INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Dans ce cas, le découpage est un découpage temporel qui requiert une étape supplémentaire de sélection de la fréquence d’échantillonnage.
Ce choix a un impact sur le nombre total de phases P et est déterminé en cherchant un compromis entre la finesse de la caractérisation de ces phases et la taille du jeu de référence obtenu.
L’intégration d’actionneur piézoélectrique dans une valve à commande électrique permet d’augmenter ses performances, non seulement en termes de temps de réponse, mais également en termes de densité de force. Toutefois, le déplacement d’un actionneur piézoélectrique est généralement faible (quelques dizaines de microns), de sorte que le débit de fluide susceptible de traverser la valve est faible.
Pour remédier à cela, des valves dites « à plaques de Hörbiger » ont été développées, notamment par l’Université de Bath (ci-après nommée « valve Bath ») et décrites dans les publications suivantes : David T. Branson et al. “ Dynamic simulation model of hydraulic valve utilising the Hörbiger plate principal and piezoactuation to achieve high bandwidth and flow performance ”. Proceedings of the IMECE2008-67401, 2008 AMCE. David. T. Branson et al. “ Piezoelectrically actuated hydraulic valve design for high bandwidth and flow performance ”. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part I: Journal of Systems and Control Engineering, 2011, pp. 225-345.
La valve Bath comprend une plaque fixe P et un clapet mobile C opposé à ladite plaque. Le principe est basé des canaux de passage de fluide se présentant sous la forme de rainures annulaires Rp, Rc aménagées dans la plaque et le clapet. Comme illustré sur la , lorsque le clapet C est espacé de la plaque P, le fluide F passe au travers des canaux Rp, Rc, dont la configuration en rainures annulaires augmente considérablement la surface d’écoulement globale par rapport aux configurations traditionnelles de valve. Il est ainsi possible d’obtenir des débits élevés même avec un faible déplacement x s du clapet C (de quelques dizaines de microns). Les débits de fluide susceptibles de passer au travers de la valve sont d’environ 65 L/min à 20 bars (2 MPa) avec des temps d’ouverture/fermeture inférieurs à 1,5 ms. En position de fermeture ( ), le clapet C est en contact avec la plaque P de sorte que les canaux Rp, Rc ne sont plus en communication fluidique.
En se rapportant aux figures 2a et 2b, la valve Bath comprend une entrée E de fluide sous pression et une sortie S de fluide. En position d’ouverture ( ), le clapet C est espacé de la plaque fixe P de sorte que le fluide s’écoule depuis l’entrée E, vers la sortie S, en passant au travers des canaux Rc, Rp. Un actionneur piézoélectrique A est disposé dans une première chambre Vh et agit sur une face active du clapet C de manière à le déplacer entre la position de fermeture ( ) et la position d’ouverture ( ). L’entrée E (haute pression) est disposée en amont de la plaque P et est connectée fluidiquement aux canaux Rp de la plaque P. La sortie S (basse pression) est connectée fluidiquement aux canaux Rc du clapet C de sorte qu’en usage, en position d’ouverture, le fluide F circule des canaux Rp de la plaque P vers les canaux Rc du clapet C.
La valve Bath est intéressante, mais présente quelques limites. En premier lieu, la pression maximale d’utilisation réelle (et non pas simulée) est de l’ordre de 10 bars à 20 bars, de sérieux problèmes de fuite apparaissant au-delà de ces pressions. Le champ d’application de la valve Bath est donc limité. En second lieu, si les temps d’ouverture/fermeture sont faibles (de 1 ms à 1,5 ms), ils restent du même ordre de grandeur que les valves à commande hydraulique du marché les plus performantes. Pour ces raisons, il n’y a pas vraiment d’intérêt pratique à utiliser une valve Bath dans un dispositif industriel.
L’invention vise à remédier à cet état des choses. En particulier, la présente invention entend proposer une valve dont la conception est basée sur le principe de la valve Bath (valve type à plaque de Hörbiger a actionneur piézoélectrique) qui, dans des conditions réelles d’utilisation (et non pas seulement dans des conditions simulées) soit capable de fonctionner à des pressions nettement supérieures à 20 bars, pouvant aller jusqu’à plusieurs centaines de bars.
