INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
3 g de poudre d’ALG ont été pesés dans une coupelle et 97 g d’eau désionisée ont été pesés dans un bécher de 250 mL. Le bécher a été placé sous agitation (700 rpm), et la poudre d’ALG a été saupoudrée dans l’eau contenue dans le bécher. Afin d’obtenir une homogénéisation plus rapide de la solution l’agitation a été maintenue pendant 1 h. Des solutions diluées d’ALG ont été réalisées à partir de la solution d’ALG à 3 % m/m (ALG 0,3 % m/m, ALG 0,6 % m/m et ALG 1,5 % m/m).
- Solution mixte d’alginate ALG (3% m/m) et de pulpe de fruit de baobab BB (10 %) :
10 g de BB de poudre de pulpe de fruit de baobab ont été pesés dans un bécher de 100 mL puis on a complété à 100 g avec de l’eau désionisée. Le mélange a été placé sous-agitation (700 rpm) pendant 1 h, puis le pH a été ajusté à 7 à l’aide d’une solution de NaOH 1M. 3 g de poudre d’ALG ont été pesés dans une coupelle et introduits dans la solution de BB (10 % m/m). Le bécher a ensuite été placé sous agitation (700 rpm) pendant 1 h.
- Solution de pulpe de fruit de baobab BB (10 % m/m) :
5 g de poudre de fruit de baobab ont été pesés dans un bécher de 50 mL puis on a complété à 50 g qsp avec de l’eau désionisée. Le mélange a été placé sous-agitation (700 rpm) pendant 1 h, puis le pH a été ajusté à 7 à l’aide d’une solution de NaOH 1M. Des solutions diluées de BB ont été réalisées à partir de la solution BB à 10% m/m (BB 0,1 % m/m, BB 0,5 % m/m, BB 1,0 % m/m, BB 1,5 % m/m, BB 2,0 % m/m et BB 6,0 %m/m).
- Solutions composites de polymères :
Des solutions composites de polymères PL / [ALG / BB] ont été obtenues en modifiant le rapport massique des polymères dans la solution finale, conformément aux détails donnés dans le Tableau 4 ci-après. Des mélanges de PL 11 % et d’ALG 3 % réalisés directement dans la solution de pulpe de fruit de baobab BB (10 %) ont été réalisés en modifiant le rapport PL / [ALG / BB] pour obtenir les solutions composites PL / [ALG / BB] 90/10 ; 80/20 ; 70/30, 40/60 et 10/90.
[TABLEAU 4] Composition des différentes solutions Polymères % (m) 90/10 80/20 70/30 10/90 (*) PL (ALG/BB) PL 9,9 8,8 7,7 1,1 ALG 0,3 0,6 0,9 2,7 BB 1,0 2,0 3,0 9,0
(*) solution non conforme à l’invention
Des microparticules gélifiées ont été fabriquées à partir des solutions détaillées dans le Tableau 4 ci-dessus ayant différents ratios de PL/(ALG/BB). Chaque solution composite a été prélevée avec une seringue de 5 mL, puis extrudée à travers une aiguille (23G Neolus, Terumo®, Somerset, USA) dans un bécher de 250 mL, placé sous-agitation (300 rpm) et contenant 100 mL de solution de CaCl2 (Peser 14,7 g de CaCl2 dans une fiole jaugée de 1 L. Ajuster jusqu’au trait de jauge avec de l’eau désionisée. Placer sous-agitation (700 rpm) pendant 30 min). Les microparticules ont été maintenues sous-agitation pendant 5 min, puis ont été filtrées à l’aide d’un tamis. Avec les ratios de PL/(ALG/BB) de 90/10 et 80/20 (m/m), des microparticules sphériques ont été obtenues (symétrie de la particule). Avec le ratio de PL/(ALG/BB) 10/90 (m/m), aucune microparticule n’a été obtenue, la gélification n’étant pas optimale pour permettre une formation instantanée des microparticules. Les microparticules peuvent avoir une grande diversité de formes non sphériques (ovales, étalées, asymétriques…). Avec le ratio PL/(ALG/BB) de 70/30, des microparticules non symétriques ont été obtenues.
