INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Préférentiellement, l’estérification des AGV peut être réalisée en une ou plusieurs fois ou étapes, par passage dans plusieurs réacteurs d’estérification successifs, de telle sorte que celle-ci soit complète grâce à un certain excès d’alcool par rapport à la proportion stœchiométrique.
Le produit final de la réaction, soit le mélange d’esters d’AGV, peut ainsi éventuellement comprendre un peu d’alcool en excès (de 0% à 25% par exemple). Un alcool tel que l’éthanol pouvant lui même être utilisé comme biocarburant, il n’est pas nécessaire d’ajouter une étape supplémentaire de séparation des esters, du solvant et de l’alcool par la mise en œuvre d’un système complexe de distillation à plusieurs colonnes.
Enfin, comme l’eau a été éliminée par les tamis moléculaires, il n’y a pas d’azéotropes complexes eau/acides/esters/alcool qui sont difficiles à séparer.
En outre, la suppression du verre épais en face avant du module photovoltaïque classique peut induire une perte de tenue mécanique du module. Aussi, pour pouvoir conserver un module rigide, la face arrière du module peut être prévue pour présenter une rigidité mécanique suffisante.
En particulier, selon une première possibilité, la deuxième couche peut ainsi comporter : - une couche arrière formant un panneau arrière en matériau composite, comprenant une sous-couche principale, formant l’âme du panneau arrière, et deux sous-couches de recouvrement, formant chacune une plaque du panneau arrière, disposées de part et d’autre de l’âme de sorte que l’âme soit prise en sandwich entre les deux plaques, l’âme du panneau arrière comportant une structure alvéolaire.
L’utilisation d’une face arrière de type panneau sandwich composite peut permettre au module photovoltaïque selon l’invention d’avoir de très bonnes propriétés mécaniques et thermomécaniques tout en conservant un poids faible.
L’âme du panneau arrière peut comporter une structure alvéolaire, par exemple sous forme de nid d’abeilles, notamment réalisée en métal, par exemple aluminium, en polyimide, en polycarbonate (PC), en polypropylène (PP) ou en fibres synthétiques hautes performances, par exemple de type Nomex®.
En variante, l’âme du panneau arrière peut comporter une structure alvéolaire sous forme de mousse, notamment réalisée en polytéréphtalate d'éthylène (PET), en polychlorure de vinyle (PVC) ou en polyuréthane (PU).
En outre, les plaques du panneau arrière peuvent être réalisées en matériau composite, par exemple de type prépreg fibres de verre/époxy, en métal, notamment en aluminium, en polycarbonate (PC), en polyméthacrylate de méthyle (PMMA) ou à partir de pré-imprégnés.
Les plaques du panneau arrière peuvent, le cas échéant, être recouvertes d’un film mono ou multicouche polymère, par exemple du type Tedlar®.
De plus, le panneau arrière peut présenter un poids surfacique inférieur ou égal à 3 kg/m², notamment inférieur ou égal à 2 kg/m², notamment encore inférieur ou égal à 1 kg/m².
Il est à noter que, plutôt que d’avoir une face arrière de type panneau sandwich, la deuxième couche peut encore comporter une couche arrière comportant une structure alvéolaire, sans l’utilisation de sous-couches de recouvrement, par exemple une structure alvéolaire de type polycarbonate alvéolaire.
Selon une deuxième possibilité, la deuxième couche peut comporter : - une couche arrière réalisée en au moins un matériau polymère, dite « couche arrière polymère », et - au moins un ensemble arrière comprenant une couche arrière d’interface et une couche arrière en verre, la couche arrière en verre présentant notamment une épaisseur inférieure ou égale à 2 mm, préférentiellement encore inférieure ou égale à 1,5 mm, notamment comprise entre 500 µm et 1 mm, et étant notamment réalisée en verre non trempé, ledit au moins un ensemble arrière étant situé entre la couche arrière polymère et l’ensemble encapsulant, et la couche arrière d’interface dudit au moins un ensemble arrière étant située entre la couche arrière polymère et la couche arrière en verre.