Présentation de l’invention. La solution proposée par l’invention est une valve comprenant une entrée de fluide sous pression et une sortie de fluide, laquelle valve comporte : une plaque fixe dans laquelle sont aménagés des premiers canaux de passage de fluide, un clapet dans lequel sont aménagés des seconds canaux de passage de fluide, ledit clapet étant monté mobile entre : - une position d’ouverture dans laquelle les premiers canaux et les seconds canaux sont dans une configuration autorisant le passage du fluide entre l’entrée et la sortie ; - et une position de fermeture dans laquelle les premiers canaux et les seconds canaux sont dans une configuration bloquant le passage du fluide entre l’entrée et la sortie, un actionneur piézoélectrique agissant sur le clapet pour le déplacer entre la position de fermeture et la position d’ouverture.
Cette valve est remarquable en ce que l’entrée est aménagée de sorte qu’en usage, le fluide sous pression exerce une force sur une face active dudit clapet contraignant ledit clapet vers la position de fermeture.
Le fonctionnement de la valve objet de l’invention est inversé par rapport à la valve Bath. Le fluide sous pression agit maintenant sur le clapet mobile dans le sens de la fermeture alors que dans la valve Bath, la pression du fluide agit sur le clapet mobile dans le sens de l’ouverture. En d’autres termes, dans l’invention, la position de la haute pression se trouve en amont du clapet mobile et agit mécaniquement dans le sens de l’actionneur piézoélectrique lors de la phase de fermeture, contribuant ainsi à améliorer l’étanchéité de la valve. Ainsi, plus la pression du fluide augmente, meilleure est l’étanchéité, de sorte que la valve peut maintenant fonctionner à des pressions supérieures à 100 bars et pouvant aller jusqu’à plusieurs centaines de bars.
De plus, la demanderesse a pu constater que les temps d’ouverture et de fermetures étaient de l’ordre de 0,5 ms, ce qui est nettement plus rapide que les valves de l’art antérieur.
En outre, de par sa conception relativement simple et ses performances réelles, la valve objet de l’invention est industriellement exploitable, avec des coûts de fabrication réduits.
D’autres caractéristiques avantageuses de la valve objet de l’invention sont listées ci-dessous. Chacune de ces caractéristiques peut être considérée seule ou en combinaison avec les caractéristiques définies ci-dessus. Chacune de ces caractéristiques contribue, le cas échéant, à la résolution de problèmes techniques spécifiques définis plus avant dans la description et auxquels ne participent pas nécessairement les caractéristiques remarquables définies ci-dessus. Ces dernières peuvent faire l’objet, le cas échéant, d’une ou plusieurs demandes de brevet divisionnaires :
Selon un mode de réalisation, en position d’ouverture, le clapet est espacé de la plaque de sorte que les premiers canaux et les seconds canaux sont en communication fluidique. Et en position de fermeture, le clapet est en contact avec la plaque de sorte que les premiers canaux et les seconds canaux ne sont pas en communication fluidique.
Selon un mode de réalisation : - le clapet est monté mobile dans une chambre entre la position d’ouverture et la position de fermeture ; - les seconds canaux sont en communication fluidique avec la chambre ; - l’entrée est disposée en amont du clapet, au niveau de la chambre ; - la sortie est disposée en aval de la plaque, en communication fluidique avec les premiers canaux de sorte qu’en usage et en position d’ouverture, le fluide circule des seconds canaux vers lesdits premiers canaux.
Selon un mode de réalisation, l’actionneur piézoélectrique est configuré de sorte que le clapet soit naturellement en position d’ouverture lorsque ledit actionneur n’est pas sous tension.
Selon un mode de réalisation, le clapet est disposé entre l’actionneur et la plaque.
L’agrégation par configuration C étend l’ensemble des évènements au-delà de la configuration courante pour couvrir l’ensemble des configurations nécessaire pour couvrir tous les évènements matériels envisagés en fonctionnement normal.
