INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Pour une valeur de l’ILD, les lieux possibles de la position de la source correspondent à cercle en 2D, comme illustré à la ou à une sphère en 3D. La valeur du rapport K, ie ILD, permet de partager en deux hémisphères l’espace scruté par les collecteurs de signaux connectés aux entrées du détecteur de coïncidences 10. Dans l’exemple illustré, k est inférieur à 1, c’est-à-dire que l’amplitude du signal d’entrée B est supérieure à celle du signal d’entrée A.
Dans la présente invention, le nombre d’impulsions dénombré N’désigne directement le cercle en 2D représentant l’ensemble des lieux possibles de la position de la source, comme illustré à la . Il est à noter que dans l’exemple illustré, un nombre d’impulsions maximal de faible valeur, Nmax=4, est considéré pour assurer la lisibilité de la figure. Le nombre maximal d’impulsions observables dans la fenêtre temporelle de coïncidence correspond directement au nombre de cercles cartographiant chaque hémisphère. La fenêtre de coïncidence peut être ajustée à l’aide des capacités impliquées dans les filtres mais également par les courants mis en jeu qui peuvent être ajustés dynamiquement.
On a représenté à la une variante du détecteur de coïncidence 10.
Dans cette variante, le premier étage 20 du détecteur de coïncidence 10 est identique à celui décrit plus haut. En revanche, le deuxième étage 30 comporte une unique sortie fournissant la valeur de l’ITD ou de l’ILD en fréquence d’impulsions.
Dans cette variante, outre les filtres 31a et 31b précédemment décrits, le deuxième étage 30 comporte un multiplieur 34 ainsi qu’un unique générateur d’impulsions à seuil 35.
Le multiplieur 34 est agencé pour multiplier le signal de sortie du filtre 23a du premier étage 20 avec le signal de sortie du filtre 31a du deuxième étage 30et pour multiplier le signal de sortie du filtre 23b du premier étage 20 avec le signal de sortie du filtre 31b du deuxième étage 30.
Le signal résultant de la multiplication présente une forme d’onde dont l’intensité ou l’amplitude maximale déclenche le générateur d’impulsions à seuil 35. Ce dernier génére des impulsions tant que l’amplitude ou l’intensité instantanée du résultat de la multiplication reste supérieure ou égale au seuil du générateur.
La sortie C de la variante correspond à la sortie du générateur d’impulsions C.
La température de chauffage de l’étape S1 est choisie de sorte à permettre la fusion de l’hydroxyde de potassium. La température peut être comprise entre 300°C et 500°C, de préférence entre 300°C et 400°C, de préférence entre 300°C et 350°C.
La durée de l’étape S1 est choisie de manière à ce que la totalité de l’hydroxyde de potassium soit liquéfié. Elle peut être comprise entre 1 minutes et 2 heures, de préférence 20 minutes et 30 minutes.
Etape S2 :
Selon l’invention, l’étape S2 comprend l’ajout d’oxyde de zinc à l’hydroxyde de potassium liquéfié obtenus à l’étape S1 .
Dans cette étape S2 , l’oxyde de zinc est ajouté sous forme de poudre à l’hydroxyde de potassium liquéfié afin de former une solution liquide d’oxyde de zinc dans l’hydroxyde de potassium. L’oxyde de zinc étant soluble dans les bases, lors de l’ajout de l’oxyde de zinc solide, celui-ci se dissout dans la solution d’hydroxyde de potassium liquéfié.
La quantité d’oxyde de zinc peut être choisie de telle manière à ce que le ratio de la proportion molaire d’hydroxyde de potassium sur la proportion molaire d’oxyde de zinc soit inférieur ou égal à 12,85, et en particulier compris entre 4,5 et 12,85, de préférence entre 5,5 et 9, et de préférence entre 6 et 7.