Ainsi, la deuxième couche peut être obtenue selon un principe analogue à celui utilisé pour la première couche. En particulier, la deuxième couche peut également comporter une combinaison de verre(s) mince(s) et de polymère(s). La deuxième couche peut être ou non identique à la première couche.
Selon une troisième possibilité, la deuxième couche peut comporter une couche de renforts à base de fibres.
Par « couche de renforts à base de fibres », on entend une couche comportant majoritairement des fibres organiques et/ou inorganiques, et de préférence une couche constituée de fibres organiques et/ou inorganiques. Avantageusement, une couche de renforts à base de fibres permet un renfort mécanique à l’empilement de couches destinées à former le module photovoltaïque. Avant lamination, les fibres d’une couche de renforts à base de fibres sont préférentiellement non imprégnées, notamment par un matériau polymère. Une telle couche de renforts peut être dite fibrée, tissée ou non « sec ». En particulier, une telle couche de renforts n’est pas une couche de pré-imprégné, ni une couche composite.
La couche de renforts à base de fibres peut comporter des fibres tissées ou non tissées. Elle peut en outre présenter un poids surfacique compris entre 20 g/m² et 1500 g/m², et de préférence entre 300 g/m² et 800 g/m². Elle peut comporter des fibres de verre, de carbone, d’aramide et/ou des fibres naturelles, notamment de chanvre, de lin et/ou de soie, entre autres.
Le verre utilisé pour la couche avant en verre et/ou la couche arrière en verre peut notamment être du verre sodo-calcique, à base de silice, de calcium et de sodium.
Par ailleurs, la couche avant polymère et/ou la couche arrière polymère peuvent présenter une épaisseur comprise entre 15 µm et 300 µm, notamment entre 20 µm et 50 µm.
Dans un mode de réalisation, la poudre d’oxyde métallique granulée comprend des grains formés d’agglomérats de particules d’oxyde d’un métal, le diamètre médian des grains étant égal ou supérieur à 5 µm, en particulier égal ou supérieur à 10 µm, le diamètre médian des grains étant égal ou inférieur à 70 µm, en particulier égal ou inférieur à 60 µm et/ou 90% des grains possédant un diamètre égal ou inférieur à 115 µm.
Dans un mode de réalisation, le métal est du zirconium ou de l’hafnium.
- la est un diagramme illustrant des étapes d’un procédé de fabrication de poudre d’oxyde métallique granulée ;
- la est un schéma bloc illustrant une installation pour la mise en œuvre du procédé de fabrication de poudre métallique granulée.
Comme illustré sur la , le procédé de fabrication comprend :
- une étape E1 d’obtention d’une poudre d’oxyde métallique initiale, composée de particules d’un oxyde d’un métal, par hydrolyse d’un chlorure dudit métal,
- une étape E2 de formation d’une suspension contenant la poudre d’oxyde métallique initiale et un liant organique en suspension dans un milieu de suspension,
- une étape E3 de séchage de la suspension de manière à obtenir de la poudre d’oxyde métallique granulée, et,
- optionnellement, une étape E4 de calcination de la poudre d’oxyde métallique granulée.
Au cours de l’étape E1, le chlorure de métal est mis en présence d’eau avec laquelle il réagit chimiquement pour donner, d’une part, de l’oxyde dudit métal et, d’autre part, de l’acide chlorhydrique.
L’hydrolyse du chlorure du métal est réalisée avec du chlorure du métal en phase vapeur (à l’état de vapeur) et avec de l’eau en phase vapeur (à l’état de vapeur).
Ainsi, dans un exemple de mise en œuvre particulier, l’hydrolyse du chlorure du métal est réalisée de préférence par mise en contact de vapeur de chlorure du métal avec de la vapeur d’eau.
A l’issue l’hydrolyse, on obtient la poudre d’oxyde métallique initiale qui est formée de particules de l’oxyde métallique.
Avantageusement, l’hydrolyse est réalisée de manière à obtenir une poudre d’oxyde métallique initiale « submicronique », i.e. dont les particules présentent un diamètre médian égal ou inférieur à 1 µm.
