INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La représente l’ensemble de liaison 1 d’entrainement mécanique en rotation et de l’arbre porteur 2 d’une porte d’avion (non représentée) pouvant tourner autour de l’axe central 2a de cet arbre porteur 2 entrainé par ladite liaison qui comporte deux moyens de traction, deux organes de transmission et deux bagues d’entrainement 3a, 3b qui sont portées par l’arbre porteur 2 solidairement en rotation autour de l’axe central 2a et en translation le long de cet axe. Chaque bague d’entrainement 3a, 3b est menée en rotation par un organe de transmission en bracelet de type courroie 4a, 4b, bouclée sur elle-même, et solidaire à son extrémité menante au moyen de traction. Ces moyens de traction comportent dans cet exemple un arbre de traction 5 et deux roues menantes, 6a, 6b. L’arbre de traction 5 est commun aux deux courroies 4a, 4b et tourne selon son axe 5a parallèlement à l’axe central 2a de rotation. Les deux roues menantes 6a, 6b, fixées sur l’arbre de traction 5, enroulent la courroie 4a, 4b correspondante.
Chaque roue menante 6a, 6b, bague d’entrainement 3a, 3b et courroie 4a, 4b correspondante forment un groupement 1a, 1b s’étendant dans un plan perpendiculaire à l’axe central 2a de l’arbre porteur 2 et permettant la rotation de l’arbre porteur 2 dans l’un ou l’autre des deux sens opposés de rotation : un sens donné S1 (sens horaire dans le plan des groupements de liaison 1a, 1b) et le sens opposé S2 (sens antihoraire).
Dans cet exemple de réalisation, l’arbre de traction 5 commun dispose d’une commande d’activation 5b, dans l’exemple illustré une bielle couplée à un système d’entrainement en rotation (non représenté), qui entraine la rotation de l’arbre de traction 5 et celle des roues menantes 6a, 6b. Cette commande d’activation 5b permet donc de faire tourner l’arbre de traction 5 dans l’un ou l’autre des sens S1 ou S2, et donc d’entrainer la rotation de l’arbre porteur 2 dans le même sens par traction respective de l’une ou l’autre des courroies 4a, 4b qui s’enroule autour de la roue menante 6a, 6b correspondante. Cette traction entraîne alors simultanément le déroulé de la courroie 4a, 4b correspondante autour de l’arbre porteur 2. Un angle de rotation maximal de l’arbre porteur 2 est prédéfini en fonction de l’application : il peut être important grâce aux entraînements en traction par enroulement. Dans le présent exemple, l’angle de rotation maximal est de 300 degrés.
La montre une vue latérale de la liaison 1 d’entrainement en rotation de l’arbre porteur 2 par les deux courroies 4a, 4b qui transmettent la rotation de l’arbre de traction 5 à l’arbre porteur 2, chaque courroie transmettant un des sens de rotation, le sens horaire S1 pour la courroie 4a et le sens antihoraire S2 pour la courroie 4b. Les bagues d’entrainement 3a, 3b et les roues menantes 6a, 6b sont positionnées l’une au-dessus de l’autre le long de respectivement l’arbre porteur 2 et l’arbre de traction 5. Dans cet exemple de réalisation, les bagues d’entrainement 3a, 3b sont solidaires et ne forment qu’une pièce unique : elles peuvent également être indépendantes et fixées individuellement à l’arbre porteur 2.
Les vues de dessus de la et de la illustrent les groupements de liaison 1a, 1b respectivement en début et fin d’entrainement en rotation de l’arbre porteur 2 par les courroies 4a, 4b. Un des organes de transmission, ici la courroie 4a, présente un corps 4c et deux extrémités. L’une de ces extrémités, dite extrémité menée 4d, est solidaire de la bague d’entrainement 3a, et est enroulée autour de ladite bague. L’autre extrémité, dite extrémité menante 4e, est solidaire du moyen de traction entrainant le déroulé de la courroie 4a sur la bague d’entrainement 3a et la rotation de l’arbre porteur 2 dans un sens donné, le sens horaire S1.
