INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
De manière générale, le dispositif de génération peut comporter des moyens de mémorisation (localement ou en accès à distance) dans lesquels sont mémorisés un ou plusieurs modèles 3D associés respectivement à différents types d’objets manufacturés (et éventuellement des altérations associées) et/ou un ou plusieurs modèles 3D associés respectivement à différents environnements de production.
Une fois les images d’apprentissage générées, celles-ci peuvent être utilisées pour entraîner le modèle de de détection de défauts.
La représente schématiquement les principales étapes d’un procédé 50 de fabrication (apprentissage supervisé) du modèle de détection de défaut de l’objet manufacturé. Le procédé 50 de fabrication est par exemple mis en œuvre par le dispositif de génération décrit ci-avant, ou par un équipement distinct dudit dispositif de génération, comportant des moyens configurés de manière logicielle et/ou matérielle pour exécuter les différentes étapes du procédé 50 de fabrication.
Tel qu’illustré par la , le procédé 50 de fabrication comporte tout d’abord une étape S51 d’obtention d’images d’apprentissage annotées générées en mettant en œuvre le procédé 10 de génération décrit ci-avant. Si les images d’apprentissage ont préalablement été générées, l’étape S51 d’obtention peut consister à récupérer ces images d’apprentissage préalablement générées. Si les images d’apprentissage n’ont pas encore été générées, l’étape S51 d’obtention peut consister à exécuter le procédé 10 de génération d’images d’apprentissage pour un objet manufacturé donné (et éventuellement un environnement de production donné).
Ensuite, le procédé 50 de fabrication comporte une étape S52 d’apprentissage supervisé dudit modèle de détection de défaut, en utilisant lesdites images d’apprentissage annotées. De manière générale, tout méthode d’apprentissage supervisé adaptée au type de modèle de détection sélectionné peut être mise en œuvre.
Tel qu’indiqué ci-dessus, les images d’apprentissage générées par le procédé 10 de génération sont des images « virtuelles » simulant l’observation de l’objet manufacturé considéré en utilisant son modèle 3D. Toutefois, l’étape S52 d’apprentissage supervisé peut également utiliser d’autres images d’apprentissage non générées par le procédé 10 de génération décrit ci-avant. En particulier, l’étape S52 d’apprentissage supervisé peut également utiliser des images d’apprentissage « réelles » qui correspondent à des images acquises par le capteur d’images de l’environnement de production, et par exemple annotées manuellement par un opérateur humain.
L’invention permet donc d’améliorer les performances de la plaque de refroidissement par ajustement de la géométrie des trous de l’interface. L’amélioration s’observe selon deux indicateurs, la température maximale Tmax_i, Tmax_f mesurée sur la plaque 3 et le coefficient de résistance thermique Rth_i, Rth_f de la plaque, qui indique la capacité d'un matériau (ici la plaque) à empêcher la chaleur de le traverser. Entre le mode de réalisation initial Mod_i et le mode de réalisation final Mod_f, ces deux paramètres sont significativement améliorés : - la température maximale mesurée dans le mode final Tmax_f (29.5°C) est inférieure d’environ deux degrés à la température maximale mesurée dans le mode initial Tmax_i (31.2°C), - la résistance thermique mesurée dans le mode final (Rth_f = 8.10 -3 K/W) est abaissée de 10% par rapport à la résistance thermique mesurée dans le mode initial (Rth_i = 9.10 -3 K/W).
Ainsi, la mise en œuvre de l’invention nécessite de déterminer une configuration optimale de l’interface 1 –c’est-à-dire le nombre, la position et la géométrie des trous disposés sur la deuxième face principale FP12 de l’interface 1- en fonction de la géométrie de la plaque de refroidissement 3 et de la répartition spatiale de la chaleur générée par les modules de batterie 51.
