INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Selon un exemple particulier, la illustre de manière simplifiée la structure d’un abri comprenant une ossature (1) de mur et une ossature (1) de toiture comprenant des lisses (2) courbes. Si la courbure des ossatures (1) est suffisante, le système de construction ne nécessite pas ni de jambes de force, ni de montants supplémentaires pour supporter la toiture.
En effet, le calcul de gradients fournit par définition une information sur la variation spatiale des éléments calculés, et en conséquence par l’inverse, sur l’uniformité spatiale. L’utilisation des « pixels verts » (i.e. les pixels ayant la composante originelle verte) adjacents aux pixels de références est avantageuse étant donné que les pixels verts sont usuellement plus nombreux dans la matrice, et peuvent ainsi fournir une information de l’environnement le plus proche du pixel de référence. En effet, les pixels verts sont typiquement présents avec une plus grande densité dans le cas des matrices RGBIR car le canal vert est le plus représentatif des variations d’intensité lumineuse perçues par l’œil humain.
Selon un mode de mise en œuvre, l’évaluation de l’uniformité spatiale comprend une identification d’une orientation de variation spatiale à partir d’une comparaison des composantes des pixels de références, et une sélection desdits pixels ayant la composante originelle verte utilisés pour le calcul des gradients, dans l’orientation identifiée.
Ce mode de réalisation, particulièrement mais non-exclusivement adapté à un traitement de dépollution de bruit infrarouge, correspond à effectuer une première approximation de l’uniformité à partir des composantes des pixels de références, afin de restreindre la quantité de pixels verts adjacents aux pixels de références utilisés dans le calcul des gradients.
Selon un mode de mise en œuvre, le groupe de pixels voisins du pixel d’intérêt comprend un ensemble de pixels appartenant à un carré de pixels ayant un nombre impair de pixels sur chaque côté, par exemple cinq pixels, le pixel d’intérêt étant situé au centre du carré.
Selon un mode de mise en œuvre, une matrice de pixels est délivrée à la chaine de traitement par l’imageur selon un motif élémentaire du type « RGB-IR 4x4 » comportant deux pixels rouges (c’est-à-dire des pixels ayant la composante originelle rouge), huit pixels verts (c’est-à-dire des pixels ayant la composante originelle verte), deux pixels bleus(c’est-à-dire des pixels ayant la composante originelle bleue), et quatre pixels infrarouges (c’est-à-dire des pixels ayant la composante originelle infrarouge), agencés de sorte que chaque pixel rouge, bleu et infrarouge ne soit adjacent qu’à des pixels verts.
Selon un mode de mise en œuvre, ladite interpolation est mise en œuvre dans un traitement de dépollution d’un bruit infrarouge des pixels, la composante interpolée étant la composante infrarouge, les pixels d’intérêt ayant les composantes originelles rouge, verte, et bleue.
Selon un mode de mise en œuvre, ladite interpolation est mise en œuvre dans un traitement de reconstruction d’une composante du visible à la place d’une composante infrarouge, les composantes interpolées étant les composantes rouge et bleue, les pixels d’intérêt ayant la composante originelles infrarouge.
Selon un mode de mise en œuvre, ladite interpolation est mise en œuvre dans un traitement de formatage de la matrice de pixel en une matrice de Bayer, les composantes interpolées étant respectivement soit rouge soit bleue, les pixels d’intérêt ayant une composante originelle respectivement soit bleue soit rouge.
Selon un autre aspect, il est proposé un dispositif électronique comportant une chaine de traitement d’image destinée à être connectée à un imageur, et configurée pour effectuer un traitement sur une matrice de pixels contenant chacun une composante originelle rouge, verte, bleue, ou infrarouge, le traitement comprenant au moins une interpolation d’une composante interpolée différente de la composante originelle d’un pixel d’intérêt à partir des composantes d’un groupe de pixels voisins du pixel d’intérêt, dans lequel pour mettre en œuvre l’interpolation, la chaine de traitement est configurée pour : - calculer la somme des composantes de pixels de références pondérées par un poids respectivement attribué, les pixels de référence étant des pixels du groupe ayant la même composante originelle que la composante interpolée, - évaluer une uniformité spatiale d’un environnement, au sein du groupe, de chaque pixel de référence, - calculer les poids attribués aux pixels de référence à des valeurs normalisées et proportionnelles à l’uniformité spatiale respective.
Selon un mode de réalisation, pour évaluer l’uniformité spatiale de chaque pixel de référence, la chaine de traitement est configurée pour calculer des gradients sur les composantes des pixels ayant la composante originelle verte adjacents au pixel de référence respectif.