Le diamètre médian des particules d’une poudre est mesuré par exemple par technique de décantation gravitaire dans de l’eau et mesure de concentration au cours du temps par atténuation d’un faisceau de lumière (par exemple à l’aide d’un appareil de mesure de la marque SEDIGRAPH) ou par sédimentation sous champ centrifuge avec mesure de concentration au cours du temps d’un faisceau laser à lumière bleue ou rouge (par exemple à l’aide d’un appareil de mesure de la marque LUMISIZER).
Avantageusement, la couche avant en verre 2c présente une épaisseur e 2c inférieure ou égale à 2 mm, voire inférieure ou égale à 1,5 mm, et notamment comprise entre 500 µm et 1 mm.
Dans cet exemple, la couche avant d’encapsulation 3a, la couche arrière d’encapsulation 3b et la couche avant d’interface 2b sont toutes des films d’encapsulant de type A.
La deuxième couche 5 est formée par un panneau arrière 5 en matériau composite, comprenant une sous-couche principale, formant l’âme 9a du panneau arrière 5, et deux sous-couches de recouvrement, formant chacune une plaque 9b, 9c du panneau arrière 5, disposées de part et d’autre de l’âme 9a de sorte que l’âme 9a soit prise en sandwich entre les deux plaques 9b, 9c, l’âme 9a du panneau arrière 5 comportant une structure alvéolaire 12. La représente, schématiquement en coupe de façon plus détaillée, la deuxième couche 5 formée dans l’exemple de la . Il est à noter que de façon alternative, la deuxième couche 5 pourrait comporter une couche de renforts à base de fibres, tissées ou non, notamment des fibres de verre, de carbone, d’aramide et/ou des fibres naturelles, notamment de chanvre, de lin et/ou de soie, entre autres.
Le module photovoltaïque 1 est obtenu par le biais d’une seule étape de lamination à chaud sous vide, par exemple à une température d’environ 150°C pendant environ 15 minutes. Il présente un poids surfacique de 4,4 kg/cm².
Il est également possible d’utiliser des films d’encapsulant de type B pour la couche avant d’encapsulation 3a, la couche arrière d’encapsulation 3b et la couche avant d’interface 2b. Alors, on améliore encore plus la résistance aux chocs du module photovoltaïque 1 du fait d’un module de Young plus élevé.
Par ailleurs, la illustre un deuxième exemple de réalisation conforme à l’invention.
Dans cet exemple, à la différence de celui de la , la première couche 2 comporte également un deuxième ensemble avant 2d, 2e comprenant une couche avant d’interface 2d et une couche avant en verre, avantageusement en verre non trempé 2e. La couche avant en verre 2e présente une épaisseur e 2e inférieure ou égale à 2 mm, voire inférieure ou égale à 1,5 mm, et notamment comprise entre 500 µm et 1 mm. Autrement dit, cet exemple de réalisation prévoit le doublement de l’épaisseur de verre dans la première couche 2. On obtient alors un module photovoltaïque 1 de poids surfacique égal à 6 kg/cm². La résistance aux chocs du module photovoltaïque 1 est encore plus améliorée.
De plus, la première couche avant d’interface 2b et les couches avant 3a et arrière 3b d’encapsulation sont formées par des films d’encapsulant de type A, alors que la deuxième couche avant d’interface 2d est formé par un film d’encapsulant de type B.
Dans l’exemple de la , la première couche avant en verre 2b et la deuxième couche avant en verre 2e présentent la même épaisseur. En variante, il est possible d’utiliser des épaisseurs de verre différentes, par exemple une épaisseur e 2b de l’ordre de 500 µm et une épaisseur e 2e de l’ordre de 300 µm. Ainsi, si on considère que 800 µm de verre peuvent répondre au besoin de tenue des cellules 4 aux chocs, il est possible d’utiliser par exemple un verre de 500 µm et un verre de 300 µm.
En effet, il est connu que les matériaux élastomères ont des propriétés d’amortissement des vibrations et des chocs. L’alternance de matériaux rigides avec des matériaux élastomères va ainsi permettre de modifier la vitesse de propagation des ondes de choc, du fait que la célérité d’une onde de choc est directement proportionnelle au module de Young et coefficients de Poisson du matériau utilisé. L’insertion de couches élastomères souples, entre des couches de matériaux plus rigides, permet donc de ralentir la propagation des ondes de choc. De plus, à chaque interface rencontrée, l’onde de choc peut être transmise et/ou réfléchie en partie. La répétition de l’alternance de ces couches polymères ayant des modules de Young différents permet donc d’une part le ralentissement des ondes de choc et d’autre part la diminution de l’intensité de ces dernières qui arrivent jusqu’aux cellules photovoltaïques.