Par exemple, pour une interface selon l’invention, comprenant au moins deux trous de géométries différentes 101, 103, destinée à être raccordée à une plaque de refroidissement disposée à proximité d’une face d’une batterie pour son refroidissement, si la face de la batterie comprend au moins une première et une deuxième zones telles que la température de la première zone est significativement supérieure à la température de la deuxième zone lorsque la batterie est en fonctionnement, et si la plaque de refroidissement présente au moins deux couloirs 31, 33 de circulation d’un fluide de refroidissement, un premier couloir parmi les au moins deux couloirs 31, 33 étant le plus proche de la première zone, et un deuxième couloir parmi les au moins deux couloirs 31, 33 étant le plus proche de la deuxième zone, le premier et le deuxième couloir étant chacun alimentés en fluide de refroidissement via deux trous distincts parmi les au moins deux trous 101, 103 de géométries différentes, alors, dans un mode de réalisation, le trou qui alimente le premier couloir en fluide de refroidissement présentera une plus grande aire de section que le trou qui alimente le deuxième couloir en fluide de refroidissement, l’aire de section étant mesurée perpendiculairement à la direction d’écoulement du fluide de refroidissement.
Afin de déterminer une configuration optimale de l’interface 1, de nombreuses configurations de l’interface 1 (nombre, position et géométrie des trous de l’interface) sont simulées par des logiciels de calcul 3D. Pour chaque configuration donnée de l’interface, le logiciel détermine la répartition spatiale de la température de la batterie, et notamment la température maximale atteinte au point le plus chaud de la batterie.
Le graphe G1 de la est une représentation de l’ensemble des simulations effectuées pour calibrer l’interface 1 représentée par la , chaque point du graphe G1 représentant une simulation. L’axe des abscisses représente la perméabilité de l’ensemble constitué par l’interface 1 et la plaque 3, exprimée en mm2. Plus la perméabilité est élevée, plus la puissance nécessaire au fonctionnement de la pompe 41 est faible. Ainsi, un point situé en partie droite du graphique représente une interface 1 qui nécessitera moins d’énergie pour alimenter la pompe 41 qu’un point situé en partie gauche du graphique.
L’axe des ordonnées représente la température maximale atteinte en une zone de la batterie.
Le point Mod_i représente, par exemple, une configuration de l’interface 1 générant une perméabilité de 74 mm2 et une température maximale de 32,1°C en une zone donnée de la batterie. La configuration correspondant au point Mod_i se situe dans des valeurs hautes de température et de perméabilité. Autrement dit, dans le mode de réalisation associé au point Mod_i, l’utilisation de l’interface 1 ne nécessite pas un important surplus d’énergie au niveau de la pompe 41 ; toutefois la régulation thermique de la batterie n’est pas optimale.
A l’inverse, le point Mod_1 représente une configuration de l’interface 1 générant une perméabilité de 60 mm2 et une température maximale de 30,1°C en une zone donnée de la batterie. La configuration correspondant au point Mod_1 se situe dans des valeurs basses de température et de perméabilité. Autrement dit, dans le mode de réalisation associé au point Mod_1, la régulation thermique de la batterie est optimale, toutefois l’utilisation de l’interface 1 nécessite un surplus d’énergie au niveau de la pompe 41.
Des modes de réalisation intermédiaires, par exemple situés dans une zone optimale Z1, permettent de réguler la température de la batterie tout en minimisant l’impact de l’interface 1 en termes de surconsommation d’énergie pour le fonctionnement de la pompe 41. Le mode de réalisation Mod_f a été choisi dans la zone optimale Z1.
Dans l’exemple illustré par le graphe G1, la zone optimale est déterminée par un plateau correspondant à une ensemble de simulations pour lesquelles la température maximale de la batterie reste constante alors que la perméabilité de l’interface 1 décroit. Dans des modes de réalisation alternatifs, l’optimisation de l’interface 1 pourrait prendre en compte d’autres critères.
Suite au processus d’optimisation du design de l’interface 1 par simulation 3D, la configuration retenue pour l’interface 1 (nombre, position et géométrie des trous de l’interface) est aisément et rapidement réalisable.