- Solutions polymériques chargées en bleu dextran BD :
Le BD a été additionné à 0,83 % (m/m) dans la solution finale de polymères.
4.2 Rhéologie des solutions gélifiées :
La rhéologie des solutions a été mesurée à température ambiante avec un rhéomètre rotatif (Ares 509954812), à contrainte croissante ou imposée, équipé d'une géométrie cône-plan (Angle du cône 0,1 radians, gap 0,048 mm, fréquence 1,0 rad/s). Après avoir défini au préalable le domaine linéaire et donc la fréquence comme paramètre, on a mesuré la viscosité (G’’) de chacune des solutions de polymères préparées selon les proportions données dans le Tableau 4 ci-dessus. Le développement de G’’ a été suivi par un balayage dans le temps généralement pendant 20 min à une fréquence constante.
Les paramètres de synergie rhéologique, qui sont les différences entre les valeurs viscoélastiques réelles du mélange d'essai polymère A / polymère B et les valeurs théoriques définies comme la somme des composants viscoélastiques du polymère A et du polymère B, ont été calculés comme suit : G’’ mélange = G’’ polymère A + G’’ polymère B + G’’ interaction où : - G’’ mélange est le coefficient de viscosité du mélange, - G’’ polymère A et G’’ polymère B sont les coefficients de viscosité individuels du polymère A et du polymère B respectivement, et - l'interaction G’’ est la composante de l'interaction qui peut être obtenue en réorganisant l’équation : Interaction G’’ = mélange G’’ - polymère G’’ A - polymère G’’ B.
Les forces d’interaction entre les polymères PL/BB, ALG/BB, PL/ALG et PL/(ALG/BB) ont été calculées en mesurant la viscosité (G’’) de solutions préparées avec le rapport massique 80/20 et ayant la composition donnée dans le Tableau 5 ci-après.
De préférence, plus de 0.5 %, voire plus de 0.7 %, des atomes d’azote sont distribués en position interstitielle, les pourcentages étant exprimés en masse sur la base de la masse de l’acier. Une telle répartition des atomes d’azote améliore la ductilité de l’acier.
L’acier inoxydable constituant la poudre d’acier peut comporter des précipités, notamment de nitrure de chrome essentiellement et potentiellement des nitrures de carbone.
Procédé de fabrication de la poudre d’acier austénitique
L’invention concerne également un procédé de fabrication d’une poudre métallique constituée d’un acier inoxydable austénitique selon l’invention.
Un tel procédé comporte au moins les étapes successives suivantes :
fondre une charge de départ dans une atmosphère non oxydante formée d’un gaz azoté jusqu’à obtention d’une matière en fusion ; atomiser la matière en fusion de manière à obtenir une poudre d’acier austénitique selon l’invention.
Étape a) de fusion Par atmosphère « non-oxydante », on considère une atmosphère sensiblement, voire totalement dépourvue d’oxygène gazeux. L’air ne constitue pas une atmosphère non-oxydante. L’atmosphère non-oxydante peut être réactive, et donc pas neutre, car le gaz azoté qui la forme peut réagir avec des éléments de la charge de départ pour former des précipités nitrurés.
De préférence, le gaz azoté comporte plus de 80 % en volume, de préférence plus de 90 % en volume, de manière préférée plus de 99 % en volume d’azote. De préférence, il consiste en de l’azote.
L’azote présent dans l’atmosphère non-oxydante se dissout dans la matière en fusion et augmente ainsi la concentration finale dans le matériau. L’étape a) est conduite de manière à obtenir une teneur en azote dans la poudre métallique d’acier inoxydable austénitique comprise allant de 0,4% à 0,8% poids. Ainsi, la pression partielle d’azote du gaz azoté va de préférence de 1 à 3 bar, préférentiellement supérieure à 1 bar, de manière préférée supérieure à 1,1 bar, voire supérieure à 1,2 bar, voire supérieure à 1,5 bar, voire sensiblement égale à 2 bar, l’étape a) ayant une durée suffisante pour atteindre les teneurs visées. Par exemple, l’étape a) peut durer de 5 à 30 min, préférentiellement de 5 à 20 min.