Aussi, à quantité de verre équivalente, il peut être plus intéressant de répartir cette quantité entre au moins deux couches de verre d’épaisseurs différentes au lieu d’une seule couche de verre.
En outre, la illustre encore un troisième exemple de réalisation dont le principe est d’utiliser en face arrière la même architecture d’encapsulation qu’en face avant, de manière symétrique. On peut ainsi obtenir un module photovoltaïque 1 bifacial et léger.
Ainsi, la deuxième couche 5 comporte ici une couche arrière réalisée en un matériau polymère 5a, dite « couche arrière polymère 5a », et un premier ensemble arrière 5b, 5c comprenant une couche arrière d’interface 5b et une couche arrière en verre, de préférence non trempé 5c.
La couche arrière en verre 5c présente une épaisseur e 5c de 550 µm, et la couche avant en verre 2c présente également une épaisseur e 2c de 550 µm.
La couche avant d’interface 2b, la couche arrière d’interface 5b, les couches d’encapsulation avant 3a et arrière 3b sont ici des films d’encapsulant de type B.
Par ailleurs, la illustre un quatrième exemple de réalisation correspondant à une variante de l’exemple de la dans laquelle l’utilisation de verres minces de préférence non trempés en face avant et en face arrière est réalisée de manière asymétrique.
L’enveloppe ES constitue le stator de la serrure SV. Elle a une ouverture avant O1 permettant le passage d’une clé CS associée et logeant le barillet BS et la bague BE. Lorsque le barillet a une forme générale cylindrique circulaire, l’enveloppe ES peut aussi avoir une forme générale cylindrique circulaire avec un logement interne également de forme générale cylindrique circulaire pour le logement du barillet BS et de la bague BE, comme illustré non limitativement sur la . Mais, ces formes générales cylindriques circulaires ne sont pas obligatoires.
Par exemple, et comme illustré non limitativement sur la , l’ouverture avant O1 peut avoir une forme circulaire. Mais elle pourrait présenter d’autres formes, comme par exemple rectangulaire ou carrée.
Le barillet BS constitue le rotor de la serrure SV. Il comprend une extrémité avant EV ayant une paroi avant PV munie d’une ouverture O2 pour le passage de la clé CS. Cette extrémité avant EV est logée au moins partiellement à proximité immédiate de l’ouverture avant O1 de l’enveloppe ES ou bien contre cette ouverture avant O1.
Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, cette ouverture O2 peut avoir une forme rectangulaire, bien adaptée à une clé CS plate (de section rectangulaire). Mais elle pourrait présenter d’autres formes.
La bague BE entoure l’extrémité avant EV de la paroi avant PV, et est réalisée en élastomère pour assurer une étanchéité aux liquides à la périphérie de l’ouverture avant O1. Elle sert donc d’interface de calage et d’étanchéité entre l’extrémité avant EV et la paroi de l’enveloppe ES qui délimite l’ouverture avant O1. A cet effet, elle est de préférence comprimée entre cette paroi de l’enveloppe ES et l’extrémité avant EV.
Par exemple, cet élastomère peut être du nitrile (ou NBR), du fluorocarbone (ou FKM), de l’éthylène-propylène (ou EPDM) ou du silicone.
On notera que lorsque l’extrémité avant EV du barillet BS a une section circulaire, la bague BE peut éventuellement être torique.
Comme illustré sur la , la paroi avant PV de l’extrémité avant EV est munie d’une languette mobile LM qui obstrue son ouverture O2 en l’absence de la clé CS pour assurer une étanchéité aux liquides. On comprendra que lorsque la clé CS est introduite dans le barillet BS (par son ouverture O2) cela provoque le déplacement de la languette mobile LM (sous la pression de la clé CS) dans un petit logement interne défini derrière la paroi avant PV à l’intérieur du barillet BS.