La rotation en sens inverse (sens antihoraire ici) S2 est générée par l’arbre de traction 5 en connexion avec l’arbre porteur 2 par la courroie 4b. Celle-ci présente également un corps 4c et deux extrémités, solidaire à une extrémité 4d, dite menée, à la deuxième bague d’entrainement 3b, également positionnée sur l’arbre porteur 2. Son autre extrémité 4e, dite menante, solidaire de l’arbre de traction 5, entraine le déroulé de la courroie 4b et la rotation en sens inverse S2 de l’arbre porteur 2.
Dans l’exemple, l’arbre de traction 5 sert de moyen de traction commun aux deux courroies 4a, 4b. Plus généralement, un second moyen de traction distinct de l’arbre 5 peut être prévu pour la courroie 4b, sous la forme d’un autre arbre parallèle à l’arbre 5 ou tout organe mécanique de fonction équivalente (cardan, train de transmission, etc.).
La montre qu’un organe de transmission selon l’invention, par exemple la courroie 4a du groupement 1a, est avantageusement bouclé sur lui-même, ici à ses extrémités 4d, 4e pour former un bracelet allongé s’étendant dans un plan perpendiculaire à l’axe central 2a de rotation de l’arbre porteur 2 et réalisé dans un matériau souple de préférence métallique ou composite. La bague d’entrainement 3a est équipée d’une attache de solidarisation de l’extrémité menée 4d de l’organe de transmission. Cette attache comporte une barrette de fixation 3d (cf. ) qui maintient une cheville 3c autour de laquelle est enroulée l’extrémité menée 4d de la courroie 4a.
La roue menante 6a est équipée d’un moyen de prise pour enrouler l’extrémité menante 4e de la courroie 4a. Le moyen de prise comporte, dans cet exemple, une borne de tension 6c de diamètre ajustable s’étendant parallèlement à l’axe central 2a de rotation. Le diamètre est ajustable en utilisant une autre borne 6c de diamètre différent : en effet, un diamètre plus élevé (respectivement plus faible) de borne augmente (respectivement diminue) sa circonférence et la longueur de courroie 4a, 4b qui en fait le tour, ce qui permet d’ajuster la mise en place du câble. D’autres moyens de prise, tels qu’une attache ou une rainure, peuvent être employés pour enrouler l’extrémité menante des organes de transmission. Alternativement, un système de réglage de position de la borne sur une glissière peut être mis en œuvre ou tout autre moyen équivalent (système de poussée, etc.).
Le mode transversal (mode d31 ou d32) traduit des déformations perpendiculaires à l’axe du champ électrique. Dans ce mode, les électrodes ne sont pas placées sur les surfaces subissant les déformations, ce qui présente l’avantage de ne pas soumettre les électrodes à la contrainte. En revanche, il possède un coefficient de couplage moindre que le mode longitudinal.
Le mode de cisaillement (mode d15) traduit des déformations perpendiculaires à la direction de polarisation ou autour d’un axe. Le PVDF-TRFE subit alors un phénomène de torsion autour de l’axe choisi. Elle est obtenue lorsque le champ applique est perpendiculaire à la polarisation du matériau.
La polarisation sous haute tension des films est une étape cruciale puisqu’elle permet l’obtention des propriétés piézoélectriques du matériau à l’échelle macroscopique. En effet, chaque cristallite constitue un domaine ferroélectrique possédant un dipôle orienté dans une direction donnée. Sans polarisation, les domaines d33 d31 ferroélectriques sont désordonnés et la somme des dipôles s’annule à l’échelle macroscopique. Sous l’action d’un champ électrique, les domaines s’orientent dans la même direction, formant alors un dipôle total non nul.
