INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Enfin, il est intéressant de noter qu’un l’effet lubrifiant sur les parois du dispositif d’impression induit par le chauffage de la cire d’origine naturelle réduit l’effet collant. Plus le chauffage est important, plus l’effet collant est réduit. Cette réduction de l’effet collant permet donc une meilleure pompabilité de la composition chauffée selon le premier aspect de l’invention et un meilleur aspect de surface du matériau imprimé.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d’impression 3D est facilement déplaçable horizontalement et verticalement afin de pouvoir imprimer des matériaux de grandes dimensions, comme des éléments muraux.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d’impression 3D est un dispositif d’extrusion, une pompe à débit contrôlé, ou encore une lance de projection.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d’impression 3D peut être un dispositif d’extrusion mobile et alimenté en matériau par une pompe à débit contrôlé.
Un dispositif d’extrusion est un dispositif comprenant un fourreau cylindrique chauffant dans lequel tourne une vis-sans-fin et une buse. Le fourreau cylindrique chauffant permet le chauffage de la composition et la vis-sans-fin le mélange et le transport de la composition vers la buse. La buse a une taille adaptée au matériau qu’il faut imprimer, plus particulièrement aux dimensions géométriques de la couche qui sera déposée dans le système de coordonnées 3D prédéfini et à la taille maximales des particules présentes dans le matériau.
Selon un mode de réalisation, l’étape d’impression du matériau peut comprendre le refroidissement de la composition chauffée par un dispositif de refroidissement à base d’azote liquide en sortie du dispositif d’impression 3D, d’un système de refroidissement actif par air tel qu’un ventilateur ou un système de refroidissement par échange thermique forcé.
Comme expliqué ci-dessus, les éléments de structure ayant une force de gravité très défavorable lors de la construction comme les voutes ou les porte-à-faux nécessitent une proportion massique importante de cire d’origine naturelle, généralement supérieure à 10% en masse par rapport à la masse des inclusions granulaires afin de se rigidifier très rapidement et de présenter des propriétés mécaniques permettant le maintien de la structure. Il est toutefois possible d’utiliser en sortie du dispositif d’impression 3D un dispositif de refroidissement à base d’azote liquide afin de rigidifier immédiatement la composition déposée. L’azote liquide étant à une température inférieure à -195,79°C, le contact de la couche déposée avec l’azote liquide entraîne la solidification immédiate de la cire et le refroidissement de la matrice colloïdale minérale. Cette rigidification immédiate permet ainsi de contrecarrer la gravité défavorable pour l’impression de ce type de structure et d’éviter ainsi son effondrement.
Selon un troisième aspect, l’invention porte sur un matériau de construction rigidifié à base d’une matrice colloïdale d’eau et d’inclusions granulaires comprenant de 1 à 30 %, de préférence de 3 à 20%, et plus préférentiellement encore de 5 à 10 % en masse par rapport à la masse des inclusions granulaires de cire d’origine naturelle.
Comme expliqué précédemment, l’ajout de cire à une matrice colloïdale d’eau et d’inclusions granulaires permet, après rigidification de la composition, de conférer au matériau obtenu des propriétés avantageuses quant à la mise en forme et à la durabilité lui permettant notamment d’être utilisé comme matériau de construction.
Selon un mode de réalisation, le matériau de construction rigidifié à base d’une matrice colloïdale d’eau et d’inclusions granulaires peut présenter au moins l’une des propriétés suivantes : une résistance à la compression supérieure à 4MPa, une insensibilité à l’eau ou une propriété de perspirance.
Une solution à ce problème consiste à ajouter un ou plusieurs agents anti-mousse à la solution aqueuse. Mais de tels additifs représentent souvent une efficacité qui diminue au cours du temps de stockage de la composition avant son utilisation, d’autant plus vite lorsque la composition est stockée à des températures relativement élevées, supérieures à 30°C voire à 35 ou 40 °C. Dans de telles conditions de stockage, la composition ne peut généralement pas être conservée plus de quelques mois (en moyenne 5 mois), ce qui s’avère très contraignant.
