INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le problème de la mise en œuvre des marches réduites sur une unité PSA est d’autant plus critique que les temps de phase sont courts. D’une part le nombre annuel d’ouverture/fermeture de vannes, nécessaire dans une solution classique, est inversement proportionnel à la durée d’une phase et il va en être de même avec la durée entre deux maintenances programmée. Rajouter des manœuvres de vannes ne fait qu’aggraver ce point. D’autre part, la possibilité de déclencher une marche réduite est seulement possible lorsque le débit requis est sensiblement inférieur au débit nominal. L’invention sera donc particulièrement bien adaptée pour des cycles PSA avec des temps de phase de 5 à 40 secondes.
La présence de machines et en particulier de pompes à vide introduit ordinairement des contraintes supplémentaires sur les durées d’étape auxquelles l’invention peut apporter une solution. En effet, pour des machines ne comportant pas de variateur de vitesse, allonger les étapes où elles sont en service va à l’opposé d’une marche réduite. On ne souhaite en effet ni rentrer plus de gaz pendant l’étape de production, ni pousser plus la régénération de l’adsorbant en extrayant plus de résiduaire. Il convient alors de créer des temps morts côté adsorbeur tout en faisant fonctionner les machines en recyclage ou avec une mise à l’air par exemple.
L’invention s’applique particulièrement bien aux VSA ou VPSA O2 dont le cycle comporte à la fois des temps de phase courts, par exemple de 15 à 35 secondes, et des équipements tels que : compresseur d’air ou pompe à vide.
Le procédé selon l’invention peut être entièrement automatisé. Le débit nominal qui, rappelons-le, peut varier au cours du temps en fonction par exemple de l’état de l’adsorbant peut être rentré manuellement dans le système après un essai par exemple, ou déterminé par le système lui-même en fonction des performances réelles à un moment donné et des conditions opératoires correspondantes. Une corrélation par exemple incluant les paramètres principaux (débit de production, pureté, température, temps de phase…) permettra de trouver le débit qu’il sera possible de produire dans les conditions nominales.
La connaissance du débit de production requis est évidemment importante dans le cadre de l’invention. Ce débit peut être déterminé de différentes façons que ce soit un point de consigne provenant de l’unité aval, une mesure directe (débitmètre par exemple) ou indirecte (via des pressions par exemple).
La pureté de la production est évidement une caractéristique primordiale pour la majorité des unités. L’analyse de la pureté du produit peut être introduite de plusieurs manières dans le processus de l’invention. La façon la plus simple consiste à introduire une sécurité. On sait que pour une majorité de procédés PSA, le fait de réduire le débit de production sans toucher au cycle conduit à produire plus pur que nécessaire et ce au détriment du rendement et/ou de l’énergie spécifique, c’est-à-dire en définitive de la consommation de matière première (gaz d’alimentation ou de la consommation énergétique). Afin d’éviter tout risque de passer sous la pureté requise en enclenchant une marche réduite, le système ne passera en mode opérationnel (allongement des temps de phase avec au moins une nouvelle étape) qu’en cas de sur-pureté.
Par exemple, pour un VSA O2 devant fournir du gaz à 90% d’oxygène, la marche réduite ne sera effective que si la pureté en oxygène dépasse 90.5%
La pureté de la production peut également être introduite comme un des paramètres permettant de déterminer la durée adéquate des phases ou le facteur X (on rappelle que 1/X correspond à la fraction de cycle réduit lorsque le débit requis est compris entre le débit réduit prédéterminé et le débit nominal). En reprenant l’exemple d’un VSA O2, on peut connaître par simulations ou essais sur site, la fonction débit production = g(pureté production), le débit de production pouvant être normalisé.
Ainsi, pour une unité devant produire de l’oxygène à 90%, on pourra avoir les couples (débit normalisé, pureté) : (100, 90%), (97, 91.5%), (92, 93%), (87,93.5%), (82,94%).
