INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Les électrodes à base de DLC activées obtenues à l’issue du procédé de l’invention, présentant d’excellentes propriétés électrochimiques, en particulier en termes de réactivé électrochimique et de surface active élevées, et de stabilité, peuvent être avantageusement utilisées pour la fabrication de capteurs électrochimiques, en particulier destinés à l’analyse physico-chimique de liquides de diverses natures. Elles peuvent encore être mises en œuvre comme électrodes dans des détecteurs utilisés en biotechnologie, par exemple pour le suivi de procédés de bio-production.
L’invention concerne ainsi, selon un autre de ses aspects, l’utilisation d’une électrode à base de carbone amorphe DLC selon l’invention, dont la surface est activée électro-chimiquement par un procédé selon l’invention, dans un capteur électrochimique, en particulier destiné à l’analyse physico-chimique d’un liquide, par exemple pour le suivi de la qualité de l’eau, ou dans un détecteur en biotechnologie.
L’invention concerne encore un capteur électrochimique, en particulier destiné à l’analyse physico-chimique d’un liquide, par exemple pour le suivi de la qualité de l’eau, comprenant une électrode à base de carbone amorphe DLC dont la surface est activée électro-chimiquement par un procédé selon l’invention.
D’autres caractéristiques, variantes et avantages du procédé d’activation de surface selon l’invention, et des électrodes à base de carbone amorphe DLC activées ainsi obtenues, ressortiront mieux à la lecture de la description, des exemples et figures qui vont suivre, donnés à titre illustratif et non limitatif de l’invention.
présente les voltamogrammes réalisés pour une électrode DLC avant activation, après la première étape du traitement d’activation et après la deuxième étape du traitement d’activation selon l’invention, dans les conditions décrites en exemple 1.1.;
présente les résultats, suivant l’exemple 1.2., de la réactivité électrochimique d’une électrode DLC (∆E p ) obtenue à l’issue de la première étape du traitement d’activation ( (a)), pour différentes durées d’excitation (de 0 à 90 minutes), et à l’issue de la deuxième étape du traitement d’activation ( (b)), pour différentes durées d’excitation (de 0 à 50 minutes) ;
présente les résultats de la réactivité électrochimique d’une électrode DLC (∆E p ) à l’issue de la première étape du traitement d’activation dans les conditions décrites dans l’exemple 2, pour différentes durées d’excitation (de 0 à 80 minutes) ;
présente les résultats, suivant l’exemple 3, de la réactivité électrochimique d’une électrode DLC (∆E p ) à l’issue de la première étape du traitement d’activation pour différentes durées d’excitation électrique (de 0 à 40 minutes) ;
Le dihydrogène frigorigène 52 peut avoir comme origine le dihydrogène liquéfié 51 ou provenir d’une source tierce.
On appelle « branche chaude » d’un circuit fermé au moins une partie dudit circuit dans laquelle la température du fluide transporté diminue.
On appelle « branche froide » d’un circuit fermé au moins une partie dudit circuit dans laquelle la température du fluide transporté augmente.
On observe, sur la , qui n’est pas à l’échelle, une vue schématique d’un mode de réalisation du dispositif 200 objet de la présente invention. Ce dispositif 200 de liquéfaction d’un gaz 51, comporte : - un circuit 55 de transport de gaz à liquéfier comportant au moins un échangeur 204 de chaleur entre le gaz 51 à liquéfier et un flux 52 frigorigène comportant au moins du dihydrogène frigorigène, - un circuit 210 fermé de réfrigération configuré pour transporter essentiellement le flux frigorigène, le circuit fermé de réfrigération comportant un moyen 215 de maintien d’une composition interne du dihydrogène frigorigène selon un rapport de parahydrogène sur orthohydrogène inférieur ou supérieur au dit rapport correspondant à une composition naturelle d’équilibre dans le circuit fermé de flux frigorigène, ledit moyen de maintien comportant un réacteur 220 catalytique configuré pour convertir une partie de l’orthohydrogène du flux de dihydrogène frigorigène en parahydrogène ou inversement.