Grâce à cette double étanchéité aux liquides assurée par la bague BE en élastomère et la languette mobile LM en l’absence de la clé CS, la quantité de liquide pouvant pénétrer dans le barillet BS et/ou l’enveloppe ES est extrêmement réduite et quasiment nulle en l’absence de la clé CS (ce qui est tout le temps le cas hormis lors d’une ouverture ou d’une fermeture de la serrure SV). Par conséquent, la probabilité de grippage des éléments mobiles du barillet BS est extrêmement réduite et donc la probabilité de ne pas pouvoir déverrouiller/verrouiller la serrure est quasiment nulle.
On notera, comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, que la paroi avant PV du barillet BS a de préférence une face externe plane, de manière à éviter l’accumulation de liquide à proximité de son ouverture O2.
Par exemple, la languette mobile LM peut être couplée à la paroi avant PV du barillet BS via au moins une charnière CL qui est propre à permettre son entraînement en rotation, et donc son logement temporaire dans le petit logement interne précité. Mais d’autres moyens de couplage pourraient être utilisés pour assurer le déplacement de la languette mobile LM par rapport à l’ouverture O2 (et la face interne de la paroi avant PV).
On notera également, comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 3, que l’enveloppe ES peut comprendre une première partie inférieure PI1, placée sous le barillet BS, destinée à être orientée vers le bas de la porte, et dans laquelle est défini au moins un premier trou traversant T1. Ainsi, on peut évacuer par gravité par ce (chaque) premier trou traversant T1 du liquide ayant pénétré dans l’enveloppe ES (éventuellement via le barillet BS) malgré l’étanchéité renforcée de la serrure SV. Une telle pénétration pourrait par exemple survenir en cas d’endommagement de la bague BE et/ou de présence de la clé CS dans le barillet BS pendant une longue durée alors même que le véhicule était exposé à une pluie très forte ou que le véhicule était en cours de lavage.
On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur les figures 1 et 3, la première partie inférieure PI1 de l’enveloppe ES ne comprend qu’un seul premier trou traversant T1. Mais elle pourrait en comprendre plusieurs (au moins deux).
Par exemple, le (chaque) premier trou traversant T1 peut avoir une dimension qui est comprise entre 2 mm et 6 mm. A titre d’exemple illustratif, le (chaque) premier trou traversant T1 peut avoir une dimension égale à 4 mm. Mais d’autres dimensions (ou diamètres) peuvent être envisagé(e)s, dès lors qu’elles (ils) n’affaiblissent pas la résistance de la serrure SV.
On notera également, comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 4, que le barillet BS peut comprendre une seconde partie inférieure PI2 placée en regard de la première partie inférieure PI1 de l’enveloppe ES et dans laquelle est défini au moins un second trou traversant T2. Ainsi, on peut évacuer par gravité par ce (chaque) second trou traversant T2 du liquide ayant pénétré dans le barillet BS. Ce liquide évacué du barillet BS par le (chaque) second trou traversant T2 peut ensuite être évacué à l’extérieur par le (chaque) premier trou traversant T1 de l’enveloppe ES.
On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur les figures 1 et 4, la seconde partie inférieure PI2 du barillet BS ne comprend qu’un seul second trou traversant T2. Mais elle pourrait en comprendre plusieurs (au moins deux). On notera également que le nombre de seconds trous traversants T2 peut être différent du nombre de premiers trous traversants T1.
Dans certains modes de réalisation, la réaction de l’étape a) est contrôlée pour obtenir un oligomère d’épichlorhydrine ayant un degré de polymérisation (DPn) supérieur ou égal à 4. Lorsque l’oligomère de DPn ≥ 4 est isolé à l’issue de l’étape a), l’étape b) peut comprendre en outre l’addition de trifluoroéthérate de bore.
Le procédé conforme à l’invention est compatible avec une montée en échelle (échelle pilote et/ou industrielle). En effet, ce procédé permet d’obtenir de la polyépichlorhydrine à l’échelle d’une centaine de grammes (voir exemples 4 et 6) sans dégradation des caractéristiques du polymère en termes de Mn, polydispersité et fonctionnalité, ni aucun risque lié à l'exothermie de la réaction.