Comme expliqué auparavant, il est préférable que l’électrolyte d’une batterie à base de zinc soit sursaturé en zincates afin d’empêcher la formation de dendrites lors de la charge. La limite de saturation de l’oxyde de zinc dans une solution aqueuse alcaline d’hydroxyde de potassium à 9 mol/L est de 0,7 mol/L. Ceci correspond à un rapport de la concentration molaire d’hydroxyde de potassium sur la concentration molaire d’oxyde de zinc de 12,85. Par la suite, on utilisera le terme ratio molaire de l’hydroxyde de potassium sur l’oxyde de zinc pour faire référence à ce rapport de proportions molaires. En dessous de 12,85, la concentration en oxide de zinc augmente. Ainsi, en contrôlant la quantité d’eau ajoutée lors de l’activation du composé solide afin d’assurer la saturation en hydroxyde de potassium, c’est-à-dire afin d’assurer une concentration en hydroxyde de potassium de 9 mol/L, on obtient une concentration en oxyde de zinc et donc une concentration en zincates qui est égale à la concentration en hydroxyde de potassium divisée par le ratio.
Ainsi, le ratio molaire de l’hydroxyde de potassium sur l’oxyde de zinc étant fixé lors de la préparation du composé solide, il est donc possible de fixer la concentration en oxyde de zinc de la solution obtenue après l’activation du composé solide, et ce dès la préparation du composé solide. En fixant le ratio molaire de l’hydroxyde de potassium sur l’oxyde de zinc inférieur à 12,85, il est possible de préparer un électrolyte sursaturé en zincates.
La température de l’étape S2 est choisie de telle manière à ce qu’elle reste au-dessus de la température de fusion de l’hydroxyde de potassium. La température peut être comprise entre 300°C et 500°C, de préférence entre 300°C et 400°C, de préférence entre 300°C et 350°C.
L’étape S2 peut être réalisée tout en remuant l’hydroxyde de potassium liquide pour disperser l’oxyde de zinc solide dans la solution et accélérer sa dissolution.
Etape S3 :
Selon l’invention, l’étape S3 comprend le maintien en température du mélange obtenu à l’étape S2 jusqu’à dissolution complète de l’oxyde de zinc.
L’étape S3 permet de terminer la dissolution de l’oxyde de zinc dans l’hydroxyde de potassium liquéfié. La température est choisie de manière à maintenir l’hydroxyde de potassium sous forme liquide. La température peut être comprise entre une température comprise entre 300°C et 500°C, de préférence entre 300°C et 400°C, de préférence entre 300°C et 350°C.
L’étape S3 est réalisée durant une période suffisante pour que la totalité de l’oxyde de zinc soit dissout dans la solution d’hydroxyde de potassium liquéfié. La durée de l’étape S3 peut par exemple être comprise entre 10min et 1h, de préférence entre 20min et 45min, de préférence entre 25min et 35min.
L’étape S3 peut être réalisée tout en remuant le récipient contenant le mélange, de préférence toutes les 10 minutes.
Etape S4 :
ETAT DE LA TECHNIQUE Les miroirs métalliques ont de nombreuses applications dans le domaine de l'optique.
De tels miroirs sont généralement obtenus en appliquant un revêtement métallique, typiquement en aluminium, sur un substrat composé d'un autre métal ou d'un autre matériau tel que le verre. Toutefois, lorsque ces miroirs sont soumis à des variations de température, comme c’est notamment le cas dans des applications spatiales et militaires, la surface du miroir subit des déformations différentielles (effet bimétallique).
Il a donc été proposé de polir la surface de substrats composés d'un seul métal ou alliage métallique. Cela évite effectivement les problèmes causés par les différences de propriétés thermiques. L'aluminium est un métal généralement privilégié pour la réalisation de tels miroirs en raison de sa faible densité, de son faible coût et de sa compatibilité avec les procédés de formage de surface conventionnels. Les performances de ces miroirs dans les applications optiques dépendent fortement de la surface devant être très uniforme pour minimiser la diffusion de la lumière causée par les irrégularités de la surface.