Le processus d’optimisation du refroidissement de la batterie 5 repose donc en partie sur le design de l’interface 1. La simplicité de design et de production de l’interface 1 permet de modifier cette pièce jusque tardivement dans la vie du projet, ce qui confère de la souplesse pour le design des autres éléments du système 4, notamment de la plaque de refroidissement 3 ou du collecteur 2.
Finalement, l’interface 1 selon l’invention permet à la fois - de connecter un collecteur d’eau 2 standard à une plaque de refroidissement 3, les dimensions et le nombre de couloirs de la plaque pouvant être variables, et - d’optimiser la circulation du liquide de refroidissement dans ladite plaque 3 pour garantir une répartition spatiale optimale de la température de la batterie, - de garder la possibilité d’optimiser le refroidissement de la batterie jusque tardivement dans le processus de développement du véhicule.
L’invention porte également sur un ensemble constitué par l’interface 1 et une plaque de refroidissement générique.
Dans un mode de réalisation, la plaque de refroidissement générique pourrait être conçue de sorte à ce que ses dimensions soient déterminées en fonction des dimensions de la batterie 5 à refroidir.
Par exemple, pour une batterie comprenant un ou plusieurs modules de batterie 51, chaque module de batterie 51 étant de longueur X, la plaque générique associée pourrait être une plaque comprenant Y couloirs s’étendant dans la longueur du module, les Y couloirs étant espacés les uns des autres d’une distance X/(Y+1).
L’invention repose également sur le fait que tous les sous produits des unités du procédé qui ne peuvent pas être transformés en para-tolualdéhyde, peuvent être recyclés à l’entrée du procédé de combustion en boucle chimique pour être convertis en CO2. Ainsi le complexe ne produit que du para-toluadéhyde.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le dispositif et le procédé selon l’invention comprennent en outre une ou plusieurs unités de conversion du gaz à l'eau (ou WGS ou « Water Gas Shift » selon la terminologie anglo-saxonne) pour convertir au moins partiellement le CO en CO2 et obtenir ainsi un gaz enrichi en CO2, suivi d'une unité d'aromatisation du CO2. Préférablement, à la sortie de l'unité d'aromatisation du CO2, le CO produit et le CO2 non converti sont utilisés pour l’alkylation du toluène en para-tolualdéhyde avant d’être recyclés à l'entrée de l'unité de WGS.
Spécifiquement, l’objet de la présente invention peut se résumer à un complexe aromatique comprenant trois unités de conversion de composés aromatiques. Dans la première, les aromatiques à 9 et 10 atomes de carbone sont convertis en benzène et méthane ; dans la seconde, le benzène et les xylènes sont convertis en toluène par réaction de transalkylation ; et dans la troisième le toluène, est converti en para-tolualdéhyde par réaction avec le CO. Les composés aromatiques et le CO sont issus d’une aromatisation du CO2 issu de la combustion en boucle chimique de composés hydrocarbonés riches en oxygène.
Selon un premier aspect, les objets précités, ainsi que d’autres avantages, sont obtenus par un dispositif de conversion d’une charge hydrocarbonée riche en oxygène, comprenant : - un train de fractionnement adapté pour extraire au moins une coupe comprenant du benzène, une première coupe comprenant du toluène, une coupe comprenant des xylènes, et une coupe comprenant des composés aromatiques à 9 et 10 atomes de carbone, à partir d’une première charge hydrocarbonée ; - une unité de transalkylation adaptée pour traiter la coupe comprenant du benzène et la coupe comprenant des xylènes et produire un effluent de transalkylation enrichi en toluène envoyé vers le train de fractionnement ; - une unité d’hydro-désalkylation des aromatiques, alimentée par la coupe comprenant des composés aromatiques à 9 et 10 atomes de carbone et par de l’hydrogène, pour produire un effluent enrichi en benzène et contenant du méthane envoyé à la section de transalkylation ; - une section réactionnelle d’alkylation pour alkyler la première coupe comprenant du toluène avec du CO et produire un effluent enrichi en para-tolualdéhyde ; - une unité de combustion en boucle chimique adaptée pour traiter la charge hydrocarbonée riche en oxygène et produire un gaz de combustion en boucle chimique comprenant au moins du CO2 et du H2O ; - une unité d’aromatisation adaptée pour traiter le gaz de combustion en boucle chimique et produire un effluent d’hydrocarbures comprenant des composés aromatiques, et alimenter la première charge hydrocarbonée avec l’effluent d’hydrocarbures, l’unité d’aromatisation comprenant une section réactionnelle de conversion du gaz à l'eau WGS et une section réactionnelle d'aromatisation du CO2.
