morphologie. Leur forme se rapproche en effet de celle d'une sphère (morphologie totalement isotrope) par opposition aux particules de forme aciculaire ou plaquettaire.
Dans les dispersions de l'invention la terre rare peut être quelconque, comme défini plus haut. Toutefois, la terre rare peut être plus particulièrement le lanthane, le cérium, le praséodyme, le gadolinium, l'europium ou l'yttrium. L'invention s'applique particulièrement bien aux cas de dispersions de deux terres rares dont au moins une est l'europium, notamment dans un rapport atomique Eu/Ln qui peut varier entre 0,01/0, 99 et 0,20/0, 80, plus particulièrement entre 0,02/0, 98 et 0,15/0, 85, Ln désignant la terre rare autre que l'europium. Cette seconde terre rare peut être en particulier l'yttrium ou le lanthane.
Les concentrations des dispersions de l'invention sont généralement d'au moins 15g/l, notamment d'au moins 20g/1 et plus particulièrement d'au moins 50g/l, concentrations exprimées en concentrations équivalentes en vanadate ou phosphovanadate de terre rare. La concentration est déterminée après séchage et calcination sous air d'un volume donné de dispersion.
Le procédé de préparation des dispersions de l'invention va maintenant être décrit.
Comme indiqué plus haut, le procédé de l'invention comporte une première étape dans laquelle on part d'une dispersion colloïdale d'au moins un composé de terre rare comprenant au moins un complexant ou un anion de l'acide monovalent précité.
Cette dispersion colloïdale est constituée de fines particules solides de dimensions colloïdales à base généralement d'oxyde et/ou d'oxyde hydraté (hydroxyde) de la terre rare en suspension dans une phase liquide aqueuse, ces particules pouvant en outre, éventuellement, contenir des quantités résiduelles d'ions liés ou adsorbés tels que par exemple des nitrates, des acétates, des citrates, des ammoniums ou du complexant sous forme ionisée ou l'anion de l'acide monovalent. On notera que dans de telles dispersions, le terre rare peut se trouver soit totalement sous la forme de colloïdes, soit simultanément sous la forme d'ions, d'ions complexés et sous la forme de colloïdes.
Cette dispersion colloïdale de départ pourra avoir été obtenue par tout moyen connu. On pourra se référer notamment à la demande de brevet européen EP 308311 qui concerne des dispersions de terres rares trivalentes, en particulier yttriques. On ajoute aux dispersions telles qu'obtenues selon l'enseignement de cette demande par exemple le complexant et/ou l'anion de l'acide monovalent précité. On peut aussi mentionner comme dispersions de départ possibles celles décrites dans WO 00138225.
Le procédé de l'invention peut aussi partir d'une dispersion de complexes de départ qui est à base d'un composé de terre rare, d'un complexant ou d'un anion de l'acide monovalent précité et qui contient en outre des ions OH-.
On notera qu'une telle dispersion peut être préparée notamment en formant un mélange aqueux comprenant au moins un sel de terre rare et soit un complexant précité soit un acide monovalent, soluble dans l'eau et présentant un pKa compris entre 2,5 et 5, soit encore un mélange du complexant et de l'acide monovalent ; et en ajoutant au mélange formé une base.
Dans ce cas, les moyens de réglage sont de préférence prévus pour mettre en oeuvre les étapes suivantes en vue de calibrer l'appareil : - commander cet appareil pour former sur le substrat, dans une zone de ce substrat qui n'est pas destinée à la formation de la structure, une empreinte de test conformément à une empreinte numérique de référence mémorisée, - numériser l'empreinte de test, - comparer l'empreinte de test numérisée à l'empreinte numérique de référence mémorisée, - si ces empreintes sont différentes, modifier le paramètre de réglage de l'appareil et répéter ces étapes jusqu'à l'obtention d'un réglage convenable de l'appareil.
Les paramètres de réglage peuvent comprendre le courant d'émission de la source d'ions, l'énergie des ions, la focalisation du faisceau d'ions, l'amplitude du champ d'écriture sur le substrat, la correction de stigmatisme et la distance entre l'appareil et le substrat.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés ci-après, à titre purement indicatif nullement limitatif, en faisant référence à la figure unique annexée qui est une vue schématique d'un mode de
réalisation particulier du dispositif objet de l'invention.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Sur cette figure, on a représenté de façon schématique un exemple d'un appareil 2 de génération d'un faisceau d'ions auquel peut s'appliquer l'invention.
Cet appareil 2 comprend une source d'ions 4 par exemple à métal liquide, qui est destinée à produire un faisceau d'ions, par exemple formé d'ions gallium, un système 6 d'extraction et d'accélération du faisceau d'ions produit, un support de source 8 et un système d'optique électrostatique 10.
