INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Dans les bandes de fréquence autour de 2,4 GHz ou 5GHz, classiquement utilisées pour la transmission des signaux dans un réseau Wi-Fi, le mode de sécurité principalement utilisé est de type WPA2.
Dans la bande de fréquence autour de 6 GHz, prochainement utilisée pour la transmission des signaux dans un réseau Wi-Fi, le mode de sécurité recommandé est de type WPA3.
Les modes de réalisation dans lesquels l’adsorption est aidée par le vide présentent de meilleures performances lorsque la pression en entrée du module 110 est inférieure ou égale à une dizaine de bars, par exemple, dans les réseaux de distribution de gaz naturel.
Les modes de réalisation dans lesquels l’adsorption est modulée en température permettent de réduire l’énergie utilisée par le dispositif 200. En effet, un deuxième module de séparation par perméation membranaire, 102 et 106, génère du froid par perméation du gaz lors de la séparation. Le froid peut ensuite être utilisé par le module de séparation 100 pour faciliter l’adsorption des hydrocarbures sur les adsorbants.
Dans des modes de réalisation, le troisième module de séparation 110 comporte un module de pompage d’hydrogène électrochimique (d’acronyme « EHP » pour « Electrochemical Hydrogen Pumping » ou « Electrochemical Hydrogen Permeation » en anglais) connu de l’homme du métier.
Dans des modes de réalisation, le troisième module de séparation 110 comporte un module de pompage d’hydrogène électrochimique puis un module d’adsorption modulée en pression connecté à une sortie du module de pompage d’hydrogène électrochimique d’acheminement d’un mélange gazeux enrichi en dihydrogène.
Dans des modes de réalisation, le dispositif de séparation 200 comporte, un deuxième compresseur 109 disposé en amont de l’entrée du troisième module de séparation 110. Le deuxième compresseur 109 est configuré pour compenser la perte de pression due à la deuxième séparation par perméation membranaire. Par exemple, en sortie du compresseur, le mélange gazeux peut présenter une pression entre 10 bar et 60 bar et préférentiellement entre 20 bar et 30 bar.
Dans les modes de réalisation dans lesquels le troisième module de séparation 110 comporte un module de pompage d’hydrogène électrochimique, le dispositif 200 ne comporte pas de deuxième compresseur 109. Le procédé de pompage par hydrogène électrochimique augmente la pression du gaz traité, l’utilisation d’un compresseur est donc inutile.
On observe, en , une représentation schématique des flux en entrée et sortie de chaque module, dans un carré 301 représentant 100% du mélange gazeux en entrée du dispositif 200 : - en ratio selon l’axe horizontal, la proportion de gaz naturel d’acronyme « NG » (pour « Natural Gaz » en anglais) et de dihydrogène « H 2 », - en ratio selon l’axe vertical, la quantité de gaz en fonction de la quantité de gaz initiale en entrée du dispositif.
En d’autres termes, pour chaque entrée et chaque sortie du dispositif, on observe, la quantité de mélange gazeux circulant dans la conduite concernée, et le ratio entre la quantité de gaz naturel et la quantité de dihydrogène dans ledit mélange gazeux.
On observe, de plus, schématiquement, la séparation des gaz dans chaque module de séparation, 102, 106 et 110.
Le gaz naturel est représenté en pointillés noirs sur fond blanc et le dihydrogène est représenté en pointillés blancs sur fond noir sur l’ensemble de la .
Ainsi, en entrée 101 du dispositif, on observe que le mélange gazeux présente plus de trois quarts de gaz naturel et le reste en dihydrogène.
Lorsque le mélange gazeux en entrée 101 traverse le premier module de séparation par perméation membranaire 102, la plus grande partie de la quantité initiale de gaz est dirigée en sortie 103 et correspond au flux de perméat du premier module 102. La sortie présente une composition a plus de 94% en gaz naturel, et préférentiellement à plus de 98% en gaz naturel, encore plus préférentiellement à plus de 99% en gaz naturel.
