INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Afin de protéger la pièce inspectée 200 , l’environnement ou des personnes à proximité, il est impératif de garantir que, lors de la casse d’un câble 20 , la plateforme 10 ne bouge pas de façon incontrôlée, voire elle ne bouge pas du tout ou d’éviter que les mouvements engendrés par la casse approchent les dispositifs embarqués dans la plateforme 10 mobile des éléments situés dans l’environnement, en particulier la pièce 200 en inspection.
Pour répondre à cette problématique, le robot parallèle à câbles 1 comporte des moyens de détection d’une rupture des câbles 20 , liés aux moyens de commande. Les moyens de commande sont configurés pour contrôler les ensembles d’enroulement 40 dans un mode dégradé différent du mode de fonctionnement opérationnel lorsque les moyens de détection détectent la rupture d’au moins un des câbles 20 .
Un mode de réalisation possible des moyens de détections est de configurer les câbles 20 de sorte qu’ils sont électriquement conducteurs, les câbles 20 comprenant chacun au moins un composant conducteur, notamment un composant métallique, qui s’étend dans une direction longitudinale du câble 20 , par exemple un revêtement métallique et/ou au moins un fil métallique dans une structure du câble 20 . Les moyens de détection sont reliés électriquement au composant conducteur et comprennent de préférence dans ce cas au moins un circuit électrique 50 destiné à faire circuler un courant, par exemple un courant continu, un courant alternatif ou une impulsion de courant, dans le composant métallique de chaque câble 20 . Un exemple d’un tel circuit électrique 50 est illustré sur la ( ).
Comme illustré sur cette ( ), le composant conducteur de chacun des câbles 20 présente une première extrémité 501 reliée aux moyens de détection et une deuxième extrémité 502 reliée aux moyens de détection, et forme une boucle conductrice 51 entre la première extrémité 501 et la deuxième extrémité 502 , la boucle conductrice 51 s’étendant dans la direction longitudinale du câble 20 .
Le circuit électrique 50 pour la détection d’une rupture de câble 20 basé sur un capteur de boucle est décrit ici. La boucle conductrice 51 des moyens de détections est composée d’une longueur de fil de cuivre émaillé mince, qui relie deux points d'entrée 501 , 50 2 du circuit électrique 50 , la longueur du fil étant adaptée à la longueur des câbles 20 . Lorsque la boucle conductrice 51 est ouverte, le circuit électrique 50 déclenche au moins un signal électrique/électronique. En particulier ici, le circuit électrique 50 déclenche à la fois un avertisseur électrique/électronique BZ1 actif pour produire un signal d'alerte audio et un signal transmis aux moyens de commande 60 . Le signal audio permet de prévenir un éventuel opérateur sur la zone d’inspection de la pièce 200 inspectée. Le circuit électrique 50 est ici alimenté par une alimentation de 12 volts continus.
Lorsque la boucle conductrice 51 est fermée, l'anode de la diode D1 est au niveau de la masse et le transistor T1 est bloqué. Lorsque la boucle conductrice s'ouvre, le condensateur C1 est rapidement chargé via la résistance R1 et la diode D1 , ce qui fait que le transistor T1 de type mosfet devient passant, de sorte que l'alarme BZ1 s'active et les moyens de commande 60 détectent la rupture du câble 20 . Quand la boucle conductrice 51 est refermée, la condition initiale est maintenue en mettant l'anode de D1 à la masse ce qui arrête la charge de C1 . Cependant, C1 est déchargé assez lentement via la résistance R2 , de sorte que T1 n'est pas bloqué immédiatement. Cela garantit que l'alarme reste active puis s'éteint lentement. Ce délai peut être modifié en faisant varier la valeur des R1 , R2 et C1 . On peut prévoir optionnellement que le signal sonore peut être également arrêté par un bouton d’arrêt (non illustré) actionnable par un opérateur situé sur la zone d’inspection. Le transistor T1 peut être n'importe quel type de mosfet de puissance à canal n , capable de gérer la sirène choisie.
