INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Optionnellement, le procédé est tel que le module de gestion des procédures transmet en outre la commande suggérée à l’au moins une interface homme-machine, l’unité de gestion d’affichage générant au moins une indication d’action suggérée pour l’opérateur représentative de la commande suggérée et affichant à destination de l’opérateur l’au moins une indication d’action suggérée.
la est une représentation schématique simplifiée d’une portion d’une architecture de commande selon l’invention ;
la est une représentation schématique d’un afficheur de l’architecture de commande de la , l’afficheur affichant des informations représentatives de la configuration courante d’au moins un élément fonctionnel de l’aéronef et une indication d’action suggérée ;
la est une représentation schématique simplifiée d’un module de contrôle de la portion d’architecture de commande de la ; et
la est une représentation schématique simplifiée d’une portion de l’architecture de commande de la , différente de celle illustrée en .
En référence aux figures 1 à 4, on décrit un aéronef 1 comprenant au moins un élément fonctionnel 3 et une architecture 10 de commande de l’au moins un élément fonctionnel 3.
L’élément fonctionnel 3 est propre à être piloté entre une pluralité de configurations. Parmi cette pluralité de configuration, l’élément fonctionnel 3 est propre à être passée depuis une configuration initiale dans une configuration cible. Par « configuration cible », on entend une configuration de l’élément fonctionnel 3, distincte de la configuration initiale, que souhaite atteindre un opérateur de l’aéronef 1, par exemple un pilote de l’aéronef 1, parmi toutes les configurations possibles de l’élément fonctionnel 3.
A titre d’exemple qui sera repris plusieurs fois dans la description pour illustrer une implémentation concrète de l’invention, l’élément fonctionnel 3 est un dispositif de contrôle de l’alimentation en carburant d’au moins un moteur de l’aéronef 1. Par soucis de concision, dans ce qui suit, ce dispositif est un dispositif de contrôle de l’alimentation en carburant d’un seul moteur de l’aéronef 1. En particulier, le dispositif de contrôle de l’alimentation du moteur comprend une première pompe pilotable entre un état actif et un état éteint et une deuxième pompe pilotable entre un état actif et un état éteint.
Le dispositif de contrôle de l’alimentation du moteur est pilotable entre une première configuration dans laquelle aucun carburant n’est fourni au moteur, une deuxième configuration dans laquelle un premier débit de carburant est fourni au moteur et une troisième configuration dans laquelle un deuxième débit de carburant supérieur au premier débit de carburant est fourni au moteur. Dans la première configuration, la première pompe et la deuxième pompe sont dans un état éteint. Dans la deuxième configuration, la première pompe est dans un état actif et la deuxième pompe est dans un état éteint. Dans la troisième configuration, la première pompe et la deuxième pompe sont dans un état actif.
Les dents imprimées doivent assurer le passage de très haute densité de courant ; elles doivent être par conséquent très conductrices. De manière générale, la résistivité d’une plaque bipolaire 100 ne doit pas dépasser 10 mOhm.cm 2 .
Dans la pratique, il est particulièrement complexe de formuler une encre à la fois très conductrice et permettant d’obtenir des facteurs de forme des dents (rapport entre hauteur et largeur) élevés.
En effet, pour atteindre les facteurs de forme des dents recherchés, le choix pour la formulation de l’encre est fortement restreint en terme de : nature de liant, taux de liant (qui doit être élevé pour conférer à l’encre une haute thixotropie), solvant utilisé, et choix du procédé de dépôt.
Comme illustré sur la , une plaque bipolaire 100 comprend au moins deux guides d’écoulement situés de part et d’autre d’un feuillard, souvent en acier inoxydable. Notamment, le circuit fluidique du liquide de refroidissement peut donc être à imprimer au dos de l’un parmi le circuit fluidique du carburant (H 2 ) ou le circuit fluidique de l’oxydant (O 2 ), ou inversement.