Un des avantages de l’invention est notamment de pouvoir convertir le CO2 en composés aromatiques en une seule étape et de pouvoir, par le biais de recyclages, convertir la totalité du CO2.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la section réactionnelle de conversion du gaz à l'eau WGS est adaptée pour traiter le gaz de combustion en boucle chimique et produire un gaz de WGS enrichi en CO2 et en hydrogène ; et la section réactionnelle d'aromatisation du CO2 est adaptée pour traiter au moins en partie le gaz de WGS pour produire l’effluent d’hydrocarbures.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le dispositif comprend en outre une ligne d’appoint pour fournir un apport en H2O dans la section réactionnelle de conversion du gaz à l'eau WGS, et/ou une ligne d'appoint pour fournir un apport en hydrogène dans la section réactionnelle d'aromatisation du CO2.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la section réactionnelle d’alkylation est en outre adaptée pour produire un effluent gazeux comprenant des gaz non convertis dans la section réactionnelle d’alkylation, et recycler l’effluent gazeux à l’entrée de la section réactionnelle de conversion du gaz à l'eau WGS.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le dispositif comprend en outre une unité d’extraction des aromatiques entre l’unité de séparation de charge et le train de fractionnement adaptée pour séparer la coupe hydrocarbonée à 7 atomes de carbone ou moins en au moins : - un effluent comprenant des espèces aliphatiques envoyée vers l’unité de combustion en boucle chimique ; et - une coupe aromatique envoyée vers la colonne de benzène.
Selon un deuxième aspect, les objets précités, ainsi que d’autres avantages, sont obtenus par un procédé de conversion d’une charge hydrocarbonée riche en oxygène, comprenant les étapes suivantes : - fractionner une première charge hydrocarbonée dans un train de fractionnement pour extraire au moins une coupe comprenant du benzène, une première coupe comprenant du toluène, une coupe comprenant des xylènes, et une coupe comprenant des composés aromatiques à 9 et 10 atomes de carbone ; - traiter la coupe comprenant du benzène et la coupe comprenant des xylènes dans une unité de transalkylation pour produire un effluent de transalkylation enrichi en toluène envoyé vers le train de fractionnement ; - envoyer la coupe comprenant des composés aromatiques à 9 et 10 atomes de carbone et de l’hydrogène dans une unité d’hydro-désalkylation des aromatiques pour produire un effluent enrichi en benzène et contenant du méthane envoyé à la section de transalkylation ; - alkyler la première coupe comprenant du toluène avec du CO dans une section réactionnelle d’alkylation pour produire un effluent enrichi en para-tolualdéhyde ; - traiter la charge hydrocarbonée riche en oxygène dans une unité de combustion en boucle chimique pour produire un gaz de combustion en boucle chimique comprenant au moins du CO2 et du H2O ; - traiter le gaz de combustion en boucle chimique dans une unité d’aromatisation pour produire un effluent d’hydrocarbures comprenant des composés aromatiques, l’unité d’aromatisation comprenant une section réactionnelle de conversion du gaz à l'eau WGS et une section réactionnelle d'aromatisation du CO2 ; et - alimenter la première charge hydrocarbonée avec l’effluent d’hydrocarbures.
Avantageusement, le perméat métabolisé sera filtré avant toute utilisation ultérieure.
Ce perméat métabolisé, éventuellement filtré, peut être utilisé dans la mise en œuvre d’une autre étape du procédé de l’invention : lors de l’étape (d), pour la préparation d’un volume V2 de vin désalcoolisé, en association avec un volume de rétentat, comme cela est détaillé ci-dessous.
