INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Description détaillée de l’invention Pour raison de clarté, les dimensions des éléments qui sont représentés dans ces figures ne correspondent ni à des dimensions réelles, ni à des rapports de dimensions réels. Notamment, les déformations qui sont représentées sont très exagérées pour apparaître clairement. Les contours en traits interrompus fins, lorsqu’ils sont indiqués, représentent la structure plane de résonateur mécanique en l’absence de déformation. En outre, des références identiques qui sont indiquées dans des figures différentes désignent des éléments identiques, y compris pour la désignation des axes cristallins X, Y et Z.
Encore un autre but de l’invention est qu’un tel résonateur soit de petites dimensions.
Pour atteindre l’un au moins de ces buts ou un autre, un premier aspect de l’invention propose une nouvelle structure plane de résonateur mécanique qui comprend une portion de plaquette («wafer portion» en anglais) de quartz cristallin à faces parallèles, ces faces de la plaquette étant perpendiculaires à l’axe cristallin Z du quartz. Autrement dit, la structure de résonateur mécanique qui est proposée par l’invention est constituée à partir d’une plaquette dont les faces sont orientées par rapport au cristal de quartz qui constitue cette plaquette. De façon connue, la structure cristalline du quartz est trigonale, couramment appelée quartz α. Ses axes cristallins X, Y et Z sont alors définis de la façon usuelle pour cette structure cristalline. La portion de plaquette comprend : - une poutre principale qui s’étend longitudinalement parallèlement à l’axe cristallin Y du quartz, cet axe cristallin Y étant parallèle aux faces de la plaquette ; - deux poutres latérales identiques qui s’étendent chacune longitudinalement aussi parallèlement à l’axe cristallin Y, les deux poutres latérales étant situées symétriquement sur deux côtés opposés de la poutre principale, à l’intérieur de la portion de plaquette ; et - deux portions d’attache, situées chacune entre la poutre principale et l’une des poutres latérales, à l’intérieur de la portion de plaquette, chacune de ces portions d’attache reliant une zone de milieu d’un bord longitudinal de la poutre principale à une zone de milieu d’un bord longitudinal de la poutre latérale correspondante, appelé bord interne de cette poutre latérale et tourné vers la poutre principale. Cette structure de résonateur mécanique est symétrique en l’absence de vibration, d’une part par rapport à un axe longitudinal central de la poutre principale, appelé axe principal, et d’autre part par rapport à un plan médian qui est perpendiculaire à cet axe principal et qui passe par les portions d’attache. L’axe principal de la structure est donc parallèle à l’axe cristallin Y du quartz qui constitue la portion de plaquette, et le plan médian est parallèle à ses axes cristallins X et Z. Ce plan médian est donc perpendiculaire aux faces de la plaquette.
Cette structure de résonateur mécanique est destinée à être supportée par deux zones de fixation qui sont situées une-à-une sur les deux poutres latérales, chacune au milieu d’un bord longitudinal externe de la poutre latérale correspondante, opposé à son bord interne. Autrement dit, la structure de résonateur mécanique est destinée à être connectée mécaniquement à un support externe au niveau des zones de fixation. Une telle connexion au support peut être réalisée par collage, ou bien le support peut être constitué par une partie supplémentaire de la plaquette, sans limitation.
Selon une première caractéristique de la structure de résonateur mécanique de l’invention, une épaisseur de la plaquette est comprise entre 50 µm (micromètre) et 150 µm, mesurée perpendiculairement aux faces de cette plaquette. Cet intervalle d’épaisseur permet à la portion de plaquette d’être découpée en utilisant un procédé de gravure ionique profonde. Un tel procédé est compatible avec une fabrication collective, ou simultanée, de plusieurs structures de résonateurs mécaniques à partir d’une même plaquette de quartz. Ainsi, le prix de revient à l’unité de chaque structure de résonateur peut être réduit.