Par exemple, la chaine de traitement est configurée pour calculer les gradients en mesurant la différence absolue entre la plus grande valeur et la plus petite valeur des composantes desdits pixels ayant la composante originelle verte adjacents auxdits pixels de référence.
Selon un mode de réalisation, pour évaluer l’uniformité spatiale de chaque pixel de référence, la chaine de traitement est configurée pour comparer des composantes des pixels de références et identifier une orientation de variation spatiale à partir de la comparaison, et pour sélectionner lesdits pixels ayant la composante originelle verte utilisés pour le calcul des gradients, dans l’orientation identifiée.
Selon un mode de réalisation, le groupe de pixels voisins du pixel d’intérêt comprend un ensemble de pixels appartenant à un carré de pixels ayant un nombre impair de pixels sur chaque côté, le pixel d’intérêt étant situé au centre du carré.
Selon un mode de réalisation, la chaine de traitement est configurée pour traiter une matrice de pixels selon un motif élémentaire du type « RGB-IR 4x4 » comportant deux pixels rouges, huit pixels verts, deux pixels bleus, et quatre pixels infrarouges, agencés de sorte que chaque pixel rouge, bleu et infrarouge ne soit adjacent qu’à des pixels verts.
Selon un mode de réalisation, la chaine de traitement comporte un moyen de traitement de dépollution d’un bruit infrarouge des pixels configuré pour mettre en œuvre ladite interpolation de sorte que la composante interpolée est la composante infrarouge, et les pixels d’intérêt ont les composantes originelles rouge, verte, et bleue.
Selon un mode de réalisation, la chaine de traitement comporte un moyen de traitement de reconstruction d’une composante du visible à la place d’une composante infrarouge, configuré pour mettre en œuvre ladite interpolation de sorte que les composantes interpolées sont les composantes rouge et bleue, et les pixels d’intérêt ont la composante originelle infrarouge.
Entre le système 30 et le réseau 32 (appelé « Grid » en anglais) se trouve un élément de protection, qui porte ici la référence numérique 11. Cet élément de protection 11 peut comporter un appareil de protection électrique, tel qu’un disjoncteur ou un fusible ou un compteur d’énergie à limitation de puissance, par exemple.
Dans l’exemple illustré, l’élément de protection 11 comporte un disjoncteur, dit disjoncteur principal, qui correspond au disjoncteur principal 11 décrit en référence à la .
On comprend donc que la contrainte visant à surveiller voire limiter le courant circulant au travers de cet élément de protection 11 pour ne pas dépasser le seuil de déclenchement I_seuil, peut être généralisée au cas où l’élément de protection 11 est autre chose qu’un disjoncteur. Il s’agit alors, par exemple, de ne pas dépasser un courant qui pourrait conduire à l’endommagement d’un conducteur électrique de l’élément de protection 11, par exemple.
Le système 30 comporte également un répartiteur 36 agencé pour distribuer un courant électrique dans l’installation.
Le répartiteur 36 permet de connecter plusieurs charges électriques à une même arrivée de courant, pour chaque conducteur de phase électrique (ainsi que pour la ligne de neutre, si applicable, selon le type d’installation).
Dans cet exemple, l’installation électrique est une installation monophasée avec une ligne de neutre, d’autres exemples étant néanmoins possibles en variante. Par exemple, le système 30 pourrait être adapté pour fonctionner dans une installation triphasée.
Dans de nombreux modes de réalisation, le répartiteur 36 comporte une pluralité de barres de connexion, ou rails de connexion, de préférence en cuivre ou dans tout matériau électriquement conducteur approprié, chaque barre de connexion étant par exemple associée à une phase électrique (ou à une ligne de neutre).
Par exemple, le répartiteur 36 et dimensionné pour supporter et distribuer un courant électrique d’intensité supérieure ou égale à 96 ampères, par exemple supérieure ou égale à 120 ampères.
Le répartiteur 36 est configuré pour être connecté, côté amont, au réseau de distribution électrique 32 et à chacune des sources d’alimentation secondaires.
De préférence, un interrupteur sectionneur 40 situé en aval de l’élément de protection 11 est connecté entre le réseau 32 et le répartiteur 36. Par exemple, l’interrupteur sectionneur est un interrupteur modulaire (« miniature switch » en anglais). Par exemple, le calibre en courant de l’interrupteur sectionneur 40 est dimensionné pour véhiculer le courant de l’élément de protection 11, par exemple 63 ampères.