On note Zl l'axe de ce système 10 et Z l'axe du faisceau d'ions 12 émis par la source 4, les axes Z et Zl étant parallèles.
L'ensemble formé par la source 4, son support 8 et le système 10 constitue la colonne à ions focalisés de l'appareil 2. Le système 10 est essentiellement constitué de lentilles électrostatiques (non représentées) en vue de focaliser le faisceau 12, pour former un faisceau d'ions focalisé 14.
Pour aligner l'axe central Z du cône d'émission du faisceau d'ions 12 (axe de la source 4) avec l'axe optique Zl du système d'optique électro-statique 10, le support de source est muni d'un ensemble 16 de platines micrométriques. Cet ensemble 16, symbolisé par des traits mixtes sur la figure, permet de déplacer le
support 8 suivant un axe X et un axe Y qui sont perpendiculaires l'un à l'autre ainsi qu'à l'axe Z.
La figure montre aussi un substrat 18 destiné à être traité par le faisceau focalisé 14 et constituant une cible pour ce faisceau (qui est capable d'éroder ce substrat 18).
Ce substrat est monté sur une platine 20 que l'on peut déplacer suivant trois axes respectivement perpendiculaires aux axes X, Y et Z.
L'appareil 2 est destiné à fabriquer une nanostructure sur le substrat 18.
On voit en outre un système 22 de commande, ou système d'exploitation, du dispositif 2 de génération du faisceau d'ions.
Ce système 22 comprend : - des moyens 24 de commande de la source d'ions 4, des moyens 26 de commande du système 6 d'extraction et d'accélération du faisceau d'ions 12, des moyens 28 de commande du système 10 d'optique électrostatique, et - des moyens 29 de commande de l'ensemble 16 de platines micrométriques.
On voit aussi des moyens 30 de commande des déplacements de la platine porte-substrat 20.
On transfère la dispersion obtenue dans des autoclaves fermées (Bombes de Parr). Les autoclaves sont transférées dans une étuve préalablement mise en température à 120 C. Le traitement hydrothermal dure 16 heures.
A l'issue de ce traitement hydrothermal et après refroidissement, on recueille une dispersion colloïdale.
Les produits sont lavés sur des cellules d'ultrafiltration équipées de membranes de 3KD de la manière suivante : A 100cm3 de dispersion, on additionne 200cm3 d'eau déminéralisée et on ultrafiltre jusqu'à 100cm3. On effectue à nouveau la même opération. La dispersion est ainsi lavée par 4 volumes équivalent d'eau.
La dispersion est alors concentrée par ultrafiltration jusqu'à un volume final de 25cm3.
La caractérisation par CryoMET (technique Dubochet) met en évidence des nanoparticules d'une taille d'environ 3nm bien individualisées.
EXEMPLE 2 Cet exemple concerne la préparation d'une dispersion colloïdale d'un phosphovanadate d'yttrium et d'europium.
Dans un bécher, on additionne 98,83g de solution de Y (NOs) 3 de concentration équivalente en Y203 égal à 21,6% en poids, soit 189 millimoles en Y. On additionne 300g d'eau déminéralisée. Puis on effectue l'addition sous agitation de 6,32g de Eu (N03) 3Solide (18,9 millimoles en Eu). Le rapport molaire (Eu/Y) est égal à (1/10).
On incorpore au mélange précédent, sous agitation, 36, 15g d'acide citrique, qualité Prolabo, Mw= 210,14g (172 millimoles d'acide citrique). Le rapport molaire citrique/ (Y+Eu) = 0,83. Le volume total du mélange est de 390ml.
On additionne à ce mélange, sous agitation et à température ambiante 261,5 ml de NH40H 3, 18M en OH-à un débit de 3,5 ml/mn. Après addition, on laisse sous agitation 30mn. Le rapport molaire OH/Y+Eu est alors égal à 4 Le pH de la dispersion d'yttrium-europium est de 8,4.
Une solution de phosphovanadate de cation alcalin est élaborée de la manière suivante : - solution A : addition de 16,47g d'hydrogéno-phosphate di-ammonique Prolabo, (NH4) 2HP04 Mw= 132,06g, soit 124,7 millimoles en P, dans de l'eau déminéralisée volumée à 100ml total ; - solution B : addition de 7,64g d'orthovanadate de sodium Na3V04 (Aldrich Mw= 183, 91g), soit 41,5 millimoles en V dans de l'eau déminéralisée volumée à un volume final de 70 ml ; - addition de la solution A à la solution B.
