INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le procédé selon l’invention permet avantageusement d’anticiper les besoins en performance d’un usage intensif, en cours d’exécution ou planifié, en adaptant de traitement thermique des éléments 20 de la chaîne d’entraînement 2 selon le besoin dès lors qu’un usage intensif est détecté. Dans le cas des usages à froid, le procédé selon l’invention permet ainsi avantageusement de bénéficier des pleines performances du véhicule dès le lancement de l’usage intensif et ainsi d’en prolonger l’usage. Dans le cas des usages à chaud, le traitement thermique des éléments 20 de la chaîne d’entraînement 2 peut être initié de manière anticipée avant même qu’un échauffement susceptible d’affecter la durée de vie des éléments 20 ne soit détecté, c’est-à-dire un échauffement susceptible d’entraîner jusqu’à l’interruption du fonctionnement des éléments 20 considérés et/ou l’interruption de l’usage ou d’un mode intensif. En effet, l’usage intensif tend classiquement à générer un échauffement plus important et plus rapide des éléments 20 de la chaîne d’entraînement 2. Aussi, la mise en œuvre d’un traitement thermique anticipé permet avantageusement de réduire le besoin en puissance de refroidissement requis d’une part, mais également de prolonger la durée d’utilisation de l’usage intensif. De tels traitements thermiques, à chaud et à froid, ont pour objectif additionnel de préserver la durabilité des différents éléments 20 de la chaîne d’entraînement 2.
Selon un exemple particulier d’exécution du procédé selon l’invention, représenté en lignes pointillées et par l’étape d’interruption E04 à la , le procédé peut être configuré afin d’être interrompu de manière anticipée, préalablement à l’exécution de l’étape de traitement thermique E03, lorsque l’écart ΔT mesuré de température, positif ou négatif, est inférieur à 2°C. Autrement dit, le procédé peut être configuré de manière telle que l’étape de traitement thermique E03 n’est mise en œuvre que lorsqu’une valeur absolue de l’écart mesuré est considérée, par le système de gestion 6, comme étant non négligeable. Un principe similaire s’applique mutatis mutandis à une gamme de températures cibles, l’interruption anticipée du procédé pouvant, par exemple, être définie relativement à une valeur médiane de la gamme de température cible T c ou, alternativement, en référence à la valeur la plus basse de la gamme dans le cas d’une température mesurée inférieure à la gamme de températures cibles et en référence à la valeur la plus haute de cette même gamme dans le cas d’une température mesurée supérieure à ladite gamme.
L’espace E entre le revêtement liner 32 et la cuve primaire, appelé espace inter-cuves, est rempli d’un gaz thermiquement conducteur, comme de l’azote, afin de refroidir la surface de la cuve primaire 10. Il doit être suffisant pour permettre l’emplacement des systèmes d’inspections utilisés. Typiquement, l’épaisseur de l’espace inter-cuves E est d’environ 30 cm.
On décrit maintenant le système 2 selon l’invention d’évacuation de la puissance résiduelle (EPUR) au travers de la cuve primaire 10, plus particulièrement en référence aux figures 3, 6 et 7.
Le système EPUR selon l’invention 2 va permettre d’évacuer de manière complètement passive la puissance résiduelle à l’extérieur de la cuve primaire 10 en captant le rayonnement à hautes températures dans l’espace inter-cuves E.
Le système 2 comprend tout d’abord un circuit fermé 4 rempli d’un métal liquide, qui comprend :
une nappe 40 d’une pluralité de tuyaux 400 en U, agencés dans l’espace inter-cuves E qui sont répartis autour de la cuve primaire 10 et qui s’étendent chacun le long de la cuve primaire 10 avec le fond des U en regard du fond de cette dernière, un premier collecteur froid 41, soudé directement à l’une des branches 401 du U, dite branche froide, de chacun des tuyaux de la nappe, le collecteur froid étant agencé à l’extérieur au-dessus de la dalle de fermeture 17, un premier collecteur chaud 42, soudé directement à l’autre des branches 402 du U, dite branche chaude de chacun des tuyaux de la nappe, le collecteur chaud étant agencé à l’extérieur au-dessus de la dalle de fermeture 17, et de préférence à l’aplomb du premier collecteur froid 41, une pluralité d’échangeurs monotube 43 dont une extrémité 431 est reliée au premier collecteur chaud 42 et l’autre extrémité 432 est reliée au premier collecteur froid 41.
