INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Selon la présente divulgation, et en relation avec la , la construction de l’image mosaïque comprend, à partir de la séquence d’images acquises :
une étape de sélection (10) d’images, à partir de la séquence d’images (S), délivrant un sous-ensemble d’images (SSimgs) et une étape de détermination (11) d’une image de référence (IRef) parmi ce sous-ensemble d’images (SSimgs) ; une étape de détermination (20) d’un lien géométrique (H,…) entre l’image de référence (IRef) précédemment déterminée et au moins certaines des images du sous-ensemble d’images (SSimgs) ; et une étape de construction (30) de l’image mosaïque (IMos) à partir desdites au moins certaines des images du sous-ensemble d’images (SSimgs).
Selon la présente divulgation, plus particulièrement, l’image mosaïque est construite à partir d’un sous-ensemble d’images de la séquence d’images acquises, ce sous-ensemble d’images étant sélectionné pour minimiser les distorsions de pixels et de couleurs. Plus particulièrement, la détermination du lien géométrique entre l’image de référence et les images du sous-ensemble d’images comprend deux classes d’actions distinctes : d’une part le calcul de transformations entre les images du sous-ensemble d’images et d’autre part la sélection au sein du sous-ensemble d’images, d’images qui sont utilisées pour construire l’image mosaïque. Plus particulièrement encore, les images sélectionnées au sein du sous-ensemble d’images sont choisies de sorte à minimiser le nombre d’images à utiliser pour construire l’image mosaïque.
En d’autres termes, et de manière contre-intuitive, au lieu d’utiliser un maximum d’images pour pouvoir construire l’image mosaïque, les inventeurs ont eu l’idée d’utiliser au contraire un nombre minimum d’images afin que seules des informations pertinentes (i.e. des données de pixels pertinentes) soient insérées dans l’image mosaïque au fur et à mesure de sa construction. De cette manière, selon l’invention, on évite d’introduire, dans l’image mosaïque, de trop nombreuses données « mixées », c’est-à-dire des données qui seraient issues de mélanges de pixels provenant de plusieurs images. En effet, comme l’objectif de l’image mosaïque est de disposer d’une image représentative de la cavité photographiée à plusieurs reprises par l’endoscope, la méthode de la présente divulgation cherche à minimiser les calculs effectués sur les différents pixels, afin principalement d’insérer dans l’image mosaïque des pixels « originaux », qui sont directement issus d’images capturées par l’endoscope, et non pas des pixels « calculés », issus d’une fusion d’information entre des pixels de deux (ou plus) images. Pour ce faire, on met donc en œuvre une méthode de construction progressive de l’image mosaïque, méthode dans laquelle, à partir de l’image de référence déterminée au début de processus, on utilise les différentes images du sous-ensemble d’images pour augmenter la taille de l’image de référence, cette augmentation consistant à insérer sur les bords de l’image de référence, des pixels provenant d’au moins certaines images du sous-ensemble d’images (et plus généralement de la plupart des images du sous ensemble d’images). Pour disposer d’images satisfaisantes, dans ce sous-ensemble d’images, les inventeurs ont eu l’idée de prendre comme point de départ la séquence d’images capturées par l’endoscope et de réduire cette séquence d’images pour aboutir au sous-ensemble d’images qui comprend les images qui servent à construire l’image mosaïque. Ainsi, à partir de la séquence d’images capturée par l’endoscope, une première étape de détermination d’une enveloppe convexe est mise en œuvre, dans laquelle les images représentant les sommets de l’enveloppe convexe sont conservées et forment le sous-ensemble d’images. L’image de référence est sélectionnée parmi ce sous-ensemble d’images.
Ensuite, un lien géométrique, sous la forme d’une ou de plusieurs homographies, est calculé entre chaque image du sous-ensemble d’image (e.g. chaque image de l’enveloppe convexe) et l’image de référence. Ce lien géométrique est calculé de sorte que la transformation entre l’image de référence et une image de l’enveloppe convexe soit le produit d’au moins une homographie entre cette image de l’enveloppe convexe et l’image de référence.