La solution de phosphovanadate est alors à un rapport PN de 75/25 en moles On additionne la solution de phosphovandate ainsi préparée à la dispersion précedente d'yttrium-europium. Le rapport molaire (P+V)/ (Y+Eu) est alors égal à 0,8. Le pH est de 9,1.
On ajuste à pH 11,3 par addition de 170 ml de solution NaOH 6M. La dispersion est mise sous agitation pendant 10mn. La quantité de soude additionnée correspond à un rapport molaire OH/ (Y+Eu) = 4,9.
On transfère la dispersion obtenue dans des autoclaves fermées (Bombes de Parr). Les autoclaves sont transférées dans une étuve préalablement mise en température à 95 C. Le traitement hydrothermal dure 16 heures.
Un autre but de l'invention est encore de proposer l'utilisation d'un tel dispositif de pompe optique à plusieurs voies de sortie, dans un dispositif d'amplification optique.
Pour atteindre ces buts, l'invention propose un dispositif de pompe optique comportant une source de pompe reliée optiquement à un diviseur optique comportant une voie d'entrée et n voies de sortie.
Les n voies de sortie du diviseur forment les n voies de sortie du dispositif de pompe.
Selon un premier mode de réalisation du diviseur optique, celui-ci est réalisé en optique intégrée dans un substrat, la voie d'entrée est un guide d'entrée, les n voies de sortie sont formées par n guides de sortie, le guide d'entrée étant relié aux n guides de sortie, par au moins un élément optique choisi parmi un coupleur optique ou une jonction Y.
Selon un deuxième mode de réalisation du diviseur optique, la voie d'entrée est une fibre optique d'entrée, les n voies de sortie sont formées par n fibres optiques de sortie, la fibre d'entrée étant reliée aux n fibres de sortie par au moins un élément optique tel qu'un coupleur optique, chaque coupleur étant réalisé par la fusion locale de fibres.
Quel que soit le type de diviseur utilisé, lorsque n > 2, alors le diviseur comporte plus de deux
éléments optiques tels des coupleurs ou jonctions Y qui sont cascadés afin d'obtenir les n voies de sortie.
Les n voies de sortie sont soit identiques afin de permettre la réalisation d'un diviseur à n voies symétriques soit différentes afin de réaliser un diviseur à n voies dissymétriques.
La source de pompe émet une onde de pompe S qui est introduite dans la voie d'entrée du dispositif de pompe. Cette onde de pompe peut présenter une ou plusieurs longueurs d'onde (généralement égale (s) lorsqu'elle est utilisée dans un amplificateur optique dopé à l'erbium à environ par exemple 980 nm et/ou 1480 nm).
Cette onde de pompe S est divisée en plusieurs ondes de pompe Si, Sus.-. Sn par le diviseur, ces ondes de pompe véhiculées respectivement par les n voies de sortie présentent toutes la même puissance dans le cas d'utilisation d'un diviseur symétrique ou des puissances différentes dans le cas d'utilisation d'un diviseur dissymétrique. Dans le cas d'un diviseur dissymétrique, certaines des voies de sortie peuvent cependant véhiculer la même puissance.
Un diviseur dissymétrique peut être obtenu dans le cas de l'utilisation d'un ou de plusieurs coupleurs, en jouant sur la longueur d'interaction d'au moins un coupleur et/ou sur la section des différentes voies de sortie d'au moins un coupleur.
Un diviseur dissymétrique peut être obtenu dans le cas de l'utilisation d'une ou plusieurs jonctions Y en jouant sur la section des voies de sortie d'au moins une jonction et/ou sur l'angle entre les voies de
sortie d'au moins une jonction et l'axe optique de la voie d'entrée de la jonction.
Selon un mode de réalisation préféré, le diviseur est réalisé en optique intégrée et notamment par les techniques d'échange d'ions dans le verre.
La source de pompe du dispositif de pompe est, soit reliée par une fibre optique à la voie d'entrée du diviseur, soit, lorsque le diviseur est réalisé en optique intégrée, reportée directement sur le substrat du diviseur, ou encore réalisée en partie dans celuici.
La source de pompe est apte à émettre une onde de pompe à une seule longueur d'onde ou à plusieurs longueurs d'onde.
Ces moyens d'entraînement, non représentés sur la figure 4, sont reliés par un tube de faible diamètre 28 au cardan 26 et permettent, par l'intermédiaire de ce cardan, un déplacement en translation et en rotation axiale de la sonde dans le tube 16.