Lorsqu’une rupture est détectée par les moyens de détection, l’information est transmise aux moyens de commande afin de contrôler les ensembles d’enroulement 40 dans un mode dégradé. Le contrôle des ensembles d’enroulement 40 varie en fonction de plusieurs paramètres tels que la donnée de position connue de la pièce 200 durant l’inspection, soit théorique, par exemple à partir d’une modélisation de la pièce préenregistrée dans une mémoire des moyens de commandes, soit pratique en fonction d’un ou plusieurs capteurs, et/ou la position de la plateforme 10 mobile avant la rupture du câble 20 , par exemple grâce à des capteurs de positions embarqués sur la plateforme 10 ou extérieurs à la plateforme 10 ; et/ou un comportement de la plateforme 10 mobile avant la rupture du câble 20 , par exemple une évolution de différente positions de la plateforme durant une période prédéterminée, par exemple quelques secondes, ceci afin d’estimer une position future de la plateforme 10 mobile après la rupture du câble 20 ; et/ou une donnée d’identification du ou des câble(s) rompu(s) parmi les différents câbles 20 équipant le robot parallèle à câbles 1 .
De cette manière, les moyens de commande sont opérationnels pour, en mode dégradé, commander les ensembles d’enroulement 40 en tenant compte de ces paramètres, afin de mouvoir la plateforme suivant une manœuvre d’évitement de la pièce 200 inspectée de sorte que la plateforme évolue, malgré la rupture du câble 20 détectée, suivant une trajectoire d’évitement de ladite pièce 200 . De telles manœuvres sont décrites ci-après en référence notamment aux figures 14 et 15.
Comme illustré sur la ( ), les câbles 20 peuvent comporter une âme élastique 26 de sorte à maintenir liés ensemble deux extrémités conjointes 20A , 20B d’une portion de câble 20 au moins en partie rompue. Une telle solution permet de limiter les risques lors de la rupture des câbles 20 , l’âme elastique 26 n’ayant pas de proprietés particulière de resistance a la traction mais permettant simplement de maintenir reliées les deux extrémités conjointes 20A , 20B du câble 20 cassé, mais de manière détendue, après la rupture de la portion de câble 20 . Une telle solution est particulièrement simple à mettre en œuvre et apporte une sécurité suplémentaire évitant le risque que l’une des deux extrémités conjointes 20A , 20B du câble 20 cassé retombe par gravité par l’action de son propre poids et vienne percuter, le cas échéant, la pièce 200 inspectée qui pourrait se situer en dessous.
L’âme élastique 26 est entourée d’une enveloppe extérieure 27 qui peut être constituée par exemple de torons. De tels torons sont composés généralement d’un assemblage de fils textiles ou métalliques enroulés en hélice autour d'un axe longitudinal du câble 20 . Les torons, voire au moins deux des fils des torons, sont métalliques pour former la boucle conductrice 51 . Alternativement ou en complément, dans la structure du câble 20 , l’un des torons peut être substitué à un élément élastique, tel qu’un fil ou une corde élastique, configuré pour maintenir liés ensemble deux extrémités conjointes 20A , 20B d’une portion de câble 20 au moins en partie rompue, ceci sans pour autant que ce soit l’âme 26 du câble 20 .
La ( ) illustre une vue d’une installation 100 comportant un robot parallèle à câbles 1 selon un autre mode de réalisation de l’invention. Ce mode de réalisation diffère essentiellement du mode de réalisation illustré sur les vues précédentes en ce que les câbles 20 de chaque paire 20 ’ de câbles 20 sont reliés entre eux globalement transversalement à leur direction lorsqu’ils sont tendus, par des câbles de rappel 25 . En particulier, chacun des brins 21 de câbles d’une même paire 20’ de câbles 20 sont reliés entre eux par les câbles de rappel 25 , au moins sur une portion de sécurisation des brins 21 de câbles donnés de la paire 20’ de câbles 20 . Cette portion de sécurité s’étend suivant une certaine distance, appelée distance de sécurisation Ds et est située de préférence dans une zone située à proximité des premières extrémités 211 des brins 21 des câbles 20 de la paire 20 ’ de câbles 20 associée.