Le disjoncteur principal est donc connecté en amont du répartiteur 36.
Le seuil de courant avec lequel est réglé ce disjoncteur principal, dépend généralement de l’abonnement souscrit auprès du gestionnaire du réseau 32.
En aval de l’interrupteur sectionneur 40 est ici connecté un dispositif de mesure 42, par exemple configuré pour mesurer un courant électrique et/ou une puissance électrique transitant par le ou les conducteurs électriques correspondants. Le rôle de ce dispositif de mesure 42 sera explicité dans ce qui suit.
Dans l’exemple illustré, le système 30 comporte plusieurs sources d’alimentation électrique secondaire, dont des exemples seront décrits ci-après en référence à la configuration illustrée sur la . Le nombre et la nature des sources d’alimentation électrique secondaires peut être différent selon les modes de réalisation possibles.
De préférence, au moins une source d’alimentation électrique secondaire ou générateur comporte des panneaux photovoltaïques (PV). Le système 30 peut ainsi comporter un ou plusieurs générateurs photovoltaïques agissant en tant que source d’alimentation électrique secondaire. Il peut aussi comporter un système de stockage d’électricité sur batterie « dimmable » pouvant être source ou charge.
Dans l’exemple illustré, la première source d’alimentation électrique secondaire 34 comporte un premier générateur photovoltaïque 44 composé de panneaux photovoltaïques associés à un onduleur connecté au répartiteur 36, par exemple, par l’intermédiaire de conducteurs électriques ici pourvus d’un relais de protection 46 et d’un disjoncteur différentiel équipé d’un circuit de mesure 48. Le relais de protection 46 et/ou le disjoncteur différentiel équipé d’un circuit de mesure 48 pourraient toutefois être déportés en variante en dehors du système 30.
Le but de l’invention est de pallier les inconvénients de l’art antérieur en proposant un convertisseur d’énergie, de type turbogénérateur, comprenant un système à cycle thermodynamique qui permette de produire de l’énergie électrique avec un rendement amélioré par rapport aux systèmes de l’art antérieur, tout en restant à très faible niveau d’émissions polluantes.
Pour ce faire, l’invention se rapporte ainsi, dans son acceptation la plus large, à un convertisseur d’énergie, de type turbogénérateur, comprenant au moins une machine électrique munie d’un axe, et un système à cycle thermodynamique turbine à gaz à récupération et refroidissement intermédiaires du type IRGT (de l’anglais Intercooled Regenerative Gas Turbine), le système comprenant au moins deux machines de compression, au moins deux machines de détente de type turbines, au moins une chambre de combustion, un refroidisseur intermédiaire et un récupérateur de chaleur ; l’axe de la machine électrique étant relié ou couplé à au moins une desdites machines de compression ou machines de détente, la chambre de combustion étant reliée à une entrée d’une première machine de détente, le refroidisseur intermédiaire reliant une sortie d’une première machine de compression à une entrée d’une deuxième machine de compression, le récupérateur de chaleur étant relié à une sortie de la deuxième machine de compression et à une sortie de la première machine de détente, dans lequel le système comporte en outre au moins une pile à combustible de type à électrolyte oxyde solide, ladite au moins une pile à combustible étant reliée à une sortie du récupérateur de chaleur et à une entrée d’une deuxième machine de détente.
Grâce à l’association entre un système à cycle thermodynamique IRGT et au moins une pile à combustible de type à électrolyte oxyde solide, le rendement du convertisseur d’énergie est significativement amélioré. Des rendements d’au moins 55 % sont ainsi atteignables par le convertisseur d’énergie selon l’invention. Cela est en effet dû d’une part à l’amélioration des performances de la pile à combustible à forte pression, et d’autre part au fait d’utiliser une machine de détente qui bénéficie de la chaleur en sortie de la pile à combustible ainsi que des gaz pour produire de la puissance. En effet, le fait d’alimenter une pile à combustible par de l’air pressurisé résulte en une augmentation de l’efficacité de la pile et de la densité de puissance de celle-ci. D’un côté le rendement de la pile à combustible s’améliore, parce qu’elle va opérer à une pression plus élevée (pour un courant donné, le voltage, la puissance de cellule et l’efficacité augmentent avec l’augmentation de la pression) ; de l’autre côté, l’énergie thermique en sortie de la pile à combustible est utilisée entraîner la deuxième machine de détente. Par rapport à une architecture connue de l’art antérieur et comportant un système à cycle thermodynamique turbine à gaz simple couplé à une pile à combustible à électrolyte solide, le convertisseur d’énergie selon l’invention permet d’augmenter significativement le rendement en réduisant le volume de la machine. La densité de puissance de la pile à combustible est en effet améliorée.