La sonde comprend en outre un bobinage émetteur 30 et un ou une pluralité de bobinages récepteurs qui sont tous dans la zone de transition relative à la sonde de la figure 4 c'est-à-dire à des distances d du bobinage émetteur, telles que 0, 8xD < d < 2, 5xD, où D est le diamètre intérieur du tube 16.
Dans l'exemple considéré, on utilise deux bobinages recepteurs 32 et 34 et ils sont tous deux à une même distance L du bobinage émetteur 30, avec : L=1, 5xD.
Le premier bobinage récepteur 32 est sensible à la composante radiale Br du champ magnétique (l'axe de ce bobinage 32 étant donc perpendiculaire à Z) et ce bobinage 32 est monté sur la périphérie du corps de sonde 20.
Le deuxième bobinage récepteur 34 est sensible à la composante longitudinale Bz, ou composante axiale, du champ magnétique (l'axe de ce bobinage 34 étant donc parallèle à Z) et ce bobinage 34 est également monté sur la périphérie du corps de sonde 20. De plus, ce deuxième bobinage récepteur 34 est diamètralement opposé au premier bobinage récepteur 32.
Dans d'autres exemples non représentés, on utilise un seul bobinage récepteur, soit celui qui est sensible à la composante longitudinale soit celui qui est sensible à la composante radiale du champ magnétique.
Dans le cas du contrôle des plaquesentretoises brochées (du genre de celle de la figure 1B), on utilise de préférence un bobinage récepteur, sensible à Br.
Des conducteurs électriques (non représentés) permettent de relier le bobinage émetteur 30 et le ou les bobinages récepteurs 32 et 34 à des moyens de mesure (non représentés).
Ces conducteurs traversent successivement le tube en acier inoxydable 24, le cardan 26 et le tube de commande 28 pour atteindre les moyens de mesure. Ces derniers permettent d'activer le bobinage émetteur et de traiter les signaux fournis par le ou les bobinages récepteurs.
Comme on l'a vu, les moyens d'entraînement (non représentés sur la figure 4) permettent de déplacer la sonde dans le tube 16 selon un mouvement hélicoïdal composé d'une rotation axiale (autour de l'axe Z) et d'un mouvement de translation axiale.
Pour contrôler la plaque 18 qui est par exemple une plaque-entretoise, ce mouvement hélicoïdal a lieu sur une zone qui encadre largement cette plaque et qui déborde par exemple de 100mm de chaque côté de cette plaque 18.
Le bobinage émetteur 30 est formé par un enroulement de fils conducteurs (généralement en cuivre), électriquement isolés. Ce bobinage émetteur est alimenté par une tension alternative de la forme A xcos (rot).
Les bobinages récepteurs 32 et 34 sont également formés d'enroulement de fils conducteurs électriquement isolés. La tension aux bornes de ces bobinages récepteurs est de la forme Bx cos ( < jùt+ (p).
Cette tension est ensuite démodulée. Les signaux utiles, obtenus après démodulation, sont de la forme Bx cos p) et Bx sin (p).
La variation de ces signaux démodulés permet de détecter la dégradation de la plaqueentretoise. On peut par exemple détecter ainsi des fissurations ou des ruptures de cette plaqueentretoise.
La figure 5, sur laquelle on reviendra plus loin, illustre schématiquement un exemple de mesure effectuée avec la sonde de la figure 4.
On a déjà décrit, en faisant référence à la figure 2, un exemple d'application de l'invention au multiplexage en longueur d'onde.
On considère maintenant un autre exemple d'application de l'invention à la fabrication d'un dispositif d'insertion-extraction.
On sait qu'une fonction très importante dans le domaine des circuits optiques est la fonction d'insertion-extraction pour laquelle on pourra se reporter par exemple au document suivant : (3) M. Carlson, DWDM Technology, Fibre Systems Europe, Mars 2001, page 68.
Il est facile de réaliser un circuit d'insertion-extraction entièrement "dynamique" (choix possible de la longueur d'onde à extraire et à insérer) à partir de la présente invention.
Ceci est schématiquement illustré par la figure 3 où l'on voit un dispositif d'insertion-extraction conforme à l'invention.
Ce dispositif comprend un circuit intégré de commande 36 destiné à traiter et à amplifier les divers signaux électriques engendrés dans le dispositif, une partie 38 de démultiplexage de signaux optiques et une partie 40 de multiplexage de signaux optiques.
La partie de démultiplexage 38 comprend une fibre optique d'entrée qui transmet des signaux optiques 44 ayant différentes longueurs d'ondes kl, A2... An, un bloc de démultiplexage 46 et un circuit de détection multispectrale 48.
Le bloc de démultiplexage 46 est optiquement couplé, d'un côté, à la fibre optique d'entrée 42 et,