Cette distance de sécurisation doit être strictement inférieure à la longueur des brins 21 de câbles 20 de sorte à assurer une liberté de mouvement à la plateforme 10 mobile. Ainsi une distance Ds maximale de la portion munie de câbles de rappel 25 est limitée par une valeur minimale des câbles 20 sans câbles de rappel 25 , cette valeur minimale étant une limite au volume de travail du robot parallèle à câbles 1 : plus cette valeur minimale est petite, plus le volume de travail est petit. La distance de sécurisation Ds résulte d’un compromis qui peut être déterminée au cas par cas pour ne pas nuire au volume de travail du robot parallèle à câbles 1 .
On notera que dans ce mode de réalisation, le brin 21 de câble 20 illustré qui est sectionné comporte deux extrémités conjointes 20A , 20B qui ne sont pas maintenues ensemble par un élément élastique tel qu’une âme élastique 26 . Dans un autre mode de réalisation, on peut envisager de combiner ces caractéristiques afin de limiter encore, voir annuler, le risque qu’un câble puisse entrer en collision avec la pièce 200 inspectée. Les deux extrémités conjointes 20A , 20B illustrées sur la seraient alors reliées par cet élément élastique, par exemple une âme élastique 26 .
La ( ) illustre une vue d’une plateforme 10 lors d’une inspection d’une pièce 200 et dans une position de rupture de l’un des brins 21 câble 20 . En particulier, la ( ) illustre une situation lors d’une séquence de mise en œuvre d’un procédé de sécurisation du robot parallèle à câbles 1 lors d’une rupture d’un câble 20 . Ainsi, la détection de la rupture du câble déclenche une stratégie d’éloignement de la pièce 200 inspectée. Le procédé de sécurisation comporte notamment au moins les étapes suivantes : une étape de détection de la rupture du câble 20 par les moyens de détection de rupture d’un câble 20 ; et une étape de commutation de l’ensemble de commande d’un mode de fonctionnement opérationnel à un mode de fonctionnement dégradé lorsque les moyens de détection détectent la rupture d’un câble 20 .
Ce mode de commutation a pour effet de pouvoir mettre en œuvre un mode dégradé comportant notamment un déplacement de la plateforme 10 selon une trajectoire d’éloignement ou d’évitement par rapport à une pièce 200 à inspecter. Ainsi dans le mode dégradé, l’ensemble de commande peut commander les ensembles d’enroulement 40 pour mouvoir la plateforme 10 suivant une manœuvre d’évitement de la pièce 200 inspectée de sorte que la plateforme 10 évolue, malgré la rupture du câble 20 détectée, suivant une trajectoire déviée pour éviter tout risque de collision avec la pièce 200 .
Le poids moléculaire est avantageusement déterminé par la viscosité intrinsèque du (co)polymère. La viscosité intrinsèque peut être mesurée par des méthodes connues de l’homme du métier et peut être calculée à partir des valeurs de viscosité réduite pour différentes concentrations en (co)polymère par méthode graphique consistant à relever les valeurs de viscosité réduite (axe des ordonnées) sur la concentration (axe des abscisses) et d’extrapoler la courbe jusqu’à concentration nulle. La valeur de viscosité intrinsèque est relevée sur l’axe des ordonnées ou en utilisant la méthode des moindres carrés. Le poids moléculaire peut alors être déterminé par l’équation de Mark-Houwink : [η] = K M α [η] représente la viscosité intrinsèque du (co)polymère déterminée par la méthode de mesure de viscosité en solution. K représente une constante empirique. M représente le poids moléculaire du (co)polymère. α représente le coefficient de Mark-Houwink. K et α dépendent du système particulier (co)polymère-solvant.
Les co-monomères associés au monomère selon l’invention pour obtenir le polymère de l’invention, sont préférentiellement au moins en partie, plus préférentiellement totalement d’origine renouvelable et non fossile.