Si l’unité fonctionne au débit requis avec une pureté de 92%, on pourrait produire environ 4.7% de débit supplémentaire pour une pureté de 90%. Comme on ne désire pas augmenter le débit, on peut allonger le temps de phase en proportion soit pour une durée nominale de 30 secondes, passer à 31.4 secondes. De la sorte on produira le débit requis à la pureté requise. On consommera par cycle la même énergie que précédemment mais faisant alors moins de cycles par heure, la consommation énergétique de l’unité diminuera.
DISPOSITIF DE PRODUCTION D’ENERGIE PAR GRADIENT DE SALINITE À TRAVERS UNE MEMBRANE À BASE DE FIBRES DE CHITOSAN RETICULÉES ETAT DE LA TECHNIQUE La production d’énergie par gradient de salinité est une des sources d’énergie renouvelable présentant le plus gros potentiel à l’échelle de la planète.
Parmi les différentes technologies actuellement envisagées, la méthode d’électrodialyse inverse (RED de l’anglais « reverse electrodialysis ») repose sur l’utilisation de membranes dont la propriété de base est le transport sélectif d’ions selon le signe de leur charge. Un dispositif RED est typiquement constitué d'une alternance de membranes échangeuses d’ions entre lesquelles on fait circuler alternativement de l’eau salée et de l’eau douce. La circulation d’une alternance d’eau salée et d’eau douce entre ces membranes échangeuses d’ions (MEIs) permet d’établir au niveau de chacune des MEI du dispositif un flux ionique. Aux extrémités de cet empilement de membranes, des électrodes viennent récolter le courant électrique généré par le flux ionique global.
L’un des problèmes rencontrés par les dispositifs de production d’électricité à partir d’un gradient de salinité, tels que les dispositifs RED actuels, est que ceux-ci présentent une capacité de production d’électricité très faible, en raison du fait que les membranes actuelles développent des puissances électriques par unité de surface de membrane ( i.e. des puissances membranaires) de seulement quelques W/m 2 de membrane.
En particulier, les MEIs conduisent faiblement les courants ioniques et constituent une contribution ohmique importante aux systèmes d’électrodialyse inverse. En outre, la préparation de ces membranes s’avère très coûteuse, c’est pourquoi la majeure partie des investissements de maintenance des procédés membranaires est consacrée au remplacement de ces membranes.
Une approche par rapport à ce problème est exposée dans la demande internationale publiée le 24 avril 2014 sous le numéro WO 2014/060690. Dans cette approche, il a été proposé des membranes nanoporeuses dont la surface interne des pores est recouverte de nitrure de bore ou plus généralement de mélanges des éléments bore, carbone et azote. Ces membranes nanoporeuses exploitent des phénomènes de diffusio-osmose au sein des pores et développent des puissances membranaires de l’ordre du kW/m 2 . Plus récemment, il a également été proposé, dans la demande internationale publiée le 9 mars 2017 sous le numéro WO 2017/037213 des membranes nanoporeuses dont la surface interne des pores est recouverte d’oxyde de titane, permettant d’atteindre des puissances membranaires de l’ordre 5 kW/m 2 . Cependant, cette approche implique l’utilisation de membranes à base de nitrure de bore ou d’oxyde de titane, dont la préparation à plus grande échelle que celle du laboratoire est complexe et extrêmement couteuse compte-tenu des matériaux nécessaires. Par ailleurs, les matériaux utilisés dans ces membranes sont potentiellement nocifs, et présentent un risque s’ils sont relargués dans l’environnement.
L’anneau est configuré de manière à se déformer de manière élastique (non-plastique) et homogène, dans les conditions de service prévues pour l’outil. En particulier, il peut, comme ici, être configuré (en termes de choix du matériau notamment) pour de déformer élastiquement, sans déformation plastique, jusqu’à une variation de 2% de son diamètre. L’anneau peut être réalisé en métal, par exemple en acier.
Pour ce qui est maintenant de la semelle 10, elle est globalement à symétrie de révolution, centrée sur un axe. Une fois l’outil 300 assemblé, l’anneau 20 est positionné sur la semelle 10, avec son axe A parallèle, et même confondu avec celui de la semelle.