L’agrégation par itération I diffère de l’agrégation précédente en remplaçant les couples (évènement, valeur) par des couples (évènement, ensemble des valeurs observées au cours des différentes itérations).
L’ensemble des mesures collectées pour l’application A est susceptible d’être ainsi très important et représenter typiquement plusieurs giga-octets de données collectées.
Il est alors utile de faire une réduction de ces données pour obtenir un jeu de référence J de taille réduite, intégrable dans la mémoire 18 du système électronique 10.
L’étape de traitement 140 comprend alors l’application d’une opération permettant que la taille en mémoire de l’ensemble des données traitées soit inférieure à la taille en mémoire de l’ensemble de mesures.
En particulier, l’opération est mise en œuvre par une technique d’apprentissage automatique comprenant un entraînement à partir de l’ensemble de mesures.
La technique d’apprentissage automatique est notamment implémentée par l’entraînement d’un réseau de neurones à partir de l’ensemble de mesures. Le jeu de référence deviendrait alors ce réseau une fois entrainé. Des techniques d’apprentissage symbolique ou de segmentation sont utilisées en variante.
En variante, l’opération de réduction est une opération d’analyse statistique telle que l’ensemble des données traitées est une distribution statistique de l’ensemble de mesures.
Cette opération est similaire à celle couramment réalisée pour permettre la visualisation des données statistiques avec des histogrammes ou des boîtes à moustaches pas exemple.
La distribution statistique comprend une pluralité de valeurs donnant des informations clefs sur la distribution statistique telles que le minimum, le maximum, la moyenne, la médiane, l’écart-type, des déciles, des quartiles, etc. Par exemple, ces valeurs sont les différents intervalles (« bins » en anglais) d’un histogramme ou les quartiles pour les boîtes à moustaches.
Cette pluralité de valeurs devient alors le jeu de référence J.
Il est donc nécessaire de réduire la taille des données collectées mais il est également important de s’assurer que les données collectées sont statistiquement représentatives de l’application. Il est ainsi nécessaire d’évaluer la couverture statistique des données collectées.
Ainsi, un nombre prédéterminé d’itérations de l’étape de mesure 130 est mis en œuvre afin d’obtenir un premier ensemble de mesures et un premier ensemble de données traitées.
Le procédé de génération 100 comprend alors en outre une deuxième mise œuvre du nombre prédéterminé d’itérations de l’étape de mesure 130 pour obtenir un deuxième ensemble de mesures et un deuxième ensemble de données traitées.
Puis, le premier ensemble de données traitées est comparé au deuxième ensemble de données traitées en fonction d’un critère de convergence prédéterminé.
Le critère de convergence permet de déterminer si ces deux distributions sont statistiquement similaires. La littérature propose différentes solutions à ce problème comme par exemple la comparaison d’histogrammes en calculant la distance de Bhattacharyya, la divergence de Kullback-Leiber ou la distance de Hellinger.
La plaque P présente une première face Pf1 et une seconde face Pf2 opposées. La première face Pf1 est en vis-à-vis du clapet C. La plaque P est rigide. Selon un mode préféré de réalisation, elle est réalisée en acier, préférentiellement obtenue par usinage. Son diamètre est par exemple compris entre 10 mm et 50 mm, et sa hauteur (ou épaisseur) comprise entre 2 mm et 10 mm. La plaque P est maintenue en position dans le corps de valve Vc, par exemple par un emmanchement serré ou par soudage.