Le rétentat 104 du premier module de séparation par perméation membranaire 102 présente moins d’un tiers de la quantité initiale de mélange gazeux entrant 301. Le mélange gazeux du flux de rétentat 104 du premier module de séparation par perméation membranaire présente des proportions environs égales de gaz naturel et de dihydrogène.
Puis, après passage au travers du deuxième module de séparation par perméation membranaire 106, le flux de rétentat 107 dudit module 106 présente des proportions en gaz naturel et en dihydrogène égales aux proportions en entrée du premier module 102 de séparation par perméation membranaire. La quantité de mélange gazeux dans le flux de rétentat 107 représente une quantité inférieure à 15% de la quantité de mélange gazeux en entrée 101.
Le flux de perméat 108 du deuxième module de séparation par perméation membranaire 106 comporte principalement du dihydrogène, soit environ 85% de dihydrogène. La quantité de gaz au perméat 108 du deuxième module 106 est inférieure ou égale à 15% de la quantité de mélange gazeux en entrée 101.
Le mélange gazeux du flux de perméat 108 du deuxième module est traité par le troisième module de séparation 110. La deuxième conduite de recirculation 112, une des sorties du troisième module de séparation 110, présente les mêmes proportions relatives de gaz naturel et de dihydrogène que le mélange gazeux en entrée du deuxième module de séparation membranaire 106, soit le flux de perméat du 104 du premier module de séparation membranaire 102.
Le dispositif de séparation 100 comporte une conduite d’alimentation 101 transportant le mélange gazeux. La conduite d’alimentation est préférentiellement reliée à un réseau de distribution et de transport de gaz naturel. Le dispositif de séparation 100 est alors utilisé pour séparer du dihydrogène également distribué et transporté dans ledit réseau. Le gaz naturel, dont la composition est connue de l’homme du métier, est un mélange de gaz comprenant majoritairement du méthane. Le dihydrogène a été injecté en amont dans le réseau de distribution et de transport de gaz naturel.
Les proportions volumiques en gaz naturel et en dihydrogène sont exprimées en pourcentage par rapport au volume total d’un mélange gazeux.
Le mélange gazeux peut comporter en proportion volumique par rapport au volume total du mélange gazeux : - 85 à 97 % en gaz naturel, et - 3 à 15 % en dihydrogène.
Dans des modes de réalisations, le mélange gazeux peut comporter des traces d’autres gaz.
Préférentiellement, la proportion volumique maximale de dihydrogène dans le mélange gazeux est de 6 %.
La conduite d’alimentation 101 achemine le mélange gazeux depuis un réseau de distribution 102 vers le premier module de séparation. Le mélange gazeux peut être sous pression dans la conduite d’alimentation 101. Préférentiellement, le mélange gazeux dans la conduite d’alimentation 101 conserve les conditions de pression de température dans lesquelles le mélange gazeux est transporté par le réseau de distribution. Préférentiellement, la pression du mélange gazeux est comprise entre 20 et 90 bar. Encore plus préférentiellement, la pression du mélange gazeux est comprise entre 67,7 bar et 90 bar.
Dans des modes de réalisation non représentés, la conduite d’alimentation 101 peut comporter un détendeur, un manomètre, un débitmètre et/ou une vanne antiretour.
Le dispositif de séparation 100 comporte un premier module de séparation par perméation 102 configuré pour produire un rétentat appauvri en dihydrogène et un perméat enrichi en dihydrogène, le premier module de séparation par perméation étant connecté en entrée à la conduite d’alimentation 101, le rétentat s’évacuant par une première conduite de sortie 103 et le perméat s’évacuant par une deuxième conduite de sortie 104.
Le premier module de séparation par perméation 102 comporte une unité de perméation comportant au moins une membrane de perméation gazeuse dont la perméation est configurée pour laisser traverser le dihydrogène et retenir le gaz naturel. Par exemple, la membrane de perméation gazeuse peut être choisie parmi la liste des membranes suivantes : les membranes polymères, les membranes métalliques, les membranes céramiques denses, les membranes à base de tamis moléculaire de carbone. Préférentiellement, on utilise des membranes polymères choisies dans la liste des matériaux suivants : polyimide, polysulfone, polyéthylène, polystyrène, acétate de cellulose, polyéther-imide, poly(oxyde de 2,6-diméthylphénylène) ou d’un mélange d’au moins deux de ces matériaux.
