INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
De plus, la densité élevée de tubes au sein de chaque couche contribue à l’obtention d’une contrainte d’écrasement homogène, surtout en combinaison avec un écartement transversal minimal prévu pour réduire fortement ou interdire les éventuelles interactions entre les tubes pendant leur déformation, qui s’apparente à une sorte d’ovalisation. A cet égard, il est noté que cet écartement transversal minimal est de préférence retenu de sorte qu’il ne se produise aucun contact entre les tubes adjacents d’une même couche pendant leur déformation, suite à une chute de l’emballage avec son couvercle amovible orienté vers l’avant. En rendant de la sorte les tubes d’une même couche indépendants les uns des autres, la qualification / certification de l’amortisseur interne peut se limiter à l’écrasement d’un nombre limité de tubes, à savoir à autant de tubes qu’il y a de sections de référence différentes mises en œuvre dans l’amortisseur (donc au maximum trois par couche, et plus préférentiellement, au maximum trois pour tout l’amortisseur interne). Cela rend la qualification largement moins coûteuse que lorsqu’elle doit concerner l’ensemble de l’amortisseur interne.
Grâce à l’emploi de tubes en tant qu’éléments d’amortissement par déformation plastique, il est avantageusement observé une courbe d’écrasement sans pic de flambement ou d’ondulation. Aucune opération de pré-écrasement n’est ainsi requise avant la mise en œuvre de ces tubes au sein de l’amortisseur interne.
En outre, la forme de tube ainsi que leurs extrémités ouvertes facilitent l’écoulement de l’eau et le séchage de l’amortisseur interne, et évite ainsi la mise en œuvre d’un caisson étanche dans lequel devrait être inséré cet amortisseur. Cette particularité contraste par conséquent avec d’autres solutions d’amortisseurs internes, comme celles basées sur l’utilisation de mousse métallique.
L’invention prévoit par ailleurs la mise en œuvre des caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison.
De préférence, chaque tube d’amortissement présente un rapport, entre son épaisseur de paroi et son diamètre extérieur, compris entre 0,08 et 0,2, et plus préférentiellement compris entre 0,09 et 0,15.
De manière surprenante, il a été constaté que ce rapport de dimensions conduisait à des solutions exceptionnellement performantes permettant de conférer un encombrement modéré, tout en générant une contrainte d’écrasement compatible avec le système de fermeture ainsi qu’une grande capacité d’absorption d’énergie.
De préférence, au moins certains des tubes sont droits, avec leurs lignes centrales longitudinales correspondant à des axes de révolution de préférence tous parallèles entre eux et/ou confondus au sein d’une même couche.
Le parallélisme des tubes contribue à pouvoir augmenter la densité de tubes au sein de l’amortisseur interne, avec pour avantages la diminution de l’épaisseur de l’amortisseur, et encore une meilleure homogénéité de la contrainte d’écrasement de l’amortisseur.
Selon une autre possibilité, éventuellement combinable à la précédente, au moins certains des tubes sont en forme d’arc de cercle, et/ou des tores concentriques.
De préférence, les tubes d’amortissement présentant tous, au sein d’une même couche, une même section annulaire ou sensiblement annulaire. Cela facilite encore davantage la qualification / certification de l’amortisseur interne. Selon une possibilité, c’est la même section qui est retenue pour tous les tubes de toutes les couches, en cas de conception multicouches de l’amortisseur interne. Cette particularité s’applique également en cas de couche unique.
De préférence, tous les tubes d’amortissement présentent une section annulaire ou sensiblement annulaire dont le périmètre intérieur est circulaire. Il peut en être de même pour le périmètre extérieur, conduisant alors à une section dite annulaire. L’autre possibilité d’une section qui n’est pas strictement annulaire, mais sensiblement annulaire, se présente lorsque la surface extérieure du tube est pourvue par exemple d’un ou plusieurs méplats. Il est noté que cette surface extérieure peut par ailleurs être équipée d’un ou plusieurs tenons pour améliorer son maintien en cas de chute et faire en sorte que le tube se déforme comme souhaité sans se déplacer, et/ou équipée d’un ou plusieurs trous/mortaises traversant ou non l’épaisseur du tube. Néanmoins, même pourvu de ces éléments, chaque tube continue de présenter une section annulaire ou sensiblement annulaire.
De préférence, l’amortisseur interne comporte une plaque de répartition d’efforts agencée entre l’ensemble de matières radioactives et les tubes d’amortissement de la couche unique. Une telle plaque contribue à solliciter le couvercle de l’emballage de manière particulièrement homogène, en cas de chute du colis.
