INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
En champ lointain, ladite antenne-capteur 16 est illuminée par l’onde transmise par l’antenne d’émission 12, et en réaction génère par rétrodiffusion une réponse électromagnétique correspondant au champ électromagnétique complexe réémis où représentent une direction quelconque du champ complexe émis par l’antenne-capteur 16 en coordonnées sphériques, l’antenne-capteur 16 correspondant au centre du repère prédéterminé dans lequel de telles coordonnées sphériques sont établies.
Un tel champ électromagnétique complexe comprend une rétrodiffusion illustrée par les flèches 22 vers l’antenne de réception 14 et une rétrodiffusion vers l’avant illustrée sur la par les flèches 24.
Une telle réponse électromagnétique de l’antenne-capteur 16 est de manière générale quantifiée par la Surface Equivalente Radar (SER) , en mètre carré, exprimée théoriquement pour une fréquence donnée en fonction du champ incident généré par l’antenne d’émission 12 et le champ généré par l’antenne-capteur (i.e. en fonction des directions d’émission et de réception) sous la forme suivante : (1) avec R la distance de définition du champ relatif à la source (i.e. la distance entre l’antenne d’émission 12 et l’antenne-capteur 16).
La Surface Equivalente Radar (SER) se caractérise par deux modes à savoir le mode structure et le mode antenne.
Toutefois, le type de système à capteur à ultrasons ne permet pas en l’état d’obtenir une mesure fiable, du fait de différents inconvénients structurels de la benne et du capteur.
En effet, on constate d’une part l’existence d’une zone aveugle du capteur. L’émetteur-récepteur, après émission des ultrasons, subit des oscillations libres amorties, pendant une courte période de temps durant laquelle l’intensité de ces oscillations surpasse celle des échos susceptibles d’être renvoyés par un objet en champ proche, rendant ainsi le récepteur aveugle dans la zone correspondant à cette période de temps.
D’autre part, une benne comporte généralement une structure de support, comme des barres de maintien agencées contre ses parois internes. Cette structure de support renvoie également un écho qui vient perturber l’analyse des échos reçus par le récepteur et peut être considéré, à tort, comme correspondant à une hauteur de remplissage de la benne.
Il existe ainsi un besoin permettant de fiabiliser la mesure de la hauteur des déchets contenus dans une benne par un système comportant un émetteur-récepteur à ultrasons.
L’invention se place dans ce contexte, et vise à répondre à ce besoin.
A ces fins, l’invention a pour objet un procédé de mesure d’un niveau de remplissage d’une benne équipée d’un système de mesure comportant un émetteur-récepteur à ultrason, le procédé comportant les étapes suivantes : Emission préalable d’un premier signal ultrason dans la benne vide et réception d’un écho, dit signature, du premier signal ultrason par l’émetteur-récepteur ; Emission périodique dans la benne d’un deuxième signal ultrason identique au premier signal ultrason et réception d’un écho du deuxième signal ultrason par l’émetteur-récepteur ; Pour chaque écho reçu d’un deuxième signal ultrason, détermination d’une hauteur de déchets contenus dans la benne au moyen dudit écho du deuxième signal ultrason et de l’écho signature.
On comprend ainsi que, grâce à l’invention, il est possible de calibrer au préalable les échos générés par la structure de la benne, lorsque cette benne est vide, ainsi que les perturbations de la zone aveugle. Ces échos signatures permettent ensuite de filtrer les échos reçus par la suite, lors de la mesure du niveau de remplissage de la benne, de sorte à pouvoir employer une méthode de détermination de la hauteur de déchets dans la benne qui soit robuste vis-à-vis des perturbations engendrés par la structure de la benne et par le capteur. Le niveau de remplissage de la benne peut ainsi être estimé de façon fiable.