La dalle de fermeture 17 soutient, sur sa partie supérieure les poids des pièces qui supportent les collecteurs froid 41 et chaud 42.
La dalle de fermeture 17 présente des ouvertures de différents types pour permettre l’insertion de chaque tuyau 400 de la nappe 40. Ainsi, chaque tube 400 rentre et sort par le haut de la dalle 17.
Dans le cas d’un réacteur à boucles comme illustré, certains tuyaux 400 contournent les branches du circuit primaire si elles sortent/rentrent des côtés de la cuve primaire 10.
Comme montré en , les branches froides 401 des tuyaux 400 en U sont complètement insérées à l’intérieur de la couche thermiquement isolante 31 afin d’en réduire la température, et d’éviter des phénomènes d’inversion de circulation du fluide et au final de permettre la circulation naturelle du métal liquide à l’intérieur interne de chaque tuyau 400.
La nappe 40 de tuyaux a un diamètre qui est fonction du diamètre de la cuve primaire 10 et une hauteur suffisante pour avoir une surface nécessaire pour l’évacuation de la chaleur recherchée.
Autrement dit, le nombre total et la dimension des tuyaux 400 en forme de U qui composent la nappe 40 dépend du diamètre de la cuve primaire 10 et de la puissance du cœur 11 du réacteur nucléaire. Par exemple, le pas des tuyaux de la nappe peut être égal à 10 cm, ce qui est un bon compromis pour la fabrication et l’absorption de la chaleur par rayonnement.
Par exemple également, le diamètre externe de chaque tuyau 400 est fixée à une dimension standard de 5 cm, afin de minimiser les pertes de charge, réduire l’encombrement des tuyaux dans l’inter-cuves E et maximiser la surface exposée à la cuve primaire 10. L’épaisseur de chaque tuyau dépend des contraintes mécaniques exercées par le métal liquide interne et par son poids.
Le matériau de chaque tuyau 400 doit présenter des caractéristiques de bonne émissivité du côté de la branche chaude 402 qui absorbe la chaleur. Typiquement, le matériau des tuyaux est choisi parmi l’acier inoxydable AISI 316L, les aciers ferritiques, le nickel, l’inconel, l’Hastelloy. Ce matériau dépend du fluide interne utilisé pour le circuit fermé 4.
Ce fluide interne caloporteur C est un métal liquide, stable chimiquement, de faible viscosité, bon conducteur et caloporteur thermique, compatible chimiquement avec toute la tuyauterie du circuit 4 et apte à fonctionner en convection naturelle dans un intervalle de température entre 150-600 °C. Typiquement, le métal liquide du circuit 4, peut être choisi parmi un alliage NaK, Pb-Bi, le sodium ou un des alliages ternaires des métaux liquides, …
Comme montré en , les collecteurs froid 41 et chaud 42 ont une forme générale toroïdale centrée autour de l’axe central (X) de la cuve primaire 10. Ces collecteurs 41, 42 sont en appui sur des pièces de support 44 directement soudées à la dalle de fermeture 17.
Chaque échangeur monotube 43 a pour fonction d’évacuer la chaleur absorbée par le fluide interne du système 2 en le refroidissant à sa sortie et en permettant une évacuation de la puissance résiduelle plus performante par rapport à celle de la source froide proposée dans la demande de brevet FR1913942. Comme illustré, chaque échangeur monotube 43 est de préférence un tube de forme droite. Typiquement, chaque échangeur monotube 43 est en acier inoxydable AISI 316.