Etanchéité des circuits fluidiques imprimés
Dans le cadre de plaques bipolaires 100 avec réseaux fluidiques imprimés, il est intéressant d’imprimer le joint d’étanchéité en zone périphérique (ZP) pour gagner en simplicité de procédé de fabrication et en coût de matière. En effet, contrairement à une fabrication du joint par impression, les solutions antérieures basées sur l’utilisation de joints d’étanchéité plats, de films thermoplastiques, ou d’adhésifs, sont couteuses car elles occasionnent des pertes de matière au travers de rebuts de découpe, du fait de la forme spécifique du joint. La réalisation du joint d’étanchéité par sérigraphie est donc souhaitable au moins de ce point de vue. Toutefois, elle se heurte à la difficulté suivante : l’épaisseur et le facteur de forme du joint à imprimer en zone périphérique (ZP) sont bien plus importants dans le cas d’une impression par sérigraphie, relativement auxdites solutions antérieures, du fait qu’aucune nervure d’emboutissage 70 n’est présente sur la plaque bipolaire 100. Effectivement, comme l’illustre la , qui est à considérer en comparaison de la , l’épaisseur de la couche 52 de matériau d’étanchéité à imprimer doit correspondre à la somme de la hauteur des dents 80 imprimées en zone active 2000 et de la GDL 120 comprimée, pour présenter une même épaisseur que celle constituée en de la hauteur de la nervure d’emboutissage 70 et du joint plat 51. Ladite somme pouvant atteindre sensiblement 400 µm, l’on comprend que la réalisation par sérigraphie du joint d’étanchéité est pour le moins difficile.
De telles impressions de joints d’étanchéité sont en effet difficilement réalisables avec les viscosités des pâtes ou des résines commerciales, car leurs dépôts ont tendance à s’affaisser après leurs impressions, du moins pour des impressions visant à atteindre l’épaisseur et le facteur de forme souhaités.
De plus, lors du montage de la cellule 500, on peut par exemple choisir de coller l’AME à la plaque bipolaire par pressage entre eux. Dans ce cas, il est primordial que la matière 52 déposée, destinée à former le joint d’étanchéité, reste en place, lors du pressage des deux éléments l’un contre l’autre.
Un objet de la présente invention est donc de proposer une nouvelle solution d’étanchéification des circuits fluidiques pour réacteur électrochimique.
Un objet de la présente invention est donc plus particulièrement de proposer un procédé de fabrication d’au moins un joint d’étanchéité pour un réacteur électrochimique qui permette de pallier au moins un inconvénient des solutions connues et, plus particulièrement, qui permette d’atteindre l’épaisseur et/ou le facteur de forme désiré(s) pour le joint.
RESUME Pour atteindre cet objectif, un premier aspect de l’invention concerne un substrat comprenant une première face sur laquelle s’étend, ou est destiné à s’étendre, au moins un premier guide d’écoulement pour réacteur électrochimique ou un substrat comprenant une première face destinée à être mise en regard d’un premier guide d’écoulement d’une plaque pour réacteur électrochimique, le substrat comprenant, sur sa première face, au moins un joint d’étanchéité autour d’au moins une zone, dite zone d’intérêt, de la première face qui est destinée à être étanchéifiée, le substrat étant caractérisé en ce qu’il comprend en outre au moins deux premières nervures configurées de sorte à former au moins une gorge dans laquelle ledit au moins un joint d’étanchéité s’étend, ledit joint d’étanchéité présentant une épaisseur strictement supérieure à l’épaisseur d’au moins une des deux premières nervures, de préférence strictement supérieure aux épaisseurs des premières nervures.
Un deuxième aspect de l’invention concerne une plaque bipolaire pour réacteur électrochimique, et en particulier pour pile à combustible à membrane échange de protons, comprenant un substrat selon le premier aspect de l’invention, ou un réacteur électrochimique, comprenant un substrat selon le premier aspect de l’invention ou une plaque bipolaire selon le deuxième aspect de l’invention.
Un troisième aspect de l’invention concerne un procédé de fabrication d’au moins un joint d’étanchéité pour réacteur électrochimique, comprenant les étapes suivantes : fournir un substrat comprenant une première face sur laquelle s’étend, ou est destiné à s’étendre, au moins un premier guide d’écoulement, ou un substrat comprenant une première face destinée à être mise en regard d’au moins un premier guide d’écoulement d’une plaque pour réacteur électrochimique, déposer, sur la première face du substrat, autour d’au moins une zone, dite zone d’intérêt, destinée à être étanchéifiée, au moins deux premières nervures configurées pour former, entre elles, au moins une gorge, puis déposer, dans chaque gorge, une couche à base d’un matériau d’étanchéité, de sorte que ladite couche présente une épaisseur strictement supérieure à une épaisseur des premières nervures, de sorte à former au moins un joint d’étanchéité épousant la forme de la gorge dans laquelle il s’étend et présentant une épaisseur strictement supérieure à celles des premières nervures.
Un quatrième aspect de l’invention concerne un procédé de fabrication d’une plaque bipolaire pour réacteur électrochimique ou d’un réacteur électrochimique comprenant la mise en œuvre du procédé de fabrication d’un joint d’étanchéité selon le troisième aspect de l’invention.