Dans des modes de réalisation non illustrés, le premier module de séparation 102 comporte plusieurs modules de séparation montés en parallèle.
Préférentiellement, l’unité de perméation est une unité de perméation à fibres creuses disposées en contre-courant, c’est-à-dire que le perméat et le rétentat circulent dans des directions opposées. Dans le mode de réalisation représenté en , le flux du mélange gazeux en entrée va de la gauche de la vers la droite, le flux de perméat dans l’unité de perméation est de la droite de la vers la gauche et le flux de rétentat se déplace dans l’unité de perméation de la gauche vers la droite de la . Bien entendu, ces orientations sont liées au schéma représenté afin d’illustrer une unité de perméation à contre-courant et ne limitent pas l’invention.
Le premier module de séparation 102 par perméation membranaire comporte une première entrée qui est connectée à la conduite d’alimentation 101.
Le premier module de séparation 102 comporte deux sorties 103 et 104.
La deuxième sortie de perméat 104 recueille un premier flux de perméat enrichi en dihydrogène. Bien que le gaz naturel présente une vitesse de perméation plus faible que la vitesse de perméation du dihydrogène, une partie du volume du gaz naturel peut traverser la membrane de perméation.
Dans un mode de réalisation particulier, le premier flux de perméat dans la deuxième conduite de sortie 104 présente une proportion volumique en dihydrogène comprise entre 40 et 60 %. Dans autre mode de réalisation illustré par le tableau 1 ci-dessous, le premier flux de perméat présente une proportion volumique en dihydrogène comprise entre 45 et 55 %.
Dans des modes de réalisation, la deuxième sortie 104 comporte un détendeur, un manomètre, un débitmètre et/ou une vanne antiretour (non représentés).
Il existe une conduite de court-circuitage 1A permettant d’envoyer une partie du débit 1 du bout froid au bout chaud de l’échangeur E sans passer par l’échangeur de chaleur E et ainsi d’arriver à l’unité 1 sans avoir été réchauffé.
Cette conduite 1A est munie d’une vanne V3 régulée par la température d’entrée du gaz 1 dans l’unité M1.
Il existe également une conduite de court-circuitage 7A entre la sortie du perméat 7 de l’unité M1 et l’entrée du surpresseur C, cette conduite étant munie d’une vanne V2 régulée par la température de sortie du surpresseur C et par la température d’entrée du gaz 1 dans l’unité.
On peut envoyer seulement une partie du premier perméat comprimé dans le surpresseur C à l’échangeur de chaleur E.
Au moins une partie du premier perméat 17 comprimé dans le surpresseur C peut être envoyée à une unité d’adsorption par bascule de pression pour être séparé et en extraire l’hydrogène, de préférence à substantiellement la pression de sortie du surpresseur C.
L’appareil peut comprendre en amont de la partie de séparation membranaire une unité de séparation opérant à une température en dessous de 0°C par distillation et/ou par condensation partielle pour produire le mélange à séparer dans la partie de séparation membranaire. Dans ce cas, le froid produit par la détente dans la turbine T peut être utilisé dans l’unité de séparation opérant à une température en dessous de 0°C ou dans un cycle de réfrigération.
Une partie du deuxième perméat 11 peut être envoyée au compresseur de l’unité de séparation à basse température.
Dans les deux exemples, l’échangeur de chaleur E peut être divisé en une pluralité d’échangeurs de chaleur.