Les paramètres de rugosité de surface pertinents pour les performances optiques comprennent non seulement la rugosité de surface moyenne (Ra) ou la rugosité de surface moyenne quadratique (Rq), mais aussi des paramètres importants comprenant Rmax et/ou Rz. Rm3x est la plus grande hauteur de pic à vallée dans une région d'échantillonnage donnée, où le pic représente un point haut sur la surface et la vallée représente la profondeur d'une rayure sur la surface.
Rz est une valeur moyenne de Rmax mesurée dans plusieurs régions d'échantillonnage distinctes. Non seulement la rugosité de surface moyenne doit être faible pour de bonnes performances optiques, mais également Rz, Rmax ou les paramètres associés doivent être faibles pour minimiser la diffusion de la lumière.
Il a également été proposé d’appliquer par électrodéposition une couche de nickel sur le substrat du miroir puis de polir la seconde couche métallique afin de réduire la diffusion de la lumière. Cependant, les miroirs obtenus étant composés de métaux différents, ils sont instables d’un point de vue mécanique et optique lors de variations de température.
On a également proposé de polir des surfaces en aluminium afin de réduire leur instabilité mécanique et optique. Deux méthodes sont couramment utilisées.
Dans le domaine de l'optique, le polissage est réalisé par usinage diamant afin de produire des miroirs en aluminium utiles pour réfléchir la lumière infrarouge (par exemple, à grande longueur d'onde). Dans le polissage diamant, un substrat en aluminium est mis en rotation tout en étant en contact avec un outil de coupe diamanté positionné avec précision sur la surface du substrat. L'outil de coupe diamanté « pèle » une très fine couche d'aluminium de la surface du substrat pour former une surface ayant une géométrie définie avec précision. Cependant, la rugosité obtenue dans un tel procédé est limitée à 5 nm RMS (root mean square en anglais, pour valeur quadratique moyenne) et ne permet pas d’obtenir des défauts de formes suffisants sur des surfaces non planes, et particulièrement des surfaces arbitraires (« freeform » en anglais).
Une amélioration du procédé d’usinage diamant consiste à déposer une couche de polissage sur le miroir et finir le polissage de cette couche. Le matériau régulièrement utilisé pour cette couche est du NiP (Kanigen) qui peut être poli à une bonne performance. Toutefois, ce matériau a un coefficient de dilatation thermique différent de l’aluminium utilisé pour le substrat, de sorte que le miroir est instable en température, ce qui rend difficile d’utilisation la solution.
Le polissage peut également être réalisé par rodage. Dans le rodage, une suspension de particules abrasives - généralement de l'oxyde d'aluminium ou du carbure de silicium dans un solvant comprenant de l’eau ou de l’huile - est utilisée pour polir une surface d'aluminium en déplaçant un pad par rapport à la surface d'aluminium afin d’entrainer la suspension abrasive et d’abraser la surface d’aluminium par action mécanique de l'abrasif. Cependant, le rodage génère des copeaux d'aluminium qui ont tendance à produire des micro-rayures sur la surface polie, conduisant à un défaut de surface inacceptable pour les applications optiques.
Un but de l’invention est de remédier aux inconvénients précités, en proposant un procédé de fabrication d’une surface optique d’une pièce optique métallique plane ou freeform permettant d’atteindre une rugosité de surface très faible, par exemple inférieure à deux nanomètres RMS, et un défaut de forme inférieur très faible, par exemple de l’ordre de 15 nm RMS, qui s’affranchisse des problématiques de déformation liées aux variations de température et puisse en particulier être utilisé à température cryogénique.
L’invention s’applique notamment aux pièces optiques de grande dimension (typiquement 400 mm), de surface freeform et/ou de contour non circulaire.