Par exemple, le premier signal ultrason émis par l’émetteur peut comprendre un premier train d’impulsions ultrasonores présentant chacune une première fréquence sonore donnée et une première intensité donnée, le premier train d’impulsions présentant une première fréquence donnée. Le cas échéant, le deuxième signal ultrason émis par l’émetteur peut comprendre un deuxième train d’impulsions ultrasonores présentant chacune une fréquence sonore identique à la première fréquence sonore et une intensité identique à la première intensité, le deuxième train d’impulsions présentant une fréquence identique à la deuxième fréquence donnée. De façon alternative ou cumulative, le rapport cyclique du deuxième signal ultrason peut être identique au rapport cyclique du premier signal ultrason.
Dans un exemple de réalisation de l’invention, le procédé pourra comporter une étape de détermination d’une ou plusieurs plages de hauteur, dites exclues, à partir de l’écho signature, ladite hauteur de déchets contenus dans la benne étant déterminée à partir dudit écho du deuxième signal ultrason en excluant la ou lesdites plages de hauteur exclues.
De préférence, l’étape de détermination de la ou des plages de hauteur exclues pourra comporter une étape de détection d’au moins un front montant, suivi d’un front descendant, dans l’enveloppe de l’écho signature et une étape d’estimation d’une borne inférieure et d’une borne supérieure d’une plage de hauteur exclue à partir desdits fronts montant et descendant détecté. Par exemple, un front montant pourra être détecté lorsque la valeur du signal dépasse une valeur seuil donnée, et un front descendant pourra être détecté lorsque la valeur du signal passe en dessous d’une valeur seuil donnée.
Avantageusement, l’étape de détermination de ladite hauteur de déchets contenus dans la benne pourra comprendre la détection du premier front montant, dans l’enveloppe dudit écho du deuxième signal ultrason, situé en dehors des zones correspondantes à la ou audites plages de hauteur exclues.
Dans un autre mode de réalisation, le procédé pourra comporter une étape de pondération de tout ou partie dudit écho du deuxième signal à ultrason par un coefficient de pondération déterminé à partir du rapport signal à bruit entre ledit écho du deuxième signal à ultrason et ledit écho signature. Par exemple, ledit coefficient pourra être fonction, voire égal, du rapport entre la valeur maximale dudit écho du deuxième signal à ultrason et la valeur maximale de l’écho signature.
Avantageusement, l’étape de détermination de ladite hauteur de déchets contenus dans la benne pourra comprendre la détection du premier front montant, dans l’enveloppe dudit écho du deuxième signal ultrason pondéré.
Dans un autre exemple de réalisation de l’invention, le procédé pourra comporter une étape de détermination, par soustraction de l’écho signature audit écho du deuxième signal ultrason, d’un signal filtré, ladite hauteur de déchets contenus dans la benne étant déterminée au moyen dudit signal filtré.
Avantageusement, l’étape de détermination de ladite hauteur de déchets contenus dans la benne pourra comprendre la détection du premier front montant, dans l’enveloppe dudit écho du signal filtré.
Quel que soit le mode de réalisation, ladite étape de détermination de la hauteur des déchets contenus dans la benne pourra comporter : une étape de détermination d’un temps de vol de chaque deuxième signal ultrason au moyen dudit premier front montant détecté; une étape d’estimation de la hauteur des déchets à partir dudit temps de vol déterminé.
Dans un mode de réalisation de l’invention : l’étape d’émission préalable comporte l’émission préalable d’au moins deux, notamment trois, premiers signaux ultrason dans la benne vide selon deux, notamment trois, puissances d’émission distinctes et la réception d’au moins deux, notamment trois, échos, dit signature, de ces premiers signaux ; l’étape d’émission périodique comporte l’émission périodique dans la benne d’au moins deux, notamment trois, deuxièmes signaux ultrason identiques aux premiers signaux ultrasons et la réception d’au moins deux échos, notamment trois, de ces deuxièmes signaux ; on détermine ladite hauteur de déchets contenus dans la benne au moyen de l’écho du deuxième signal ultrason associé à chaque puissance d’émission et de l’écho signature associé à cette puissance d’émission.
