INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
A titre d’exemple, on détaille ci-après en relation avec les figures 6 et 7 la génération d’un RAN satellitaire et la mise en œuvre de la solution proposée pour fournir un débit minimum aux services d’urgences par exemple.
Par exemple, des RAN satellitaires peuvent être déployés pour compléter ou remplacer les RAN terrestres :
la nuit ou en heure creuse pour arrêter les antennes terrestres et diminuer la puissance consommée et les radiations émises ; en cas de panne d’un RAN terrestre ; pour délester un RAN terrestre aux heures de pointe ; pour effectuer la maintenance d’un RAN terrestre ; etc.
L’exemple ci-dessous développe le cas de la maintenance d’un RAN terrestre d’un MNO. Un exemple d’usage du procédé par un MNO consiste à utiliser la capacité d’un RAN satellitaire lors d’une opération de maintenance planifiée d’un RAN terrestre (par exemple changement de carte, redémarrage…). Cette opération peut être réalisée la nuit en heure creuse. Le RAN satellitaire doit avoir une capacité minimale suffisante pour remplacer le RAN terrestre, notamment pour fournir du débit aux services d’urgences.
De manière avantageuse, le procédé mis en œuvre par ordinateur décrit utilise une fouille de textes, ou Text Mining en anglais, afin d’analyser le texte cible 2 compris dans le document électronique cible 1 et de générer l’interface interactive 8 qui permet de guider l’utilisateur du terminal utilisateur dans la procédure à suivre, cette procédure à suivre pouvant être une procédure de maintenance ou de rechange d’une pièce comprise dans une machine ou un dispositif donné.
Procédé de simulation de la réponse d’un système aéronautique soumis à au moins un événement électromagnétique, procédé de conception faisant usage d’une telle simulation et dispositif associé DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION Le domaine technique de l’invention est celui de la simulation numérique.
La présente invention concerne un procédé de simulation de la réponse d’un système aéronautique soumis à un événement électromagnétique utilisant une méthode PEEC et en particulier un procédé permettant la détermination d’une expression analytique de cette réponse.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Le bon fonctionnement d’un système électrique/électronique, en particulier en aéronautique, dépend entre autres de son environnement. Des phénomènes électriques, comme la foudre, peuvent affecter de façon plus ou moins importante le fonctionnement de ces systèmes. Pour cette raison, une déclinaison de contraintes électriques, par exemple des contraintes foudre, est nécessaire afin de développer un système robuste et fonctionnel. Les interactions et/ou couplages permettant d’améliorer la robustesse de ces systèmes peuvent être calculés grâce aux équations synthétisées par James Clerk Maxwell. Malheureusement, la complexité du système (par ex. nacelle, moteur, train d’atterrissage, etc.) rend difficile l’utilisation directe de ces équations.
Aussi, les simulations numériques deviennent un atout important afin de faire une déclinaison des contraintes électriques d’un système. Ces calculs numériques utilisent une discrétisation du système afin de faire des calculs simples sur des mailles ou cellules élémentaires ; en additionnant l’apport de chacune de ces cellules une réponse du système complet est obtenue. Ces simulations numériques permettent d’orienter et d’évaluer des choix techniques avant la réalisation des prototypes, de réduire les coûts et les délais, de maitriser les risques et d’optimiser le design. Un grand nombre de méthodes mathématiques existent afin de réaliser les simulations numériques. Les plus connues sont : Finite Difference Time Domain (FDTD), Finite Element Method (FEM), Method of Moments (MoM) ou bien encore Partial Element Equivalent Circuit Method (PEEC).
Cette dernière méthode (PEEC) est intéressante pour calculer les couplages électromagnétiques permettant entre autres de déterminer les parcours du courant (par exemple un courant foudre) sur un système aéronautique. Cette méthode intégrale remplace les éléments géométriques par des composants électriques équivalents facilitant aussi la compréhension par les utilisateurs. Elle permet de réduire énormément la complexité du problème. Malheureusement, comme toutes les autres méthodes, lorsque le système aéronautique nécessite un grand nombre de cellules élémentaires pour être représenté, le temps et les ressources informatiques augmentent exponentiellement. On explique cela par une résolution numérique des intégrales sur lesquelles la méthode est basée.