De préférence, en cas de conception multicouches, l’amortisseur interne comporte une plaque de répartition d’efforts agencée entre deux couches de tubes directement consécutives. Cela permet d’éviter les interactions entre les tubes de ces deux couches directement consécutives, et conduit avantageusement à un amortissement mieux maîtrisé en cas de chute du colis.
De préférence, au moins certains des tubes d’amortissement sont fixés à la plaque de répartition d’efforts par soudage.
D’autre part, lorsque ce type de structure capacitive MOS est adaptée pour fonctionner dans un régime d’inversion, typiquement dans un caisson de type P, les extrémités longitudinales des tranchées doivent être séparées d’une distance non-négligeable du caisson voisin de type opposé, typiquement les caissons voisins de type N, afin d’éviter un flux de courant par un effet de transistor passant. Là encore, la distance de séparation occupe une surface qui ne contribue pas à l’effet capacitif.
Des modes de réalisation et de mise en œuvre définis ci-après proposent d’introduire une discontinuité dans l’agencement des caissons complémentaires de la partie logique au niveau des structures capacitives de remplissage, permettant de s’affranchir des problèmes susmentionnés tout en augmentant la valeur capacitive par unité de surface. En outre, les modes de réalisation et de mise en œuvre n’introduisent pas de contrainte sur les facultés de combinaisons et compatibilités des cellules pré-caractérisées, et sont notamment compatibles avec les technologies ne prévoyant pas de prise de polarisation de caisson (usuellement « no well tap » en anglais).
Selon un aspect, il est proposé à cet égard un circuit intégré comportant une partie logique comprenant des cellules pré-caractérisées agencées dans des rangées parallèles le long d’une première direction et ayant une largeur fixe couvrant, dans une deuxième direction perpendiculaire à la première direction, une demi-largeur d’un premier caisson semiconducteur dopé d’un premier type, par exemple le type P, et une demi-largeur d’un deuxième caisson semiconducteur dopé d’un deuxième type opposé au premier type, par exemple le type N, chaque caisson étant commun à deux rangées adjacentes. Parmi les cellules pré-caractérisées, au moins une structure capacitive de remplissage appartient à deux rangées adjacentes et comporte une interface capacitive entre une armature conductrice et le premier caisson, l’étendue du deuxième caisson dans la première direction étant interrompue sur la longueur de la structure capacitive de remplissage de sorte que le premier caisson occupe dans la deuxième direction la largeur des deux rangées de la structure capacitive de remplissage, la structure capacitive de remplissage comportant en outre une structure conductrice adaptée à relier électriquement le deuxième caisson de part et d’autre de la structure capacitive de remplissage dans la première direction.
Ainsi, l’interface capacitive formée par l’armature conductrice avec le premier caisson peut être considérablement agrandie du fait que le premier caisson occupe toute la largeur de la structure capacitive de remplissage, par l’absence du deuxième caisson. L’effet d’agrandissement de l’interface capacitive est également obtenu dans le cas où l’armature conductrice ne comporte pas de tranchée remplie d’un matériau conducteur s’étendant verticalement en profondeur dans le premier caisson.
Cela permet en outre de s’affranchir des conditions de distance de séparation entre la structure capacitive et le deuxième caisson, et du besoin d’une prise de polarisation de caisson.
Par ailleurs, la continuité électrique du deuxième caisson est assurée par la structure conductrice, malgré l’interruption de son étendue, c’est-à-dire l’absence du deuxième caisson dans la longueur de la structure capacitive de remplissage.
Selon un mode de réalisation, la structure conductrice comprend au moins une piste métallique située dans un niveau de métal et s’étendant dans la première direction en regard de la longueur de la structure capacitive de remplissage, l’interface capacitive s’étendant dans la deuxième direction sur toute la largeur des deux rangées de la structure capacitive de remplissage.
Cela permet avantageusement de dédier toute l’étendue de la largeur des deux rangées de la structure capacitive de remplissage, et en outre d’assurer la continuité électrique du deuxième caisson avec une structure conductrice présentant une résistance inférieure à la résistance du deuxième caisson, ce qui peut permettre de réduire la quantité de prise de polarisation de caisson (typiquement régulièrement disposées dans l’étendue des caissons).
Selon un mode de réalisation, la structure conductrice comprend une bande semiconductrice surfacique fortement dopée du deuxième type située dans le premier caisson et s’étendant dans la première direction sur la longueur de la structure capacitive de remplissage, l’interface capacitive s’étendant dans la deuxième direction sur toute la largeur des deux rangées de la structure capacitive de remplissage excepté dans la largeur de la bande semiconductrice surfacique.