Le cas échéant, on détermine la hauteur de déchets contenus dans la benne séquentiellement au moyen des échos de chacun des deuxièmes signaux ultrason associé à chaque puissance d’émission, lesdits échos étant ordonnés dans cette séquence selon les puissances d’émission qui leur sont associées. Par exemple, on détermine la hauteur des déchets à partir de l’écho associé à la plus petite puissance d’émission, et en cas d’échec de cette détermination, on détermine la hauteur des déchets à partir de l’écho associé à la plus petite puissance d’émission suivante, jusqu’à la détection d’une hauteur de déchets. De préférence, les signaux ultrasons sont émis successivement selon leur puissance d’émission.
Grâce à ces caractéristiques, il est possible de procéder à des mesures de niveau fiables selon différentes profondeurs. Les signaux de plus forte puissance permettent de détecter des niveaux de déchets profonds et très éloignés de l’émetteur-récepteur, mais présentent en revanche une zone aveugle plus longue, et ne peuvent ainsi détecter des niveaux de déchets proches de l’émetteur-récepteur. A l’inverse, les signaux basse puissance sont incapables de détecter des niveaux de déchets profonds mais, du fait de leur zone aveugle plus courte, peuvent adresser des niveaux de déchets proches de l’émetteur-récepteur.
Dans un mode de réalisation de l’invention, le système de mesure comporte un émetteur-récepteur d’un faisceau lumineux. Le cas échéant, le procédé peut comporter une étape d’émission périodique d’un faisceau lumineux et réception d’un écho de ce faisceau lumineux par cet émetteur-récepteur et une étape de détermination d’une hauteur de déchets contenus dans la benne au moyen dudit écho de ce faisceau lumineux. Par exemple, l’émetteur-récepteur dudit faisceau lumineux peut être un émetteur-récepteur d’un faisceau laser. Avantageusement, chaque émission périodique d’un faisceau lumineux peut être simultanée à l’une des émissions périodiques d’un deuxième signal ultrason. Cet émetteur-récepteur d’un faisceau lumineux étant quasiment dépourvu de zone aveugle, il permet d’une part d’obtenir une mesure fiable du niveau de remplissage de la benne lorsque ce niveau se trouve dans la zone aveugle de l’émetteur-récepteur ultrason. En outre, il est possible d’obtenir un faisceau lumineux fortement directif, en particulier dans le cas d’un émetteur laser, de sorte que l’émetteur-récepteur peut orienter le faisceau lumineux vers le fond de la benne et éviter ainsi les éléments de structure de cette benne. Enfin, l’utilisation d’un deuxième émetteur-récepteur permet de confirmer ou d’infirmer les mesures réalisées par l’émetteur-récepteur ultrasons.
L’invention a également pour objet un système de mesure d’un niveau de remplissage d’une benne, comportant un émetteur-récepteur à ultrason, une unité de contrôle dudit émetteur-récepteur et une unité de calcul, le système de mesure étant agencé pour mettre en œuvre le procédé de mesure selon l’invention.
Avantageusement, le système de mesure peut comporter un capteur de température ambiante dans ladite benne et/ou un accéléromètre et/ou un émetteur-récepteur d’un faisceau lumineux, notamment apte à émettre un faisceau lumineux dans la benne.
représente, schématiquement et partiellement, une vue en coupe d’une benne vide, équipée d’un système de mesure d’un niveau de remplissage de cette benne selon un mode de réalisation de l’invention ;
représente, schématiquement et partiellement, une vue en coupe de la benne de la partiellement remplie de déchets ;
représente, schématiquement et partiellement, un procédé de mesure d’un niveau de remplissage d’une benne selon un mode de réalisation de l’invention ; et
représente, schématiquement et partiellement, des échos de signaux ultrasons reçus lors de la mise en œuvre du procédé de la .