Il est à cet effet proposé, selon un premier aspect de l’invention un procédé de fabrication d’une surface optique d’une pièce optique comprenant les étapes suivantes : obtenir une pièce optique comprenant un substrat et un revêtement, le revêtement étant appliqué sur une face du substrat et étant configuré pour former une surface optique de la pièce optique, le substrat étant réalisé dans un premier alliage d’aluminium et le revêtement étant réalisé dans un deuxième alliage d’aluminium ayant une porosité inférieure à une porosité du premier alliage d’aluminium ; déterminer un défaut de forme de référence et une rugosité de surface de référence de la surface optique, et un défaut de forme initial et une rugosité de surface initiale du revêtement ; déterminer, à partir de la rugosité de surface initiale, des paramètres de polissage permettant d’obtenir la rugosité de surface de référence ; en fonction des paramètres de polissages, usiner le revêtement de sorte à lui conférer un défaut de forme modifié ; et polir le revêtement ainsi usiné par lissage conformément aux paramètres de polissage déterminés de sorte à modifier la rugosité de surface et le défaut de forme du revêtement, jusqu’à obtenir la rugosité de surface de référence et le défaut de forme de référence.
Certaines caractéristiques préférées mais non limitatives du procédé de fabrication selon le premier aspect sont les suivantes, prises individuellement ou en combinaison : - l’étape d’usinage est réalisée par usinage ionique ou par finition magnétorhéologique ; - l’étape de polissage est réalisée à l’aide d’un pad de polissage et d’un agent de polissage aqueux diamanté ; - le procédé comprend en outre une étape de stabilisation thermique de la pièce optique ; - l’étape de stabilisation thermique est réalisée préalablement à l’étape de détermination du défaut de forme initial et de la rugosité de surface initiale et/ou suite à l’étape de polissage ; - le procédé comprend en outre une étape de nettoyage par application sans contact de vapeur d’eau sur la surface optique. - le procédé comprend en outre une étape d’asséchage de la pièce optique sous vide suite à l’étape de nettoyage ; - l’étape d’obtention de la pièce optique comprend une étape préalable d’usinage du substrat de sorte à obtenir un défaut de forme initial inférieur à une épaisseur initiale du revêtement et une rugosité initiale au plus égale à 15 nm RMS, par exemple 10 nm RMS ; - le procédé comprend en outre : une étape de détermination de la rugosité de surface modifiée et du défaut de forme modifiés suite à l’étape de polissage ; et lorsque la rugosité de surface modifiée et/ou le défaut de forme modifié sont différents de la rugosité de surface de référence et/ou du défaut de forme de référence : la détermination de nouveaux paramètres de polissage afin d’obtenir la rugosité de surface de référence ; en fonction des nouveaux paramètres de polissages, l’usinage du revêtement de sorte à lui conférer un défaut de forme modifié ; et le polissage du revêtement ainsi usiné par lissage conformément aux nouveaux paramètres de polissage déterminés de sorte à modifier la rugosité de surface et le défaut de forme modifié du revêtement, jusqu’à obtenir la rugosité de surface de référence et le défaut de forme de référence.
Selon un deuxième aspect, l’invention propose une pièce optique comprenant un substrat et une surface optique appliquée sur une face du substrat, le substrat étant réalisé dans un premier alliage d’aluminium et la surface optique étant réalisé dans un deuxième alliage d’aluminium ayant une porosité inférieure à une porosité du premier alliage d’aluminium et étant obtenue conformément à un procédé de fabrication selon le premier aspect.
Optionnellement, une rugosité de surface de la surface optique est inférieure ou égale à 2 nm RMS et un défaut de forme de la surface optique est inférieur ou égal à 15 nm RMS.