Il subsiste donc le besoin de pouvoir formuler des compositions pour le traitement des gaz d'échappement sous forme de solutions aqueuses à base d'un agent réducteur des NOx, par exemple d'ammoniac, ou d'un précurseur d’un tel agent réducteur, comme l'urée, qui présentent des propriétés optimisées. On attend de cette composition qu'elle soit capable d'éviter ou de réduire les dépôts lors de l'utilisation sur une ligne SCR, tout en évitant les problèmes de moussage. On attend également de cette composition qu'elle soit stable dans le temps, c’est-à-dire qu’elle conserve ses propriétés sur des périodes longues de stockage, y compris à température élevée.
La Demanderesse a constaté que cet objectif était atteint en ajoutant à la composition aqueuse au moins un additif particulier constitué d’un ou plusieurs copolymères constitués de polydiméthylsiloxanes greffés tels que définis ci-après.
La présente invention a ainsi pour objet une composition aqueuse comprenant : - au moins un agent réducteur des oxydes d’azote NOx et/ou au moins un précurseur d’un tel agent, - au moins un tensioactif, et - au moins un additif anti-mousse choisi parmi les copolymères comprenant un squelette polydiméthylsiloxane avec un nombre moyen d’unités diméthylsiloxane compris dans la gamme de 150 à 300, greffé par des chaines polyoxyalkylène.
La présente invention a également pour objet l’utilisation d’une telle composition pour le traitement des gaz d'échappement à la sortie des moteurs à combustion interne embarqués ou stationnaires, plus particulièrement pour le traitement des gaz d'échappement dans un dispositif de réduction catalytique sélective des oxydes d’azote.
Le moteur peut être en particulier choisi parmi les moteurs Diesel, les moteurs à allumage commandé (incluant les moteurs essence et les moteurs GNV ou gaz naturel pour véhicules), et les moteurs à carburation mixte notamment gazole-gaz. De préférence, le moteur est un moteur Diesel.
La présente invention s’applique à tout type de moteur susceptible d’émettre des oxydes d’azote, incluant les moteurs embarqués et les moteurs stationnaires. L’invention s’applique, entre autres, tant à des moteurs marins, moteurs de poids lourds, de véhicules de transport, d’engins de chantiers ou d’engins agricoles tels que par exemple des tracteurs, qu’à des moteurs de véhicules légers et utilitaires, ainsi qu’à des moteurs employés dans des applications industrielles stationnaires.
Par dispositif de réduction catalytique sélective des oxydes d’azote, on désigne un dispositif connu en soi sous la dénomination dispositif SCR pour « Selective Catalytic Reduction » en anglais. Un tel dispositif comprend un catalyseur de Réduction Catalytique Sélective (également désigné catalyseur SCR).
L'invention concerne également un procédé de traitement des gaz d'échappement issus d’un moteur à combustion interne, de préférence un moteur Diesel, équipé d'un dispositif de réduction catalytique sélective des oxydes d’azote, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins une étape d'introduction d'une composition telle que définie ci-dessus dans la conduite qui achemine les gaz d’échappement de la sortie du moteur vers ledit dispositif de réduction catalytique sélective.
Dans ce qui suit, on désigne également par ligne d’échappement SCR ou ligne SCR, de manière connue en soi, la conduite qui achemine les gaz d’échappement de la sortie d’un moteur vers un dispositif de réduction catalytique sélective (dispositif SCR).
La composition selon l'invention présente de nombreux avantages : elle est utilisable de la même façon et dans les mêmes équipements que les solutions de l'art antérieur. Elle est au moins aussi efficace, voire plus efficace, que les solutions de l'art antérieur, notamment les solutions à base d'urée dans la réduction ou la prévention de la formation de dépôts dans les systèmes SCR, en particulier dans les configurations dites « close-coupled ». Elle n'entraîne pas ou très peu de moussage lors de sa manipulation, son utilisation, son transfert et/ou son transport, par exemple lors des opérations de transvasement ou de remplissage de contenants tels que les bidons, les réservoirs de véhicule, les cuves de stockage ou les cuves de transport. Elle permet notamment d'éviter les débordements lors du remplissage du réservoir de stockage d’un véhicule. Elle permet également de remplir les cuves de stockage et les réservoirs des véhicules plus rapidement, et dans ce dernier cas en limitant les à-coups des pistolets de remplissage.