Actuellement, ces intégrales sont calculées numériquement car elles sont très complexes et au premier abord, la tâche d’en trouver une expression analytique explicite semble insurmontable. A defaut, dans la littérature, des résolutions analytiques simplifiées existent dans lesquelles les cellules élémentaires doivent être alignées dans les plans cartésiens (xOy, yOz, xOz…). Evidemment, le calcul intégral se simplifie fortement, mais les géométries qui peuvent être prises en compte par cette technique sont limitées et/ou des erreurs doivent être acceptées pour garder une cohérence avec les hypothèses de départ.
Aussi, si l’on souhaite utiliser une méthode plus générale et/ou précise, trois contraintes majeures existent : le temps de calcul élevé, les besoins importants des ressources informatiques et les outils commerciaux qui nécessitent en général une grande expertise. Or, de nos jours, le développement d’un système nécessite une forte réactivité et les contraintes des simulations numériques font qu’elles ne sont pas toujours envisageables au bon moment.
Il existe donc un besoin d’un procédé permettant de simuler la réponse d’un système aéronautique à un événement électromagnétique plus rapidement sans pour autant perdre en précision.
L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en permettant d’obtenir, grâce à une expression analytique, la réponse d’un système aéronautique.
Pour cela, un aspect de l’invention concerne un procédé assisté par ordinateur pour la simulation de la réponse d’un système aéronautique soumis à au moins un événement électromagnétique, le procédé comprenant : à partir d’un modèle numérique du système aéronautique, une étape de maillage de sorte à obtenir une pluralité de mailles rectangulaires ou parallélépipédiques ; une étape d’association d’un repère à chaque maille, les axes dudit repère étant alignés selon les directions des arêtes de la maille considérée de sorte à former un repère orthogonal ; une étape de calcul analytique, par une méthode PEEC analytique, de la résistance et des couplages capacitifs et/ou inductifs associés à chaque maille de sorte à obtenir une matrice capacitance, résistance, inductance et mutuelle inductance partielle du système aéronautique, la ou les intégrales nécessaires à ce calcul effectuées sur une maille donnée se faisant en prenant pour repère le repère associé à ladite maille ; à partir de la matrice capacitance, résistance, inductance et mutuelle inductance partielle, une étape de détermination de la matrice impédance du système aéronautique ; à partir de la matrice impédance, une étape de détermination des courants et tensions au sein du système aéronautique en fonction de l’événement électromagnétique appliqué sur le système aéronautique et de la position à laquelle ce dernier est appliqué.
On entend par système aéronautique un système comprenant au moins une pièce mécanique (par ex. une nacelle) et un système électrique fixé sur la pièce mécanique, le système électrique comprenant au moins un harnais électrique et/ou un boitier électrique et/ou un boitier électronique. On entend par couplages inductifs associés à chaque maille ML, le couplage inductif entre cette maille ML et elle-même, mais également le couplage inductif entre cette maille ML et les autres mailles ML du maillage.
Grâce à l’invention, il est possible de déterminer une expression analytique de la matrice capacitance, résistance, inductance et mutuelle inductance partielle du système aéronautique. L’obtention d’une expression analytique permet de réduire les temps de calcul nécessaires à la détermination des courants et tension au sein du système sans pour autant sacrifier en précision.
Dans un mode de réalisation les mailles sont des mailles rectangulaires.
Dans un mode de réalisation alternatif les mailles sont des mailles parallélépipédiques.
en cas de détection positive, application d’un module de détermination d’une signature prédictive de référence associée à la signature prédictive du risque calculée et de caractérisation du risque associé à la signature de risque de référence, comportant un module affichage d’un scénario de menaces préalablement déterminé et enregistré en association avec ladite signature prédictive de référence..
Le système est configuré pour mettre en œuvre le procédé de détection et de caractérisation de signaux faibles d’exposition à un risque pour un patient, selon ses diverses variantes rappelées brièvement ci-dessus.