les éléments de liaison sont rapportés et fixés sur la peau interne ou sont intégrés à la peau interne, et la peau externe est rapportée et fixée sur les éléments de liaison, la peau externe comprend des orifices qui débouchent au niveau des éléments de liaison pour permettre la fixation par soudage de la peau externe sur les éléments de liaison, les éléments de liaison ont une forme allongée et une section transversale sensiblement en U, I, T ou Ω, les éléments de liaison s’étendent autour de l’axe de manière circulaire ou hélicoïdale, les éléments de liaison sont écartés les uns des autres et définissent entre eux des passages d’air, et/ou comportent des orifices orientés axialement pour le passage de l’air de ventilation, l’enveloppe est fixée en porte-à-faux au carter par son extrémité amont, la peau interne comprend à une extrémité amont une bride annulaire qui s’étend radialement vers l’extérieur et qui est fixée à une bride annulaire du carter, la bride de la peau interne comportant une rangée annulaire d’orifices d’alimentation en air desdites premier et second canaux, la peau externe comprend une extrémité amont tronconique qui est évasée vers l’amont et qui est séparée par des jeux du carter et de la bride de la peau interne, l’enveloppe comprend à une extrémité aval une rangée annulaire de pattes qui s’étendent en direction radiale et comportent chacune une extrémité radialement interne fixée à l’enveloppe et une extrémité radialement externe en appui radial contre le carter ou un organe porté par le carter, les pattes ont chacune une forme générale en S, les pattes sont fixées par soudage sur les éléments de liaison,
les parties sont fixées en porte-à-faux au carter, chacune des parties externe et interne a en section une forme en L et comprend une paroi cylindrique ou tronconique qui est reliée à son extrémité aval à un rebord radial orienté vers l’intérieur, le rebord radial de la partie externe comprend une rangée annulaire de premiers orifices axiaux, et le rebord radial de la partie interne comprend une rangée annulaire de seconds orifices axiaux, les premiers et seconds orifices ont une même forme choisie parmi des formes circulaire, allongée, elliptique, oblongue, carrée et rectangulaire, le rebord radial de la partie externe comprend une rangée annulaire de troisièmes orifices axiaux, et le rebord radial de la partie interne comprend une rangée annulaire de quatrième orifices axiaux, la partie interne étant mobile vis-à-vis de la partie externe depuis une première position extrême dans laquelle les premiers orifices sont alignés avec les seconds orifices et les troisièmes orifices communiquent avec les quatrième orifices, jusqu’à une seconde position extrême opposée dans laquelle les premiers et seconds orifices sont obturés et les troisièmes orifices communiquent avec les quatrièmes orifices, au moins l’un des rebords radiaux comprend des extensions radiales vers l’intérieur sur lesquelles l’enveloppe est apte à venir en appui radial, ces extensions radiales définissant entre elles des passages d’air de ventilation. la partie externe a son extrémité amont qui est appliquée radialement contre le carter et fixée à ce carter, et le reste de la partie externe est écarté radialement du carter, la partie interne comprend à son extrémité amont des plots radiaux qui sont en saillie vers l’extérieur et sont réceptionnés dans des logements radiaux de la partie externe, chacun de ces plots radiaux ayant une dimension circonférentielle inférieure à celle du logement dans lequel il est réceptionné de façon à pouvoir déplacer circonférentiellement les plots dans les logements et donc la partie interne vis-à-vis de la partie externe, chacun des plots est appliqué radialement contre le carter et comprend un orifice radial taraudé qui est aligné avec un orifice du carter qui a une forme allongée en direction circonférentielle, une vis étant vissée depuis l’extérieur dans l’orifice taraudé de chacun des plots et traversant l’orifice du carter, la tuyère comprend en outre au moins un actionneur de déplacement de la partie interne vis-à-vis de la partie externe, les extrémités amont des parties sont séparées l’une de l’autre par un jeu radial de passage d’air, et la partie externe comprend des trous débouchants de passage de cet air,
Selon l’invention, l’étape S4 comprend le refroidissement du liquide obtenu à l’issue de l’étape S3 jusqu’à la température ambiante (25°C) afin d’obtenir un composé solide.
L’étape S4 permet de solidifier la solution liquide d’hydroxyde de potassium liquéfié et d’oxyde de zinc dissout afin de former un composé solide. Le refroidissement s’effectue à partir de la température à laquelle est effectuée l’étape S3 jusqu’à la température ambiante (25°C). La durée de l’étape S4 peut varier en fonction de la quantité d’hydroxyde de potassium et d’oxyde de zinc mais doit durer suffisamment longtemps pour que le liquide devienne solide.