La semelle 10 a globalement la forme d’une sorte de rondelle plate, l’anneau 20 venant s’appuyer, à plat, sur une surface supérieure de la semelle. La surface supérieure de la semelle 10 n’est toutefois pas complètement plate : elle présente, de l’extérieur vers l’intérieur : tout d’abord la surface d’appui 11 (sur laquelle la pièce à tester vient s’appuyer, lors des essais), qui est plane, perpendiculaire à l’axe de la semelle (et donc de l’anneau), et qui s’étend autour de cet axe, sur la majeure partie de la circonférence de la semelle 10, puis un épaulement circulaire, qui s’étend au moins en partie autour de l’axe de la semelle, et qui sert de butée pour limiter le diamètre de l’anneau élastique (afin d’éviter qu’une déformation excessive n’endommage la pièce à tester) ; l’épaulement forme un décrochement sur la surface supérieure de la semelle 10, puis une surface de réception 27, sur laquelle s’appuie l’anneau 20 (lorsque l’outil 30 est assemblé) ; la surface de réception 27 est plane, perpendiculaire à l’axe de la semelle (et de l’anneau), et elle s’étend tout autour de l’axe de la semelle ; elle est parallèle à la surface d’appui 11.
La surface d’appui 11 est en quelque sorte légèrement surélevée par rapport à la surface de réception 27, avec, entre les deux, l’épaulement en question (autrement formulé, cet épaulement délimite une sorte de logement circulaire destiné à recevoir l’anneau). Cet épaulement définit une surface d’arrêt 44, essentiellement cylindrique, centrée sur l’axe de la semelle. Une fois l’outil 300 assemblé, la surface d’arrêt 44 est située en vis-à-vis de la surface radialement externe 24 de l’anneau 20. Elle a un diamètre supérieur au diamètre de la surface radialement externe 24 de l’anneau.
Cette surface d’arrêt 44 empêche une augmentation excessive du diamètre de l’anneau 20 qui vient contraindre la pièce à tester, évitant ainsi une déformation excessive (et un possible endommagement) de cette pièce. Elle limite de manière particulièrement sûre le diamètre de l’anneau 20, à la manière d’une butée de sécurité, par exemple en cas de dysfonctionnement de la clef dynamométrique employée pour serrer la vis de réglage 22.
L’épaulement a une hauteur (c’est à une dimension selon la direction axiale) inférieure à l’épaisseur de l’anneau 20 (épaisseur selon la direction axiale), pour que la surface radialement externe de l’anneau 24 déborde au-dessus de l’épaulement, et puisse ainsi contraindre le diamètre de la pièce 30, à tester.
Par ailleurs, au niveau de la surface d’appui 11, la semelle 10 présente des dégagements 14, permettant d’accéder à la surface de la pièce 30 qui est en contact avec la surface d’appui 11, par exemple pour venir palper cette surface avec un outil de mesure (afin par exemple de vérifier sa planéité).
Ces dégagements 14 sont ici des rainures, réalisées sur la surface supérieure de la semelle, et qui s’étendent chacune radialement. Ces rainures peuvent par exemple être obtenues par fraisage, en usinant la surface d’appui 11 (avec une direction de déplacement de la fraise qui soit radiale, à chaque fois). On notera que les dégagements en question pourraient, en variante, prendre une forme différente de ces rainures. Ils pourraient par exemple être réalisés sous la forme de trous débouchant sur la surface d’appui 11, traversant chacun la semelle dans une direction axiale, de part en part, et répartis angulairement sur toute la circonférence de la semelle.
Les dégagements 14 sont répartis régulièrement autour de l’axe de la semelle, d’un point de vue angulaire, par exemple en étant séparés deux à deux par un écart angulaire constant (ou tout au moins contant à plus ou moins 5 degrés près). Le nombre de dégagements est compris par exemple entre 5 et 20. Pour l’exemple représenté sur les figures, il est égal à douze.