Des premiers canaux de passage de fluide Rp sont aménagés dans la plaque P. Selon le mode de réalisation de la , ces canaux Rp se présentent sous la forme de rainures annulaires concentriques, dont le nombre peut varier de 1 à 10 selon le diamètre de la plaque P. À titre d’exemple, les rainures Rp ont une largeur comprise entre 0,5 mm et 10 mm et une profondeur comprise entre 0,5 mm et 10 mm. Selon le mode de réalisation des figures 4a, 4b et 8, les rainures Rp débouchent au niveau de la première face Pf1 mais ne sont pas traversantes, c’est-à-dire qu’elles ne sont pas réalisées dans toute l’épaisseur de la plaque P. En d’autres termes, elles présentent une paroi de fond Rpf. Des perçages Rpp sont réalisés au niveau de la paroi de fond Rpf et débouchent au niveau de la seconde face Pf2. Les canaux Rp sont donc formés des rainures annulaires et des perçages Rpp. Le diamètre des perçages Rpp correspond à la largeur des rainures Rp. Leur nombre peut varier de 4 à 20 par rainure. Cette conception présente plusieurs avantages : elle permet d’obtenir une plaque P particulièrement rigide qui empêche ou limite les déformations et donc les risques de fuite. Elle permet en outre de générer des pertes de charge négligeables lors du passage du fluide.
Selon une autre mode de réalisation, les canaux Rp se présentent sous la forme de segments de rainures annulaires concentriques, dont le nombre peut varier de 1 à 10 selon le diamètre de la plaque P. À titre d’exemple, les segments de rainures Rp ont une largeur comprise entre 0,5 mm et 10 mm et une profondeur correspondantes à l’épaisseur de la plaque P. Selon un mode de réalisation, les segments de rainures Rp sont traversants, c’est-à-dire qu’ils sont réalisés dans toute l’épaisseur de la plaque P et débouchent au niveau de la première face Pf1 et de la seconde face Pf2. Cette conception permet d’obtenir une plaque P rigide qui empêche ou limite les déformations. On constate en outre des pertes de charge négligeables lors du passage du fluide. Cette conception est similaire à celle des premiers canaux Rp décrits plus avant dans la description, notamment en référence à la .
Pour des facilités de montage et de conception, le clapet C a également une forme générale cylindrique de section circulaire, et de manière plus générale à la même forme, ou sensiblement la même forme, que la plaque P. Le clapet C est rigide, par exemple réalisé en acier, préférentiellement obtenu par moulage et usinage. Il est monté mobile entre une position d’ouverture (figures 4a, 5a, 6a, 7a) et une position de fermeture (figures 4b, 5b, 6b, 7b).
En se rapportant aux figures 4a et 4b, le clapet C présente une première face Cf1 et une seconde face Cf2 opposées. La deuxième face Cf2 du clapet C est en vis-à-vis de la première face Pf1 de la plaque P. Selon un mode préféré de réalisation, le clapet C est réalisé en acier, préférentiellement obtenu par usinage. Son diamètre correspond à celui de la plaque P et est par exemple compris entre 10 mm et 50 mm, sa hauteur (ou épaisseur) étant comprise entre 2 mm et 10 mm.
Des seconds canaux de passage de fluide Rc sont aménagés dans la plaque P. Selon le mode de réalisation de la , ces canaux Rc se présentent sous la forme de segments de rainures annulaires concentriques, dont le nombre peut varier de 1 à 10 selon le diamètre du clapet C. À titre d’exemple, les segments de rainures Rc ont une largeur comprise entre 0,5 mm et 10 mm et une profondeur comprise entre 0,5 mm et 10 mm. Selon le mode de réalisation des figures 4a, 4b, 5a, 5b, 6a, 6b, 7a, 7b et 9, les segments de rainures Rc sont traversants, c’est-à-dire qu’ils sont réalisés dans toute l’épaisseur du clapet C et qu’ils débouchent au niveau de la première face Cf1 et de la seconde face Cf2. Cette conception permet non seulement d’obtenir un clapet C particulièrement rigide qui empêche ou limite les déformations, mais également de générer des pertes de charge négligeables lors du passage du fluide.
Les premiers canaux Rp et les seconds canaux Rc sont dans une configuration de coopération. En se rapportant aux figures 4a, 4b, 8 et 9, la plaque P et le clapet C présentent, respectivement au niveau de la première Pf1 et de la seconde face Cf2, des parties creuses (correspondantes aux canaux Rp, Rc) et des parties pleines bordant lesdites parties creuses (correspondant aux zones hachurées).