La structure de résonateur mécanique de l’invention possède en outre les caractéristiques additionnelles suivantes, à l’intérieur d’un plan quelconque qui est parallèle aux faces de la plaquette et intermédiaire entre ses faces : la poutre principale possède une valeur d’élancement qui est comprise entre 3,9 et 4,2 ; et chaque poutre latérale possède une autre valeur d’élancement qui est comprise entre 1,7 et 2,0, et une longueur, mesurée parallèlement à l’axe principal, qui est comprise entre 2,0 et 2,3 fois une largeur de la poutre principale, mesurée perpendiculaire à l’axe principal. De façon usuelle, l’élancement d’une poutre à l’intérieur d’un plan considéré qui est parallèle à la direction d’extension longitudinale de cette poutre, est égal au quotient de la longueur de la poutre par sa largeur telle qu’existant dans ce plan. L’épaisseur de la poutre correspond alors à sa dimension mesurée perpendiculairement au plan considéré.
Grâce au dimensionnement proposé par l’invention pour la poutre principale et les deux poutres latérales, lorsque la poutre principale est animée d’une vibration par extension-compression parallèlement à l’axe principal, selon un mode partiel de vibration égal à trois, cette vibration de la poutre principale provoque, à travers les portions d’attache, des vibrations par flexion de chacune des deux poutres latérales, aussi selon un mode partiel de vibration égal à trois, ces vibrations par flexion étant parallèles aux faces de la plaquette. En outre, les vibrations par flexion des poutres latérales produisent, pour chacune des deux zones de fixation de la structure, une compensation au moins partielle de mouvements de rotation et de mouvements de translation qui sont transmis par la vibration de la poutre principale aux deux portions d’attache. Ainsi, la structure de résonateur mécanique de l’invention peut posséder une valeur de facteur de qualité qui est très élevée, notamment supérieure à 10 5 . En effet, la compensation des mouvements de vibration au niveau des zones de fixation évite qu’une fraction significative de l’énergie de vibration soit transmise au support de la structure de résonateur mécanique, et perdue.
La fréquence de vibration de la structure de résonateur dépend de la longueur de la poutre principale, mesurée parallèlement à l’axe principal. Avantageusement, cette longueur peut être sélectionnée de sorte qu’un mode propre de vibration de la structure, qui comprend la vibration par extension-compression de la poutre principale et les vibrations par flexion des deux poutres latérales, toutes selon le mode partiel de vibration égal à trois, ait une valeur de fréquence comprise entre 5 MHz et 40 MHz. En particulier, cette valeur de fréquence du mode propre de vibration de la structure peut être comprise entre 8 MHz et 20 MHz, par exemple sensiblement égale à 10 MHz.
Dans ce mode propre de vibration de l’ensemble de la structure de résonateur, chaque poutre latérale peut avoir une vibration dite forcée, c’est-à-dire à une fréquence qui est imposée par la poutre principale sans être une fréquence de mode propre individuel de cette poutre latérale, considérée isolément. Ainsi, chaque poutre latérale possédant un mode propre individuel partiel d’ordre trois, de vibration par flexion parallèlement aux faces de la plaquette, la valeur de fréquence de ce mode propre individuel de chaque poutre latérale peut être supérieure à la valeur de fréquence du mode propre de la structure qui comprend la vibration par extension-compression de la poutre principale et les vibrations par flexion des deux poutres latérales, toutes selon le mode partiel de vibration égal à trois.
Dans des modes préférés de réalisation de l’invention, l’une au moins des caractéristiques additionnelles suivantes peut être reproduite optionnellement, seule ou en combinaison de plusieurs d’entre elles : l’épaisseur de la plaquette peut être comprise entre 80 µm et 120 µm, mesurée perpendiculairement aux faces de cette plaquette. Notamment, elle peut être sensiblement égale à 100 µm ; la poutre principale peut posséder une longueur qui est comprise entre 700 µm et 900 µm, mesurée parallèlement à l’axe principal ; et la valeur d’élancement de chaque poutre latérale peut être comprise entre 1,84 et 1,87, à l’intérieur d’un plan quelconque qui est parallèle aux faces de la plaquette et intermédiaire entre ces faces.