DISPOSITIF ET PROCÉDÉ DE SÉPARATION DE DIHYDROGÈNE MÉLANGÉ DANS UN RÉSEAU DE GAZ NATUREL DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION La présente invention vise un dispositif et un procédé de séparation de dihydrogène mélangé dans un réseau de gaz naturel. Elle s’applique, notamment, au domaine du transport de gaz par canalisation, et plus particulièrement à des mélanges de gaz naturel et de dihydrogène.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE L'intégration massive de sources d'énergie renouvelable fluctuantes en remplacement d’énergies issues des ressources fossiles ou nucléaires soulève de nouveaux problèmes. Principalement représentées par le solaire photovoltaïque et l’éolien, ces nouvelles sources d’énergie ne permettent pas d’adapter la production aux besoins du réseau électrique en raison de leur caractère aléatoire et intermittent. Lorsque la proportion de ces énergies est faible à l’échelle d’un pays, ces écarts peuvent être lissés et adaptés en temps réel grâce à l’énergie hydroélectrique.
Par ailleurs, au-delà d’un certain seuil, la gestion du réseau électrique se complexifie drastiquement et nécessite la mise en place de solutions alternatives afin de mieux répondre aux besoins énergétiques lors d'épisodes météorologiques défavorables. Idéalement, ces solutions permettraient également de valoriser les surproductions habituellement perdues lors d’épisodes favorables, octroyant ainsi une plus grande efficacité énergétique globale doublée d’une plus grande flexibilité du réseau. Pour répondre à ces problèmes, la conversion en un autre vecteur énergétique tel que l’hydrogène apparaît comme une solution prometteuse.
L’électrolyse, technologie de base de conversion d’électricité en gaz (« Power to gas » d’acronyme « P2G » en anglais), permet la conversion d'énergie électrique en énergie chimique sous forme de gaz hydrogène (H 2 ), par décomposition de molécules d'eau (H 2 O). D’autres solutions de transformation d’électricité en gaz, connues sous le nom de « power to gas » permettent aussi de produire du dihydrogène à travers des réactions chimiques impliquant une consommation d’énergie électrique.
Le dihydrogène produit peut être valorisé de plusieurs manières sur place : par un industriel pour ses propres besoins de procédé ou par une station-service de remplissage de véhicules fonctionnant à l'hydrogène, ou encore être localement stocké pour être reconverti ultérieurement en électricité via une pile à combustible. Mais il peut aussi être injecté directement dans les réseaux de distribution ou de transport de gaz naturel, créant de fait un couplage entre les différents réseaux et vecteurs énergétiques : ainsi les possibilités de valorisation des excédents d'électricité sont démultipliées tant en termes d'usages finaux qu'en termes temporels et spatiaux.
L’hydrogène ainsi produit est considéré comme un vecteur d’énergie durable. Son injection dans le réseau de transport, de même que l’injection de biométhane, contribue à la réduction des émissions de CO 2 du gaz naturel de réseau. Cela contribue aussi à résoudre partiellement un enjeu majeur au cœur du plan gouvernemental pour la transition énergétique qu’est le développement d’infrastructures de transport, de stockage et de distribution de dihydrogène (H 2 ).
Cependant, la concentration d’hydrogène dans le gaz naturel est limitée. En France, la teneur maximale autorisée est de six pour cent. Certains usages du gaz naturel sont encore plus sensibles et requièrent des taux inférieurs. On peut citer, comme exemple de telles contraintes, certains procédés industriels hautes températures, certaines turbines à gaz, certains moteurs à gaz de cogénération, les véhicules fonctionnant à gaz naturel comprimé (d’acronyme « GNC »). Certains usages nécessitent du dihydrogène de haute pureté pour fonctionner correctement. Ainsi, pour de tels équipements, une séparation du dihydrogène du gaz naturel est nécessaire, dans des conditions techniques et économiques favorables.
L’injection d’hydrogène, en mélange avec le gaz naturel, soulève deux principaux problèmes de séparation liés à l’incompatibilité de ces deux gaz pour ces usages spécifiques.
Phase aqueuse :
La composition selon l’invention comprend une phase aqueuse continue.
La phase aqueuse comprend de l’eau. Elle peut comprendre en outre des ingrédients additionnels solubles ou miscibles dans l’eau comme par exemple des solvants hydrosolubles, des agents de formulation hydrosolubles et/ou des actifs hydrosolubles.