Le champ coercitif Ec, la polarisation rémanente Pr et la polarisation de saturation Ps du matériau sont directement liées à la facilité d’orientation des cristallites c’est-à-dire à l’orientation du dipôle d’un ensemble de chaines dans la même direction. Par exemple, la polarisation rémanente Pr est d’autant plus élevée que le nombre de dipôles orientés dans une même direction est grand. Le champ coercitif, quant à lui, correspond à l’intensité du champ électrique à partir duquel les cristallites commencent à s’orienter dans la direction de ce champ.
Une structure piézoélectrique 10 classique telle que représentée sur la , comprend une couche de matériau piézoélectrique 11 disposée entre une électrode inférieure 12 et une électrode supérieure 13. L’électrode inférieure 12 est disposée sur un substrat 14. Dans une telle structure, il n’est pas possible d’obtenir les charges liées au d33 (compression) et celle du d31 (flexion) en même temps après sollicitation mécanique car elles sont de signe différent (d33 négatif et d31 positif). Le d31 est positif d’environ 25pC/N tandis que le d33 dans le sens de la compression est de -25pC/N. la structure plane favorise seulement les sollicitations en compression (d33).
Par conséquent lors d’une sollicitation mixte (compression et flexion que l’on rencontre souvent avec les substrats flexibles car ils se déforment rapidement) les charges générées en compression et flexion s’annulent pendant un moment à cause du signe opposées du d31 et d33 jusqu’à ce qu’un mode devienne prédominant par rapport à l’autre, ce qui limite considérablement les performances du dispositif.
Un but de la présente invention est de proposer une structure piézoélectrique remédiant aux inconvénients de l’art antérieur, et en particulier, présentant de bonnes performances même pour des sollicitations mixtes (compression et flexion).
Pour cela, la présente invention propose une structure capacitive comprenant successivement :
- une première électrode et une deuxième électrode interdigitées,
- une première couche piézoélectrique, remplissant l’espace entre la première électrode et la deuxième électrode,
- une troisième électrode, la première couche piézoélectrique séparant la troisième électrode de la première électrode et de la deuxième électrode,
- une deuxième couche piézoélectrique,
- une quatrième électrode.
L’invention se distingue fondamentalement de l’art antérieur par l’utilisation de quatre électrodes formant une capacité planaire et une capacité interdigitée au sein d’une même structure. Les électrodes interdigitées (aussi appelées électrodes en peignes) sont dans un même plan. Les électrodes interdigitées favorisent le mode transversal (mode d31) traduisant les déformations perpendiculaires à l’axe du champ électrique.
Ainsi, les dipôles de la direction du d31 et celle du d33 sont alignés dans le même sens, ce qui augmente considérablement la récupération des charges électriques. Ceci permet, lors d’une sollicitation mécanique mixte, d’obtenir des charges à la fois liées au d33 (compression) et des charges liées au d31 (flexion).
Cette structure particulière offre de meilleures performances que les structures individuelles séparées.
Le deuxième équipement tient compte de cette information de réception pour déterminer l’instant d’émission du message comportant ladite information d’émission. On notera que le premier équipement émet un premier message indiquant à partir de quel instant il sera à « l’écoute » pour recevoir de messages, en particulier le message comportant l’information d’émission. Le deuxième équipement recevant ce premier message en provenance du premier équipement, est au courant de cet instant d’écoute et émet l’information d’émission vers le premier équipement.
Selon une caractéristique, le procédé d’estimation comporte en outre l’émission d’une information d’émission représentant un intervalle de temps entre l’instant de réception d’un message reçu en provenance du deuxième équipement et l’instant d’émission d’un message comportant ladite information d’émission.
L’envoi par le premier équipement de cette information, permet au deuxième équipement d’estimer, à son tour, le temps de vol entre le premier équipement et le deuxième équipement. Il peut ensuite vérifier si ce temps de vol est similaire au temps de vol estimé par le premier équipement, et éventuellement faire une moyenne entre les deux.