Le composé solide obtenu à l’issue de l’étape S4 présente la caractéristique de se dissoudre en présence d’eau, à température ambiante, afin de former une solution aqueuse alcaline sursaturée en oxyde de zinc. Tel que mentionné précédemment, la solution aqueuse alcaline ainsi reconstituée est particulièrement adaptée pour être utilisée comme électrolyte d’une batterie comprenant une électrode à base de zinc.
L’étape S4 peut en outre être réalisée par coulage du liquide obtenu à l’étape S3 , en particulier sur une plaque ou dans un moule.
En coulant le liquide obtenu à l’étape S3 sur une plaque ou sur un moule, il est possible de donner au composé solide obtenu à l’issue de l’étape S4 une forme de plaque fine s’il est coulé sur une plaque ou n’importe quelle forme s’il est coulé dans un moule. La plaque peut être choisie comme étant une plaque en polytétrafluoroéthymène (PTFE) et le moule comme étant un moule en silicone afin que le composé solide formé ne colle pas à la plaque ou au moule. Le fait de donner au composé solide une forme de plaque fine ou n’importe qu’elle autre forme permet de façonner le composé solide pour l’adapter à la géométrie de la batterie dans laquelle il sera introduit.
Le coulage peut aussi être réalisé directement sur un élément de batterie, par exemple sur une électrode, de préférence une électrode positive de charge comme illustré sur la , un séparateur ou au fond du boîtier de la batterie.
En coulant le liquide obtenu à l’étape S3 directement sur un élément de batterie, en particulier au fond du boitier, il est possible de réaliser directement l’étape S4 de refroidissement dans la batterie quand celle-ci est déjà assemblée. Il est aussi possible de réaliser l’étape S4 sur un élément de batterie qui n’est pas encore assemblé ou partiellement assemblée, et ensuite d’assembler entièrement la batterie. En coulant sur un élément non assemblé, l’étape d’assemblage de la batterie est grandement facilitée. Il faut toutefois que l’élément de batterie sur lequel le liquide est coulé puisse résister à la température à laquelle l’étape S3 réalisée, c’est-à-dire au moins 200 °C.
Si on souhaite couler le liquide issu de l’étape ( S3 ) avant son durcissement, la durée de l’étape S4 devrait être suffisante pour que le mélange obtenu à l’étape ( S2 ) atteigne une température inférieure à 50 °C pour permettre sa manipulation sans risque de brûlure, de préférence inférieure à 40 °C.
Alternativement, le procédé peut comprendre en outre une étape S5 de broyage du composé solide obtenu à l’issue de l’étape S4 afin d’obtenir une poudre.
L’étape S5 peut être réalisée à la main ou de manière automatique au moyen d’un dispositif de broyage tel qu’un broyeur ou un moulin.
La poudre obtenue peut présenter une taille de particule inférieure ou égale à 1 mm. Ceci permet de doser la quantité de solide ajouté à chaque batterie plus facilement et d’accélérer sa dissolution dans l’eau pour préparer l’électrolyte liquide.
Le procédé selon l’invention permet de préparer l’électrolyte final de manière simple et peu dangereuse permettant ainsi sa mise en œuvre dans des conditions peu restrictives.
La présente invention propose, selon un second aspect déjà évoqué, un composé solide susceptible d’être obtenu selon le procédé selon le premier aspect de l’invention.
Par composé solide, on entend, au sens de la présente demande, une substance solide contenant deux éléments ou plus qui sont chimiquement liés. Cette définition implique ainsi que le composé solide forme un corps unitaire indissociable.
L’hydroxyde de potassium se trouve à température ambiante sous forme solide. Il est fortement basique et fortement hygroscopique, c’est-à-dire qu’il retient très facilement l’humidité de l’air entraînant généralement sa dissolution dans une pièce présentant un fort taux d’humidité. Il est très soluble dans l’eau.