Le circuit 55 de transport, est par exemple, formé d’un ensemble de conduites configurées pour transporter le gaz 51 à liquéfier, le gaz 51 provenant d’une source (non représentée) et étant transporté jusqu’à un stockage 56 fixe ou mobile. Ce circuit 55 de transport est configuré pour transporter le gaz 51 à travers au moins un échangeur de chaleur, 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208 et/ou 209. Chaque échangeur, 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208 et/ou 209, peut appartenir à un circuit de pré-refroidissement (« pre-cooling », en anglais) et/ou de refroidissement (« cooling », en anglais). Le nombre et l’agencement d’échangeurs de chaleur, 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208 et/ou 209, dépend de la configuration souhaitée pour le dispositif 200, des spécifications souhaitées pour le gaz 51 en sortie de ce dispositif 200 et des performances énergétiques souhaitées pour le dispositif 200.
Dans des modes de réalisations, le gaz 51 à liquéfier est du dihydrogène sous forme gazeuse, présentant un débit massique de 0,116 kg/s, une pression de 21 bar et une température de 298 K.
Les modes de réalisations, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 1100, représentés en figures 2 à 7 et 10 comportent, chacun, neuf échangeurs de chaleur en succession. Dans ces figures 2 à 7 et 10, les échangeurs de chaleur sont organisés de la manière suivante : - le flux de gaz 51 traverse d’abord une section de pré-refroidissement, comportant : un premier échangeur, 201, 301, 401, 501, 601, 701, un deuxième échangeur, 202, 302, 402, 502, 602, 702 et un troisième échangeur, 203, 303, 403, 503, 603, 703, - le flux de gaz 51 traverse ensuite section de refroidissement, comportant : un quatrième échangeur, 204, 304, 404, 504, 604, 704, un cinquième échangeur, 205, 305, 405, 505, 605, 705, un sixième échangeur, 206, 306, 406, 506, 606, 706, un septième échangeur, 207, 307, 407, 507, 607, 707, un huitième échangeur, 208, 308, 408, 508, 608, 708 et un neuvième échangeur, 209, 309, 409, 509, 609, 709, - le flux de gaz 51 liquéfié étant ensuite acheminé vers le stockage 56, optionnellement en traversant préalablement une vanne 53 de détente, dite « Joule-Thomson ».
Le stockage 56 peut être un stockage temporaire de séparation du gaz d’évaporation et du gaz 51 liquéfié.
Comme on le comprend, par exemple, le flux d'alimentation est composé d'hydrogène normal (25 % de parahydrogène et 75 % d'orthohydrogène) présentant une pression de 21 bar, une température de 298 K (25 °C) et un débit massique de 0,116 kg/s. Le flux 51 est d'abord refroidi à 83 K (-190 °C) par l’action de deux échangeurs de chaleur. Ce flux 51 entre ensuite dans un échangeur de chaleur catalytique réalisant la première étape de la conversion ortho-para. Le flux 51 sort de la partie de pré-refroidissement à une température de 80 K (-193 °C) et une composition formée de 49 % de parahydrogène.
Dans la partie de refroidissement, le flux 51 d'alimentation atteint une température de 22 K (-251 °C) et une composition de 99 % de parahydrogène à travers une succession de six échangeurs de chaleur catalytiques en série. L'étape finale de la liquéfaction est effectuée avec une vanne de détente qui abaisse la pression à 2 bars. La partie liquide du flux (98 %) sort du dispositif et la partie gazeuse restante est transportée vers un système de gestion des gaz d'échappement.
La représente une variante du circuit 55 de transport de gaz 51, qui comporte huit échangeurs de chaleur. Dans cette variante, les échangeurs de chaleur sont organisés de la manière suivante : - le flux de gaz 51 traverse d’abord une section de pré-refroidissement, comportant : un premier échangeur 801 et un deuxième échangeur 802, - le flux de gaz 51 traverse ensuite section de refroidissement, comportant : un troisième échangeur 803, un quatrième échangeur 804, un cinquième échangeur 805, un sixième échangeur 806, un septième échangeur 807 et un huitième échangeur 808, - le flux de gaz 51 liquéfié étant ensuite acheminé vers le stockage 56.
En ce qui concerne les modes de réalisation illustrés en figures 2 à 8 et 10, chaque échangeur de chaleur est, par exemple, un échangeur à plaque entre un fluide dit « chaud » et un fluide dit « froid ». Dans chaque tel échangeur de chaleur, le gaz 51 à liquéfier agit en tant que fluide chaud. Le fluide froid dépend des variantes d’implémentation. Par exemple, dans les figures 2 à 8 et 10, les échangeurs de la section de refroidissement mettent en œuvre le dihydrogène frigorigène en tant que fluide froid, tandis que les échangeurs de la section de pré-refroidissement mettent en œuvre le dihydrogène frigorigène et un fluide de pré-refroidissement.