Selon un autre aspect, l’invention concerne un programme d’ordinateur comportant des instructions logicielles qui, lorsqu’elles sont mises en œuvre par un dispositif électronique programmable, mettent en œuvre un procédé de détection et de caractérisation de signaux faibles d’exposition à un risque pour un patient tel que brièvement décrit ci-dessus.
la est un synoptique d’un dispositif de détection et de caractérisation de signaux faibles d’exposition à un risque pour un patient selon un mode de réalisation;
la est un synoptique des principales étapes d’une phase d’initialisation d’un procédé détection et de caractérisation de signaux faibles d’exposition à un risque pour un patient, selon un mode de réalisation ;
la est un synoptique des principales étapes d’une phase de calcul de signature prédictive de risque dans un procédé de détection et de caractérisation de signaux faibles d’exposition à un risque pour un patient, dans un mode de réalisation ;
la est un synoptique des principales étapes d’une phase de caractérisation de signaux faibles d’exposition à un risque pour un patient dans un mode de réalisation.
L’invention sera décrite ci-après dans des modes de réalisation, en particulier dans son application pour la détection et la caractérisation de signaux faibles d’exposition d’un patient à un risque de Lupus systémique.
Bien entendu, il s’agit d’un exemple non limitatif d’application de l’invention.
La illustre schématiquement un système 2 de détection et de caractérisation de signaux faibles d’exposition d’un patient à un risque.
Ce système 2 comprend un premier système de calcul 4 et un deuxième système de calcul 6. Dans un mode de réalisation, chacun des systèmes de calcul 4, 6 est formé par un ou plusieurs dispositifs électroniques programmables, e.g. ordinateurs, adaptés pour effectuer des calculs.
Ces systèmes de calcul 4, 6 sont adaptés pour communiquer, en lecture et en écriture, avec un système de stockage de données 8, qui comprend des bases de données mémorisées sur une ou plusieurs unités de mémoire électroniques.
Le premier système de calcul 4 comporte une unité de calcul 10, composée d’un ou plusieurs processeurs, associée à une unité de mémoire électronique 12 et à une interface homme-machine 14.
Le deuxième système de calcul 6 comporte une unité de calcul 16, composée d’un ou plusieurs processeurs, associée à une unité de mémoire électronique 20 et à une interface homme-machine 18.
Le premier système de calcul 4 est configuré pour mettre en œuvre une phase d’initialisation d’un procédé de détection et de caractérisation de signaux faibles d’exposition d’un patient à un risque, en lien avec un périmètre pathologique prédéfini, permettant de générer ou d’enrichir des bases de données comprenant :
Selon un mode de réalisation particulier, l’unité de répétition Chem. I est choisi parmi les formules Chem. I-1, Chem. I-2 et Chem. I-3 dans lesquelles R 3 représente –(CH 2 ) 3 -, R 4 représente –(CH 2 ) 2 - et R a et R b représentent chacun un groupe méthyle ou encore forment avec l’atome de carbone qui les porte un cyclopropane divalent.
Le polymère P F comprend au moins une unité de répétition de formule Chem. I. Outre les unités de répétition de formule Chem. I, le polymère P F peut comprendre d’autres unités de répétition, et notamment des unités de formule –[U p -(SO 3 H) i ]- ou -[U p H i ]-. De préférence, le polymère P F est constitué uniquement d’unités de répétition de formules Chem. I, –[U p -(SO 3 H) i ]- et -[U p H i ]-.
De préférence, le polymère P F est constitué d’au moins 40% en nombre d’unités de répétition de formule Chem. I, préférentiellement, notamment au moins 50%, 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 80%, ou 95%, plus préférentiellement 100%, en nombre d’unités de répétition de formule Chem. I par rapport au nombre total d’unités de répétition le constituant. De préférence, le reste des unités de répétition sont des unités de répétition de formule –[U p H i ]- ou –[U p -(SO 3 H) i ]-, –[U p -(SO 3 H) i ]- pouvant être sous la forme d’un sel, en particulier un sel métallique physiologiquement acceptable, par exemple un sel de métal alcalin (e.g. Na, K), de métal alcalino-terreux (e.g. Ca), de zinc, d’argent ou d'aluminium, préférentiellement de sodium. Plus préférentiellement, le reste des unités de répétition sont des unités de répétition de formule –[U p -(SO 3 H) i ], éventuellement sous forme d’un sel (e.g. comme défini précédemment).