Enfin, plusieurs itérations de construction de l’image mosaïque sont mises en œuvre pour, à partir de l’image de référence, augmenter celle-ci, en partant de l’image du sous-ensemble qui est la plus éloignée de l’image de référence, en ajoutant les pixels de cette image (la plus éloignée à l’image mosaïque) et ainsi de suite par distance décroissante avec l’image de référence. Lorsque c’est nécessaire (par exemple pour combler des zones vides de l’image mosaïque), des images de l’intérieur de l’enveloppe convexe (i.e. des images qui n’appartiennent pas au sous-ensemble d’images) sont utilisées : il s’agit alors de calculer des homographies pour ces images situées à l’intérieur de l’enveloppe convexe, et à partir de ces nouvelles homographies, de combler les espaces vides avec ces images transformées issues de l’intérieur de l’enveloppe convexe.
Ainsi, à l’issue de cette mise en œuvre, on dispose d’une image mosaïque, issue de la séquence d’images de l’endoscope, dans laquelle une majorité des pixels est issue d’une image originale capturée par l’endoscope. Ainsi, la technique divulguée permet d'effectuer un mosaïquage en deux dimensions de vidéo séquence d'images faiblement texturées, à textures variable et/ou sous des changements importants d'illumination. Cette technique permet plus particulièrement d'effectuer un mosaïquage dans la cadre d'une étude d'un organe creux, comme par exemple une vessie, un estomac ou des poumons, ou tout autre volume creux, que ce soit dans le domaine médical ou dans le domaine industriel. Les images traitées dans le cadre de la présente technique proviennent généralement d'un endoscope. Cette technique présente de nombreux avantages, parmi lesquels :
Une aide est proposée à l’opérateur pour effectuer en temps réel une acquisition d’une séquence vidéo qui permet de couvrir sans lacunes une RdI sans modifier la procédure médicale. Un champ de vue élargi (mosaïque approximative) est proposé en temps réel, ce qui permet de visualiser des zones avec d’éventuelles lacunes (RdI non scannées). Le calcul de l’image mosaïque précise (sans discontinuité géométrique et de textures dans la RdI) est réalisé en moins d’une minute dans le cas de l’antre pylorique (zone dans laquelle apparaissent des lésions dans l’estomac). Un deuxième diagnostic est possible durant l’examen et la zone peut être réinspectée si nécessaire, par visualisation de l’image mosaïque. Une mosaïque peut être fabriquée même si très peu de textures ou de structures sont visibles dans les images (c’est le cas en lumière blanche notamment en gastroscopie). Une mosaïque peut être fabriquée pour des textures très différentes, ce qui rend le mosaïquage possible dans d’autres modalités, comme la vidéo chromo-endoscopie (NBI vert/bleu ou la BLI suivant le constructeur) qui est souvent utilisé comme complément en dans certains types d’examen. La méthode de mosaïquage (avec tous ses avantages d’aide à l’acquisition, etc.) peut être étendue à la cystoscopie en lumière blanche ou de fluorescence. Comparer deux mosaïques fabriquées pour un même patient à partir de vidéo-séquences acquises à un intervalle de temps de quelques semaines, mois ou années permet de suivre l’évolution d’une lésion et facilite le suivi du patient (inexistant en endoscopie). Archiver une mosaïque assure une traçabilité actuellement inexistante en gastroscopie. Une mosaïque est un support d’échange nouveau pour les cliniciens de différentes spécialités.