Concernant l’équation (12), on peut développer la dérivée de l’Hamiltonien et le simplifier ainsi : (14)
On définit un troisième terme de l’équation (7) : (16)
Reste donc le terme à determiner dans l’équation (14). On va l’obtenir à partir du modèle d’émission de particules des équations (5) et (6). Les dérivées des termes qui représentent les émissions de particules correspondant aux 4 points du maillage entourant le point de fonctionnement courant s’expriment ainsi : (17)
On en déduit alors : (18)
On a donc tous les termes de l’équation (14), et on peut donc, connaissant la valeur courante de , calculer son évolution de proche en proche à l’aide de l’équation (12). Il va donc falloir déterminer une valeur limite, en l’occurrence ici la valeur initiale , pour déterminer tout au long du trajet.
Il n’y a pas de contrainte finale sur comme c’est le cas avec le SOC. Dans ce cas, le principe PMP implique la condition limite suivante : (19)
Pour satisfaire de manière simultanée les équations (13) et (19), on va se baser sur des simulations successives du trajet à venir, qui vont permettre de converger vers les valeurs adéquates de (qui est constant sur le trajet) et (uniquement une valeur initiale qui sert de point de départ à l’équation (12) dans le but de satisfaire l’équation (19) à la fin du trajet).
On introduit donc la fonction suivante : (20)
avec une valeur de calibration qui sera typiquement égale à 1. Lorsqu’on appelle la fonction , on simule l’ensemble du trajet considéré ; ceci implique qu’à chaque instant du trajet la commande de la chaîne de traction est calculée en résolvant la minimisation de l’équation (10), à partir des valeurs des co-états (constant) et (obtenu avec de l’équation (12)). À la fin de la simulation du trajet on a ainsi obtenu les valeurs finales du SOC et de , qui permettent de calculer la valeur de dans de l’équation (20).
De cette façon, on peut trouver la paire { , } permettant de satisfaire les conditions des équations (13) et (19) en résolvant le problème de minimisation suivant : (21)
On pourra résoudre l’équation (21) typiquement en utilisant un algorithme génétique, ou tout autre algorithme d’optimisation numérique.
D’après le principe PMP, c’est en utilisant la paire ainsi obtenue { , } qu’il est possible de minimiser le critère d’optimisation choisi, c’est-à-dire ici le compromis consommation/particules défini dans l’équation (8). On a ainsi résolu le problème de commande optimale hors-ligne. On s’intéresse maintenant à la façon dont on peut appliquer ce résultat à un trajet quelconque, qu’on ne connaît pas à l’avance.
Concernant la partie en ligne, il s’agit de l’application de l’invention, c’est-à-dire une loi de commande visant à minimiser le compromis de l’équation (8), sans information a priori sur le trajet. Comme précédemment, la commande optimale est obtenue à chaque instant en résolvant la minimisation de l’équation (10) ; il faut alors déterminer les valeurs de et , sans pouvoir simuler le trajet à venir.
Concernant , on utilise une méthode répandue dans la littérature scientifique : on se donne une consigne de SOC à suivre pendant le trajet, qui sera typiquement constante et vaudra par exemple 20%. La valeur de est alors obtenue à l’aide d’un régulateur de type Proportionnel-Intégral (PI) : (22)
où , et sont des valeurs à calibrer.