Avantageusement, le polymère P F comprend des unités de formule Chem. I identiques ou différentes, plus avantageusement identiques.
Selon un mode de réalisation préféré, toutes les unités de répétition du polymère P F sont des unités de répétition de formule Chem. I.
Le polymère P F est avantageusement un polymère P modifié, et plus particulièrement un polymère P modifié par substitution avec des groupements de formule -(GF)-(E-A) n -(GP 1 ).
Le polymère P est choisi parmi un polymère polyéthercétone aromatique et un polymère polyéthersulfone aromatique. Le polymère P est constitué de l’enchainement d’unités de répétition U p H i . Le polymère P dont l’unité de répétition U p H i est de formule Chem. II est un polymère PEEK. Le polymère P dont l’unité de répétition U p H i est de formule Chem. III est un polymère PAEK. Le polymère P dont l’unité de répétition U p H i est de formule Chem. IV est un polymère PEKK. Le polymère P dont l’unité de répétition U p H i est de formule Chem. V est un polymère PAES. Le polymère P dont l’unité de répétition U p H i est de formule Chem. VI est un polymère PEES. Le polymère P dont l’unité de répétition U p H i est de formule Chem. VII est un polymère PEKEKK. Le polymère P dont l’unité de répétition U p H i est de formule Chem. VIII est un polymère PES. Le polymère P dont l’unité de répétition U p H i est de formule Chem. IX est un polymère PEK.
De préférence, le polymère P est un polymère polyéthercétone aromatique, et de préférence un poly(éther éther cétone) (PEEK). De par ses liaisons éther et cétone, le polymère polyéthercétone aromatique, tel que le PEEK, est un matériau très solide, avec des propriétés mécaniques très élevées. Le PEEK est un polymère facilement synthétisable et inerte ce qui en fait un matériau très utilisé dans le domaine médical. Il peut être obtenu par substitution nucléophile ( J. B. Rose, Aromatic polymers . GB1414421, (1975), Imperial Chemical Industries) ou substitution électrophile (H. M. Colquhoun, D. F. Lewis, Synthesis of aromatic polyetherketones in trifluoromethanesulphonic acid. Polymer , (1988), 29, 1902-1908 ). Le polymère P, notamment le PEEK, peut être chlorosulfoné avec de l’acide chlorosulfonique ( X. Zhao, Q. Zhang, L. Xue, Q. Shi, K. Tao, Preparation and gel properties of poly( ether ether ketone ) with pendent sulfonimide groups. J. Appl . Polym . Sci ., (2013), 130(2), 1058-1063 ; M. L. Di Vona , D. Marani , C. D' Ottavi , M. Trombetta , E. Traversa, E. Beurroies , P. Knauth , S. Licoccia , A Simple New Route to Covalent Organic / Inorganic Hybrid Proton Exchange Polymeric Membranes. Chem . Mater., (2006), 18(1), 69-75 ; FR3024145 ). Le SPEEK-Cl, polymère PEEK chlorosulfoné, est soluble uniquement dans les solvants suivants : chloroforme, dichlorométhane, tétrahydrofurane (THF), N,N-diméthylformamide (DMF) et diméthylsulfoxide (DMSO). Etant complétement insoluble dans les solvants aqueux et dans la plupart des solvants organiques, le SPEEK-Cl est donc utilisable en tant que support solide dans de très nombreux milieux de réactions.
Avantageusement, le polymère P a une masse molaire moyenne en masse Mw comprise entre 8700 et 116 000 g/mol, de préférence entre 50 000 et 100 000 g/mol.
En particulier, le polymère P et donc également le polymère P F a un degré de polymérisation DP allant de 30 à 400, plus particulièrement de 50 à 200.