Ainsi, l’invention repose sur une utilisation novatrice de premières nervures qui définissent entre elles une gorge comme un négatif d’une partie au moins de la forme du joint d’étanchéité à fabriquer. Avoir recours à de telles premières nervures est une alternative avantageuse aux techniques actuellement utilisées. En effet, grâce à chaque paire de premières nervures adjacentes entre elles, il est possible de réaliser un joint d’étanchéité ayant l’épaisseur et/ou le facteur de forme désiré(s). En outre, le maintien de chaque joint d’étanchéité lors d’une étape subséquente d’assemblage du réacteur électrochimique est assuré mécaniquement par les premières nervures.
A titre d’exemple, dans la suite, la configuration initiale correspond à la troisième configuration et la configuration cible correspond à la deuxième configuration. Ainsi, dans une situation initiale (illustrée sur la comme il sera décrit plus bas), la première pompe et la deuxième pompe sont dans un état actif. Par exemple, dans la suite de la description, l’opérateur souhaite être dans une situation cible correspondant à la deuxième configuration, c’est-à-dire la configuration dans laquelle la première pompe est dans un état actif et la deuxième pompe est dans un état éteint.
Dans la suite de la description, on considère qu’une procédure de vol impliquant un pilotage du dispositif de contrôle d’alimentation du moteur entre ses différentes configurations est en cours. Sauf lorsque précisé autrement, on considère en outre que cette procédure de vol prévoit le passage de la configuration initiale à la configuration cible à la suite de la réalisation d’une étape préalable considérée ici comme réalisée.
Au moins une commande de l’élément fonctionnel 3 est, par exemple, critique pour l’aéronef 1. Par « critique », on entend que la fonction réalisée par l’élément fonctionnel 3 en réponse à certaines commandes de l’architecture de commande 10 est essentielle pour conserver l’intégrité de l’aéronef 1 ou la sécurité des passagers présents dans l’aéronef 1. L’alimentation en carburant du moteur assurée par le dispositif de contrôle de l’alimentation est notamment critique.
L’architecture de commande 10 est configurée pour commander l’élément fonctionnel 3 entre ses différentes configurations, et en particulier entre la configuration initiale et la configuration cible. Une seule commande parmi l’ensemble des commandes possibles de l’architecture de commande 10 correspond au passage de l’élément fonctionnel 3 dans la configuration cible. Dans la suite, les commandes possibles différentes de la commande de passage de l’élément fonctionnel 3 vers la configuration cible sont appelées « commandes alternatives ». Les commandes alternatives correspondent, par exemple, à un passage de l’élément fonctionnel 3 vers une autre configuration que la configuration cible ou correspondent au contrôle d’autres éléments fonctionnels 3.
Comme illustré sur la , l’architecture de commande 10 comprend au moins une interface homme-machine 12 actionnable par l’opérateur pour générer une commande, au moins un module 14 de confirmation de la commande, au moins un module 16 de contrôle de l’élément fonctionnel 3, au moins un module d’interfaçage 18 reliant l’interface homme-machine 12 et l’au moins un module de contrôle 16 et au moins un module de gestion des procédures 24.
Avantageusement, l’architecture de commande 10 comprend plusieurs interfaces homme-machine 12, plusieurs modules de confirmation 14, plusieurs modules de contrôle 16, un ou plusieurs modules d’interfaçage 18 et plusieurs modules de gestion des procédures 24, notamment pour assurer une certaine redondance afin de palier à l’avarie d’un ou plusieurs de ces interfaces homme-machine 12, modules de confirmations 14, modules de contrôle 16, modules d’interfaçage 18 et modules de gestion des procédures 24.
Selon l’exemple illustré sur la , l’architecture de commande 10 comprend quatre interfaces homme-machine 12, trois modules de confirmations 14 interconnectés et deux modules de gestion des procédures 24. Comme illustré sur la , chaque interface homme-machine 12 est connecté à au moins deux modules de confirmation 14 et chaque module de confirmation 14 est connecté à au moins deux modules de gestion des procédures 24. Ainsi, lorsqu’une interface homme-machine 12 est hors-service, une autre interface homme-machine 12 peut être utilisée en remplacement. Lorsqu’un module de confirmation 14 est hors service, un autre module de confirmation 14 peut être utilisé en remplacement. Lorsqu’un module de gestion des procédures 24 est hors-service, un autre module de gestion des procédures 24 peut être utilisé en remplacement.