Ainsi, la quasi-totalité, par exemple plus de 60%, voire plus de 80% de l’étendue de la largeur des deux rangées est dédiée à la structure capacitive de remplissage, et là-encore, la structure conductrice peut présenter une résistance inférieure à la résistance du deuxième caisson, permettant de réduire la quantité de prise de polarisation de caisson à prévoir.
Par exemple, ladite bande semiconductrice surfacique comprend du siliciure de métal.
Par exemple, la structure conductrice comporte des tranchées d’isolation peu profondes de part et d’autre, dans la deuxième direction, de ladite bande semiconductrice surfacique.
Par exemple, ladite bande semiconductrice surfacique comprend des espèces dopantes du premier type implantées dans le premier caisson avec une densité volumique comprise entre dix puissance quinze atomes par centimètres-cubes « 10 15 cm -3 » et dix puissance seize atomes par centimètres-cubes « 10 16 cm -3 ».
Selon un mode de réalisation, ladite armature conductrice de la structure capacitive de remplissage comprend au moins une structure de grille verticale s’étendant en profondeur dans le premier caisson.
Selon un mode de réalisation, ladite au moins une structure de grille verticale comprend une région dopée du deuxième type implantée au niveau d’une extrémité verticale de la structure de grille verticale située dans la profondeur du premier caisson, et une région dopée du deuxième type implantée au niveau d’une extrémité verticale de la structure de grille verticale située en surface du premier caisson.
Les régions dopées implantées aux extrémités verticales de la structure de grille verticales peuvent être imposées par la fabrication des structures de grilles verticales, mais permettent avantageusement un fonctionnement en régime d’inversion, typiquement plus stable en matière de variation en tension de la valeur capacitive.
est une vue similaire à celle de la , avec l’amortisseur représenté selon encore une autre alternative ;
est une vue axiale de dessus de l’amortisseur interne se présentant sous la forme d’un autre mode de réalisation préféré de l’invention ;
est une vue en coupe prise le long de la ligne VIII-VIII de la ;
est une vue en perspective d’un tube d’amortissement par déformation plastique, selon un mode de réalisation préféré de l’invention ;
est une vue partielle en coupe axiale de l’amortisseur interne équipé du tube de la ;
montre une partie de l’amortisseur interne en coupe axiale, et sur laquelle ont été représentés des moyens de fixation du tube d’amortissement à la plaque de répartition d’efforts ;
est une vue en coupe prise le long de la ligne XII-XII de la ;
est une vue en coupe axiale du couvercle d’emballage sur lequel est fixé l’amortisseur interne ;
est une vue en perspective de l’amortisseur interne montré sur la ; et
est une vue en perspective du couvercle et de l’amortisseur interne montrés sur la .
En référence tout d’abord à la , il est représenté un colis 100 d’entreposage et/ou de transport de matières radioactives, sous la forme d’un mode de réalisation préféré de la présente invention.
Le colis 100 comporte tout d’abord un emballage 1 pourvu d’un corps latéral 2, d’un fond 4 et d’un couvercle amovible 6 obturant une ouverture de l’emballage opposée au fond 4. L’emballage présente un axe central longitudinal 8 autour duquel s’étend le corps latéral 2, cet axe 8 traversant le couvercle 6 et le fond 4 respectivement agencés aux extrémités avant et arrière du corps latéral 2 d’emballage. Comme cela a été illustré schématiquement sur la , le fond 4 peut être réalisé d’un seul tenant avec le corps latéral d’emballage 2. Le couvercle 6 est quant à lui rapporté sur l’extrémité avant du corps latéral 2, correspondant à l’extrémité haute dans la position verticale de l’emballage représenté sur la . La fixation de ce couvercle 6 est préférentiellement réalisée à l’aide d’éléments vissés 14, répartis à la périphérie du couvercle.
Le corps latéral 2, le couvercle 6 ainsi que le fond 4 délimitent une enceinte de confinement 10 servant au logement d’un ensemble de matières radioactives 12. Cet ensemble 12, également centré sur l’axe 8, comprend ici un étui étanche renfermant des déchets. Alternativement, il pourrait s’agir de plusieurs étuis placés dans l’enceinte de confinement 10, ou encore d’un panier de rangement logeant plusieurs assemblages de combustible nucléaire.
Comme cela a été représenté en pointillés sur la , aux extrémités du colis considéré selon la direction de l’axe 8, l’emballage peut être équipé de capots amortisseurs 20 protégeant respectivement le couvercle 6 et le fond 4 de l’emballage.