Etapes réactionnelles Les étapes (a) et (b) sont réalisés dans un milieu de réaction aqueux ou organique, de préférence aqueux, c’est-à-dire qu’il comprend au moins de l’eau. Le milieu de réaction est choisi de sorte à ce que le support polymérique soit solide dans ce milieu de réaction, et de préférence de sorte à ce que l’au moins une molécule M1 comprenant au moins une fonction acide carboxylique et l’au moins une molécule M2 comprenant au moins une fonction amine soient solubilisées dans ce milieu de réaction.
Ainsi, les étapes (a) et (b) peuvent être mises en œuvre dans un milieu comprenant un ou plusieurs solvants organiques (e.g. tétrahydrofurane (THF), diméthylformamide (DMF), diméthylsulfoxide (DMSO) ou un mélange de ceux-ci), de l’eau ou un mélange de ceux-ci. De préférence, le milieu de réaction est un milieu aqueux et comprend au moins de l’eau, avantageusement à température ambiante.
Selon un premier mode de réalisation, le milieu de réaction est un mélange d’un ou plusieurs solvants organiques et d’eau, tel qu’un mélange de tétrahydrofurane et d’eau, un mélange de DMF et d’eau ou un mélange de DMSO et d’eau, de préférence un mélange de THF et d’eau.
Selon un deuxième mode de réalisation préféré, le milieu de réaction est de l’eau, avantageusement à température ambiante.
Lors de l’étape (a), la molécule M1 ou un sel de celle-ci est mélangée au support polymérique dans le milieu de réaction. La ou les fonctions acide carboxylique de la molécule M1 réagisse(nt) alors avec le support polymérique en déplaçant le groupe partant GP de l’unité de répétition de formule Chem. I. La molécule M1 se trouve alors liée de manière covalente au support polymérique via sa ou ses fonctions acide carboxylique qui se trouve(nt) alors activée(s) et donc plus réactive(s) vis-à-vis d’un nucléophile tel qu’une amine primaire ou secondaire.
Ainsi, si la molécule M1 répond par exemple à la formule R M1 COOH, sa réaction avec le support polymérique lors de l’étape (a) résultera en un support polymérique greffé avec la molécule M1 comprenant ou consistant en un polymère P F ou un sel de celui-ci, dans lequel l’unité de répétition de formule Chem. I est remplacée par une unité de répétition Chem. Ia suivante : [Chem. Ia] dans laquelle U p , GF, E, A, i et n sont tels que définis précédemment et R M1 est le radical issu de la molécule M1.
Par la suite, on considère que les suites {0, tg 1 , tg 2 , ..., tg i-1 , tg i , ...} et {0, to 1 , to 2 , ..., to j-1 , to j , ...} sont toutes les deux des sous-ensembles de la suite {0, t 1 , t 2 , ..., t k-1 , t k , ...}. Ainsi, chaque instants tg i et to j correspond à un instant t k respectif de la suite {0, t 1 , t 2 , ..., t k-1 , t k , ...}. De plus, dans ce mode de réalisation, les instants tg i et to j sont distincts. Autrement dit, à un instant tg i où la mesure de l'unité 40 est acquise, aucune nouvelle distance corrigée n'est acquise et vice-versa. Enfin, dans ce texte, les instants t m sont égaux aux instants auxquels le sous-module 62 acquière soit une mesure de l'unité 40 soit une nouvelle distance corrigée.
Pour mettre à jour les coefficients de corrections en fonction des mesures de l'unité 40 et de la distance corrigée, le sous-module 62 comporte un filtre de Kalman 64. Pour combiner les coefficients de corrections aux estimations brutes délivrées par le sous-module 60, le sous-module 62 comporte aussi un additionneur 66.
Ici, le filtre 64 est connu sous l'acronyme ESKF (Error State Kalman Filter) car il estime des corrections à apporter à la position, l'orientation et la vitesse estimées par le sous-module 60. Plus précisément, le filtre 64 fournit, pour chaque instant t m , un vecteur d’état X m│m . Le vecteur d'état X m│m contient notamment les coefficients de correction à utiliser pour corriger la position P e (m), l’orientation O e (m) et la vitesse V e (m). Pour chaque instant t m , l'additionneur 66 combine les coefficients de correction fournis par le filtre 64 avec la position P e (m), l’orientation O e (m) et la vitesse V e (m) pour obtenir la position corrigée P c (m), l’orientation corrigée O c (m) et la vitesse corrigée V c (m). Pour chaque instant t k postérieur à l'instant t m et antérieur à l'instant t m+1 , aucune correction n'est apportée aux estimations construites par le sous-module 60.