On a représenté en une benne 1 destinée à collecter des déchets. De façon non limitative, ladite benne peut être destinée à recevoir du verre, du carton, des bouteilles en plastique, des sacs d’ordures ménagères, des déchets verts ou encore des vêtements.
Dans l’exemple décrit, la benne 1 comporte un corps 11 définissant un fond 11a et muni d’une ouverture 12 destinée à recevoir des déchets. Le corps 11 est pourvu, sur sa paroi interne, d’éléments de structure 13, comme des barres de soutien.
Afin de pouvoir mesurer, en temps réel, le niveau de remplissage de la benne 1, la benne est équipée d’un système 2 de mesure de ce niveau de remplissage selon un exemple de réalisation de l’invention.
Le système 2 comporte un émetteur-récepteur à ultrason 3, l’émetteur étant référencé 3a et le récepteur étant référencé 3b. L’émetteur-récepteur 3 est agencé de sorte à pouvoir émettre des signaux ultrason au sein du corps 11 et à pouvoir recevoir des signaux ultrason se propageant dans le corps 11. Il est à noter que le récepteur 3b est un récepteur muni d’un convertisseur analogique-numérique permettant de convertir des signaux ultrasonores reçus par le capteur en données numériques.
- 0,25% en masse de (NO 3 ) 3 Al,9H 2 O / DSYb.
Paramètres de dépôt : 3min à 100V.
On obtient ainsi un revêtement homogène sur toute la surface de l’aube, même sur les plateformes qu'elle comporte. Et ceci vaut également après un traitement thermique à 1350°C pendant 5h sous courant d'air.
Procédé de revêtement Cette divulgation concerne le domaine des revêtements et plus particulièrement celui des procédés de revêtement, notamment pour protéger d’environnements agressifs les substrats à base céramique.
Les matériaux composites à matrice céramique (CMC), et en particulier ceux à base carbure (généralement dénommés SiC/SiC) ont été proposés pour des nombreuses applications, et notamment pour la réalisation de pièces de turbines à gaz, telles que les aubes et les distributeurs. En effet, grâce à leurs propriétés de résistance à la chaleur, ces matériaux permettent de diminuer voire éliminer le refroidissement classiquement utilisé dans des pièces de turbine métalliques à base de nickel et/ou cobalt, tout en autorisant un accroissement des températures de fonctionnement.
Cependant, dans l’environnement corrosif d’une turbine, les CMC SiC/SiC peuvent être soumis à oxydation donnant lieu à la formation d’oxyde de silicium, et la volatilisation de cet oxyde de silicium sous l’effet de la vapeur d’eau. Ainsi, pour des applications à haute température en environnement riche en oxygène et vapeur d’eau, l’application d’un revêtement de protection est préconisé sur les pièces en composite à matrice céramique.
A cause de l’environnement thermomécanique et chimique particulièrement agressif auquel le revêtement de protection pourrait être soumis, celui-ci devrait présenter de préférence un coefficient de dilatation compatible avec celui du substrat, une faible perméabilité aux espèces corrosives (ce qui comprend à la fois une faible diffusion moléculaire liée directement au paramètre physique d’herméticité et une faible diffusion ionique des ions superoxyde et hydroxyde, caractéristiques intrinsèques des silicates de terres rares) et une stabilité thermomécanique aux hautes températures, comme par exemple celles régnant dans une turbine à gaz. Pour cela, le revêtement de protection peut comprendre typiquement un revêtement barrière ou revêtement barrière environnementale (en anglais : « Environmental Barrier Coating » ou EBC), généralement à base de silicate de terre rare et, entre le substrat et le revêtement barrière, un revêtement d’accrochage (en anglais : « bond coating »), généralement à base de silicium, pour assurer leur adhésion. L’oxydation du silicium du revêtement d’accrochage peut par ailleurs former une couche intermédiaire de silice, nommée oxyde de croissance thermique (en anglais : « Thermal Growth Oxide » ou TGO), entre le revêtement d’accrochage et le revêtement barrière.