La structure peut comprendre en outre, sur chacune des deux faces de la plaquette et d’une façon qui est identique par superposition des deux faces à travers la plaquette, six électrodes qui sont disposées sur la poutre principale selon deux colonnes identiques et juxtaposées de trois électrodes, chaque colonne étant parallèle à l’axe principal. Alors, celles des électrodes de chaque face qui sont situées en quinconce les unes par rapport aux autres dans cette face sont reliées électriquement entre elles, sélectivement par rapport aux autres électrodes de la même face, formant ainsi deux groupes d’électrodes sur chaque face de la plaquette. De plus, chaque groupe d’électrodes de chaque face est relié électriquement à celui des deux groupes d’électrodes de l’autre face qui est situé en superposition à travers la plaquette. Une telle disposition des électrodes est particulièrement adaptée pour exciter sélectivement la vibration par extension-compression de la poutre principale, selon le mode partiel de vibration égal à trois.
Un deuxième aspect de l’invention propose un oscillateur électromécanique qui comprend : - une structure conforme au premier aspect de l’invention ; et - un circuit électronique, qui est connecté électriquement à la structure et adapté pour compenser des pertes énergétiques de cette structure, de sorte que l’oscillateur électromécanique délivre continuellement un signal de sortie basé sur le mode propre de la structure qui comprend la vibration par extension-compression de la poutre principale et les vibrations par flexion des deux poutres latérales, toutes selon le mode partiel de vibration égal à trois.
Enfin, un troisième aspect de l’invention concerne un dispositif électronique ou de communication, qui comprend un circuit d’horloge, ce circuit d’horloge incorporant un oscillateur électromécanique conforme au deuxième aspect ci-dessus.
est une vue en perspective d’une structure plane de résonateur mécanique conforme à la présente invention ;
est une vue en coupe transversale qui montre une déformation par extension d’une poutre principale faisant partie de la structure plane de résonateur mécanique de ;
est une vue en perspective qui correspond à ;
Une solution qui répond à cette problématique consiste à profiter de surfaces dites linéaires, sous forme des sols déjà aménagés/construits par l’homme, comme les pistes cyclables, les bordures d’autoroute, les voies ferrées…ou naturels, non utilisables à des fins agricoles, comme le long des cours d’eau et qui s’étendent sur des dizaines, voire des centaines de kilomètres, pour installer des systèmes PV de fortes puissances. Ces surfaces potentielles ont pour avantages d’être déjà très présentes, exploitables directement en l’état pour y installer des panneaux PV et pas chères puisque ne nécessitant pas l’acquisition de terrains.
La mise en place de nouveaux types d’installations/centrales PV linéaires va donc ouvrir de nouvelles opportunités dans la stratégue de développement du PV. Dans le monde, il existe déjà quelques projets d’installation PV linéaires, mais qui sont à priori de petite puissance, typiquement quelques kW. De plus, très peu d’articles sur la conception de ces installations PV linéaires ont été publiés.
Or, passer de centrales PV occupant des dizaines ou centaines d’hectares à des installations PV linéaires s’étendant sur des dizaines d’hectomètres ou kilomètres implique de repenser toute l’architecture du réseau électrique afférente.
De manière générale, les stratégies de l'Union Européenne en matière de développement d’énergies EnR à grande échelle mettent en évidence les rôles importants de l'infrastructure électrique et le couplage sectoriel, i.e. l'interconnexion entre le gaz et l'électricité, pour parvenir à une décarbonation profonde de l’économie.
Il existe donc un besoin de proposer une solution technique optimisée d’architecture électrique qui permette le raccordement massif des installations PV linéaires à l’infrastructure électrique existante, tout en fournissant des services allant au-delà de la simple injection de la production PV.