L’emballage 1 est également équipé d’un amortisseur interne 22 spécifique à l’invention, représenté uniquement schématiquement sur la . Cet amortisseur interne 22 est logé dans l’enceinte de confinement 12, axialement entre une surface interne 24 du couvercle 6, et une surface d’extrémité axiale 26 de l’ensemble de matières radioactives 12. De préférence, comme cela sera décrit ultérieurement, l’amortisseur interne 22 est fixé sur le couvercle 6 de manière à être au contact de la surface interne 24. La fixation s’effectue par exemple par soudure ou par éléments vissés. Dans d’autres réalisations, l’amortisseur interne 22 peut être fixé sur l’ensemble 12, ou encore agencé librement entre le couvercle 6 et ce même ensemble 12.
En référence à présent aux figures 2, 2A et 3, il est représenté l’amortisseur interne 22 selon un mode de réalisation préféré de l’invention. Dans ce mode de réalisation, l’amortisseur interne 22 comporte une unique couche C1 de tubes 30 d’amortissement par déformation plastique, ces tubes 30 étant préférentiellement réalisés en acier inoxydable. La couche unique C1 est agencée dans un plan de couche P1 orthogonal à l’axe central longitudinal 8. Ce plan P1 est parallèle à une plaque de répartition d’efforts 32 également orientée transversalement, et qui vient compléter l’amortisseur interne 22. La plaque 32 supporte les tubes 30 qui y sont fixés par exemple par soudage, de manière à être enserrés axialement entre la surface interne 24 du couvercle 6, et une surface d’appui de la plaque 32. Celle-ci se trouve ainsi agencée entre les tubes 30 et l’ensemble de matières radioactives 12.
Dans ce mode de réalisation, les tubes d’amortissement 30 de la couche unique C1 présentent tous une même section annulaire. Néanmoins, la couche C1 pourrait comporter jusqu’à trois différents types de tubes 30, présentant respectivement trois sections de référence distinctes. Un tel exemple est représenté sur la . Aux extrémités opposées de la couche C1, il est prévu deux tubes 30 présentant la même section annulaire correspondant à une première section de référence. Au centre, il est prévu un tube 30 présentant une section annulaire différente correspondant à une seconde section de référence, tandis que dans les deux espaces entre les tubes des extrémités et le tube du centre, il est respectivement prévu deux tubes 30 présentant une même section annulaire correspondant à une troisième section de référence. Bien entendu, le nombre et l’agencement de ces tubes 30 de formes différentes peuvent être modifiés en fonction des besoins rencontrés, l’un des objectifs étant d’adapter localement la contrainte d’écrasement du tube en fonction de la partie de l’ensemble 12 qui se trouve en regard.
Même si tous les tubes représentés sur la présentent un même diamètre extérieur, il pourrait en être autrement. Ainsi, les tubes de la couche C1 pourraient aussi présenter trois sections annulaires différentes mais obtenues à l’aide de trois diamètres extérieurs différents. En particulier, cela permet de faire en sorte que la déformation de tous les tubes ne soit pas initiée au même instant, mais de manière séquencée pour une sollicitation plus progressive du système de fermeture en cas de chute. Cette configuration est applicable avec ou sans plaque de répartition, dans le cas d’une couche unique ou bien dans une conception multicouches qui sera présentée ci-après.
Dans le mode de réalisation des figures 2, 2A et 3, tous les tubes 30 sont de forme droite, et de longueurs identiques ou différentes. Chaque tube 30 s’étend le long d’une ligne centrale longitudinale 40 du tube, qui correspond ici à son axe de révolution. De plus, les axes 40 de tous les tubes 30 de la couche C1 sont inscrits dans le plan de couche P1, en étant également de préférence parallèles les uns aux autres et/ou confondus, de manière à augmenter le nombre de tubes au sein de l’amortisseur interne. Sur la , il est montré en effet que certains tubes 30 sont fixés parallèlement les uns aux autres sur la plaque de répartition 32, tandis que d’autres sont agencés coaxialement, en étant plus ou moins espacés les uns des autres.
Comme indiqué ci-dessus, tous les tubes 30 de la couche C1 sont de même type, en présentant une même section de référence. Cette section annulaire se matérialise par un périmètre extérieur circulaire de diamètre extérieur référencé « Dext », ainsi que par un périmètre intérieur circulaire de diamètre intérieur référencé « Dint ». Ces deux périmètres, centrés sur l’axe 8, restent identiques tout le long de chaque tube 30, la section de ce dernier étant constante. Localement, ces tubes 30 de section annulaire peuvent néanmoins être équipés de tenon(s) / trou(s) / mortaise(s) pour garantir le maintien de ces tubes au cours de leur écrasement en cas de chute du colis, comme cela sera détaillé ultérieurement.