Préférentiellement, la pression partielle d’azote du gaz azoté est inférieure ou égale à 2 bar. En effet, il existe un risque de nitruration lorsque la pression partielle d’azote du gaz azoté est trop élevée, en particulier lorsque la pression d’azote du gaz azoté est supérieure à 3 bar, cette nitruration pouvant entraîner un endommagement des parois du four de fusion et une pollution des aciers produits ultérieurement.
Préférentiellement, l’atmosphère non-oxydante comprend une faible teneur en oxygène. Ainsi, le gaz azoté comprend de préférence au plus 10000 ppm de dioxygène, de préférence au plus 9000 ppm de dioxygène et de manière préférée au plus 8000 ppm de dioxygène.
La charge de départ utilisée dans l’étape a) est constituée de matières premières choisies de sorte que la poudre obtenue à l’issue de l’étape d’atomisation soit conforme à l’invention.
Ainsi, la charge de départ est constituée d’un mélange de matières premières permettant d’avoir la composition finale désirée pour la poudre d’acier. Ces matières premières sont principalement le ferrochrome, du nickel pur, du manganèse pur et du carbone.
La charge de départ peut être sous forme solide. Elle peut être chargée dans le creuset à température ambiante, inférieure à 50°C.
Polymères % (m) 80/20 PL/BB PL 8,8 BB 2,0 ALG/BB ALG 2,4 BB 2,0 PL/ALG PL 8,8 ALG 0,6 PL(ALG/BB) PL 8,8 ALG 0,6 BB 2,0
Les résultats obtenus sont présentés sur la annexée sur laquelle la force d’interaction mesurée G’’ (en Pa) est fonction de la Fréquence (en rad/s). Sur cette figure, la courbe avec les ronds vide correspond à la solution comparative PL/BB , la courbe avec les ronds pleins correspond à la solution comparative ALG/BB, la courbe avec les lozanges pleins correspond à la solution comparative PL/ALG et la courbe avec les carrés pleins correspond à la solution PL/(ALG/BB) conforme à l’invention.
Les résultats présentés sur cette figure montrent : - PL/BB : Le mélange de polymères présente une augmentation de G’’ en fonction de la fréquence (G’’ PL/BB > G’’ PL+BB). Il existe donc une interaction entre les deux polymères. - ALG/BB : Il n’existe pas d’interaction entre les deux polymères (G’’ ALG/BB - PL/ALG : Le mélange de polymères présente une forte augmentation de G’’ en fonction de la fréquence (G’’ PL/ALG > G’’ PL+ALG). Il existe donc une forte interaction entre les deux polymères. - PL/(ALG/BB) : Le mélange de polymères présente une très forte augmentation de G’’ en fonction de la fréquence (G’’ PL/(ALG/BB) > G’’ PL+ALG+BB). Il existe donc une interaction forte entre les trois polymères.
4.3. Mucoadhésion des solutions gélifiées :
- Rhéologie des solutions avec mucine :
Une étude de mucoadhésion de solutions de polymères a été réalisée à l'aide d'un rhéomètre rotatif (Ares 509954812-TA Instruments). La rhéologie des solutions a été mesurée à température ambiante, avec des contraintes croissantes ou imposées, équipées d'une géométrie cône-plan (angle du cône 0,1 radians, écart 0,048 mm, fréquence 1,0 rad/s) comme décrit dans la section 4.2.
Rhéologie des solutions gélifiées
Les concentrations de mucine ont été sélectionnées dans la plage physiologique (5 % m/m). Des échantillons de mucus homogénéisé (10 % de mucine porcine m/m) ou d'eau (témoin) ont été mélangés avec une quantité égale de la solution de polymère d'essai et le pH a été ajusté à 7,0 en utilisant une solution de NaOH 0,1 M ou de l’HCl 0,1 M à température ambiante pendant 1h avant l'examen rhéologique.
L’interaction G’’ de ces échantillons individuels ainsi que des mélanges de solutions de polymères avec des solutions de mucine (1:1 m/m, sur la base de la quantité de solution) a été mesurée.