Pour ce faire, l’invention concerne, sous l’un de ses aspects, une architecture électrique comprenant :
- au moins une d’installation linéaires comprenant au moins un groupe de panneaux photovoltaïques (PV), adaptée pour produire une puissance totale maximale P, et
un réseau de courant continu (DC) comprenant au moins un bus auquel sont connectées en parallèle électrique le(s) groupe(s) de panneaux PV par l’intermédiaire chacune d’un convertisseur DC/DC,
- un réseau de transport et/ou de distribution alternatif (AC),
- au moins deux convertisseurs en source de tension (VSC) ; un des deux convertisseurs reliant le bus DC à un premier nœud du réseau AC, l’autre des deux convertisseurs reliant le bus DC à un deuxième nœud du réseau AC, distinct du premier nœud, chacun des convertisseurs VSC étant adapté pour injecter de 0 à une valeur supérieure à 100% de la puissance P dans le réseau AC, au moins un des convertisseurs étant bidirectionnel,
- un système de contrôle adapté pour déterminer la puissance à transporter entre le réseau DC depuis les convertisseurs VSC et le réseau AC, en fonction des besoins et/ou des régimes de fonctionnement de ce dernier.
Avantageusement, les convertisseurs VSC sont des convertisseurs modulaire multiniveaux (MMC) et/ou bidirectionnels et/ou dimensionnés pour assurer l’absorption de la partie de puissance du réseau AC.
Les modes de contrôle possibles des convertisseurs VSC sont:
Vac/f : Contrôle de la tension au point de connexion et de la fréquence du réseau AC Vac-phi : Contrôle de la tension au point de connexion du réseau AC et du déphasage Vdc-phi : Contrôle de la tension du bus DC et du déphasage Vdc-Q : Contrôle de la tension du bus DC et de puissance réactive PWM-phi : Contrôle de la modulation PWM de l’onduleur VSC et du déphasage P-Vac : Contrôle de puissance injectée et de la tension au point de connexion du réseau AC P-Q : Contrôle de puissance active et réactive injectées au réseau AC Vdc-Vac : Contrôle de la tension du bus DC et de la tension au point connecté du réseau AC P-cos(f) : Contrôle de puissance active injectée au réseau AC et du facteur de puissance Vdc-cos(f) : Contrôle de la tension au bus DC et du facteur de puissance…
Parmi tous ces modes de contrôle, les modes de contrôles P-Q ; P-Vac ; Vac/f ; Vdc-Q sont privilégiés pour la fonction de transport et de services selon l’invention.
La périphérie externe du corps de stator 11 étant en contact intime avec la périphérie interne de la paroi d’orientation axiale 16b du premier palier 16 du fait de l’opération de frettage, cela permet de faciliter l’évacuation par conduction de la chaleur générée par le stator.
Le rotor 12 comporte un corps sous la forme d’un paquet de tôles pour diminuer les courants de Foucault. Des aimants permanents sont implantés dans des ouvertures du corps. Les aimants peuvent être implantés suivant une configuration en V. Alternativement, les aimants sont implantés radialement à l’intérieur des cavités, les faces en vis-à-vis de deux aimants adjacents étant de même polarité. Il s’agit alors d’une configuration à concentration de flux. Les aimants pourront être en terre rare ou en ferrite selon les applications et la puissance recherchée de la machine 10. Alternativement, les pôles du rotor 12 pourront être formés par des bobines.
Le stator 11 comporte un corps constitué par un paquet de tôles qu’une pluralité de bobinages 19. Le corps est formé par un empilement de feuilles de tôles indépendantes les unes des autres et maintenues sous forme de paquet au moyen d’un système de fixation adapté. Le paquet de tôles est doté d'encoches, par exemple du type semi-fermées, équipées d'isolant d'encoches pour le montage de la pluralité de bobinages 19 du stator 11. Dans l’exemple considéré, chaque bobinage 19 est alimenté via un circuit électronique de puissance électrique dédié au moyen desquels des courants de phase correspondants peuvent être générés individuellement et introduits dans les bobinages de sorte à définir une pluralité de pôles magnétiques et une pluralité de phases dans chaque paire de pôles.