L’application de revêtements de protection sur des substrats ayant des formes complexes, comme les aubes de turbine, peut imposer aussi des contraintes géométriques, en particulier au niveau de fins bords d’attaque ou de fuite, ou de conduits ou cavités de refroidissement, avec des très faibles épaisseurs de revêtement pour ne pas affecter les performances aérodynamiques des aubes ou leur éventuel refroidissement.
En outre, quoique la formation de la couche intermédiaire d’oxyde de croissance thermique peut contribuer à protéger de la corrosion les substrats contenant du carbure de silicium, elle peut aussi avoir des effets thermomécaniques induits, comme par exemple la génération de contraintes mécaniques entre le revêtement d’accrochage et le revêtement barrière, à cause de l’accroissement volumique du silicium en s’oxydant pour former de la silice et de la transformation allotropique de la silice également associée à un changement volumique. En conséquence, à partir d’une épaisseur critique de la couche intermédiaire d’oxyde de croissance thermique, les contraintes mécaniques peuvent donner lieu à une fissuration en dôme (en anglais : « dome cracking »), aboutissant, à terme, à l’écaillage partiel ou total du revêtement barrière et donc à la perte de la fonction anti-corrosion.
Pour ces raisons, il convient donc de restreindre l’épaisseur des revêtements, et en particulier du revêtement d’accrochage. Généralement, les revêtements d’accrochage et barrière sont appliqués par projection thermique. Toutefois, pour assurer une couverture complète du substrat, ceci implique normalement des épaisseurs d’au moins 75 µm pour le revêtement d’accrochage et d’au moins 100 µm pour le revêtement barrière, épaisseurs qui peuvent être excessives pour les raisons susmentionnées.
Afin d’offrir des alternatives, les publications de demandes de brevets US 2020/0039892 A1 et US 2020/0039886 A1 ont proposé des procédés de revêtement comprenant chacun une étape de formation d’un revêtement d’accrochage sur une surface d’un substrat et une étape de formation d’un revêtement barrière sur le revêtement d’accrochage, dans lequel le revêtement d’accrochage comprend des graines colonnaires de silicium cristallin et est formé par dépôt chimique en phase vapeur d’un précurseur comprenant du silicium. Bien que ces procédés permettent d’obtenir des plus fines épaisseurs que la projection thermique, en particulier pour le revêtement d’accrochage, il peut convenir de réduire encore plus l’épaisseur de ce dernier par rapport à ce qui est proposé dans ces publications.
La présente divulgation concerne un procédé de revêtement, comprenant une étape de formation d’un revêtement d’accrochage sur une surface d’un substrat, par dépôt chimique en phase vapeur d’un précurseur comprenant du silicium, le revêtement d’accrochage comprenant des graines colonnaires de silicium cristallin, et une étape de formation d’un revêtement barrière sur le revêtement d’accrochage. Afin d’obtenir un revêtement d’accrochage particulièrement fin, l’étape de formation du revêtement d’accrochage peut s’effectuer avec une température de dépôt supérieure à 1150°C, de préférence égale ou supérieure à 1200°C. Par ailleurs, l’étape de formation du revêtement d’accrochage peut s’effectuer avec une pression de dépôt inférieure à 10 kPa, tandis que le précurseur pour l’étape de formation du revêtement d’accrochage peut comprendre un précurseur peu réactif, en particulier le trichlorosilane et/ou le tétrachlorure de silicium.
Grâce à ces paramètres de dépôt, il est possible d’obtenir une microstructure particulière du revêtement d’accrochage, avec des grains colonnaires en silicium pur avec une longueur moyenne d’environ 75% de l’épaisseur du revêtement d’accrochage, offrant une bonne couverture du substrat même avec une épaisseur très fine. Ainsi, le revêtement d’accrochage peut présenter une épaisseur maximale inférieure à 20 µm, de préférence inférieure à 10 µm.