Selon un mode de réalisation, l’information d’émission du premier équipement et le temps de vol estimé par le premier équipement sont émis par le premier équipement dans un même message. Selon un autre mode de réalisation, l’information d’émission du premier équipement et le temps de vol estimé par le premier équipement sont émis par le premier équipement dans des messages différents.
Selon une caractéristique, le procédé d’estimation comporte en outre la réception du temps de vol entre le premier équipement et le deuxième équipement estimé par le deuxième équipement.
Dans le processus collaboratif précité, le deuxième équipement ayant estimé par lui-même le temps de vol entre le premier équipement et le deuxième équipement, peut l’envoyer au premier équipement. Parfois, le premier équipement n’ayant pas de moyens pour mettre en œuvre cette estimation, tire profit de l’estimation mise en œuvre par le deuxième équipement. Parfois, le premier équipement ayant lui-même estimé le temps de vol entre le premier et le deuxième équipement, peut par exemple comparer le temps de vol reçu en provenance du deuxième équipement et le temps de vol estimé par lui-même, pour vérifier si le temps de vol qu’il a obtenu est fiable, par exemple par comparaison de la différence des deux temps de vol estimés à un seuil.
Selon une caractéristique, le procédé d’estimation comporte en outre la détermination de la moyenne du temps de vol estimé précédemment et le temps de vol estimé reçu en provenance du deuxième équipement, la moyenne déterminée étant le temps de vol entre les premier et deuxième équipements.
Selon une caractéristique, les étapes du procédé proposé sont mises en œuvre par au moins une interface de programmation applicative (API) embarquées respectivement dans les premier et le deuxième équipements.
Les caractéristiques du procédé d’estimation présenté ci-dessous peuvent être prises isolément ou en combinaison les unes avec les autres.
La présente invention concerne, selon un deuxième aspect, un dispositif d’estimation du temps de vol entre un premier équipement et un deuxième équipement, le dispositif d’estimation comportant :
- un module de réception configuré pour recevoir en provenance du deuxième équipement, une information d’émission représentant un intervalle de temps entre l’instant de réception d’un message en provenance dudit premier équipement et l’instant d’émission par ledit deuxième équipement d’un message comportant ladite information d’émission, et
- un module d’estimation configuré pour estimer le temps de vol entre le premier équipement et le deuxième équipement en utilisant l’information d’émission.
Selon une caractéristique, le dispositif d’estimation comporte en outre un module d’émission configuré pour émettre le temps de vol estimé.
Selon une caractéristique, le module d’émission est en outre configuré pour émettre une information de réception représentative d’un instant à partir duquel ledit premier équipement est configuré pour recevoir de messages, le deuxième équipement tenant compte de cette information de réception pour déterminer l’instant d’émission du message comportant ladite information d’émission.
Selon une caractéristique, le module d’émission est en outre configuré pour émettre une information d’émission représentant un intervalle de temps entre l’instant de réception d’un message reçu en provenance du deuxième équipement et l’instant d’émission d’un message comportant ladite information d’émission.
Le dispositif d’émission est ainsi configuré pour déterminer l’intervalle de temps entre l’instant de réception d’un message reçu en provenance du deuxième équipement et l’instant d’émission d’un message comportant ladite information d’émission.
L’invention a notamment pour but d’automatiser la détection précoce et la caractérisation de signaux faibles précurseurs à l’incubation d’évènements significatifs pour assurer la sûreté et la sécurité du système observé.
La question de la captation et de la caractérisation de signaux faibles, précurseurs d’un évènement significatif ou critique (également appelé « évènement redouté »), se pose de manière plus générale, dans le domaine industriel, dans le domaine de la surveillance de risque de catastrophes naturelles et également dans le domaine de la santé.
L’invention a pour objet de proposer une méthode de caractérisation des signaux faibles améliorée par rapport à cette méthode de l’état de la technique, dans l’application au domaine industriel.