Ainsi, dans un mode de réalisation préféré, l’invention concerne un polymère comprenant : - au moins 5% molaire, de préférence au moins 10% molaire, préférentiellement entre 20% et 99% molaire, plus préférentiellement entre 30% et 90% d’un premier monomère, ledit monomère étant un monomère selon l’invention, et - au moins 1% molaire, préférentiellement entre 5% et 90% molaire, plus préférentiellement entre 10% et 80% molaire d’au moins un deuxième monomère comprenant une insaturation éthylénique, ledit deuxième monomère étant différent du premier monomère, et étant au moins en partie d’origine renouvelable et non fossile.
Ainsi, dans un mode de réalisation préféré, l’invention concerne un polymère comprenant : - au moins 5% molaire, de préférence au moins 10% molaire, préférentiellement entre 20% et 99% molaire, plus préférentiellement entre 30% et 90% d’un premier monomère, ledit monomère étant un monomère selon l’invention, et - au moins 1% molaire, préférentiellement entre 5% et 90% molaire, plus préférentiellement entre 10% et 80% molaire d’au moins un deuxième monomère comprenant une insaturation éthylénique, ledit deuxième monomère étant différent du premier monomère, et étant au moins en partie d’origine renouvelable et non fossile, - au moins 1% molaire, préférentiellement entre 5% et 90% molaire, plus préférentiellement entre 10% et 80% molaire d’au moins un troisième monomère comprenant une insaturation éthylénique, ledit troisième monomère étant différent du premier et du deuxième monomère, et étant au moins en partie d’origine renouvelable et non fossile.
Le polymère selon l’invention peut comprendre quatre monomères différents ou plus.
Dans un mode préféré, le deuxième et les éventuels autres monomères ont une teneur en carbone biosourcé comprise entre 5% en poids et 100% en poids, de préférence de 10% en poids et 100% en poids, par rapport au poids total de carbone dans le monomère concerné, la teneur en carbone biosourcé étant mesurée selon la norme ASTM D6866-21, méthode B.
Dans ce mode de réalisation préféré, le deuxième et les éventuels autres monomères sont préférentiellement choisi parmi l’acrylamide, l’acide acrylique, un oligomère de l’acide acrylique, l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (ATBS) et/ou un de ses sels, la N-vinylformamide (NVF), la N-vinylpyrrolidone (NVP), le chlorure de diméthyldiallylammonium (DADMAC), l’acrylate de diméthylaminoéthyle (ADAME) quaternisé, le méthacrylate de diméthylaminoéthyle (MADAME) quaternisé.
L’acide (méth)acrylique ou l’un de ses esters et/ou l’alkylamine peuvent être non ségrégués, partiellement ségrégués, ou totalement ségrégués. Les mêmes modes et préférences développés dans la partie « procédé » s’appliquent à cette partie de la description concernant le polymère.
Dans un mode particulier l’acide (méth)acrylique ou l’un de ses esters et/ou l’alkylamine peuvent être partiellement ou totalement d’origine recyclée. Les mêmes modes et préférences développés dans la partie « procédé » s’appliquent à cette partie de la description concernant le polymère.
Dans ce mode particulier, l’invention concerne un polymère obtenu selon un procédé comprenant les étapes suivantes : - Recycler au moins une matière première d’origine renouvelable et non fossile, ou d’origine fossile pour obtenir de l’acide (méth)acrylique ou un de ses esters et/ou de l’alkylamine ; - Faire réagir ledit acide (méth)acrylique ou un de ses esters et ladite alkylamine pour obtenir un alkyl(méth)acrylamide substitué ; - Polymériser ledit alkyl(méth)acrylamide substitué, et/ou optionnellement un autre monomère à insaturation pour obtenir un polymère.
L’invention concerne en outre un polymère tel que précédemment décrit, comprenant une teneur en carbone biosourcé préférentiellement comprise entre 5% en poids et 100% en poids par rapport au poids total de carbone dans ledit polymère, la teneur en carbone biosourcé étant mesurée selon la norme ASTM D6866-21, méthode B.