Les résultats sont reportés sur la annexée sur laquelle l’interaction G’’ (en Pa) est exprimée en fonction de la fréquence (en rad/sec). Sur cette figure, la courbe en trait discontinu et avec les ronds pleins correspond à la solution PL/Mucine, la courbe en trait continu et avec les carrés pleins correspond à la solution ALG/Mucine, la courbe en pointillés et avec les triangles pleins correspond à la solution BB/Mucine, la courbe en trait plein avec les losanges pleins correspond à la solution PL/BB/Mucine, la courbe en trait discontinu et avec les carrés pleins correspond à la solution PL/(ALG/BB)/Mucine conforme à l’invention, la courbe en trait pointillé avec les croix correspond à la solution de Mucine seule, la courbe avec les traits discontinus et les ronds vides correspond à la somme de la viscosité de la solution PL seule et de la viscosité de la solution de Mucine seule, la courbe avec le trait continu et le carré vide correspond à la somme de la viscosité mesurée avec la solution ALG seule et de la viscosité mesurée avec la solution de Mucine seule, la courbe avec le trait en pointillés et les triangles vide correspond à la somme des viscosités mesurées avec la solution de BB seule et la solution de Mucine seule, la courbe en trait plein avec les losanges vides correspond à la somme des viscosités mesurées avec la solution de PL seule, la solution de BB seule et la solution de mucine, la courbe en trait plein et avec les ronds vides correspond à la somme des viscosités mesurées avec la solution ALG seule, la solution de BB seule et la solution de Mucine seule, la courbe avec le trait plein et les triangles vides correspond à la somme des viscosités mesurées avec la solution de PL seule, la solution de ALG seule et la solution de Mucine seule, et la courbe en trait discontinu et avec les carrés vides correspond à la somme des viscosités mesurées avec la solution de PL seule, la solution de ALG seule, la solution de BB seule et la solution de Mucine seule.
Ce travail induit des changements de viscosité et contribue ainsi à une composante de bioadhésion conduisant à l'équation empirique suivante :
Les résultats présentés sur la annexée montrent que pour tous les polymères (seuls ou en association), la somme des G’’ des solutions polymériques avec la mucine donne une valeur de viscosité plus faible que la mesure de viscosité de l’association de ces polymères avec la mucine. Il existe donc une interaction entre les polymères et la mucine. L’interaction est plus forte pour l’association des 3 polymères conforme à la présente invention.
4.4 Mucoadhésion ex vivo des solutions :
La mucoadhésion des solutions de polymères a également été testée ex-vivo sur des rats WISTAR de laboratoire acheté chez Janvier Labs.
Après l'anesthésie des rats, des tissus intestinaux (10 cm de long) ont été prélevés, rincés avec du sérum physiologique (0,9 % NaCl) pour enlever le mucus libre et ouverts longitudinalement. L’intestin a été monté sur un appareil et le plan a été incliné à 45° (Riley et al., Int. J. Pharm., 217 (2001) 87–100). Les polymères contenants de la mélatonine à titre de marqueur (substance active dosée par chromatographie en phase liquide (CLHP)) ont été étalés sur le dessus du côté muqueux et conservés 5 min pour permettre les interactions mucus/polymères. Du tampon phosphate salin (PBS) à 37°C, mimant le fluide biologique, a été utilisé pour rincer la muqueuse en continu (débit 24 mL/min). Après 5, 10 ou 30 minutes de lavage, la quantité de substance active a été dosée afin de déterminer la quantité de polymères encore présente sur l’intestin.
La capacité mucoadhésive a été calculée en pourcentage de substance active retenue par le tissu muqueux à la fin du processus. L'expérience a été réalisée en triplicata.
La surface du piston 2 à refroidir (ou à réchauffer) est celle délimitant la chambre de combustion 19, en vis-à-vis de la culasse 21, soumise à la pression et à la température de la chambre de combustion 19.
Dans un tel moteur à combustion interne, lorsqu’un piston de moteur à combustion interne est soumis à de fortes charges, des combustions anormales, comme le cliquetis, phénomène bien connu de l’homme du métier, peuvent se produire. Le cliquetis provient d’explosions induites par des ondes de pression. Il génère donc une augmentation de la pression et de la température qui sont susceptibles d’endommager le piston et/ou le cylindre et de réduire leur durée de vie. Le cliquetis est généralement dû à une température trop élevée. Refroidir la surface du piston permet ainsi d’éviter les combustions anormales, tout en évitant de modifier le réglage moteur qui pourrait diminuer le rendement du moteur.