Lorsque le clapet C et la plaque P sont en vis-à-vis, les premiers canaux Rp de ladite plaque sont disposés en face des parties pleines dudit clapet. Et les seconds canaux Rc du clapet C sont disposés en face des parties pleines de la plaque P. En position de fermeture (figures 4b, 5b, 6b, 7b), lorsque le clapet C est en contact avec la plaque P, les premiers canaux Rp sont obturées par les parties pleines dudit clapet et les seconds canaux Rc sont obturées par les parties pleines de ladite plaque. Ainsi, en position de fermeture, les premiers canaux Rp et les seconds canaux Rc ne sont pas en communication fluidique. Pour obturer efficacement les canaux Rp, Rc, les parties pleines complémentaires sont plus larges que lesdits canaux, par exemple plus large de 0,2 mm à 2 mm.
À l’inverse, dans la position d’ouverture (figures 4a, 5a, 6a, 7a), le clapet C est espacé de la plaque P, les premiers canaux Rp ne sont plus obturées par les parties pleines dudit clapet et les seconds canaux Rc ne sont plus obturées par les parties pleines de ladite plaque. Les premiers canaux Rp et les seconds canaux Rc sont alors en communication fluidique.
Le clapet C est déplacé entre la position de fermeture et la position d’ouverture, par un actionneur piézoélectrique A adapté pour produire une énergie mécanique lorsqu’il est polarisé électriquement. L’actionneur A consiste en une structure d’empilement d’éléments piézoélectriques (également désigné dans la suite par l’expression « pilier piézoélectrique ») ou en une membrane piézoélectrique. Les éléments piézoélectriques se présentent avantageusement sous la forme de rondelles ou disques pièzocéramiques ou piezocomposites dont le diamètre est par exemple compris entre 5 mm et 50 mm. Le nombre de rondelles ou disques peut varier de 3 à 400 selon la longueur du pilier (qui peut être comprise entre 5 mm et 200 mm) et/ou selon la force mécanique à générer. À titre d’exemple, on utilise des rondelles céramiques dures PZT (Titano-Zirconate de Plomb). Dans le cas d’une membrane piézoélectrique, il s’agit avantageusement d’un composant de la famille du polyvinylidine difluoride (PVDF), plus particulièrement un dérivé PVDF tel qu’un PVDF/PDMS (PDMS : polydiméthylsiloxane).
Lorsque l’actionneur A est mis sous tension, ses éléments piézoélectriques se polarisent et se déforment élastiquement pour générer une contrainte mécanique. Selon un mode de réalisation, la déformation élastique consiste en un allongement du pilier piézoélectrique selon l’axe longitudinal X-X de l’actionneur A, qui est également l’axe de translation du clapet C. En d’autres termes, l’actionneur A s’allonge lorsqu’il est mis sous tension. Et lorsqu’il n’est pas mis sous tension, l’actionneur A se rétracte et revient à sa position d’origine.
La mise sous tension de l’actionneur A est gérée par une unité de commande UC qui peut par exemple se présenter sous la forme d’un processeur, microprocesseurs, CPU (pour Central Processing Unit), intégré dans un terminal électronique (ordinateur, automate, …). À titre d’exemple, le signal de commande généré par l’unité de commande UC et appliqué à l’actionneur A peut avoir une tension comprise entre 0 V et 1000 V, sous une intensité de 2 A à 10 A. La fréquence d’activation de l’actionneur A (fréquence d’ouverture/fermeture de la valve V) peut atteindre 2000 Hz. L’unité de commande UC peut adapter le signal de commande, en tension et/ou en intensité pour optimiser les performances en termes de rapidité (temps d’ouverture/fermeture) et/ou de précision de déplacement du clapet C, et/ou de bruit émis, etc. Par exemple, un signal de commande sinusoïdale réduit le bruit généré par le déplacement du clapet C comparé à un signal de commande carré.