Concernant , on va utiliser le résultat obtenu dans la partie précédente. Si on trace la courbe de la valeur de en fonction de la température , il s’avère que l’allure du graphique varie peu entre différents trajets. On peut donc résoudre le problème de commande optimale décrit dans la partie précédente pour un trajet, puis en déduire une relation permettant de déduire uniquement à partir de , quelles que soient les conditions. En particulier, on obtient une bonne approximation de à l’aide de la forme mathématique suivante : (23)
De manière analogue, le deuxième corps élastique est entouré par la deuxième armature externe et entoure la deuxième armature interne. Le deuxième corps élastique peut être obtenu par moulage, par exemple avec une presse à injection simple, et peut être encollé à la deuxième armature externe et à la deuxième armature interne, de sorte que le deuxième corps élastique, la deuxième armature interne et la deuxième armature externe soient solidaires. Le deuxième corps élastique peut par exemple être moulé entre la deuxième armature interne et la deuxième armature externe, et le moulage peut comprendre un encollage de sorte à permettre l’adhérisation de la deuxième armature interne et de la deuxième armature externe avec le deuxième corps élastique.
Le premier corps élastique et le deuxième corps élastique peuvent avoir des formes généralement similaires ou non. Ils sont tous deux faits d’un matériau élastique, par exemple du caoutchouc, mais ils présentent des comportements élastiques différents dans l’articulation. Par exemple, le premier corps élastique peut être plus amortissant que le deuxième corps élastique selon une première direction radiale par rapport à un axe de l’articulation. Le deuxième corps élastique peut lui être plus résilient que le premier corps élastique selon une deuxième direction radiale par rapport à l’axe. Les deux corps élastiques peuvent par exemple être réalisés dans des matériaux différents et/ou présentant des propriétés différentes ( e.g. des caoutchoucs de compositions différentes et/ou structurés différemment). La composition du matériau dans lequel le premier corps élastique est réalisé peut par exemple être différente de celle du matériau dans lequel le deuxième corps élastique est réalisé. De manière alternative ou additionnelle, le matériau composant le premier corps élastique peut présenter une structure, par exemple une disposition d’alvéoles et/ou de cavités, différente de la structure, par exemple la disposition d’alvéoles et/ou de cavité, du matériau composant le deuxième corps élastique, e.g. ces matériaux pouvant en outre être identiques ou différents dans leurs compositions. De façon encore alternative, les matériaux des deux corps élastiques peuvent être identiques dans leur structure et/ou leur composition, mais les corps élastiques peuvent être disposés de manières différentes dans l’articulation ( e.g. en rotation, par exemple de 90°, l’un par rapport à l’autre selon l’axe de l’articulation), de sorte à présenter des comportement élastiques différents selon une ou plusieurs directions radiales ( i.e. par rapport à l’axe) ; en d’autres termes, pour chaque direction radiale respective parmi une ou plusieurs directions radiales, le comportement élastique des deux corps élastiques est différent selon la direction radiale respective.
L’axe de l’articulation est un axe selon lequel sont positionnés le premier et le deuxième manchon, de sorte à ce que les corps élastiques aient des comportements élastiques déterminés dans des directions radiales à l’axe de l’articulation. Le premier et le deuxième manchon peuvent par exemple avoir des formes généralement prismiques (e.g. cylindriques), auquel cas l’axe peut être la direction principale de cette forme prismique ( e.g. peut sensiblement correspondre à un axe de révolution dans le cas cylindrique). Par exemple, lorsque l’articulation est une articulation élastique pour véhicule, l’axe peut être une direction latérale ou sensiblement latérale du véhicule, par exemple une direction parallèle ou sensiblement parallèle à l’axe de rotation des roues.
La première direction radiale et la deuxième direction radiale sont des directions sensiblement perpendiculaires à l’axe de l’articulation. Le premier corps élastique peut être plus amortissant que le deuxième corps élastique selon la première direction radiale, i.e. l’articulation amortit/absorbe les chocs et/ou les impacts selon la première direction radiale, grâce à l’amortissement du premier corps élastique. Le deuxième corps élastique peut être plus résilient que le premier corps élastique selon la deuxième direction radiale, i.e. l’articulation amortit/absorbe le bruit et/ou les vibrations selon la deuxième direction radiale, grâce à la résilience du deuxième corps élastique. La résilience du second corps élastique permet en effet une dissipation d’énergie moindre et d’éviter un durcissement en dynamique. Le durcissement en dynamique augmente les raideurs, ce qui augmente les vibrations. A l’inverse, l’amortissement du premier corps élastique permet d’augmenter la raideur dynamique. Ainsi, le premier corps élastique absorbe mieux les chocs selon la première direction radiale, tandis que le deuxième corps élastique évite la propagation de bruit et/ou vibration selon la deuxième direction radiale. En outre, les raideurs selon les premières et deuxièmes directions sont ainsi indépendantes.