De plus, à faible charge, une température de paroi (de la surface du piston notamment) peut entraîner un phénomène de pompage, également bien connu de l’homme du métier. Ce pompage génère des pertes d’énergie et donc de rendement. Dans ce cas, il est nécessaire de refroidir la paroi (la surface du piston notamment) pour limiter ou éviter le pompage et ainsi augmenter le rendement.
Toutefois, ce système de régulation de la température pourrait être nécessaire à de nombreuses applications dans lesquelles la surface (ou la tête) de piston doit être contrôlée en température.
Selon l’invention, le système de régulation de la température comprend un fluide caloporteur et un ensemble de canaux dans lesquels peut circuler le fluide caloporteur. Ces canaux sont disposés sous la surface du piston. Par « sous la surface », on entend « à une distance minimale prédéterminée de la surface ». En d’autres termes, une épaisseur de matière supérieure à une valeur prédéterminée sépare la surface du piston et les canaux. Lorsque le piston est à l’axe vertical avec la culasse au-dessus du piston (ce qui correspond généralement à la position de fonctionnement), les canaux sont donc bien sous la surface du piston.
De plus, le système de régulation de la température comprend une première entrée/sortie du fluide caloporteur périphérique (qui est de préférence une entrée périphérique de fluide caloporteur), une galerie périphérique (ou externe), des canaux radiaux par rapport à la tête de piston, deux collecteurs, un canal de sortie s’étendant selon un diamètre de la tête de piston d’une longueur inférieure au diamètre de la tête de piston et au diamètre inférieur de la galerie périphérique), des canaux transverses perpendiculaires au canal de sortie et parallèles entre eux, et une deuxième entrée/sortie du fluide caloporteur dans l’axe de la tête de piston (qui est de préférence une sortie axiale du fluide caloporteur), la première entrée/sortie du fluide caloporteur périphérique étant reliée à la galerie périphérique, la deuxième entrée/sortie du fluide caloporteur dans l’axe de la tête de piston étant reliée au canal de sortie. Les canaux radiaux sont des canaux s’étendant sensiblement dans une direction radiale du piston (de forme cylindrique) : ils servent de liaison pour permettre au fluide caloporteur arrivant par exemple par l’entrée périphérique et rejoignant la galerie périphérique d’atteindre les collecteurs. En effet, le fluide caloporteur arrivant dans la galerie périphérique a une vitesse circonférentielle élevée qui ne permet pas de distribuer ce fluide, de manière homogène sur toute la tête du piston. Le passage obligé dans les canaux radiaux avant d’atteindre les collecteurs permet de diminuer fortement la vitesse circonférentielle et ainsi favoriser la distribution homogène du fluide caloporteur.
Utiliser deux collecteurs symétriquement par rapport au canal de sortie permet également de favoriser la circulation de manière symétrique entre les deux côtés du piston séparés par le canal de sortie, favorisant ainsi l’homogénéité de la distribution du fluide caloporteur.
Par ailleurs, utiliser des canaux transverses s’étendant dans une direction orthogonale au canal de sortie (lui-même s’étendant le long d’un diamètre du piston) permet d’avoir des canaux parallèles entre eux, contrairement à des canaux radiaux. De ce fait, la régulation de la température sur la tête de piston est homogène car l’espacement entre les canaux transverses est constant.
En outre, le canal de sortie sert de collecteur de sortie qui récupère le fluide caloporteur sortant des différents canaux transverse et qui achemine ce fluide vers la sortie axiale. Bien entendu, la circulation du fluide caloporteur en sens inverse depuis l’entrée axiale vers la sortie périphérique reste possible même si la circulation depuis une entrée périphérique vers une sortie axiale est préférée. En effet, avec cette circulation, il est possible de lubrifier efficacement l’axe de la bielle par le fluide caloporteur sortant de la sortie axiale. De plus, il est plus aisé d’acheminer le fluide caloporteur vers une zone périphérique plutôt d’axiale car dans l’axe du piston, se trouve la bielle et le vilebrequin qui peuvent gêner l’entrée du fluide caloporteur.