Cette composition permet en outre un contrôle précis de la quantité de composition injectée, et permet notamment d’éviter les erreurs liées à la mise en défaut des capteurs par la mousse.
La composition selon l’invention est stable au stockage. Elle présente également des performances antimousses maintenues dans le temps, notamment sur des périodes pouvant aller jusqu’à un an, sur une large gamme de températures de stockage, allant de 5°C à 40°C.
DESCRIPTION DETAILLEE L’agent réducteur et/ou le précurseur d’un tel agent
Dans l’exemple représenté sur les figures 6 et 7, la tête 18 et le logement 13 présentent une forme rectangulaire en section transversale. Des formes coopérantes autres qu’une forme rectangulaire peuvent bien entendu être prévues pour les têtes 18 et les logements 13.
Les extrémités 16A et 16B de l’élément de liaison 16 sont liées ensemble par l’intermédiaire d’une languette 20 ( ) permettant de former deux gorges latérales 21 et 22. Comme représenté sur la , les branches 11A et 11B des équerres 11 et 12 pénètrent, respectivement, dans les gorges latérales 21 et 22, ce qui permet d’assurer une bonne stabilité.
Dans un mode de réalisation préféré, la cuve 1 comporte un module 24 formé d’une pluralité de cadres 14 liés ensemble par l’intermédiaire d’équipements 25, notamment des tuyaux, des capteurs, un doigt réfrigérant,…, comme précisé ci-dessous. Ce module 24 est apte à être inséré dans la cuve 1, comme représenté sur la et précisé ci-dessous, par l’intermédiaire des éléments de liaison16 et des rails 4.
Les cadres 14, tels que décrits ci-dessus, présentent de nombreux avantages. En effet, chacun des cadres 14 utilisés, fabriqués par exemple en aluminium, réalise l’ensemble des fonctions suivantes : - il sert de support à tous les équipements 25 précisés ci-dessous, à l’intérieur de la cuve 1, ce qui permet de supprimer toutes les fixations usuelles ; - il peut agir comme cadre anti-ballottement, ce qui permet de supprimer les parois anti-ballottement usuelles ; et - il participe à l’obtention de la stabilité structurelle du module 24.
On précise, ci-après, un procédé de fabrication et d’assemblage de la cuve 1, telle que décrite ci-dessus, du réservoir 10 à hydrogène liquide.
Ce procédé P de fabrication et d’assemblage comporte, comme représenté sur la , les principales étapes successives suivantes : - une étape de fabrication E1 ; - une étape de montage E2 ; - une étape d’insertion E3 ; et - une étape de fixation E4.
L’étape de fabrication E1 consiste à fabriquer une cuve 1 comprenant un tronçon central 2 pourvu de rails 4 intégrés ( ). Pour ce faire, on utilise des panneaux 5 et des rails 4, de préférence de forme standard, que l’on agence de façon alternative, et on soude chaque rail 4 de part et d’autre à un panneau 5 de manière à obtenir le tronçon central 2 avec rails 4 intégrés.
A cette étape de fabrication E1, diverses méthodes de soudage usuelles peuvent être employées pour souder les rails 4 aux panneaux 5. Toutefois, de préférence, ce soudage est réalisé par l’intermédiaire d’un soudage par friction malaxage de type FSW (pour « Friction Stir Welding » en anglais).
L’étape de montage E2 consiste, quant à elle, à monter des équipements 25 dans une pluralité de cadres 14 disposés côte à côte et pourvus d’éléments de liaison 16, de manière à former un module 24, comme représenté sur la .