L’actionneur A est dimensionné pour déplacer le clapet C d’une distance x s . En d’autres termes, en position d’ouverture, la distance séparant la première face Pf1 de la plaque P de la seconde face Cf2 du clapet est x s . Cette distance est avantageusement comprise entre 20 µm et 150 µm. Le débit de fluide susceptible de traverser la valve V peut être facilement contrôlé en réglant la tension appliquée à l’actionneur A, lequel réglage permet d’ajuster la déformation dudit actionneur et de fait cette distance x s . Par exemple, pour une distance de déplacement x s d’environ 80 µm, on obtient un débit de 10 L/min pour un fluide à 5 bars, un débit de 15 L/min pour un fluide à 10 bars et un débit de 80 L/min pour un fluide à 300 bars.
Premier mode de réalisation : figures 4a et 4b. Sur les figures 4a et 4b, le clapet C est disposé au niveau de la première chambre Vh. En d’autres termes, la première chambre Vh est disposée de part et d’autre de l’actionneur A et du clapet C. Encore en d’autres termes, le clapet C est disposé entre l’actionneur A et la plaque P.
Les éléments piézoélectriques sont montés sur une tige At installée selon l’axe X-X. Les éléments piézoélectriques peuvent notamment être percés selon l’axe X-X ce qui permet d’y insérer la tige At. L’allongement ou la rétractation de l’actionneur A induit une translation de la tige At selon l’axe X-X.
Selon un mode de réalisation, lorsque l’actionneur A est mis sous tension, il s’allonge de sorte que le clapet C est déplacé vers la position de fermeture. Et lorsqu’il n’est pas mis sous tension, l’actionneur A se rétracte et revient à sa position d’origine, le clapet C se déplaçant alors vers la position d’ouverture. Dans ce montage, la valve V est donc naturellement ouverte : le clapet C est en position d’ouverture lorsque l’actionneur A n’est pas sous tension. Un montage inverse peut toutefois être envisagé, dans lequel la valve V est naturellement fermée, le clapet C étant en position de fermeture lorsque l’actionneur A n’est pas sous tension (et qu’il s’allonge et revient à sa position d’origine).
PROCEDE DE FABRICATION D’UNE ELECTRODE POREUSE, ET BATTERIE CONTENANT UNE TELLE ELECTRODE Domaine technique de l’invention L’invention concerne le domaine de l’électrochimie, et plus particulièrement les dispositifs électrochimiques en couches minces. Elle concerne plus précisément les électrodes utilisables dans des dispositifs électrochimiques tels que des condensateurs, des batteries à ions de lithium, des mini-batteries ou des batteries à ions de lithium ayant une capacité supérieure à 1 mA h. L’invention s’applique aux électrodes négatives et aux électrodes positives. Elle porte sur des électrodes poreuses qui peuvent être imprégnées d’un électrolyte solide sans phase liquide ou d’un électrolyte liquide.
L’invention concerne également un procédé de préparation d’une telle électrode poreuse qui met en œuvre des nanoparticules d’un matériau d’électrode, et les électrodes ainsi obtenues. L’invention concerne également un procédé de fabrication d‘une batterie à ions de lithium comprenant au moins une de ces électrodes, et les batteries ainsi obtenues, de préférence les batteries à ions de lithium ayant une capacité supérieure à 1 mA h
Ces techniques de dépôt, notamment par enduction, permettent de réaliser des couches d’une épaisseur comprise entre environ 50 µm et environ 400 µm. La puissance et l’énergie de la batterie peuvent être modulées en adaptant l’épaisseur et la porosité des couches, la taille des particules actives qui les constituent et par la présence de divers constituants au sein de la couche tels que des liants ou encore des matériaux conducteurs électroniques.
Selon un mode de réalisation, la plaque est disposée entre l’actionneur et le clapet.
Selon un mode de réalisation : - l’actionneur piézoélectrique comprend des éléments piézoélectriques montés sur une tige installée selon un axe de translation ; - la tige est en prise avec le clapet de sorte qu’une translation de ladite tige induite par l’actionneur piézoélectrique entraine la translation dudit clapet entre les positions d’ouverture et de fermeture.