Dans l’exemple considéré, chacun des bobinages 19 comprend une pluralité de segments conducteurs 22. Chaque segment s’étend dans une encoche dédiée. Ces segments conducteurs sont connectés ensemble par un moyen d’interconnexion. Les segments conducteurs 22 d’un même bobinage sont alimentés en parallèle via le moyen d’interconnexion.
Dans l’exemple considéré, les segments conducteurs 22 sont des barres conductrices 23. Chaque barre conductrice 23 est rectiligne, faite de cuivre ou d’aluminium, d’un seul tenant et occupe au moins 95% du volume de chaque encoche. Le stator 11 comprend également un isolant dans chaque encoche 31.
Dans l’exemple considéré, une barre conductrice 23a de chaque bobinage 19 est plus longue axialement que les autres. Chacune de ces barres conductrices d’alimentation 23a permet l’alimentation des bobinages 19. Ces barres conductrices d’alimentation 23a sont connectées à l’ensemble électronique 24, en particulier aux composants de puissance. Ces barres conductrices d’alimentation 23a sont 30% plus longues que les autres barres conductrices.
La machine électrique 10 comprend un dissipateur thermique 23 sur lequel est monté une partie de l’ensemble électronique 24 et permettant son refroidissement.
La machine électrique tournante 10 est refroidie principalement au moyen d’une chambre de refroidissement 37 permettant le passage d’un liquide à l’intérieur de la machine. Le liquide est en l’occurrence un fluide caloporteur ou liquide de refroidissement également tel que de l’eau.
Comme cela est visible sur les figures 1 et 2, le dissipateur thermique 23 est monté sur une extrémité axiale du carter 15 de manière à former avec le premier palier 16, en particulier la paroi transversale 16a, une première partie 39 de la chambre de refroidissement 37 et permettant ainsi le refroidissement de l’ensemble électronique 24. La première partie de la chambre de refroidissement 39 est ainsi fermée à une première extrémité axiale par le dissipateur thermique 23 et à sa deuxième extrémité axiale par la paroi transversale 16a.
Le dissipateur thermique 23 est solidaire du premier palier 16, en particulier de sa paroi transversale 16a. De préférence, ils sont solidarisés ensemble au moyen d’une soudure par friction malaxage.
Une deuxième partie 40 de la chambre de refroidissement 37 est formée entre lesdites deuxièmes portions axiales 16b, 17b du carter et permet le refroidissement du stator 11.
Avantageusement, la première et deuxième partie 39, 40 de la chambre de refroidissement 37 sont disposées axialement l’une à côté de l’autre.
Avantageusement, la première partie 39 de la chambre de refroidissement 37 s’étend sur au moins 50%, de préférence 75%, de la hauteur radiale de la machine.
Cette chambre 37 comprend une entrée 41 aménagée dans le carter 15, en particulier le premier palier 16 et débouchant dans la première partie 39 pour la circulation d’un liquide permettant de refroidir l’ensemble électronique 24. Une fois que le liquide a circulé dans la première partie 39, le liquide s’écoule vers la deuxième partie 40 qui s’étend autour du stator 11 pour assurer son refroidissement sur environ 360 degrés, le liquide est évacué via une sortie de liquide 42.
Un premier muret 390 permet de diriger le liquide de la première partie de la chambre 39 vers la deuxième partie 40. Ce muret 390, comme visible sur la évite également que le liquide proche de passer dans la deuxième partie de la chambre 40 ne réchauffe le liquide entrant via l’entrée 41. Un deuxième muret non visible sur les figures permet également au liquide sortant de la deuxième partie de la chambre 40 par la sortie 42 ne réchauffe le liquide entrant.