Au niveau de la surface de réception 27, la semelle 10 présente, dans sa partie la plus proche de l’axe de la semelle, des parties en saillie 45, qui font saillie par rapport à la surface de réception 27 dans la direction axiale (i.e. : qui sont surélevées par rapport à la surface de réception 27). Ces parties en saillie 45 qui servent d’appui pour des brides de serrage 12.
Chaque partie en saillie s’étend sur une partie de la circonférence de la semelle, en occupant par exemple un secteur angulaire de 30 degrés. Chaque partie en saillie 45 a une hauteur supérieure à l’épaisseur de l’anneau 20 (épaisseur selon la direction axiale de l’anneau). Cela permet aux brides de serrage 12 de prendre appui sur la semelle 10 (au niveau des parties en saillie 45), sans être gênées par l’anneau 20, notamment sans venir en butée contre la surface supérieure de l’anneau 20 (ce qui permet de serrer de manière adéquate ces brides 12 sur la pièce 30 à tester).
La semelle 10 comprend autant de parties en saillie 45 qu’il y a de brides de serrage 12, en l’occurrence cinq.
L’ensemble des parties en saillie 45 n’occupe qu’une partie de la circonférence de la semelle. Des passages sont ainsi ménagés entre les parties en saillie 45, ce qui permet de faire passer radialement un outil de mesure, qui traverse ensuite l’un des trous 26 de l’anneau 20 pour venir enfin mesurer la partie de la pièce 30 contrainte par l’anneau 20.
Les portions en saillie 45 sont d’ailleurs réparties angulairement de telle manière que les trous 26 de l’anneau 20 soient positionnés sur des secteurs angulaires différents de ces portions en saillie 45. Cela nécessite notamment un positionnement angulaire spécifique de l’anneau 20 par rapport à la semelle 10. Ce positionnement est obtenu par une goupille 48 (figures 1 et 3), de type pion de centrage qui permet un indexage de l’anneau. Cette goupille 48 fait saillie axialement depuis la surface de logement 27 et s’insère dans un trou de l’anneau 20 épousant la goupille 48. Ainsi, l’anneau 20 sera angulairement toujours bien placé sur la semelle 10, c’est-à-dire avec ses trous 26 qui ne sont pas en vis-à-vis des portions en saillie 45. Cette goupille 48 contribue par ailleurs au centrage de l’anneau par rapport à la semelle (i.e. : à un positionnement coaxial de ces deux pièces l’une par rapport à l’autre).
Pour ce qui est des brides de serrage 12, elles sont positionnées chacune sur l’une des portions en saillie 45 et fixées à la semelle 10 par deux éléments de fixations, ici des vis de fixation 46. Chaque bride de serrage 12 forme une petite plaque, qui, d’un côté, prend appui sur l’une des portions en saillie 45, et, de l’autre, vient presser la collerette 33 de la pièce 30 à tester. La partie 122 de la bride qui vient presser la collerette 33 est plus épaisse que le reste de la bride, et présente une surface de pression 121 parallèle à la surface d’appui 11, et située en vis-à-vis de la surface d’appui 11 (lorsque les brides sont en position pour presser la pièce 30).
Chaque bride de serrage 12 comprend deux trous oblongs, ou autrement formulé deux lumières, qui traversent chacune la bride sur toute son épaisseur et qui ont une forme allongée dans la direction radiale, pour permette de déplacer la bride par rapport à la semelle dans une direction radiale sans avoir à démonter les vis de fixation 46 (lors des opérations de montage de l’outil 300 sur la pièce à tester). La bride de serrage 12 est ainsi mobile entre deux positions extrêmes : une première position de la bride, rétractée, dans laquelle la bride ne se superpose pas à la surface d’appui 11 de la semelle 10 (et dans laquelle chaque vis de fixation 46 est en butée à une première extrémité de la lumière qu’elle traverse), et; une seconde position, de serrage, dans laquelle la surface de pression 121 de la bride est située en vis-à-vis de la surface d’appui 11 de la semelle 10 (chaque vis de fixation 46 étant alors en butée à l’autre extrémité de la lumière qu’elle traverse).