L’articulation élastique peut être une articulation élastique pour véhicule, par exemple une articulation montée sur un train torsible (ou train en H). Dans ce contexte, on peut chercher à éviter la rigidification dynamique (mélange résilient) dans la direction de l’habitacle, car cela favorise la remontée de bruits et/ou vibrations. Également, on peut chercher à pouvoir amortir les chocs dans la direction de marche du véhicule. Dans cet exemple, la première direction radiale est une direction de marche du véhicule, par exemple une direction avant-arrière ou sensiblement parallèle à ( e.g. formant un angle inférieur à 30° avec) la direction avant-arrière. Ainsi, le premier corps élastique, plus amortissant que l’autre selon cette direction, amortit/absorbe les chocs et/ou les impacts qui peuvent se produire lorsque le véhicule fonctionne et se déplace (par exemple dus à des obstacles, nids de poule et/ou dos d’âne). La deuxième direction radiale est une direction verticale du véhicule, i.e. une direction perpendiculaire à la direction de marche et dirigée vers l’habitacle du véhicule. Ainsi, le deuxième corps élastique, plus résilient que le premier, amortit/absorbe le bruit et/ou la vibration qui remonte vers l’habitacle du véhicule lorsque le véhicule fonctionne.
Le premier corps élastique peut présenter un amortissement supérieur au deuxième corps élastique, par exemple supérieur à 1.5 fois (une fois et demi) l’amortissement du deuxième corps élastique. Dans ce cas, le premier corps élastique peut présenter un amortissement compris entre 0.10 et 0.24 selon la première direction radiale, par exemple de l’ordre de 0.14, par exemple égal à 0.14. De manière alternative ou additionnelle, le deuxième corps élastique peut présenter un amortissement compris entre 0.04 et 0.11 selon la deuxième direction radiale, par exemple de l’ordre de 0.07, par exemple égal à 0.07. L’amortissement peut aussi être appelé facteur d’amortissement, ou tangente delta ( ), ou encore tangente phi ( ).
Le premier corps élastique peut comprendre une ou plusieurs butées (par exemple deux butées) de fin de course selon la deuxième direction radiale, i.e. une ou plusieurs butées de fin de course pour le deuxième corps élastique. Chaque butée peut être formée d’une surépaisseur du corps élastique, par exemple formant une protrusion sur le corps élastique. Le premier corps élastique peut par exemple présenter une ou plusieurs surépaisseurs en forme de protrusions selon la deuxième direction radiale en regard d’une ou plusieurs dépressions ( i.e. des zones dépourvues de matières) du deuxième corps élastique, par exemple une protrusion respective en regard de chaque dépression. Chaque protrusion se loge dans la dépression en regard, de sorte à permettre un début de course du deuxième corps élastique selon la deuxième direction radiale, jusqu’à ce que le deuxième corps élastique bute dans la protrusion correspondante du premier corps élastique, cette protrusion formant ainsi une butée de fin de course pour le deuxième corps élastique.