Dans la suite du document, on décrit plus particulièrement des exemples de réalisation des étapes précédemment introduites. Il est évident que ces explications constituent des exemples et que notamment les méthodologies utilisées, notamment pour acquérir les images au moment de l’utilisation de l’endoscope ou pour déterminer l’enveloppe convexe à partir de la séquence d’images acquises peuvent être remplacées par des méthodes équivalentes fournissant des résultats équivalents. On comprend également que la méthode décrite peut être mise en œuvre différemment en fonction des conditions de mis en œuvre opérationnelles : par exemple, à la place comme décrit précédemment de calculer les transformations H uniquement pour les images de l’enveloppe convexes, il est tout à fait possible de calculer les transformations pour la totalité de images de la séquence d’images S et d’utiliser ces transformations H précalculées par la suite. De même, comme cela sera apparent par la suite, l’ensemble des résultats des calculs effectués, et notamment les résultats de calculs de transformation H, sont stockés en mémoire. Cet enregistrement poursuit deux objectifs : le premier est relatif à la possibilité, comme explicité par la suite, de passer, lors de la consultation des images, le l’image mosaïque à l’image d’origine de la séquence d’image et vice versa ; le deuxième objectif tient à la nécessité de pouvoir expliquer les calculs effectués, dans le cadre par exemple d’une analyse qualitative des résultats produits, notamment à des fins d’amélioration du traitement des images, sur une cohorte plus importante d’images.
Aide à l’acquisition d’une séquence d’image dans un exemple de réalisation
On présente ici un exemple de réalisation de l’obtention d’une séquence d’image dans un premier exemple de réalisation. Selon la présente technique, dans cet exemple de réalisation, on cherche à faire en sorte que la séquence d’image acquise soit la plus exploitable possible pour la mise en œuvre des étapes suivantes de traitement. Bien entendu, cette aide à l’acquisition est optionnelle et permet uniquement de préparer une séquence d’images qui facilite le traitement ultérieur. Il est tout à fait envisageable de ne pas mettre en œuvre cette aide à l’acquisition et d’utiliser une séquence d’images normalement acquise (i.e. sans aide à l’acquisition). Simplement, la mise en œuvre d’une aide à l’acquisition permet d’augmenter les performances des étapes suivantes.
Quoi qu’il en soit, dans cet exemple, l’acquisition d’une séquence d’images comprend deux aspects : un premier aspect se rapportant à l’affichage, en temps réel d’information à destination de l’opérateur ; et un deuxième aspect se rapportant à l’ajout d’information relative à la capture de la séquence d’image.
Ainsi, par exemple dans le cas d’un examen gastrique, dans la vidéo affichée de façon standard sur un écran en conditions réelles, l’opérateur sélectionne une zone, par exemple rectangulaire, quelconque dans une image qu’il aura choisie (voir le cadre « blanc pointillé » de la .(a)). Cette zone rectangulaire définit la zone de l’antre pylorique qui doit être poursuivie (traquée) dans les images qui suivent. Dans la .(b), les cercles « blancs » (visibles au centre du rectangle « blanc » plein) donnent, pour trois images, les positions successives des centres des régions rectangulaires traquées et placés dans l’image actuelle de la vidéo-séquence. La .(c) représente la trajectoire de la poursuite de la zone d’intérêt après l’arrêt du processus de traque (et de prise de vue) par l’opérateur. Ce dernier décide de l’arrêt de la poursuite à l’aide de la vidéo-séquence de la .(d) affichée en temps réel à l’écran. Pour chaque nouvelle image, le segment « blanc » est défini par deux points : le centre de la zone rectangulaire de l’image de départ et le centre de la zone traquée dans l’image courante. Cette représentation facilite une acquisition optimale de l’antre pylorique : idéalement les segments « blancs » successifs devraient être le plus long possible et effectuer un tour complet autour du point initial de la .(a) pour maximiser la taille de la surface acquise et minimiser le risque de lacunes. Ces rayons sont superposés à une mosaïque approximative qui est aussi affichée pour aider l’opérateur à estimer la zone couverte lors de son examen.
Selon une mise en œuvre alternative de l’invention, l’ajustement des modèles mécanistes 38, 48 peut être réalisé à l’aide d’approches Bayésiennes afin de transformer le modèle mécaniste déterministe en modèle stochastique.