Ainsi, comme on le comprend, tout ou partie des échangeurs de chaleur est traversé par le circuit 210 fermé de réfrigération. Le circuit 210 de réfrigération, est par exemple, formé d’un ensemble de conduites configurées pour transporter le dihydrogène 52 frigorigène. Ce circuit 210 de transport est configuré pour transporter le dihydrogène 52 frigorigène à travers au moins un échangeur de chaleur, 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208 et/ou 209. La configuration du circuit 210 de réfrigération dépend des performances souhaitées pour le dispositif 200 et des conditions opératoires prévues pour ce dispositif 200.
Dans des modes de réalisation, le dihydrogène 52 frigorigène est configuré pour présenter une température comprise entre 171 K et 22 K, ce dihydrogène 52 frigorigène étant configuré pour refroidir le gaz 51 à liquéfier.
Dans le mode de réalisation du dispositif 200 représenté en , le circuit 210 de réfrigération est un circuit fermé qui comporte : - une branche dite « chaude », dans laquelle le circuit 210 de réfrigération traverse successivement : le deuxième échangeur 202 de chaleur, le troisième échangeur 203 de chaleur, le quatrième échangeur 204 de chaleur, le moyen 215 de maintien d’une composition interne du dihydrogène, le cinquième échangeur 205 de chaleur, le sixième échangeur 206 de chaleur, le septième échangeur 207 de chaleur, le huitième échangeur 208 de chaleur et une vanne 211 de détente, - une branche dite « froide », formée de deux parties : - une première partie, ayant pour origine la sortie de la vanne 211 de détente, dans laquelle le circuit 210 de réfrigération traverse successivement : le neuvième échangeur 209 de chaleur, le huitième échangeur 208 de chaleur le septième échangeur 207 de chaleur, le sixième échangeur 206 de chaleur, le cinquième échangeur 205 de chaleur, le quatrième échangeur 204 de chaleur, un premier compresseur 212, un deuxième compresseur 213, le dihydrogène frigorigène en sortie du deuxième compresseur 213 étant fourni au deuxième échangeur 202 de chaleur et - une deuxième partie, ayant pour origine une déviation située en sortie du moyen 215 de maintien, dans laquelle le circuit 210 de réfrigération traverse successivement : un premier détendeur 214, le sixième échangeur 206 de chaleur, un deuxième détendeur 216, le septième échangeur 207 de chaleur, le sixième échangeur 206 de chaleur, le cinquième échangeur 205 de chaleur, le quatrième échangeur 204 de chaleur, le dihydrogène frigorigène en sortie du quatrième échangeur 204 étant fourni au deuxième compresseur 213.
Dans le mode de réalisation du dispositif 300 représenté en , le circuit 310 de réfrigération est un circuit fermé, similaire au circuit 210 de réfrigération tel que représenté en , qui présente les variantes suivantes : - le moyen 315 de maintien est positionné sur la première partie de la branche froide, entre le sixième échangeur 306 de chaleur et le cinquième échangeur 305 de chaleur et - la deuxième partie de la branche froide a pour origine une déviation en sortie du quatrième échangeur 304 de chaleur le long de la branche chaude.
Pour parer à ces problèmes, il est connu de mettre en place une maintenance préventive périodique, par exemple en inspectant régulièrement au cours du temps chacune des bornes de raccordement pour resserrer celles qui sont desserrées, ou en utilisant des moyens de détection thermiques, comme une caméra infrarouge, pour identifier des points chauds et corriger le problème avant que l’installation électrique ne soit endommagée.
Cela présente de nombreux inconvénients. Une telle maintenance préventive est particulièrement lourde et coûteuse à mettre en œuvre, surtout dans les installations qui présente un nombre important d’appareils de protection. Il existe aussi un risque qu’un défaut apparaisse entre deux visites consécutives, et que ce défaut ne puisse pas être détecté ni corrigé à temps, d’autant plus que ces visites de maintenance sont généralement réalisées assez peu fréquemment, par exemple au mieux avec une périodicité de plusieurs mois, voire d’une année.
Des solutions à base de capteurs ne donnent généralement pas entière satisfaction, car ces capteurs sont généralement coûteux et complexes à intégrer dans un appareil de protection, surtout lorsqu’un grand nombre de tels capteurs doit être déployée dans une installation électrique comportant plusieurs appareils de protection devant être surveillés.