Selon un exemple non-illustré, l’architecture de commande 10 comprend deux dispositifs de confirmation 20, notamment pour assurer une redondance afin de palier à l’avarie d’un dispositif de confirmation 20.
Par exemple, l’architecture de commande 10 comprend deux dispositifs de confirmation 20. Chaque module de confirmation 14 est connecté à au moins deux dispositifs de confirmation 20. Lorsqu’un dispositif de confirmation 20 est hors-service, un autre dispositif de confirmation 20 peut être utilisée en remplacement.
Dans ce qui suit, par soucis de concision, on décrit une seule interface homme-machine 12, un seul module de confirmation 14, un seul module de contrôle 16, un seul module d’interfaçage 18, un seul dispositif de confirmation 20, un seul module d’interfaçage auxiliaire 22 et un seul module de gestion des procédures 24. Il est toutefois entendu que pour chacun de ces éléments de l’architecture 10, les autres éléments appelés pareillement sont identiques et assurent les mêmes fonctions ou des fonctions similaires.
– préférentiellement, les électrodes de polarité comportent chacune un peigne comportant une branche à partir de laquelle des doigts s’étendent, la branche et les doigts formant ensemble ledit peigne. De préférence, les peignes de chaque électrode de polarité sont interdigités, c’est-à-dire que les doigts de chaque peigne sont placés en regard les uns des autres de manière alternées. De manière avantageuse, chacun des doigts d’un peigne présente une largeur égale au quart de la longueur d’onde fondamentale de l’onde générée par l’au moins un transducteur d’onde correspondant. Complémentairement ou alternativement, un intervalle entre deux doigts consécutifs d’un même peigne est égal au quart de la longueur d’onde fondamentale de l’onde générée par l’au moins un transducteur d’onde correspondant. Ainsi, d’une manière générale, l’intervalle entre les doigts d’un peigne formant l’une des électrodes de polarité détermine la fréquence de résonance du transducteur d’onde correspondant. Ainsi, la mise polarisation électrique alternative des électrodes de polarité opposées induit une réponse mécanique du matériau piézoélectrique, ce dernier se dilatant et se contractant sous l’effet de la polarisation électrique. Il en résulte la génération de l’onde de surface qui se propage alors dans l’au moins une surface optique en direction des régions d’intérêt optique ;
- chaque au moins un transducteur d’onde est relié électriquement à une source de polarisation par l’intermédiaire de connecteurs électriques qui s’étendent entre lesdits au moins un transducteurs d’onde et au travers de la zone intercalaire de l’au moins une surface optique. Les connecteurs électriques sont reliés électriquement aux électrodes de polarité afin de fournir une énergie électrique nécessaire au fonctionnement de l’au moins un transducteur d’onde ;
- les régions d’intérêt optique de l’au moins une surface optique sont non superposées avec l’au moins un transducteur d’onde de l’ensemble de détection conforme au premier aspect de l’invention. En d’autres termes, l’au moins un transducteur est situé à distance de chaque région d’intérêt optique de l’au moins une surface optique. En d’autres termes encore, l’au moins un transducteur est situé sur une région de l’au moins une surface optique, dite région de transduction, différente et disjointe des régions d’intérêt optique de ladite surface optique. Cette configuration avantageuse permet de ne pas occulter chaque région d’intérêt optique et de permettre le bon fonctionnement du capteur. De manière similaire, dans le cas où l’au moins une surface optique est une surface de protection pour le capteur, cette configuration avantageuse permet de ne pas occulter chaque région d’intérêt optique et de permettre le bon fonctionnement du capteur situé en regard et captant et/ou émettant un rayonnement au travers de ladite région d’intérêt optique ;
- la face de l’au moins une surface optique est éventuellement rugueuse. Dans ce cas, des rugosités formant la face de l’au moins une surface optique sont de préférence inférieures à la longueur d’onde fondamentale de l’onde générée par l’au moins un transducteur d’onde, afin d’éviter qu’elles n’affectent significativement leur propagation ;
- l’au moins une surface optique peut être plane. L’au moins une surface optique peut se présenter sous la forme d’une plaque. Eventuellement, l’au moins une surface optique peut être formée par une lentille. Une épaisseur de la plaque – prise selon une direction perpendiculaire à un plan local de l’au moins une surface optique, est comprise entre 100 µm et 5 mm. Par « épaisseur de l’au moins une surface optique », on considère la plus petite dimension de l’au moins une surface optique mesurée selon une direction perpendiculaire à la surface sur laquelle se propage l’onde générée par l’au moins un transducteur d’onde ;