Par exemple, ici, le vecteur d’état X m│m contient des coefficients de correction δ x (m), δ y (m) et δ z (m) des coordonnées, respectivement, x e (m), y e (m) et z e (m) de la position P e (m). L'additionneur 66 ajoute ces coefficients δ x (m), δ y (m) et δ z (m), respectivement, aux coordonnées x e (m), y e (m) et z e (m) pour obtenir les coordonnées, respectivement, x c (m), y c (m) et z c (m) de la position corrigée P c (m).
Le vecteur d’état X m│m comporte aussi des coefficients de correction δ ψ (m), δ θ (m) et δ φ (m), respectivement, des coordonnées ψ e (m), θ e (m) et φ e (m) de l'orientation O e (m). L'additionneur 66 ajoute ces coefficients δ ψ (m), δ θ (m) et δ φ (m), respectivement, aux coordonnées ψ e (m), θ e (m) et φ e (m) pour obtenir les coordonnées corrigées, respectivement, ψ c (m), θ c (m) et φ c (m) de l’orientation O c (m).
De façon similaire, le vecteur d’état X m│m comporte aussi trois coefficients de correction δv x (m), δv y (m) et δv z (m) utilisés pour corriger, respectivement, les coordonnées Vx e (m), Vy e (m) et Vz e (m) de la vitesse V e (m).
Classiquement, le vecteur d’état X m│m comporte aussi des coefficients de correction pour corriger d’autres paramètres comme des biais de mesure de l’accéléromètre 44 et du gyromètre 46 ou autres. Dans ce mode de réalisation, le vecteur d’état X m│m contient en plus : - trois coefficients de correction δba x (m), δba y (m) et δba z (m) pour corriger les biais de mesure de l'accéléromètre 44 dans les directions, respectivement, x b , y b et z b , - trois coefficients de correction δbg x (m), δbg y (m) et δbg z (m) pour corriger les biais de mesure du gyromètre 46 autour des axes parallèles, respectivement, aux directions x b , y b et z b .
Dans ce mode de réalisation, le vecteur d’état X m│m est donc le vecteur suivant à quinze coordonnées : [δ ψ (m), δ θ (m), δ φ (m), δv x (m), δv y (m), δv z (m), δ x (m), δ y (m), δ z (m), δba x (m), δba y (m), δba z (m), δbg x (m), δbg y (m), δbg z (m)] T , où le symbole " T " est le symbole de l'opération transposée.
Le filtre 64 est un algorithme récursif qui, pour chaque instant t m , fournit à l'additionneur 66 un nouveau vecteur d’état X m│m calculé à partir : - du précédent vecteur d’état X m-1│m-1 , - de la mesure de l’unité 40 ou de la nouvelle distance corrigée acquise à l'instant t m , et - de la position P e (m), de l’orientation O e (m) et de la vitesse V e (m) construites par le sous-module 60 pour l'instant t m .
Classiquement, le filtre 64 comporte un bloc 68 de prédiction calculant un premier vecteur d’état X m│m-1 à partir du vecteur X m-1│m-1 suivi d'un bloc 70 de mise à jour calculant le vecteur X m│m à partir du vecteur X m│m-1 prédit. Ces blocs sont exécutés l’un après l’autre pour chaque vecteur X m│m .
Plus précisément, le bloc 68 construit une prédiction X m│m-1 du vecteur d’état à partir du précédent vecteur d’état X m-1│m-1 .
Ici, un exemple de mode de réalisation des blocs 68 et 70 est décrit dans le cas particulier où le filtre 64 est un filtre de Kalman étendue connue sous l'acronyme EKF ("Extended Kalman Filter").