Parmi les solvants solubles ou miscibles dans l'eau, on peut citer par exemple les monoalcools à chaîne courte par exemple en C1 à C4 (comme l'éthanol, l'isopropanol), les polyols, linéaires ou ramifiés, par exemple comprenant 3 à 8 atomes de carbone, par exemple comprenant 2 à 6 fonctions -OH (comme l'éthylène glycol, le 1,2-propylène glycol, le 1,3-butylène glycol, l'hexylèneglycol, le diéthylèneglycol, le dipropylène glycol, le 2-éthoxyéthanol, le diéthylène glycol monométhyl éther, le triéthylène glycol monométhyl éther, le glycérol, et le sorbitol), et leurs mélanges.
De préférence, la composition selon l'invention a une teneur massique en eau d’au moins 50%, de préférence au moins 55%, par rapport à la masse totale de la composition. Cela permet d’obtenir de meilleures propriétés sensorielles et de stabilité de la composition.
La composition selon l'invention peut avoir une teneur massique en eau d’au plus 90%, de préférence au plus 80%, de préférence au plus 70%, par rapport à la masse totale de la composition. Cela est préférable pour la faisabilité et stabilité de la composition.
Composés additionnels :
La composition selon l'invention peut comprendre en outre un ou plusieurs agents de formulation, notamment des actifs ou des excipients cosmétiques classiques.
Ces agents de formulation peuvent être choisis de manière appropriée en fonction de l’utilisation de la composition de l'invention.
Des exemples non limitatifs d’agents de formulation incluent les actifs, hydrophiles ou lipophiles, les solvants organiques (par exemple les alcools et polyols inférieurs), les agents rhéologiques (épaississants ou gélifiants) ioniques ou non ioniques, hydrophiles ou lipophiles, les adoucissants, les humectants, les opacifiants, les stabilisants, les émollients, les agents anti-mousse, les agents filmogènes, les émulsifiants, les tensioactifs (anioniques, cationiques, non ioniques ou amphotères), les charges (par exemple les poudres matifiantes, les poudres de toucher actives soft focus, etc.), les filtres UV (ou agents photoprotecteurs, organiques et/ou inorganiques, actif dans l'UVA et/ou l'UVB), les colorants, les agents chélateurs (chélatant), les agents alcalinisants ou acidifiants, des ajusteurs de pH, les conservateurs, les parfums ou tout autre ingrédient habituellement utilisé dans le domaine cosmétique et/ou dermatologique. Les quantités de ces différents composés sont celles classiquement utilisées dans les domaines considérés. Ces composés, selon leur nature, peuvent être introduits dans la phase grasse ou dans la phase aqueuse.
La composition selon l'invention peut comprendre au moins un actif. Parmi les actifs, on peut citer par exemple : - les agents anti-pollution et/ou agent anti-radicalaire et/ou agents antioxydants (co-enzyme Q10 ou ubiquinone) ; - les agents éclaircissants, les agents dépigmentants, les agents pro-pigmentants et/ou les agents autobronzants ; - les agents anti-âge ; - les agents tenseurs ou antirides, tels que les protéines végétales et leurs hydrolysats (par exemple l'extrait de protéines de soja) ; - les agents hydratants (tels que les polyols comme par exemple la glycérine) ; - les agents anti-inflammatoires (tels que par exemple l'acide glycyrrhétinique et ses sels) ; - les agents apaisants (allantoïne, bisabolol, eau de bleuet), - les agents anti-microbiens ou antibactériens (tels que l’acide salicylique) ; - les agents tenseurs ; - les agents raffermissants ; - les vitamines (telles que le rétinol ou vitamine A, l'acide ascorbique ou vitamine C, le tocophérol ou vitamine E, la niacinamide ou vitamine PP ou B3, le panthénol ou vitamine B5 la biotine ou vitamine B8 et leurs dérivés tels que par exemple les esters de ces vitamines) ; - les huiles essentielles.