Application du procédé selon l’invention pour la désalcoolisation partielle ou totale d’un vin
Le procédé selon l’invention peut être appliqué pour obtenir des produits finaux différents : a) pour obtenir un vin partiellement désalcoolisé ; ou b) pour obtenir un vin totalement désalcoolisé.
Ainsi, selon un premier aspect, l’invention concerne un procédé de désalcoolisation partielle d’un volume V1 de vin.
Ce procédé de désalcoolisation partielle comprend la mise en œuvre des étapes suivantes :
b) Elimination de l’éthanol du perméat par des levures additionnées audit perméat, lesdites levures étant en état respiratoire afin de métaboliser l’éthanol, la fraction ainsi obtenue dite « perméat métabolisé » ayant une valeur de TAV (P métabolisé) inférieure à TAV (P); et
d) Association d’un volume de rétentat et d’un volume de perméat métabolisé, pour obtenir un volume V2 de vin désalcoolisé, présentant une valeur de TAV (2) inférieure à TAV (1).
Le vin partiellement désalcoolisé ainsi obtenu aura une valeur de TAV inférieure à celle du vin de départ.
Selon un second aspect, l’invention concerne un procédé de désalcoolisation totale d’un volume V1 de vin.
Ce procédé de désalcoolisation totale (ou complète) d’un volume V1 de vin comprend la mise en œuvre des étapes suivantes :
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’unité d’oxycombustion comprend au moins un réacteur utilisé dans au moins une des conditions opératoires suivantes : - un réacteur opérant en lit fluidisé ; - température comprise entre 500°C et 1000°C ; - pression comprise entre 0,1 MPa et 3 MPa, de préférence entre 0,1 MPa et 1 MPa : - injection d’un gaz comprenant au moins 80% poids d’oxygène.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la section réactionnelle de conversion du gaz à l'eau inversée RWGS comprend au moins un réacteur utilisé dans au moins une des conditions opératoires suivantes : - température comprise entre 400°C et 1000°C, préférentiellement comprise entre 500°C et 1000°C, et plus préférentiellement encore comprise entre 650°C et 900°C ; - pression comprise entre 0,1 MPa et 10 MPa, préférentiellement comprise entre 0,1 MPa et 5 MPa, et plus préférentiellement comprise entre 0,1 MPa et 2,5 MPa ; - vitesse spatiale du gaz à l'entrée du réacteur comprise entre 5000 mL/g cata /h et 20000 mL/g cata /h ; - catalyseur comprenant au moins un élément choisi dans le groupe consistant en Ni, Cu, Fe, Co, Pt, Pd, Ru, Ag et Au.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la section réactionnelle de fermentation comprend au moins un réacteur utilisé dans au moins une des conditions opératoires suivantes : - présence d’un microorganisme capable de métaboliser le CO et/ou le couple CO2/H2 pour produire de l’éthanol ; - pH compris entre 3 et 9 ; - température de croissance comprise entre 20°C et 80°C ; - potentiel redox supérieur à -450 mV ; - pression comprise entre 0,1 MPa et 0,4 MPa.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la section d’électrolyse de l’eau comprend au moins un réacteur utilisé dans au moins une des conditions opératoires suivantes : - température comprise entre 60°C et 90°C ; - pression comprise entre 0,1 MPa et 20 MPa, de préférence entre 0,1 Mpa et 4 MPa ; - électrolyte comprenant du KOH ; - électrodes comprenant un alliage métallique ; - diaphragme comprenant de l’amiante du polytétrafluoroéthylène et/ou de l’oxyde de nickel.
D’autres technologies d’électrolyseur peuvent être utilisées pour la section d’électrolyse de l’eau, telles que l’électrolyse à membrane échangeuse de proton (PEM), l’électrolyse à membrane échangeuse d’anions (AEM) ou l’électrolyse à oxyde solide (SOE). Les conditions opératoires (température, pression, nature de l’électrolyte, des électrodes et du diaphragme/membrane) sont alors propres à chaque technologie.