L’une des particularités de l’invention réside dans le choix des tubes 30 comme éléments amortisseurs par déformation plastique, mais également dans le fait de les prévoir dans une quantité importante au sein de l’amortisseur interne, tout en les espaçant suffisamment les uns des autres afin d’éviter des interactions entre eux au cours de leur déformation.
Cela se traduit par une géométrie remplissant deux conditions spécifiques, la première portant globalement sur l’espace occupé par les tubes 30 au sein de la couche C1, et la seconde se rapportant à un écartement transversal minimal entre ces tubes 30.
Pour ce qui concerne la première condition, il est prévu que le nombre et le dimensionnement des tubes 30 de la couche C1 soient tels qu’en vue axiale de l’emballage, le rapport entre d’une part la surface projetée cumulée de tous les tubes 30, et d’autre part la superficie définie intérieurement par le cercle fictif Cf1 de plus petit diamètre dans lequel sont circonscrits tous ces tubes, demeure supérieur à 0,2, voire supérieur à 0,25, ou encore supérieur à 0,3. La surface projetée cumulée des tubes 30 correspond à celle qui peut être déterminée à l’aide des contours extérieurs de ces tubes sur la , en raison du plan de coupe transversale III-III passant par les axes de révolution 40, et correspondant au plan de couche C1. Le cercle fictif Cf1 a également été représenté sur cette .
Pour ce qui concerne la seconde condition, il est prévu que qu’au sein de la couche C1, toujours en vue axiale de l’emballage comme sur la , les tubes 30 sont écartés transversalement les uns des autres de sorte que selon une direction transversale de chaque tube, ce dernier présente vis-à-vis de tout autre tube de la couche C1, un écartement transversal minimal « Emin » supérieur ou égal à 0,4 * Dext, où « Dext » correspond au diamètre extérieur du tube 30 considéré. Plus préférentiellement, cet écartement transversal minimal « Emin » est supérieur ou égal à 0,5 * Dext.
Grâce à cette valeur et en tenant compte du niveau de déformation maximal prévu pour les tubes 30 en cas de chute du colis, il est fait en sorte que ces tubes se déforment plastiquement sans entrer en contact avec les uns avec les autres. A cet égard, la montre un cas de déformation complète des tubes 30 après la chute, suite à laquelle les deux tubes entièrement aplatis se sont donc étendus dans la direction transversale en rapport aux axes 40, sans pour autant entrer au contact l’un de l’autre. Bien entendu, lorsque la chute n’est pas censée conduire à une déformation totale des tubes comme sur la , ces tubes 30 peuvent alors être davantage rapprochés les uns des autres au sein de l’amortisseur.
L’écartement transversal minimal prévu ci-dessus permet de s’assurer que tous les tubes 30 se déformeront de manière identique ou similaire en absorbant la même quantité d’énergie, et donc de procéder à une qualification / certification simplifiée portant sur seulement l’un de ces tubes, et non sur l’entièreté de l’amortisseur. Dans le cas de la comprenant des tubes 30 de plusieurs types, mais parmi au maximum trois références distinctes seulement, c’est uniquement un tube de chaque type qui doit être qualifié/ certifié.
De préférence, chaque tube 30 présente un rapport, entre son épaisseur de paroi « E » et son diamètre extérieur « Dext », compris entre 0,08 et 0,2, et encore plus préférentiellement compris entre 0,09 et 0,15. De façon tout à fait imprévisible, il a été constaté que ce rapport permettait d’obtenir des performances exceptionnelles d’amortissement, un encombrement modéré, tout en proposant une contrainte d’écrasement compatible avec le système de fermeture ainsi qu’une grande capacité d’absorption d’énergie.
La représente une alternative, dans laquelle chaque tube 30 de la couche C1 présente une section qui n’est plus strictement annulaire, mais sensiblement annulaire du fait que sa surface extérieure est pourvue de deux méplats 44. Chacun de ces deux méplats 44 s’étend parallèlement à l’axe 40 du tube, de préférence sur toute la longueur de ce tube. Ils sont destinés à former les surfaces de contact du tube avec respectivement la surface interne 24 du couvercle, et la surface d’appui de la plaque de répartition d’efforts 32. Il est à noter que dans cette configuration, le diamètre extérieur « Dext » du tube (de sa section sensiblement annulaire) doit être considéré comme le diamètre extérieur au niveau des parties circulaires non tronquées par les méplats 44.