Une pile à combustible est un convertisseur d’énergie électrochimique, qui produit de l’électricité directement à partir de l’oxydation d’un combustible réducteur, couplée à la réduction d’un oxydant. Dans le cas d’une pile à combustible de type à électrolyte oxyde solide, la réaction électrochimique s’opère au sein d’une structure essentiellement composée de deux électrodes (l’anode et la cathode) séparées par un électrolyte oxyde solide, conducteur d’ions. Le combustible réducteur est typiquement du dihydrogène, issu par exemple de la décomposition d’un hydrocarbure (carburant), typiquement du méthane. L’oxydant est typiquement l’oxygène de l’air. Une pile à combustible de type à électrolyte oxyde solide fonctionne à haute température, de 650 à 1000°C environ ; ce niveau de température est en effet nécessaire pour que l’électrolyte utilisé (habituellement de la zircone dopée à l’yttrium – appelée YSZ) ait une conductivité ionique suffisante. Ce niveau de température permet à une telle pile d’être beaucoup moins sensible que les autres aux impuretés. Le point de fonctionnement généralement choisi pour une telle pile à combustible conduit à un bon rendement électrique de l’ordre de 50-60%. Une pile à combustible de type à électrolyte oxyde solide est en outre flexible quant au choix du carburant utilisé, présente un très faible niveau d’émissions polluantes ainsi que de faibles coûts de production.
Il faut noter, par ailleurs, que la température élevée de fonctionnement et la formation de vapeur d’eau permettent un reformage interne (direct ou indirect), à l’anode, d’un combustible carboné (gaz naturel, kérosène, méthanol, etc …). Le préchauffage du carburant, effectué notamment par le refroidisseur intermédiaire à l’entrée de la pile à combustible, est par conséquent essentiel pour assurer le fonctionnement de la pile, notamment le reformatage du carburant (par exemple la décomposition du méthane en monoxyde de carbone et en dihydrogène, le monoxyde de carbone étant brûlé dans la chambre de combustion et le dihydrogène réagissant avec l’oxygène de l’air pour produire de l’électricité dans la pile). En outre, la configuration particulière du récupérateur de chaleur (et de l’échangeur de chaleur qu’il contient), positionné en entrée de la pile à combustible, permet d’assurer la réchauffe et le bon reformatage du carburant.
Le fait d’utiliser deux machines de compression et deux machines de détente de type turbines permet en outre d’adapter mieux le point de fonctionnement et la puissance de sortie du convertisseur d’énergie. Une pile à combustible à électrolyte oxyde solide destinée à une application automobile est ainsi d’autant mieux optimisée si le point de fonctionnement peut être adapté à la demande énergétique, et plus particulièrement à la puissance appliquée sur les roues pour propulser le véhicule. Ainsi, le convertisseur d’énergie selon la présente invention permet d’adapter mieux les points de fonctionnement de production d’électricité de la pile à combustible à électrolyte oxyde solide en jouant à la fois sur la puissance de la pile à combustible mais aussi sur la puissance des machines électriques, des machines de compression et des machines de détente.
Selon un mode de réalisation préféré, la chambre de combustion est reliée en outre à une sortie de la deuxième machine de détente, et le système à cycle thermodynamique est un système à cycle thermodynamique turbine à gaz à récupération et réchauffement intermédiaires et à refroidissement intermédiaire du type IRReGT (de l’anglais Intercooled Regenerative Reheat Gas Turbine). Ce mode de réalisation préféré de l’invention permet d’augmenter encore le rendement du convertisseur d’énergie, en permettant à ce dernier d’atteindre des valeurs de l’ordre de 60% voire supérieures. La puissance délivrée par le convertisseur d’énergie est alors augmentée.
Avantageusement, le convertisseur d’énergie comprend deux machines électriques découplées, l’axe d’une première machine électrique étant relié à la première machine de compression et à la première machine de détente, l’axe d’une seconde machine électrique étant relié à la deuxième machine de compression et à la deuxième machine de détente. Ceci permet d’améliorer le contrôle du convertisseur d’énergie sur une large plage de fonctionnement.