C’est à ces inconvénients qu’entend plus particulièrement remédier l’invention en proposant un dispositif de mesure pour mesurer une température et une tension électrique entre deux bornes de raccordement électrique d’un appareil de protection électrique, afin de détecter un défaut sur une borne de raccordement, le dispositif de mesure étant peu coûteux et simple à mettre en œuvre, y compris sur des appareils de protection existants.
A cet effet, un aspect de l’invention concerne un dispositif de mesure pour mesurer une température et une tension électrique entre deux bornes de raccordement électrique d’un appareil de protection électrique, le dispositif de mesure comportant :
un boîtier comportant au moins deux plots de couplage faisant saillie par rapport à une face du boîtier, chacun des plots de couplage étant conformé pour coopérer avec une des bornes de raccordement électrique ; un module de mesure de tension électrique comportant au moins deux contacts électriques réalisés dans un matériau électriquement conducteur et thermiquement conducteur, chaque contact électrique étant au moins partiellement reçu dans un des plots de couplage et étant conformé pour entrer en contact direct avec une borne de raccordement électrique de l’appareil de protection électrique lorsque le dispositif de mesure est monté sur l’appareil de protection électrique ; un capteur de température couplé thermiquement avec les contacts électriques ; un processeur couplé au capteur de température et à l’unité de mesure de tension ;
dans lequel le processeur est configuré pour analyser les données de température et de tension électrique mesurées, respectivement, par le capteur de température et par le module de mesure de tension et pour générer des données représentatives de la température des bornes de raccordement électriques et de la tension électrique entre les bornes de raccordement électriques, et dans lequel le processeur est configuré pour envoyer, en utilisant une interface de communication du dispositif de mesure, un message comportant les données générées.
Selon des aspects avantageux mais non obligatoires, un tel dispositif de mesure peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toute combinaison techniquement admissible :
les contacts électriques sont aimantés ; chaque borne de raccordement comporte une vis de serrage en un matériau électriquement conducteur, ladite vis de serrage étant logée dans une cavité correspondante formée dans le boîtier dudit appareil de protection électrique, les cavités débouchant sur une face du boîtier, dans lequel chaque plot de couplage présente une forme complémentaire à celle de ladite cavité, et dans lequel le contact électrique est conformé pour être en contact direct avec ladite vis de serrage lorsque le dispositif de mesure est monté sur ledit appareil de protection électrique ; le boîtier comporte une forme de plaque plane, les plots de couplage s’étendant perpendiculairement en saillie par rapport à une même face principale du boîtier ; le boîtier comporte une première partie et une deuxième partie chacune en forme de plaque plane, la première partie et la deuxième partie de boîtier étant disposées perpendiculairement l’une par rapport à l’autre, les plots de couplage s’étendant perpendiculairement en saillie par rapport à une même face principale de la première partie du boîtier en étant parallèles à une face principale de la deuxième partie de boîtier ; au moins une partie des composants électroniques du dispositif de mesure sont logés à l’intérieur de la deuxième partie de boîtier ; le processeur est configuré pour générer une alerte lorsque la température déterminée à partir des mesures réalisées par le capteur de température dépasse un seuil prédéfini ; le processeur est configuré pour générer une alerte lorsque les données de tension déterminées à partir des mesures réalisées par le module de mesure de tension sont représentatives d’une absence de tension électrique entre les bornes de raccordement de l’appareil de protection électrique ; l’interface de communication est une interface de communication radiofréquence et dans lequel le message est un message radio ; le dispositif de mesure comporte un dispositif de récupération d’énergie connecté aux contacts électriques et étant configuré pour générer une tension électrique d’alimentation servant à alimenter électriquement le dispositif de mesure à partir de la tension électrique présente entre les contacts électriques.