Selon un autre exemple cette variation du couplage magnétique ou de la position du centre O de la tête 5 peut être déclenchée en réponse à un évènement tel qu’un choc, susceptible de traduire un accident ou un impact. Il est alors possible d’identifier une déformation plastique de l’élément de guidage, par exemple par matage provoqué par un choc appliqué au boîtier 2 ou à l’élément de liaison 6.
Selon un autre exemple, l’identification d’une variation d’une position du centre O de la tête 5 peut permettre une mesure d’une position de la tête 5, par exemple à partir d’une position initiale de référence préalablement établie. Cette identification peut également permettre une mesure d’une déformation plastique ou élastique de l’élément de guidage 4. Cette identification peut en outre permettre une mesure d’une charge appliquée directement ou indirectement à la rotule, par exemple, pour effectuer un réglage d’une suspension d’un véhicule. Une mesure de charge peut être effectuée lorsqu’un véhicule est à l’arrêt ou pendant son déplacement.
Une même rotule peut parfaitement être configurée de sorte à observer cette variation à la fois en réponse à un choc et à la fois de manière continue ou périodique. Selon un autre exemple l’identification de cette variation du couplage magnétique ou de la position du centre O de la tête 5 peut être déclenchée au démarrage du véhicule. Par exemple, on détermine une fois par jour cette variation. On peut ainsi identifier une variation dans le temps permettant d’évaluer l’état de chargement de la rotule. On peut également déterminer une déformation initiale de l’élément de guidage 4, lorsque le véhicule est à l’arrêt, qui pourra permettre d’estimer une charge.
Ainsi, on fournit une rotule instrumentée adaptée pour déterminer l’état d’endommagement du coussinet de la rotule. La rotule est particulièrement simple à réaliser et convient pour des rotules utilisées, notamment, pour des matériels roulant, dans les domaines variés de l’automobile, l’aéronautique, les engins de chantier, les engins militaires, les engins et matériel agricole. Une telle rotule confère également des avantages considérables dans le domaine de la biomécanique, par exemple pour former la rotule d’une prothèse. Par exemple, peut prévoir une prothèse de genou, de hanche ou d’épaule comprenant cette rotule.
Ressort composite de suspension en soufflet Domaine de la technique La présente invention concerne les dispositifs élastiques de compression destiné à stocker, grâce à un ressort composite, de grandes énergies élastiques sous une faible masse, pour les applications suivantes :
Etat de de la technique antérieure Il est connu que les ressorts acier ont des densités d’énergie relativement modeste situées à 250 voire 300 Joules par kilogramme (J/kg).
Les ressorts hélicoïdaux composites, que nous avons inventé, parviennent à atteindre des densités d’énergie de 600 J/kg.
Ressorts composites antérieurs Le brevet Européen 94401868.8 du 18-08-94 sous priorité du brevet FR 9310146 du 20-08-93 (de l’auteur) décrit un ressort en forme de « C », ce ressort utilise un ruban ayant une largeur sensiblement égale à la largeur du ressort et une épaisseur perpendiculaire au dit ressort sensiblement moindre. Ledit ruban composite de renforcement est enroulé, de façon continue, autour du ressort faisant le tour de l’entretoise centrale et des yeux de fixation de façon ininterrompue. En d’autres termes : ledit ruban parcourt par exemple l’extrados de l’entretoise, puis tourne autour de l’œil d’une extrémité et revient vers l’autre œil en parcourant l’intrados du ressort, il tourne alors autour du second œil et repart sur l’extrados (pour un nombre fini de tours). Lors du chargement des yeux, c’est à dire quand on applique une force destinée à les rapprocher. Dans la configuration revendiquée par le brevet FR 9310146, on observe les phénomènes suivants : les yeux poussent sur la zone du ruban située du côté de l’intrados. Le ruban, sous la charge, se décolle de l’entretoise, ceci provoque immanquablement le délaminage total de la couche de ruban et la ruine du ressort. De plus l’entretoise étant de section constante le moment quadratique appliqué au ressort n’est pas maitrisé. Il s’agit de notre tout premier ressort et il est donc très loin d’être mature. Un tel ressort n’est pas capable de stocker une énergie intéressante.