Système d’électrolyseur haute température optimisé par couplage à une pompe à chaleur et circuit intermédiaire La présente invention concerne le domaine des piles à combustible à oxydes solides (SOFC, acronyme anglais pour « Solid Oxide Fuel Cell ») et celui de l'électrolyse de l'eau à haute température (EHT, ou EVHT pour électrolyse de la vapeur d'eau à haute température, ou HTE acronyme anglais pour High Temperature Electrolysis, ou encore HTSE acronyme anglais pour High Temperature Steam Electrolysis), également à oxyde solide (SOEC, acronyme anglais pour « Solid Oxide Electrolyte Cell »). Elle trouve pour application particulièrement pour optimiser la consommation énergétique d'un système électrolyseur SOEC.
ETAT DE LA TECHNIQUE L'électrolyse de l'eau est une réaction électrolytique qui décompose l'eau en dioxygène et dihydrogène gazeux avec l'aide d'un courant électrique selon la réaction : H2O --> H2 + 1/2 O2.
Pour réaliser l'électrolyse de l'eau, il est avantageux de la réaliser à haute température typiquement entre 600 et 950 °C, car une partie de l'énergie nécessaire à la réaction peut être apportée par la chaleur qui est moins chère que l'électricité et l'activation de la réaction est plus efficace à haute température et ne nécessite pas de catalyseur. Une cellule d'électrolyse à oxydes solides ou « SOEC » (acronyme anglo-saxon « Solid Oxide Electrolyte Cell ») comprend notamment : - une première électrode conductrice poreuse, ou « cathode », destinée à être alimentée en vapeur d'eau pour la production de dihydrogène, - une seconde électrode conductrice poreuse, ou « anode », par laquelle s'échappe le dioxygène produit par l'électrolyse de l'eau injectée sur la cathode, et - une membrane à oxyde solide (électrolyte dense) prise en sandwich entre la cathode et l'anode, la membrane étant conductrice anionique pour de hautes températures, usuellement des températures supérieures à 600 °C. En chauffant la cellule au moins à cette température et en injectant un courant électrique I entre la cathode et l'anode, il se produit alors une réduction de l'eau sur la cathode, ce qui génère du dihydrogène (H2) au niveau de la cathode et du dioxygène au niveau de l'anode. Pour mettre en œuvre l'électrolyse à haute température, il est connu d'utiliser un électrolyseur de type SOEC constitué d'un empilement de motifs élémentaires comportant chacun une cellule d'électrolyse à oxydes solides, constituée de trois couches anode/électrolyte/cathode superposées l'une sur l'autre, et de plaques d'interconnexion en alliages métalliques aussi appelées plaques bipolaires, ou interconnecteurs. Les interconnecteurs ont pour fonction d'assurer à la fois le passage du courant électrique et la circulation des gaz au voisinage de chaque cellule (vapeur d'eau injectée, hydrogène et oxygène extrait dans un électrolyseur EHT ; air et hydrogène injectés et eau extraite dans une pile SOFC) et de séparer les compartiments anodiques et cathodiques qui sont les compartiments de circulation des gaz du côté respectivement des anodes et des cathodes des cellules.
Pour réaliser l'électrolyse de la vapeur d'eau à haute température EHT, on injecte de la vapeur d'eau H2O dans le compartiment cathodique.
Sous l'effet du courant appliqué à la cellule, la dissociation des molécules d'eau sous forme vapeur est réalisée à l'interface entre l'électrode à hydrogène (cathode) et l'électrolyte : cette dissociation produit du gaz dihydrogène H2 et des ions oxygène. Le dihydrogène est collecté et évacué en sortie de compartiment à hydrogène. Les ions oxygène migrent à travers l'électrolyte et se recombinent en dioxygène O2 à l'interface entre l'électrolyte et l'électrode à oxygène (anode).