Afin de protéger le substrat d’un environnement particulièrement agressif, le revêtement barrière peut comprendre un silicate de terre rare, en particulier du disilicate d’ytterbium. Afin d’obtenir une bonne couverture du substrat, même dans des cavités difficilement accessibles, avec une faible épaisseur de ce revêtement barrière, l’étape de formation du revêtement barrière peut s’effectuer par dépôt par voie liquide, par exemple par trempé (en anglais : « dip coating ») et/ou par électrophorèse. Le revêtement barrière peut présenter une épaisseur maximale inférieure à 40 µm, de préférence inférieure à 30 µm.
Le procédé peut comprendre une étape supplémentaire de formation d’un revêtement de protection contre la dégradation par calcium–magnesium–alumino-silicates. Le substrat peut former une pièce de turbine, en particulier dans un moteur à turbine à gaz, et/ou comprendre un matériau au moins partiellement céramique, en particulier un matériau composite à matrice céramique.
La est une microphotographie en coupe d’un substrat recouvert d’un revêtement d’accrochage et d’un revêtement barrière appliqués suivant un procédé de revêtement suivant un mode de réalisation.
Avantageusement, la pièce composite est une aube. La préforme de l’aube est constitué des nappes de tissé 3D placées sur un moule.
est une vue d’un exemple de carter en matériau composite ;
est une coupe d’une préforme pour le carter de la avec des électrodes utilisées dans le procédé selon l’invention ;
est une vue de dessus de la réforme de la ;
est une coupe du carter injectée avec des électrodes utilisées dans le procédé selon l’invention;
est une vue de dessus du carter injecté de la ;
illustre un premier exemple de pression exercée par les électrodes sur la préforme ;
illustre un deuxième exemple de pression exercée par les électrodes sur la préforme;
est une vue d’une électrode sous forme de roulette selon un premier mode de réalisation de l’invention;
est une vue d’une électrode sous forme de roulette selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
DESCRIPTION DETAILLEE Les figures illustrent un exemple de réalisation de l’invention avec un carter cylindrique qui n’est présenté qu’à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention.
La pièce composite 1 est un carter ( ) de forme cylindrique avec deux rebords 10, ou brides, à chaque extrémité. Il est en matériau composite constitué de résine et de fibres de carbone.
La fabrication de ce type de pièce composite comprend la réalisation d’une préforme 3 constituée de fibres de carbone placées dans un moule 2. Cette préforme 3 est cylindrique avec des rebords 30, elle est constituée d’une superposition de couches de fibres enroulées les unes sur les autres.
On peut voir figures 2 et 3, une préforme dans le moule 2, les fibres de carbone sont en contact direct avec des électrodes 4 posées sur la surface de la préforme 3. Ces électrodes 4 sont posées de façon équidistante de façon à avoir une couverture uniforme des mesures disponibles. Cette mesure peut être ponctuelle pendant les différents enroulements, à la fin de chaque tour d’enroulement, dans ce cas il faut venir déposer et enlever les électrodes à chaque fois. Elle peut aussi être faite en continu avec des électrodes capables de rouler sur la préforme.
Le dispositif de diminution de pression 38 est désactivé au moment de la détection de la flamme ou après cette détection pour permettre une stabilisation de la flamme avant désactivation. Cette stabilité est d’autant plus accrue que la puissance de la chaudière est faible. Dès lors, il est avantageux de désactiver le dispositif de diminution de pression 38 pendant ou à l’issue de la phase de stabilisation 140 lorsque la puissance chaudière est réduite.
Le dispositif de diminution de pression 38 comprend de préférence un organe de perte de charge apte à générer une perte de charge dans la conduite le recevant, ici la conduite d’amenée d’air 18. L’organe de perte de charge est configuré pour induire une perte de charge lorsque ledit dispositif de diminution de pression 38 est activé. Cet organe de perte de charge peut être de la forme d’un orifice calibré, d’un obstacle ou bien d’une géométrie induisant une perte de charge (e.g. un coude).