Dans l’exemple décrit ici, le liquide chargé correspond à une barbotine contenant des particules céramiques réfractaires. La illustre la configuration obtenue durant l’injection d’une barbotine 160 et le drainage du milieu liquide de celle-ci. La barbotine 160 a été injectée sous pression par les ports d’injection 121 de manière à pénétrer dans la texture fibreuse 10 au travers de sa première face 10a. Les particules céramiques réfractaires 1600 présentes dans la barbotine 160 sont destinées à permettre la formation d’une matrice céramique réfractaire dans la porosité de la texture fibreuse 10. Cette matrice céramique réfractaire peut, dans un exemple de réalisation, être une matrice d’oxyde réfractaire.
La barbotine peut par exemple être une suspension d’une poudre d’alumine dans de l’eau. La dimension particulaire moyenne (D50) de la poudre d’alumine peut être comprise entre 0,1 µm et 2 µm.
Plus généralement, la barbotine peut être une suspension comportant de particules céramiques réfractaires présentant une dimension particulaire moyenne comprise entre 0,1 µm et 10 µm. La teneur volumique en particules dans la barbotine peut, avant l’injection, être comprise entre 5% et 50%, et avantageusement être comprise entre 10% et 20%. Les particules céramiques réfractaires peuvent comporter un matériau choisi parmi : l’alumine, la mullite, la silice, un aluminosilicate, un aluminophosphate, la zircone, un carbure, un borure, un siliciure, un nitrure, du carbone et un précurseur d’un ou plusieurs de ces matériaux. En fonction de leur composition de base, les particules céramiques réfractaires peuvent, en outre, être mélangées avec des particules d’alumine, de zircone, d’aluminosilicate, d’un oxyde de terre rare, de silicate de terre rare (lequel peut par exemple être utilisé dans les barrières environnementales ou thermiques) ou toute autre charge permettant de fonctionnaliser la pièce en matériau composite à obtenir comme le noir de carbone, le graphite ou le carbure de silicium.
Le solvant de la barbotine peut, par exemple, comporter une phase aqueuse et/ou une phase alcoolique comportant par exemple de l’éthanol. La phase aqueuse peut présenter un pH acide (i.e. un pH inférieur à 7) dans le cas d’une barbotine à base de poudre d’alumine. Selon la nature des particules de la barbotine, le pH peut être basique, neutre ou acide. La barbotine peut comporter un acidifiant tel que de l’acide nitrique et le pH du milieu liquide peut par exemple être compris entre 1 et 5. La barbotine peut, en outre, comporter un liant organique comme de l’alcool polyvinylique (PVA) lequel est notamment soluble dans l’eau, de la polyvinylpyrrolidone (PVP) et/ou un plastifiant de type polyéthylène glycol (PEG).
Comme illustré sur la , les particules céramiques réfractaires 1600 sont présentes après injection de la barbotine 160 dans la porosité de la texture fibreuse 10. Les flèches 161 représentent le mouvement de la barbotine 160 injectée dans la texture fibreuse 10. Les flèches 162 représentent quant à elles le mouvement du milieu ou phase liquide de la barbotine drainé par la strate de filtration 130 et l’élément de distribution 140.
Le contre-moule 120 exerce une pression sur la texture fibreuse 10 pendant et après l’étape d’injection.
Un pompage P peut, en outre, être réalisé au niveau de l’évent de sortie 112 durant le drainage, par exemple au moyen d’une pompe à vide primaire. La réalisation d’un tel pompage permet d’améliorer le drainage et de sécher plus rapidement la texture fibreuse à l’issue de la phase de densification de la texture fibreuse 10 par les particules.
Dans cette configuration, la strate de filtration 130 permet de retenir dans la texture fibreuse 10 les particules 1600 initialement présentes dans la barbotine. Tout ou partie de ces particules se déposent donc par filtration dans la texture fibreuse 10.
En alternative ou en combinaison, on peut après le drainage chauffer le milieu liquide encore présent dans la porosité de la texture fibreuse afin d’évaporer ce dernier au travers de la face inférieure de la texture fibreuse. Par exemple, la température du milieu liquide peut être élevée à une température comprise entre 80°C et 105°C lorsque le milieu liquide est de l’eau.