A cet effet, l’invention propose, selon un aspect, un procédé de détection et de caractérisation de signaux faibles d’exposition à un risque dans un système industriel, un signal faible étant représentatif d’une incubation d’évènement redouté, à partir de données relatives au système industriel collectées sur une période temporelle donnée. Ce procédé comporte les étapes suivantes, mises en œuvre par un processeur :
à partir de données relatives audit système industriel, collectées pendant ladite période, calcul d’une signature prédictive du risque définissant une fonction d’incubation, la signature prédictive du risque comprenant un premier terme obtenu par sommation de signatures élémentaires associées à des évènements initiateurs élémentaires, une signature élémentaire étant dépendante de paramètres comprenant une valeur de gravité de l’évènement initiateur élémentaire, une fonction caractéristique de l’évènement initiateur élémentaire et une fonction de pondération associée à l’évènement initiateur élémentaire, au moins une partie desdits paramètres étant déterminés par mise en œuvre d’un réseau de neurones, détection de présence d’au moins un signal faible d’exposition à un risque par comparaison de la signature prédictive du risque calculée à des signatures de risque de référence prédéterminées, en cas de détection positive, détermination d’une signature prédictive de référence associée à la signature prédictive du risque calculée et caractérisation du risque associé à ladite signature de risque de référence, ladite caractérisation comportant un affichage d’un scénario de menaces préalablement déterminé et enregistré en association avec ladite signature prédictive de référence.
Avantageusement, le procédé de détection et de caractérisation de signaux faibles d’exposition à un risque dans un système industriel met en œuvre une signature prédictive du risque, calculée en fonction d’évènements initiateurs élémentaires, en prenant en compte des paramètres déterminés par mise en œuvre de méthodes d’intelligence artificielle.
Le procédé de détection et de caractérisation de signaux faibles d’exposition à un risque selon l’invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, prises indépendamment ou selon toutes les combinaisons techniquement envisageables.
La fonction de pondération associée à l’évènement initiateur élémentaire est une fonction déterministe-probabiliste, dépendante d’une probabilité dudit évènement initiateur élémentaire en lien avec ledit évènement.
Dans l’exemple illustré, l’élément de batterie 10 comprend en outre un collecteur de deuxième polarité 26.
Comme visible sur les figures 1 et 2, le godet 14 comporte une paroi de fond 28 et une paroi latérale 30 faisant saillie à partir de la paroi de fond 28 pour délimiter le volume intérieur 16. Dans l’exemple illustré, le godet 14 est de forme parallélépipédique, en particulier parallélépipédique rectangle. Le volume intérieur 16 du godet 14 s’ouvre à travers une ouverture supérieure 32 d’accès au volume intérieur 16 qui débouche vers le haut, lorsque la paroi de fond 28 est posée sur un support horizontal. L’ouverture supérieure 32 s’étend sensiblement dans un premier plan P1.
Le godet 14 est par exemple en plastique, en particulier un plastique qui supporte l’attaque chimique résultante de l’électrolyte contenu dans le godet 14, par exemple en polypropylène (PP), en polysulfure de phénylène (PPS), en polytéréphtalate d’éthylène (PET), en polytéréphtalate de butylène (PBT) ou en polyéthylène (PE). En variante le godet 14 est en aluminium.
Chaque faisceau électrochimique 18, 20 est reçu dans le volume intérieur 16. De préférence, le volume occupé par le ou les faisceaux électrochimiques 18, 20 est supérieur à 70% du volume intérieur 16. Dans l’élément de batterie selon l’invention, ce volume est entre 8% et 12% supérieur au volume occupé par le ou les faisceaux électrochimiques d’un élément de batterie de l’état de la technique présentant un godet de mêmes dimensions.