Les équipements qui sont identifiés par une référence 25 générale concernent l’ensemble des équipements qui doivent être agencés à l’intérieur de la cuve 1 et qui sont nécessaires à son fonctionnement, en tant que cuve interne d’un réservoir 10 à hydrogène liquide. Il s’agit principalement de tuyaux (ou conduites). Pour ce faire, on fait traverser une partie des équipements 25, en particulier des tuyaux, à travers certaines des ouvertures de passage 15A et 15B des cadres 14, et plus précisément notamment des tuyaux individuels à travers les ouvertures de passage 15A de diamètre réduit et des faisceaux de tuyaux à travers les ouvertures de passage 15B de diamètre plus important.
A titre d’illustration, non limitative, les équipements 25 comprennent des tuyaux, des capteurs, un doigt réfrigérant, …, et notamment tous les éléments usuels nécessaires pour générer les basses températures requises pour le stockage de l’hydrogène liquide.
Cette étape de montage E2 est réalisée à l’extérieur de la cuve 1, ce qui permet de remédier aux contraintes d’accessibilité existant dans la cuve 1.
A la fin de l’étape de montage E2, on obtient grâce auxdits cadres 16 et aux équipements 25 qui traversent les cadres 14, un module 24 présentant une stabilité structurelle permettant son déplacement.
Chacun des cadres 14 du module 24 est également pourvu d’éléments de liaison 16 de même nombre que le nombre de rails de la cuve 1. Ces éléments de liaison 16 sont fixés par leur extrémité 16A au cadre 14 et ils sont positionnés en périphérie du cadre 14 de manière à pouvoir être introduits dans les glissières 8 des rails 4 lorsque le module 24 est monté dans la cuve 1.
L’étape d’insertion E3 qui suit consiste à insérer le module 24 (en tant qu’ensemble unitaire) dans le tronçon central 2 de la cuve 1, à partir de l’une des extrémités 2A, 2B ( ) du tronçon central 2. Cette insertion est réalisée par une translation du module 24 via un coulissement des têtes 18 des éléments de liaison 16 dans les glissières 8 des rails 4.
L’étape de fixation E4 est mise en œuvre, quant à elle, après l’étape d’insertion E3 lorsque le module 24 est complètement inséré (ou installé) et se trouve dans sa position définitive dans la cuve 1, comme représenté sur la . L’étape de fixation E4 consiste à maintenir le module 24 en position par tout type de moyen connu et par exemple en fixant les têtes 18 des éléments de liaison 16 aux rails 4.
Les lumières 803 ont une forme oblongue.
Les lumières 803 permettent le réglage en position des plaque interne 801 et plaque externe 800 l’une par rapport à l’autre, comme expliqué plus loin.
Le flasque 802 comprend également des ouvertures rectangulaires 822 et un trou circulaire 823 configurés pour la fixation de la console 7 respective par l’intermédiaire d’au moins une pièce de fixation (non représentée).
La plaque externe 800 comprend un élément de positionnement 804.
Dans l’exemple de réalisation représenté, l’élément de positionnement 804 de la plaque externe 800 comprend une première denture 805.
En particulier, la plaque externe 800 comporte un disque 806 saillant du flasque 802. Le disque 806 forme l’élément de positionnement 804 de la plaque externe 800. Le disque 806 comprend la première denture 805.
La première denture 805 forme ici le pourtour du disque 806.
Les lumières 803 de la plaque externe 800 se situent dans le flasque 802. Les lumières 803 de la plaque externe 800 se situent autour du disque 806. Les lumières 803 se situent ainsi autour de la première denture 805.
La plaque interne 801, visible de manière isolée à la , est configurée pour être fixée directement ou indirectement au châssis porteur 2 du véhicule 1.
Dans l’exemple de réalisation représenté, la plaque interne 801 est fixée au châssis porteur 2 par l’intermédiaire d’une pièce d’interface 812.
La plaque interne 801 comprend au moins un premier orifice de fixation 807. La plaque interne 801 comprend ici six premiers orifices de fixation 807.