Dans cette configuration, la strate de filtration 130 permet de retenir dans la texture fibreuse 10 les particules céramiques réfractaires 1600 initialement présentes dans la barbotine et que tout ou partie de ces particules se déposent par filtration dans la texture fibreuse 10.
Une fois les étapes d’injection et de drainage effectuées, on obtient une préforme fibreuse 16 chargée de particules céramiques réfractaires, par exemple de particules d’oxyde céramique réfractaire, par exemple d’alumine.
La préforme obtenue est ensuite séchée puis démoulée, la préforme pouvant conserver après démoulage la forme adoptée dans la cavité de moulage, par exemple sa forme adoptée après compaction entre le moule et le contre-moule grâce à la présence d’un liant dans la barbotine tel que du PVA ou du PVP.
La préforme est ensuite soumise à un traitement thermique, ici un frittage, par exemple sous air à une température comprise entre 1000°C et 1200°C afin de fritter les particules céramiques réfractaires et ainsi former une matrice céramique réfractaire dans la porosité de la texture fibreuse. On obtient alors une pièce en matériau composite, par exemple une pièce en matériau composite Oxyde/Oxyde, munie d’un renfort fibreux formé par la préforme fibreuse et présentant un taux volumique de matrice élevé avec une répartition homogène de la matrice céramique réfractaire dans tout le renfort fibreux.
Une pièce en matériau composite CMC autre que Oxyde/Oxyde peut être obtenue de la même façon en réalisant la texture fibreuse avec des fibres de carbure de silicium et/ou de carbone et en utilisant une barbotine chargée de particules de carbure (par exemple de SiC), de borure (par exemple de TiB 2 ), de siliciure (par exemple MoSi 2 ), de nitrure (par exemple de Si 3 N 4 ) ou de carbone.
Le liquide chargé injecté dans la texture peut, en variante, comporter des particules d’un précurseur de céramique réfractaire, par exemple de type sol-gel ou polymérique. Dans ce cas, le traitement thermique comporte au moins une étape de transformation du précurseur de céramique réfractaire en un matériau céramique (étape dite de céramisation) suivi éventuellement d’une étape supplémentaire de frittage afin de densifier d’avantage la pièce en matériau composite.
Les figures 4 à 7 illustrent un procédé de fabrication d'une pièce en matériau composite selon un autre mode de réalisation de l'invention. Comme illustré sur les figures 4 et 5, une texture fibreuse 20 est placée dans un outillage 200. Dans l'exemple décrit ici, la texture fibreuse 20 est réalisée suivant une des techniques définies ci-avant avec des fils d'alumine Nextel 610™ ou 720 TM . La texture fibreuse 20 est ici destinée à former le renfort fibreux d'une aube en matériau composite Oxyde/Oxyde.
Selon une configuration, les fibres 30 se présentent sous forme de plis de fibres 30.1 superposées. A titre d’exemple, les fibres 30 sont en carbone.
Selon un mode de réalisation, la résine thermoplastique est une résine thermoplastique semi-cristalline. A titre d’exemple, la résine est choisie parmi les polyétheréthercétones (PEEK), les polyaryléthercétones (PAEK), les polyéthercétonecétones (PEKK) ou les polysulfures de phénylène (PPS).
Les pièces 24 comportant un corps 26 en matériau composite thermoplastique ont notamment pour avantage de permettre de réaliser des liaisons entre les pièces par soudage, contrairement à celles réalisées en matériau composite thermodurcissable.
Selon un mode de réalisation, la pièce 24 comprend une couche de protection contre la foudre 34, dite couche LSP (pour Lightning Strike Protection en anglais), positionnée sur la première surface 26.1 du corps 26. Selon un mode de réalisation, cette couche de protection contre la foudre 34 comprend au moins une grille, un grillage, un métal déployé ou une feuille perforée métallique 36, en cuivre ou en bronze par exemple, noyée dans une matrice 38.
La couche de protection contre la foudre 34 comprend une première surface 34.1 orientée vers le corps 26 ainsi qu’une deuxième surface 34.2, opposée à la première surface 34.1, orientée vers le revêtement 28.