L’ensemble électronique 24 comporte au moins un, de préférence une pluralité, de composant de puissance 22. Les composants de puissance 22 sont des condensateurs 27 et/ou des modules de puissance 28.
Le PHA de l’exemple 14 a entièrement été caractérisé par méthode spectroscopique et spectrométrique et est conforme à la structure chimique attendue. Epoxydation à 100%. Exemple 15 : Poly(3-HydroxyOctanoate-co-Undécenoate) 30 % insaturations époxydée à 100 %
10 g de copolymère de PHA de l’exemple 1’’’ sont solubilisés dans 40 mL de dichlorométhane anhydre. Une suspension de 6,2 g de m-CPBA 77% est préparée avec 10 mL de dichlorométhane anhydre et ajoutée au mélange sous agitation, à température ambiante pendant au moins 120 heures.
Le PHA de l’exemple 15 a entièrement été caractérisé par méthode spectroscopique et spectrométrique et est conforme à la structure chimique attendue. Epoxydation à 100%. Exemple 16 : Poly(3-HydroxyNonanoate-co-Undécenoate) 5 % insaturations greffés à 100 % avec le 4-tert-Butylbenzyl mercaptan (TBM) (Composé de l’exemple 1’ greffé TBM)
2 g de copolymère de PHA de l’exemple 1’ et 300 mg de 4-tert-butylbenzylmercaptan ont été solubilisés dans 25 mL d’acétate d’éthyle à température ambiante sous agitation. 25 mg de 2,2-Dimethoxy-2-Phenylacetophenone (IRGACURE 651) ont été ajouté au mélange. Le milieu a ensuite été irradié sous une lampe UV 100W à 365nm (référence) et sous agitation pendant au moins 10 minutes.
Le PHA de l’exemple 16 a entièrement été caractérisé par méthode spectroscopique et spectrométrique et est conforme à la structure chimique attendue. Greffage à 100%. Exemple 17 : Copolymère de PHA à chaine latérale R 1 représentant un groupe isohexylènyle et R 2 représentant un groupe isobutyle
Le procédé d’obtention de l’exemple 17 est une adaptation de Applied and Environmental Microbiology , Vol 60, No. 9. 3245-3254 (1994) « Polyester Biosynthesis Characteristics of Pseudomonas citronellolis Grown on Various Carbon Sources, Including 3-Methyl-Branched Substrrate ». MUN HWAN CHOI and SUNG CHUL YOON. Le microorganisme utilisé est Pseudomonas citronellolis ATCC® 13674™. Le mode de culture est réalisé en conditions axénique en culture discontinue non alimentée dans des fioles de Fernbachs de 5L (Corning® ref. 431685) contenant 2 de milieu de culture, agitées à 110rpm à 30°C dans un incubateur orbitalaire (diamètre de l’orbite de 2,5cm).
Après 70 heures à 30 °C à 110rpm, la biomasse séchée par lyophilisation avant d’être extraite au dichlorométhane durant 24h. La suspension est clarifiée par filtration sur filtre GF/A (Wattman®) le filtrat, composé de PHA en solution dans le dichlorométhane est concentré par évaporation puis séché sous vide poussé à 40 °C jusqu’à masse constante.
Une table de correspondance entre les identifiants des nœuds et les clés de cryptage dédiées associées à ces nœuds est entretenue par l’équipement de supervision.
Le mécanisme de cryptage décrit peut également être implémenté entre les balises et les passerelles et/ou entre les passerelles et l’équipement de supervision. Dans ce cas-là, des clés de cryptage associées respectivement aux liaisons entre balises, aux liaisons longues portées, et/ou aux liaisons entre passerelles et équipement de supervision, doivent être définies et communiquées aux équipements concernés par ces liaisons. Dans un mode de réalisation, cette clé est identique pour l’ensemble des équipements du réseau. En outre, ces équipements doivent être en possession d’une liste des identifiants des équipements autorisés sur le réseau afin de mettre en œuvre le filtrage des identifiants des trames reçues.