Liste des figures La montre une représentation schématique d’un dispositif selon la présente invention permettant de produire de l’éthanol par oxycombustion de composés hydrocarbonés présentant une teneur en oxygène élémentaire au moins supérieure à 1% poids, préférentiellement 3% poids, très préférentiellement 5% poids, et de préférence de biomasse.
Dans la présente demande, le terme « comprendre » est synonyme de (signifie la même chose que) « inclure » et « contenir », et est inclusif ou ouvert et n’exclut pas d’autres éléments non récités. Il est entendu que le terme « comprendre » inclut le terme exclusif et fermé « consister ». En outre, dans la présente description, un effluent comprenant essentiellement ou uniquement des composés A correspond à un effluent comprenant au moins 80 ou 90% en poids, préférablement au moins 95% en poids, très préférablement au moins 99% en poids, de composés A.
La présente invention peut se définir comme un dispositif et un procédé comprenant un enchainement d’opérations unitaires permettant de produire de l'éthanol. Cet enchainement d'opérations unitaires permet de convertir la totalité du CO et CO2 issu d’une oxycombustion de composés hydrocarbonés riches en oxygène, tels que de la biomasse, en éthanol.
Une des caractéristiques de la présente invention peut être résumée en l'utilisation de CO et de CO2, produit d’une unité d’oxycombustion de composés hydrocarbonés présentant une teneur en oxygène élémentaire au moins supérieure à 1% poids, préférentiellement 3% poids, très préférentiellement 5% poids, et de préférence de biomasse pour produire de l'éthanol.
Avantageusement, la combinaison d'une section réactionnelle de conversion du CO2 en CO par réaction de RWGS, d'une section réactionnelle de fermentation en éthanol du CO présent dans le gaz enrichi en CO et en eau sortant de l'unité de RWGS, permet de valoriser l'intégralité du CO et CO2 sous-produits de l'unité d’oxycombustion en éthanol.
En outre, la combinaison d’une section d’électrolyse de l’eau produite par le procédé et de l’unité d’oxycombustion permet de préserver le caractère biosourcé des produits formés par le procédé selon l’invention.
En référence à la , selon un ou plusieurs modes de réalisation, le dispositif de conversion de composés hydrocarbonés riches en oxygène comprend : - une unité d’oxycombustion 10, adaptée pour traiter une charge 1 hydrocarbonée riche en oxygène, et produire un effluent d’oxycombustion 2, comprenant du CO, du CO2 et du H2O ; - une ligne d’appoint en H2 3 permettant notamment d’ajuster le rapport H2/CO2 de l’effluent d’oxycombustion 2 ; - une section réactionnelle de conversion du gaz à l’eau inversée RWGS 20 adaptée pour traiter l’effluent d’oxycombustion 2 provenant de l’unité d’oxycombustion 10, et produire un gaz de RWGS 4 enrichi en CO et en eau (et ainsi appauvri en CO2 et en H2) par rapport à l’effluent d’oxycombustion 2 ; - une section réactionnelle de fermentation 30 pour traiter le gaz de RWGS 4 enrichi en CO et en eau et produire un effluent de fermentation 6 enrichi en éthanol par rapport au gaz de RWGS 4 ; - une section d’électrolyse de l’eau 40, alimentée par de l’eau 8 issue de la section réactionnelle de fermentation 30 pour produire de l’oxygène 9 préférablement recyclé vers l’unité d’oxycombustion 10, et produire de l’hydrogène 3 préférablement recyclé vers la section réactionnelle de RWGS 20.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la charge hydrocarbonée riche en oxygène 1 est une coupe hydrocarbonée contenant majoritairement (i.e., > 50% en poids) des composés hydrocarbonés présentant une teneur en oxygène élémentaire au moins supérieure à 1% poids, préférentiellement supérieure à 3% poids, très préférentiellement supérieure à 5% poids, préférentiellement au moins 10% poids, tel qu’au moins 20% poids ou au moins 30% poids.