Les premiers orifices de fixation 807 de la plaque interne 801 sont formés de sorte à se trouver chacun en regard d’une des lumières 803 de la plaque externe 800 lorsque la plaque interne 801 et la plaque externe 800 sont assemblées l’une à l’autre.
La plaque interne 801 comprend un ou plusieurs premiers orifices de transmission 808. La plaque interne 801 comprend ici sept premiers orifices de transmission 808.
La plaque interne 801 comprend un élément de positionnement complémentaire 809.
L’élément de positionnement complémentaire 809 de la plaque interne 801 comprend une deuxième denture 810 coopérant avec la première denture 805.
Les six premiers orifices de fixation 807 et cinq parmi les premiers orifices de transmission 808 sont ici ménagés autour de la deuxième denture 810. Deux parmi les premiers orifices de transmission 808 sont ménagés à une extrémité distale de la deuxième denture 810.
Comme évoqué dans la partie introductive du présent document, les vis 20 sont conçues pour, en plus d’entraîner la matière à extruder, cisailler et mettre en pression la matière première 3, de manière à la transformer de manière essentiellement mécanique. Cet aspect de la machine d’extrusion 1 étant bien connu dans le domaine, il ne sera pas décrit ici plus avant. De même, également comme évoqué dans la partie introductive, le fourreau 10 est conçu pour réguler la température de la matière à extruder le long du fourreau de façon à transformer cette matière de manière essentiellement thermique. A cet effet, tout ou partie des éléments 11 du fourreau 10 sont thermorégulés et/ou permettent d’injecter dans le fourreau de la vapeur et/ou permettent de dégazer la matière en cours d’extrusion dans le fourreau. Là encore, cet aspect de la machine d’extrusion 1 étant bien connu dans le domaine, il ne sera pas décrit ici plus avant. Plus globalement, le fourreau 10 et les vis 20 sont prévus pour appliquer un traitement thermomécanique à la matière première 3 au fur et à mesure de la progression de cette matière de l’extrémité amont du fourreau jusqu’à l’extrémité aval du fourreau. La matière résultant de ce traitement thermomécanique et sortant du fourreau 10 est référencée 4.
A son extrémité aval, le fourreau 10 comprend une plaque terminale 13, couramment appelée « plaque avant » dans le domaine. La plaque terminale 13 est rapportée fixement, par exemple par un collier de fixation 14, à l’extrémité aval de l’élément le plus en aval, parmi les éléments 11, du fourreau 10. Comme bien visible sur la , la plaque terminale 13 délimite intérieurement un alésage 15 traversant, qui est centré sur l’axe X-X, en s’étendant dans le prolongement axial de la partie d’alésage central de l’élément le plus en aval parmi les éléments 11, et qui, le cas échéant, reçoit l’extrémité aval des vis 20. Cet alésage 15 est adapté pour canaliser la matière 4 poussée vers l’aval par les vis 20 de manière à assurer une mise en pression et un taux de remplissage appropriés pour l’alésage longitudinal central du fourreau 10. A cet effet, l’alésage 15 est, par exemple, au moins partiellement étranglé vers l’aval et pourvu d’une grille transversale 16. Cet aspect de la machine d’extrusion 2 n’étant pas limitatif de l’invention, il ne sera pas décrit ici plus avant.
La machine d’extrusion 2 comprend également une filière 30 qui, à l’état assemblé de la machine d’extrusion 2, est agencée à l’extrémité aval du fourreau 10. La filière 30 est prévue pour être traversée par la matière 4 aux fins de l’extrusion de cette matière. Ainsi, à l’état assemblé de la machine d’extrusion 1, la matière 4 sortant du fourreau 10 est forcée, sous l’action des vis 20, de s’écouler à travers la filière 30.
Comme bien visible sur les figures 2 à 6, la filière 30 comporte une enveloppe externe 31 et un organe interne 32.