Pour la mise en œuvre effective de l'électrolyse par l'empilement, l'empilement est porté à une température supérieure à 600 °C, usuellement une température comprise entre 600 °C et 950 °C, l'alimentation en gaz est mise en marche à débit constant et une source d'alimentation électrique est branchée entre deux bornes de l'empilement afin d'y faire circuler le courant I.
Le rendement de la transformation de l'électricité en hydrogène est un point clé afin d’assurer la compétitivité de la technologie. La consommation électrique a principalement lieu lors de la réaction d’électrolyse à proprement parler, mais près de 30 % de la consommation de l’électrolyseur provient du système de gestion thermique/hydraulique des fluides. C'est-à-dire l'architecture externe à l'électrolyseur et la gestion des fluides et de l'énergie thermique dans cette architecture.
L’évaporation de l’eau utilisée dans l’électrolyseur est la consommation d’énergie la plus importante de ce système de gestion thermique/hydraulique. Classiquement, cette fonction est assurée par un générateur de vapeur électrique qui consomme 20 % de la consommation globale de l’électrolyseur.
Par ailleurs, en général une partie importante d’énergie est rejetée dans l'environnement ambiant. Par exemple, durant la phase d’assèchement de l’hydrogène et de sa compression il est nécessaire de fortement refroidir ce mélange afin de permettre la condensation de l’eau présente dans le mélange eau/hydrogène. Cette condensation s’effectue très majoritairement à une température inférieure à la température d'évaporation de l’eau en entrée de l'électrolyseur, ce qui fait qu’une très faible part de cette énergie de condensation est utilisable.
Il existe donc un besoin de minimiser cette consommation en optimisant l’architecture et la gestion des fluides du système de l'électrolyseur.
Un objet de la présente invention est donc de proposer un système d’électrolyseur haute température optimisé par un couplage avec une pompe à chaleur et un circuit intermédiaire.
RESUME Pour atteindre cet objectif, selon un mode de réalisation on prévoit un système comprenant un électrolyseur à haute température (EHT), une première ligne d'alimentation de l'électrolyseur configurée pour alimenter l'électrolyseur en vapeur d'eau, une première ligne d'évacuation de l'électrolyseur configurée pour évacuer depuis l'électrolyseur du dihydrogène, une deuxième ligne d'évacuation de l'électrolyseur configurée pour évacuer depuis l'électrolyseur du dioxygène, un premier module d'échange thermique configuré pour assurer un échange thermique entre la première ligne d'alimentation en vapeur d'eau et la première ligne d'évacuation du dihydrogène, un générateur de vapeur agencé sur la première ligne d'alimentation en vapeur d'eau, en amont du premier module d'échange thermique , et configuré pour produire de la vapeur d'eau à partir d'eau liquide, caractérisé en ce que le système comprend un module de récupération de l'énergie thermique du dihydrogène en sortie du premier module d'échange thermique au profit de la première ligne d'alimentation en vapeur d'eau, le module de récupération comprenant une pompe à chaleur et un circuit intermédiaire, le circuit intermédiaire comprenant un premier échangeur intermédiaire agencé sur la première ligne d'évacuation en aval du premier module d'échange thermique et configuré pour transférer l'énergie thermique du dihydrogène à un fluide intermédiaire, et un circuit fluidique intermédiaire configuré pour recevoir un fluide intermédiaire et assurer la connexion fluidique entre l'échangeur intermédiaire et la pompe à chaleur, la pompe à chaleur comprenant un circuit fluidique configuré pour recevoir un fluide caloporteur, un évaporateur agencé sur le circuit fluidique intermédiaire en aval de l'échangeur intermédiaire et configuré pour transférer l'énergie thermique du fluide intermédiaire au fluide caloporteur, un compresseur configuré pour comprimer le fluide caloporteur, un condenseur agencé sur la première ligne d'alimentation en vapeur d'eau en amont du générateur de vapeur et configuré pour transférer l'énergie thermique du fluide caloporteur à l'eau liquide, un détendeur configuré pour détendre le fluide caloporteur, le circuit fluidique étant configuré pour connecter fluidiquement l'évaporateur au compresseur , le compresseur au condenseur , le condenseur au détendeur et le détendeur à l'évaporateur .