L’entrée/sortie de fluide caloporteur périphérique sépare la galerie périphérique en deux secteurs angulaires symétriques par rapport au canal de sortie et chaque secteur angulaire forme un angle (strictement) inférieur à 180°. Comme la galerie périphérique forme deux secteurs symétriques depuis l’entrée/sortie de fluide caloporteur périphérique, le fluide peut être séparé équitablement entre ces deux secteurs, ce qui favorise l’écoulement homogène du fluide caloporteur dans la galerie périphérique. De plus, comme les secteurs angulaires ont un angle (strictement) inférieur à 180°, la galerie périphérique ne forme pas un tore continu : au contraire, la galerie périphérique a deux extrémités circonférentielles séparées par un espace de matière. De ce fait, la circulation homogène dans les deux secteurs angulaires entraîne une circulation homogène dans les deux collecteurs, chaque secteur angulaire étant relié à un des deux collecteurs de forme sensiblement semi-annulaire par les canaux radiaux.
En outre, les collecteurs sont reliés au canal de sortie par les canaux transverses. Ainsi, le système de régulation de la température a une architecture proche d’un échangeur de chaleur, ce qui permet d’échanger de la chaleur de manière efficace entre le fluide caloporteur et la tête de piston.
Le canal de sortie a une longueur identique de part et d’autre de la deuxième entrée/sortie de fluide caloporteur axiale : en d’autres termes, la deuxième entrée/sortie de fluide caloporteur axiale sépare le canal de sortie en deux tronçons de longueurs identiques de manière à assurer une circulation homogène des deux côtés.
Avantageusement, les canaux radiaux et/ou transverses et/ou la galerie périphérique et/ou les deux collecteurs et/ou le canal de sortie peuvent comprendre une section circulaire, rectangulaire, carrée, sensiblement triangulaire et/ou sensiblement en forme de goutte d’eau.
La forme circulaire est généralement simple à fabriquer et permet un écoulement aisée du fluide caloporteur tout en réduisant les pertes de charge. La forme carrée ou rectangulaire peut être avantageuse pour optimiser l’échange de chaleur pour certains types de piston (avec une tête plus haute) par exemple. La forme de goutte d’eau est avantageuse pour une fabrication par impression 3D (aussi appelée fabrication additive) : en effet, cette forme permet à la fois une bonne circulation du fluide et permet d’éviter des structures de renfort nécessaires pour l’impression 3D. La forme triangulaire peut être avantageuse pour certaines formes de piston avec des avantages proches de la forme de goutte d’eau décrite précédemment.
Selon une mise en œuvre de l’invention, le fluide caloporteur peut être un liquide, de préférence de l’huile. En effet, les liquides permettent des échanges de chaleur plus efficaces que les gaz. De plus, l’huile permet de lubrifier la bielle de sortie lorsqu’une bielle est utilisée en lien avec le piston. Lorsque le piston est dans un moteur à combustion interne, l’huile peut avantageusement être l’huile du moteur à combustion interne. Ainsi, il n’est pas nécessaire de prévoir un circuit de fluide spécifique, ce qui simplifie la conception du moteur à combustion interne.
Avantageusement, le piston peut comprendre des patins de guidage pour le guidage du piston dans le cylindre dans lequel il se déplace. Ces patins de guidage permettent de réduire les frottements entre le piston et le cylindre et ainsi augmenter le rendement du système.
Le volume de la cuve peut de ce fait être réduit, en largeur et en profondeur, mais aussi en longueur. La largeur doit être en rapport avec l'épaisseur de la structure support de part et d'autre de son plan principal. Une profondeur de cuve d'environ 1/3 du diamètre du châssis suffit à assurer l'immersion de la partie traitée à un moment donné. La longueur peut être légèrement supérieure au diamètre du châssis. Elle peut aussi être nettement inférieure au diamètre du châssis, auquel cas des extensions sous forme de plans inclinés sont prévues sur les parois d'extrémité de la cuve, de façon à recueillir les gouttes d’électrolyte lorsque l’outillage sort du bain lors du traitement. Par exemple, pour une cuve ayant 2 mètres de long à sa base, des extensions de 20 cm de chaque côté offrent une longueur en partie supérieure de 20% de plus.