Chaque faisceau électrochimique 18, 20 comporte au moins un empilement, de préférence une pluralité d’empilements successifs empilés selon la direction d’empilement E. Chaque empilement comporte une électrode de première polarité (non représentée), par exemple une électrode positive, une électrode de deuxième polarité (non représentée), par exemple une électrode négative, et un séparateur (non représenté) interposé entre les électrodes.
Chaque faisceau électrochimique 18, 20 est en outre reçu dans un électrolyte, présent dans le volume intérieur 16 pour imprégner les électrodes et le séparateur.
L’électrode de première polarité comporte un support plan, une couche comportant la matière active couvrant le support et une languette de connexion électrique 34 faisant saillie vers le haut selon la direction d’élévation Z par rapport au support pour permettre la connexion électrique du faisceau électrochimique 18, 20.
Le support est de préférence métallique. Il constitue un collecteur de courant. Il est par exemple formé d’un feuillard, notamment d’un feuillard mince présentant une épaisseur inférieure à 20 µm. Le support est par exemple réalisé en aluminium.
Le support présente par exemple un contour sensiblement polygonal, notamment un contour rectangle. Il s’étend selon la direction d’élévation Z entre un bord inférieur et un bord supérieur. Il s’étend selon la direction longitudinale L entre un premier bord latéral situé au voisinage de la languette de connexion électrique 34, et un deuxième bord latéral, située à l’opposé de la languette de connexion électrique 34.
La couche comportant la matière active couvre la totalité d’au moins une face du support, verticalement entre le bord inférieur et le bord supérieur, et horizontalement entre le premier bord latéral et le deuxième bord latéral. Elle ne couvre pas la languette 34 qui reste dénudée.
Le séparateur est formé d’une feuille, préférentiellement d’une feuille isolante électrique. Elle est par exemple formée d’une feuille de matériau polymère, notamment d’une feuille de polyoléfine qui est de préférence perméable aux ions lithium.
L’épaisseur du séparateur est par exemple inférieure à 25 µm. Avantageusement, les bords du séparateur font saillie au-delà des bords des supports des électrodes.
L’électrolyte est par exemple liquide. En variante, l’électrolyte est sous forme d’un solide ou d’un gel.
Selon l’invention, chacun des collecteurs de première polarité 24 et de deuxième polarité 26 est solidaire du couvercle 22.
Chaque collecteur 24, 26 définit respectivement au moins une première surface de soudage 36 des languettes de connexion électrique 34 des électrodes de même polarité du premier faisceau électrochimique 18. Dans l’exemple illustré, chaque collecteur 24, 26 définit en outre une deuxième surface de soudage 38 des languettes de connexion électrique des électrodes de même polarité du deuxième faisceau électrochimique 20.
La ou les surfaces de soudage 36, 38 de chacun des collecteurs 24, 26 sont situées à l’écart du volume intérieur 16 du godet 14. Plus particulièrement, la ou les surfaces de soudage 36, 38 sont situées à l’intérieur de l’espace intérieur 25 du couvercle 22.
Le PVDF a de préférence un poids moléculaire élevé. Par poids moléculaire élevé, tel qu'utilisé ici, on entend un PVDF ayant une viscosité à l'état fondu supérieure à 100 Pa.s, de préférence supérieure à 500 Pa.s, plus préférablement supérieure à 1000 Pa.s, avantageusement supérieure à 2000 Pa.s. La viscosité est mesurée à 232°C, à un gradient de cisaillement de 100 s-1 à l’aide d’un rhéomètre capillaire ou d’un rhéomètre à plaques parallèles, selon la norme ASTM D3825. Les deux méthodes donnent des résultats similaires.
De manière caractéristique, ledit liant polymère fluoré présente une turbidité initiale comprise entre 45 et 390 NTU à une concentration de 7% dans la NMP, de préférence comprise entre 100 et 300 NTU à une concentration de 7% dans la NMP. L’acronyme « NTU » signifie des unités de turbidité néphélométrique, et est équivalent à l’acronyme « UTN ».