Cette disposition permet de récupérer les calories du dihydrogène produit par l'électrolyseur au profit de la production de vapeur d'eau. Par le présent système, le module de récupération permet à la fois le refroidissement du dihydrogène et une production de vapeur. Ainsi, la consommation électrique du système est fortement réduite.
Ainsi, le système utilise la chaleur du dihydrogène en sortie de l'électrolyseur, mais préférentiellement après le premier module d'échange thermique de sorte que le rejet thermique du dihydrogène soit exploité à plus basse température via un système actif d'une pompe à chaleur. Les calories récupérées du dihydrogène sont réinjectées à une température supérieure à la température d'évaporation de l'eau en amont du générateur de vapeur à l'eau liquide.
Selon certains modes de réalisation, le changement d’état de ladite huile de condensation de l’état gazeux expansé à l’état liquide condensé est initié dans un tronçon, dit tronçon de condensation, inférieur d’un organe tubulaire dudit condenseur primaire, l’organe tubulaire permettant un acheminement des produits énergétiques formés dans le réacteur de craquage du fait du craquage, vers un dispositif de distillation, ledit tronçon de condensation étant en communication de fluide gazeux avec l’atmosphère gazeuse du réacteur de craquage, ledit tronçon de condensation étant adapté pour pouvoir recevoir le débit de ladite huile de condensation à l’état gazeux, abaisser la température de ladite huile de condensation à l’état gazeux à une température inférieure à la température de condensation de ladite huile de condensation sous ladite pression de craquage, permettre une condensation du débit de ladite huile de condensation de l’état gazeux expansé à l’état liquide condensé, et générer la dépression du fait de cette condensation. Selon certains modes de réalisation, on maintient la pression de l’atmosphère gazeuse du réacteur de craquage à ladite pression de craquage du fait de cette condensation dans ledit tronçon de condensation.
Selon certains modes de réalisation, le changement d’état de ladite huile de condensation de l’état gazeux expansé à l’état liquide condensé est complété dans un tronçon, dit tronçon de perte de charge, intermédiaire de l’organe tubulaire, surmontant ledit tronçon de condensation, et présentant un organe poreux comprenant un maillage métallique adapté pour : permettre un échange thermique avec ladite huile de condensation et un changement d’état de ladite huile de condensation de l’état gazeux expansé à l’état liquide condensé, et ; maintenir une différence de pression entre ledit tronçon de condensation et la partie supérieure de l’organe tubulaire du fait d’une perte de charge.
Ledit tronçon de perte de charge est adapté pour maintenir, en dynamique, une différence de pression entre ledit tronçon de condensation et une partie supérieure de l’organe tubulaire s’étendant au-dessus dudit tronçon de perte de charge.
L’inventeur a déterminé que le chauffage régulier -notamment continu- et contrôlé à reflux de ladite huile de condensation à une température légèrement supérieure à sa température de vaporisation permet d’instaurer un régime dynamique cyclique de condensation/vaporisation de ladite huile de condensation. Il suppose que ce régime dynamique est créateur d’un espace de vide instantanément comblé par les produits énergétiques à l’état gazeux issus du craquage. Sans possibilité de redescendre dans un milieu plus dense, les vapeurs de craquage s’accumulent et stagnent dans les maillages dudit tronçon de perte de charge, avec lesquelles elles forment un obstacle qui permet d’un part de maintenir, en dynamique, une différence de pression entre ledit tronçon de condensation et une partie supérieure de l’organe tubulaire s’étendant au-dessus dudit tronçon de perte de charge et d’autre part en conséquence de maintenir en dépression l’atmosphère gazeuse du réacteur de craquage, notamment à ladite pression de craquage.