L’enveloppe externe 31 est tubulaire, en étant centrée sur un axe géométrique qui, à l’état assemblé de la machine d’extrusion 2, est confondue avec l’axe X-X et qui sera donc considéré comme étant l’axe X-X par la suite. L’enveloppe externe 31 présente ainsi deux extrémités opposées suivant l’axe X-X, à savoir une extrémité amont 31A et une extrémité aval 31B. De par sa forme tubulaire, l’enveloppe externe 31 présente une face intérieure 33, c’est-à-dire une face tournée vers l’axe X-X, qui est tronconique, centrée sur l’axe X-X et divergente vers l’aval. Dans l’exemple de réalisation considéré sur les figures, la face intérieure tronconique 33 s’étend entre les extrémités amont 31A et aval 31B de l’enveloppe externe 31, en débouchant sur l’extrémité aval 31B. Pour ce qui concerne la face extérieure de l’enveloppe externe 31, ses spécificités géométriques ne sont pas limitatives.
L’organe interne 32 présente, lui aussi, une forme allongée, centrée sur un axe géométrique qui, à l’état assemblé de la machine d’extrusion 2, est confondu avec l’axe X-X et qui sera donc considéré comme étant l’axe X-X par la suite. A l’état assemblé de la machine d’extrusion 2, l’organe interne 32 est coaxial avec l’enveloppe externe 31, en étant partiellement agencé à l’intérieur de cette dernière. L’organe interne 32 inclut ainsi deux parties se succédant suivant l’axe X-X, à savoir une partie amont 32A, qui s’étend au moins partiellement à l’intérieur de l’enveloppe externe 31, et une partie aval 32B, qui s’étend en totalité à l’extérieur de l’enveloppe externe 31. Dans la forme de réalisation considérée sur les figures, la partie amont 32A de l’organe interne 32 s’étend essentiellement à l’intérieur de l’enveloppe externe 31, tout en émergeant, vers l’aval, de l’extrémité aval 31B de l’enveloppe externe 31. Dans tous les cas, la partie amont 32A de l’organe interne 32 présente une face extérieure 34, c’est-à-dire une face tournée à l’opposé de l’axe X-X, qui est tronconique, centrée sur l’axe X-X et divergente vers l’aval. Dans la forme de réalisation considérée sur les figures, la face extérieure tronconique 34 s’étend sur sensiblement toute l’étendue axiale de la partie amont 32A de l’organe interne 32, en émergeant, vers l’aval, de l’extrémité aval 31B de l’enveloppe externe 31.
La face intérieure tronconique 33 de l’enveloppe externe 31 et la face extérieure tronconique 34 de l’organe interne 32 délimitent entre elles un canal 35 s’étendant suivant l’axe X-X depuis une extrémité amont 35A du canal 35, tournée vers le fourreau 10, jusqu’à une extrémité aval 35B du canal 35, opposée au fourreau 10. La face intérieure tronconique 33 de l’enveloppe externe 31 délimite le canal 35 en formant la périphérie extérieure du canal, et ce de l’extrémité amont 35A à l’extrémité aval 35B du canal. La face extérieure tronconique 34 de l’organe interne 32 délimite le canal 35 en formant la périphérie intérieure du canal, et ce depuis l’extrémité amont 35A jusqu’à l’extrémité aval 35B du canal. Eu égard à la co-axialité et à la géométrie tronconique des faces intérieure 33 et extérieure 34 le délimitant, le canal 35 présente, sur toute son étendue axiale entre ses extrémités amont 35A et aval 35B, une section transversale, c’est-à-dire une section en coupe perpendiculaire à l’axe X-X, qui est annulaire et centrée sur l’axe X-X, comme bien visible sur les figures 5 et 6. Egalement comme bien visible sur les figures 5 et 6, le canal 35 s’étend continument autour de l’axe X-X, c’est-à-dire sur 360°. En service, la matière 4 provenant du fourreau 10 s’écoule dans le canal 35 pour traverser la filière 30, en progressant dans le canal 35 de l’extrémité amont 35A à l’extrémité aval 35B du canal. La matière s’écoulant dans le canal 35 est référencée 5.