Grâce à ses connaissances en matière de cosmétique, l'homme du métier est à même de choisir les agents de formulation à ajouter aux compositions de l'invention et leurs quantités en fonction des propriétés recherchées sans altérer substantiellement les effets liés à la composition selon l'invention.
La composition selon l'invention peut avoir différents profils rhéologiques et se présenter sous la forme d’une crème, d’un gel, d’un baume.
De préférence la composition selon l’invention a une texture épaisse et se présente sous la forme d’un baume.
En particulier, la composition peut avoir une viscosité, à 20° C et pression atmosphérique (1,013. 10 5 Pa), allant de 20 000 à 80 000 Pa.s., en particulier de 40 000 à 65 000 Pa.s. mesurée avec le Mobile 6 Vitesse 6 Brookfield RV sur Rheomat.
Avantageusement, la composition selon l’invention présente, par rapport aux compositions similaires disponibles dans le commerce, une naturalité élevée voire supérieure, pouvant être de plus de 99% d’ingrédients d’origine naturelle, tout en présentant à la fois une sensorialité et une stabilité comparable aux compositions formulées avec des émulsionnants et/ou des épaississants d’origine synthétique. Les inventeurs ont notamment démontré que la combinaison particulière d’ingrédients permet d’obtenir une texture lisse non grumeleuse, non collante, non freinante et qui savonne et peluche peu à l’application.
Les ions implantés 170 réalisent une zone de division prédéterminée 172 et des charges 180 sont évacuées via la couche de liaison 130 et/ou la partie électriquement conductrice 122.
L’amincissement du substrat piézoélectrique 110 améliore davantage l’évacuation de charges 180 hors de la partie piézoélectrique 210.
Selon un second mode de réalisation, tel que représenté sur la , le substrat 300 est réalisé sans fixer un substrat piézoélectrique sur un substrat électriquement conducteur. Dans ce mode de réalisation, seul un substrat piézoélectrique 310 est prévu, voir étape I) sur la . Le substrat piézoélectrique 310 présente les mêmes propriétés que le substrat piézoélectrique 110 décrit ci-dessus.
Ensuite, pendant l'étape II_1), une ou plusieurs cavités 312 sont réalisées dans une surface principale 314 du substrat piézoélectrique 310 en utilisant des étapes de réalisation de motif et de gravure connues dans la technique. Selon un exemple, les cavités 312 peuvent former un motif régulier ou une matrice, et peuvent toutes être de la même taille.
Ensuite, comme illustré par l'étape II_2), les cavités 312 sont remplies d’un matériau conducteur 316, en particulier un métal, utilisant un processus de dépôt connu dans la technique, pour former la partie électriquement conductrice 320. Le processus de dépôt peut être/est effectué de telle sorte qu'une couche conductrice 318 est réalisée sur la surface 314 pour interconnecter le matériau conducteur 316. La partie du substrat 300, comprenant le matériau conducteur 316 à l'intérieur des cavités 316 et la couche 318 forme la partie électriquement conductrice 320 selon l'invention.
Ensuite, une étape III) de positionner sur une roue de dispositif d'implantation et l'état IV) d'implantation d’ions 170 sont réalisées comme dans le premier mode de réalisation utilisant le même porte-substrat 140 avec la couche d’élastomère 150 et l’élément de maintien métallique 160. Leur description ne sera par conséquent pas répétée, mais référence est faite à la description des figures 1 et 2.
Dans ce mode de réalisation, les charges sont collectées via la matrice de cavités remplies 312 et l’évacuation des charges 380 est réalisée via la couche 318, qui est en contact 162 avec l’élément de retenue métallique 160, à partir de la partie piézoélectrique 310 vers la partie électriquement conductrice 320.
Du fait de la conductivité améliorée du substrat 300 comprenant les cavités 312 remplies de matériau conducteur 316, formant ainsi la partie électriquement conductrice 320 du substrat 300, les charges peuvent être évacuées de la partie piézoélectrique 310 à travers la partie électriquement conductrice 320 vers le porte-substrat mis à la masse 340.