Selon un autre mode de réalisation, le convertisseur d’énergie comprend une seule machine électrique, l’axe de la machine électrique étant couplé à au moins une desdites machines de compression ou machines de détente via un système de couplage pneumatique. Ce mode de réalisation permet de réduire la complexité et la masse du convertisseur d’énergie afin de simplifier l’intégration de ce dernier, tout en présentant un coût réduit et un volume optimisé (le coût, le volume et la masse d’une machine électrique, ainsi que le coût de l’électronique de puissance nécessaire pour la faire fonctionner, sont en effet économisés).
Selon un mode de réalisation, le convertisseur d’énergie comprend deux machines électriques, l’axe d’une première machine électrique étant relié à la première machine de compression et à la première machine de détente, l’axe d’une seconde machine électrique étant relié à la deuxième machine de compression et à la deuxième machine de détente, et le système comporte une seule pile à combustible de type à électrolyte oxyde et une seule chambre de combustion, la pile à combustible reliant la sortie du récupérateur de chaleur à l’entrée de la deuxième machine de détente, la chambre de combustion reliant la sortie de la deuxième machine de détente à l’entrée de la première machine de détente. Ce mode de réalisation est compatible avec des niveaux de sortie de fumée relativement faibles : en effet, l’oxydation du monoxyde de carbone et de l’hydrocarbure est effectuée dans la chambre de combustion.
Selon un autre mode de réalisation, le convertisseur d’énergie comprend deux machines électriques, l’axe d’une première machine électrique étant relié à la première machine de compression et à la première machine de détente, l’axe d’une seconde machine électrique étant relié à la deuxième machine de compression et à la deuxième machine de détente, et le système comporte une seule pile à combustible de type à électrolyte oxyde solide et deux chambres de combustion, une première chambre de combustion reliant la sortie de la deuxième machine de détente à l’entrée de la première machine de détente, une seconde chambre de combustion reliant une sortie de la pile à combustible à l’entrée de la deuxième machine de détente. Dans ce mode de réalisation, la seconde chambre de combustion permet d’oxyder directement les produits issus de la pile à combustible. La première chambre de combustion permet quant à elle de brûler le combustible injecté.
Selon un autre mode de réalisation, le convertisseur d’énergie comprend deux machines électriques, l’axe d’une première machine électrique étant relié à la première machine de compression et à la première machine de détente, l’axe d’une seconde machine électrique étant relié à la deuxième machine de compression et à la deuxième machine de détente, et le système comporte une seule pile à combustible de type à électrolyte oxyde solide et deux chambres de combustion, une première chambre de combustion étant reliée à la sortie de la deuxième machine de détente, à une sortie de la pile à combustible et à l’entrée de la première machine de détente, une seconde chambre de combustion reliant la sortie de la pile à combustible à l’entrée de la deuxième machine de détente. Dans ce mode de réalisation, le flux en sortie de la pile à combustible se divise entre un flux qui passe dans la première chambre de combustion et un flux qui passe dans la seconde chambre de combustion. Ce mode de réalisation permet de répartir les produits de combustion pour être oxydés dans chacune des chambres de combustion d’une manière plus efficace, ce qui permet de gagner en rendement.
Selon un autre mode de réalisation, le convertisseur d’énergie comprend deux machines électriques, l’axe d’une première machine électrique étant relié à la première machine de compression et à la première machine de détente, l’axe d’une seconde machine électrique étant relié à la deuxième machine de compression et à la deuxième machine de détente, et le système comporte deux piles à combustible de type à électrolyte oxyde solide et deux chambres de combustion, une première pile à combustible étant reliée à la sortie du récupérateur de chaleur et à l’entrée de la première machine de détente, une seconde pile à combustible étant reliée à la sortie du récupérateur de chaleur et à l’entrée de la deuxième machine de détente, une première chambre de combustion reliant une sortie de la première pile à combustible à l’entrée de la première machine de détente, une seconde chambre de combustion reliant une sortie de la seconde pile à combustible à l’entrée de la deuxième machine de détente, une sortie de la deuxième machine de détente étant reliée à l’entrée de la première machine de détente.
En outre, dans les trois modes de réalisation précédents, le fait d’utiliser deux chambres de combustion permet de passer d’un mode de fonctionnement de convertisseur d’énergie avec réchauffe, à un mode de fonctionnement sans réchauffe, ce qui résulte en une modification de la puissance de sortie du convertisseur. Cette adaptation possible de la puissance de sortie du convertisseur est particulièrement avantageuse pour des applications de véhicules automobiles, afin d’adapter la puissance de sortie à la demande énergétique du véhicule, et plus particulièrement à la puissance appliquée sur les roues pour propulser le véhicule.