- l’au moins une surface optique peut être orientée et inclinée selon n’importe quelle orientation et/ou suivant n’importe quelle inclinaison. En particulier l’au moins une surface optique peut être disposée parallèlement par rapport à un plan horizontal, ou elle peut former un angle α supérieur à 10°, voire supérieur à 20°, voire supérieur à 45°, voire supérieure à 70° par rapport au plan horizontal. Eventuellement, l’au moins une surface optique peut être disposée verticalement ;
- l’au moins une surface optique comporte une portion acoustiquement conductrice, de préférence en verre, chaque au moins un transducteur d’onde étant couplé acoustiquement à la portion acoustiquement conductrice, de sorte que l’onde générée par l’au moins un transducteur d’onde se propage dans la portion acoustiquement conductrice de l’au moins une surface optique. La portion acoustiquement conductrice de l’au moins une surface optique s’étend sur tout ou partie de l’au moins une surface optique. De préférence, la portion acoustiquement conductrice de l’au moins une surface optique comporte les régions d’intérêt optique de ladite surface optique. Cette configuration avantageuse permet de garantir une meilleure réponse des régions optiques d’intérêt lorsque l’au moins un transducteur d’onde est fonctionnel, permettant ainsi de garantir l’efficacité du nettoyage de chaque région optique d’intérêt de l’au moins une surface optique ;
- l’au moins une surface optique comporte un revêtement monocouche ou multicouche qui recouvre une face de la portion acoustiquement conductrice. L’au moins une surface optique comporte un empilement formé au moins d’une portion acoustiquement isolante et de la portion acoustiquement conductrice empilées l’une sur l’autre. La portion acoustiquement conductrice est préférentiellement montée de manière amovible sur la portion acoustiquement isolante ;
- l’au moins une surface optique est de préférence optiquement transparente. Par « transparent » on entend une transparence à un rayonnement électromagnétique dont un spectre d’émission est compris dans le visible pour l’œil humain et/ou dans l’infrarouge et/ou dans l’ultraviolet ;
- l’au moins une surface optique est translucide ou transparente – au regard du rayonnement passant au travers de ladite surface optique ;
- l’au moins une surface optique peut être située en regard et à distance des cellules émettrice et/ou réceptrice dudit capteur de sorte qu’elle ne soit pas en contact avec lui, dans une direction sensiblement parallèle au rayonnement émis ou capté par le capteur. Alternativement, l’au moins une surface optique peut être directement au contact de la lentille de la cellule émettrice et/ou de la cellule réceptrice ;
– alternativement encore, l’au moins une surface optique est formée par une lentille de la cellule émettrice et/ou une lentille de la cellule réceptrice du capteur. D’une manière générale, les lentilles sont destinées à transformer et/ou dévier le rayonnement généré ou capté par les cellules émettrice et/ou réceptrice du capteur et situées en regard. Alternativement, l’au moins une surface optique est un organe de protection optique qui ne transforme et/ou ne dévie pas le rayonnement traversant l’au moins une surface optique, par exemple pour protéger le capteur En d’autres termes, selon l’invention, le capteur comporte, au niveau de la cellule émettrice et/ou la cellule réceptrice, l’au moins une surface optique qui est alors une lentille pour ladite cellule émettrice et/ou ladite cellule réceptrice , ou l’au moins une surface optique est un organe de protection de la cellule émettrice et/ou de la cellule réceptrice du capteur ;
– l’ensemble de détection conforme au premier aspect de l’invention comporte une unité de traitement configurée pour analyser, de préférence seulement, le rayonnement émis et/ou capté par le capteur au travers des régions d’intérêt optique correspondantes ;
On note que l’amplitude de l’onde photoacoustique diminue lorsque la fréquence de modulation augmente, et cela pour les trois configurations modélisées : sans membrane, membrane de Si et membrane de Ge. Cela est dû fait que la longueur de diffusion thermique dans la membrane, et dans l’air, diminue lorsque la fréquence augmente. Sur la , on observe que l’écart entre la courbe a (sans membrane) et les courbes b) et c) (membrane de Si ou Ge) augmente lorsque la fréquence de modulation augmente. Il est donc préférable que la fréquence de modulation soit relativement faible, par exemple inférieure à 100 Hz ou de quelques centaines de Hz. La membrane agit comme un filtre passe-bas pour l’onde photoacouustique.
La membrane d’interface 23 peut être fabriquée indépendamment de la cavité, et rapportée sur cette dernière. Elle peut être amovible.