Le deuxième corps élastique peut comprendre une ou plusieurs butées (par exemple deux butées) de fin de course selon la première direction radiale, i.e. une ou plusieurs butées de fin de course pour le premier corps élastique. Le deuxième corps élastique peut par exemple présenter une ou plusieurs surépaisseurs en forme de protrusions selon la première direction radiale en regard d’une ou plusieurs dépressions ( i.e. des zones dépourvues de matières) du premier corps élastique, par exemple une protrusion respective en regard de chaque dépression. Chaque protrusion se loge dans la dépression en regard, de sorte à permettre un début de course du premier corps élastique selon la première direction radiale, jusqu’à ce que le premier corps élastique bute dans la protrusion correspondante du deuxième corps élastique, cette protrusion formant ainsi une butée de fin de course pour le premier corps élastique.
Chaque butée de fin de course peut ainsi correspondre à une surépaisseur du corps élastique en forme de protrusion sur ce corps élastique, et pouvant se loger dans une dépression de l’autre corps élastique, en regard de la protrusion. Les butées permettent de limiter les courses. Elles permettent de saturer la rigidité en fin de course, en dehors d’une partie centrale de la course.
Ainsi, le premier corps élastique et le second corps élastique peuvent avoir des formes sensiblement complémentaires, chaque corps ayant une ou plusieurs butées de fin de course dans la direction de course de l’autre corps. Par exemple, comme décrit précédemment, chaque butée d’un corps peut former une protrusion se logeant dans une dépression de l’autre corps, en regard de la dépression. En outre, les butées sont réalisées dans les corps élastiques, i.e. les butées de fin de course comprises dans le premier (resp. deuxième) corps élastique font partie du premier (resp. deuxième) corps élastique, et sont donc dans le même matériau. Cela permet une fabrication simple et une continuité de raideur, i.e. il n’y a pas de changement brusque de raideur en fin de course du premier ou du deuxième corps élastique. Dans le cas d’un véhicule notamment ( i.e. quand l’articulation élastique est pour un véhicule), éviter ainsi les changements brutaux de raideur et améliore le confort, notamment en cas de choc important. En outre, les butées faisant partie des corps élastiques, il n’est pas nécessaire d’ajouter de pièce spécifique ayant le rôle de butée(s), ce qui simplifie grandement la fabrication.
Le premier corps élastique et le deuxième corps élastique peuvent présenter des formes sensiblement identiques, la première direction radiale et la deuxième direction radiale étant sensiblement orthogonales. Les butées de fin de course des deux corps élastiques sont ainsi disposées sur des axes sensiblement orthogonaux, i.e. les butées de fin de course comprises dans le premier corps élastique sont sur un axe (la deuxième direction radiale) sensiblement orthogonal à l’axe (la première direction radiale) sur lequel se trouve les butées de fin de course comprises par le deuxième corps élastique. Le premier corps élastique et le deuxième corps élastique peuvent ainsi être réalisés avec la même presse à injection simple matière, avec sensiblement les mêmes réglages pour la forme et les dimensions des pièces à mouler, mais ensuite montées (par exemple encollés aux armatures) de sorte à être en rotation de 90° l’un par rapport à l’autre selon l’axe de l’articulation. Ainsi, les butées de fin de course comprises dans chaque corps se trouvent bien dans la direction de course de l’autre corps. Cela permet une fabrication particulièrement simple des corps élastiques et de leur(s) butée(s), et permet d’éviter l’ajout de pièce spécifique ayant le rôle de butée(s), ce qui simplifie grandement la fabrication.
Le premier manchon et le deuxième manchon sont solidaires. En d’autres mots, l’articulation comprend un moyen de rendre le premier manchon et le deuxième manchon solidaires. Par exemple, l’articulation peut en outre comprendre un boitier qui intègre le premier manchon et le deuxième manchon. Ce boitier permet de, ou contribue à, rendre solidaire le premier manchon et le deuxième manchon. Le boitier fixe les manchons en translation. Le boitier facilite ainsi l’assemblage, et peut en outre servir à ajouter une fonction de butée supplémentaire. Le boitier peut être en aluminium et/ou en acier, par exemple cataphorésé et/ou zingué ou autre, et/ou en plastique.