Brevet FR 85 13960 du 20-09-85 (déposant régie nationale Renault) ce brevet traite d’un ressort à lame et de la façon de fixer ses extrémités. Il n’y a absolument aucune communauté de principe entre un tel ressort et un ressort en oméga ! De plus mettre un œil à l’intérieur de la lame du ressort est susceptible de provoquer un délaminage du composite. Placer un œil entre des couches de composite est donc également une très mauvaise idée !
En référence à la , on réalise les contacts métalliques central 31.1 et latéral 31.2. Pour cela, on dépose tout d’abord une couche diélectrique de passivation 30 de manière à recouvrir la portion centrale 29. La couche diélectrique 30 peut être déposée à 400°C et être réalisée en un matériau diélectrique tel qu’un oxyde, nitrure ou oxynitrure de silicium, un oxyde ou nitrure d’aluminium, un oxyde d’hafnium, entre autres. Elle peut présenter une épaisseur comprise par exemple entre 200nm et 1000nm. Une étape de planarisation de type CMP est ensuite effectuée. On réalise ensuite des ouvertures traversantes au travers des couches diélectriques 23, 30 de manière à déboucher sur une surface supérieure de la portion centrale 29 et sur une surface supérieure de la portion intermédiaire périphérique 27. Enfin, on réalise les contacts métalliques central 31.1 et latéral 31.2. On dépose ici une couche mince d’accroche formée d’un empilement de type Ti/TiN/Cu par dépôt chimique en phase valeur dans les ouvertures traversantes, et on remplit l’espace vide par du cuivre déposé par électrolyse. Une étape de planarisation de type CMP est ensuite effectuée avec arrêt sur l’oxyde de la couche diélectrique de passivation 30. La couche diélectrique de passivation 30 et les contacts métalliques 31.1 et 31.2 présentent ensemble une même face supérieure planaire.
En référence à la , on réalise l’hybridation de l’empilement optoélectronique ainsi obtenu sur une puce de commande 40. La face de connexion de la puce de commande 40 peut ainsi être revêtue d’une couche isolante 41, réalisée en un matériau diélectrique, traversée par des contacts métalliques 42. La matrice de photodiodes 1 et la puce de commande 40 sont ainsi assemblées par adhésion moléculaire hybride, par contact des faces formées des contacts métalliques et des couches isolantes. Un recuit de collage peut être effectué de manière à augmenter l’énergie de collage surfacique entre les deux faces en contact. On effectue ensuite la suppression de la couche support 20, par exemple par abrasion ( grinding , en anglais), de manière à exposer la couche isolante inférieure 21. Celle-ci forme ainsi la face de réception du rayonnement lumineux à détecter, et assure avantageusement une fonction d’antireflet.
Ainsi, le procédé de fabrication permet d’obtenir une ou plusieurs photodiodes 1 passivées, comportant chacune une portion intermédiaire périphérique 27 située au niveau de la première face 22a et entourant la première région 11 dopée n+, permettant ainsi de limiter la diffusion latérale des dopants de type n provenant de la première région 11 dopée n+, et donc de réduire la composante de surface du courant d’obscurité. Le silicium de la portion 27 présente une grande énergie de bandes interdites, ce qui contribue à réduire le courant d’obscurité en surface. De plus, la première région 11 dopée n+ est ici avantageusement formée notamment de la portion centrale 29 en germanium épitaxié et dopé n+ in situ. Cette portion centrale 29 présente donc une très bonne qualité cristalline, ce qui réduit encore le courant d’obscurité, et on limite également la diffusion non contrôlée des dopants de type n. On réalise ainsi une ou plusieurs photodiodes 1 ayant des performances améliorées.