En résumé, le procédé de synthèse de l’invention permet un très bon contrôle de la polymérisation et présente de nombreux avantages:
- maîtrise, voire suppression, de l’exotherme de température souvent observé lors de la polymérisation cationique par ouverture de cycle ;
- polymérisation réalisée entre 20°C et 40°C dans un solvant non chloré, en présence d'eau ;
- temps de polymérisation (environ 5 à 6 heures) compatible avec une échelle industrielle ;
- rendements de polymérisation supérieurs à 90 % voire quantitatifs donc comparables aux rendements obtenus à l’échelle industrielle qui sont de l’ordre de 95 % ;
- obtention d’un polymère monomodal avec des Mn parfaitement contrôlées (de 500 à 4100 g.mol -1 ) ayant une fonctionnalité exceptionnellement élevée de 2,00 ± 0,05, donc conforme à la théorie, à comparer avec une fonctionnalité de 1,4 à 1,6 pour une PECH produite, à ce jour, à l’échelle industrielle ;
L’invention sera mieux comprise à l’aide des exemples suivants, donnés à titre illustratif. Dans ces exemples, la masse molaire moyenne en nombre (Mn) et en poids (Mp) de la polyépichlorhydrine a été déterminée soit par RMN soit par chromatographie par exclusion stérique (SEC) à l’aide des appareils suivants :
RMN 1 H RMN (500 MHz) dans CDCl 3 à 25°C sur un appareil Bruker AC-500 ; 13 C RMN (125 MHz) dans le DMSO-d6 sur un appareil Bruker AC-500.
SEC Equipement : Ultimat 3000 Thermo Scientific avec une colonne Agilent PLgel 5 µm MIXED-C (300X7.5 mm) et une précolonne (PL gel 5 µm 50X7.5 mm) thermostatées à 30°C ; Détection: réfractométrie et UV ; Eluant: THF, 1,0 ml/min ; Etalon: polystyrène.
Exemple 1 a) 0,48 mL (6,12x10 -3 mol) d'ECH, 0,046 mL (3,72x10 -4 mol) de BF 3 O(C 2 H 5 ) 2 et 0,1 mL (5,56x10 -3 mol) d’H 2 O ont été introduits dans un ballon. Le mélange réactionnel a été agité à 25°C pendant 1,5h jusqu'à formation d'un liquide visqueux transparent. Puis, un mélange de 11,3 mL (0,15 mol) d'ECH et 5,65 mL de toluène a été ajouté via une pompe seringue en contrôlant la vitesse d'ajout pour maitriser l’exothermie de la réaction.
Aussi, afin d’obtenir une réduction significative du poids d’un module photovoltaïque pour permettre son utilisation dans des applications exigeantes en termes de légèreté, par exemple les toitures commerciales, il existe un besoin pour trouver une solution alternative à l’utilisation d’un verre épais en face avant du module.
Une des possibilités consiste à remplacer la face avant en verre par des matériaux plastiques tout en conservant l’architecture et la méthode de mise en œuvre habituelles avec pour but premier la diminution importante du poids surfacique. Ainsi, des feuilles de polymères, comme le polycarbonate (PC), le polytéréphtalate d’éthylène (PET), le polyméthacrylate de méthyle (PMMA), le polyfluorure de vinylidène (PVDF), l’éthylène tétrafluoroéthylène (ETFE), l’éthylène chlorotrifluoroéthylène (ECTFE), ou l’éthylène propylène fluoré (FEP), peuvent représenter une alternative au verre. Cependant, lorsque seul le remplacement du verre par une telle feuille mince de polymères est envisagé, la cellule photovoltaïque devient très vulnérable au choc, à la charge mécanique et aux dilatations différentielles.
Une alternative est l’utilisation de matériaux composites, notamment des renforts, par exemple de type fibres de verre, fibres de carbone ou fibres naturelles telles que lin, chanvre, entre autres, qui viennent en complément de l’encapsulant standard pour former un composite de type polymère/fibres associé à un film de protection polymère en face avant. Le gain de poids peut être significativement important en dépit d’une moins bonne transparence et d’une incertitude sur les aspects de performance sur des durées supérieures à 20 ans.