Selon un autre aspect, l’invention concerne un ensemble comportant un appareil de protection électrique et un dispositif de mesure selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de mesure est monté sur l’appareil de protection électrique et dans lequel les contacts électriques sont connectés électriquement et thermiquement aux bornes de raccordement électrique de l’appareil de protection électrique ;
Selon un autre aspect, le dispositif de mesure est associé aux bornes de raccordement aval de l’appareil de protection électrique.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES L’invention sera mieux comprise et d’autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description donnée uniquement à titre d’exemple et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
la représente un dispositif de mesure pour mesurer une température et une tension électrique entre deux bornes de raccordement électrique d’un appareil de protection électrique selon un premier mode de réalisation de l’invention, le dispositif de mesure y étant illustré seul (insert A) ou monté sur un appareil de protection électrique (insert B) ;
la est une autre représentation schématique du dispositif de mesure de la monté sur un appareil de protection électrique, le dispositif de mesure étant représenté selon une vue en coupe transversale dans le plan de coupe II-II illustré sur l’insert B) de la ;
la est un diagramme fonctionnel d’un système électronique de traitement du dispositif de mesure de la ;
la est une représentation schématique d’une partie du dispositif de mesure de la , illustrée selon une vue en coupe transversale dans le plan de coupe de la ;
La surface cylindrique interne 104 de la partie rotor 97 comprend également des rainures 145, 146 annulaires qui sont ouvertes vers l’intérieur de celle-ci. Les rainures 146, 145 sont distinctes l’une de l’autre. Les rainures 145 et 146 sont respectivement alignées avec les rainures 137, 138. Le diamètre interne de la rainure 146 ou le fond de celle-ci est radialement plus éloigné vers l’extérieur que le diamètre ou le fond de la rainure 145. Le premier canal 130 débouche également dans la cinquième rainure 145. Le deuxième canal 131 débouche dans la sixième rainure 146. Les largeurs des rainures 145, 146 suivant l’axe longitudinal sont sensiblement identiques.
En référence à la , le moyen de commande 52 comprend des moyens d’alimentation des chambres 72a, 72b. Les moyens d’alimentation du moyen de commande 52 comprennent des orifices ménagés dans l’épaisseur de corps annulaire 53. Plus précisément, les moyens d’alimentation comprennent un troisième orifice 132 qui traverse la paroi de corps annulaire suivant l’axe radial et plus précisément la paroi de la portion tubulaire 62b. Cet orifice 132 débouche dans la chambre 72a, en amont. L’orifice 132 est également placé sensiblement à l’endroit où débouche le premier canal 130. De la sorte, le fluide peut circuler dans la première canalisation 119, dans le premier canal 130, puis dans la chambre 72a. Les moyens d’alimentation comprennent un quatrième orifice 133 qui traverse la paroi du corps annulaire suivant l’axe radial et en particulier la paroi de la portion tubulaire 62b. L’orifice 133 débouche dans la chambre 72b, en aval. L’orifice 133 est également placé sensiblement à l’endroit où débouche le deuxième canal 131. De la sorte, le fluide peut circuler dans la deuxième canalisation 120, dans le deuxième canal 131, puis dans la chambre 72b. Le troisième orifice 132 est disposé dans un plan qui est décalé du plan dans lequel est disposé le quatrième orifice 133 suivant l’axe longitudinal. Le troisième orifice 132 est placé en amont du quatrième orifice 133.
Des moyens d’étanchéité sont également agencés entre la surface radialement externe 129 de la partie rotor 97 (chacun dans une gorge) et la surface radialement interne 134 de la portion tubulaire 62b pour éviter les fuites de fluide à l’intérieur du moyen de commande 52. Les moyens d’étanchéité comprennent des joints annulaires 136 qui sont agencés axialement de part et d’autre du deuxième canal 131 et aussi de l’orifice 133. Des joints d’étanchéité sont également installés en amont du premier canal 130 et aussi de l’orifice 132.
Les premier et deuxième paliers 140, 142 sont disposés de part et d’autre axialement des canaux 130, 131. Les paliers 140, 142 de part et d’autre permettent de maintenir un entrefer précis qui permet de faire l’étanchéité hydrostatique. Un autre moyen d’étanchéité est bien entendu envisageable. Dans cet exemple, le premier palier 140 est monté en amont du premier canal 130. Le deuxième palier 142 est également monté en aval du deuxième canal 131.
Comme énoncé précédemment, le dispositif de transfert 94 est monté dans le moyen de commande 52. Avantageusement, la partie rotor 97 est solidaire en rotation du moyen de commande 52, et ici plus particulièrement du corps annulaire 53. A cet effet, la partie rotor 97 est agencée dans la portion tubulaire 62b, creuse et de manière étanche. La surface radialement externe 129 de la partie de rotor 97 est sensiblement complémentaire avec une surface radialement interne 134 de la portion tubulaire 62b. Le diamètre externe de la partie rotor 97 est sensiblement égal (au jeu de montage près) au diamètre interne de la portion tubulaire 62b. De même, la partie rotor 97 présente une longueur sensiblement égale à la longueur de la portion tubulaire 62b. En situation d’installation, les plans passant par les extrémités amont et aval de la partie rotor 97 sont respectivement coplanaires ou à l’intérieur des plans passant par les premier et deuxième extrémités de la portion tubulaire 62b. En revanche, la première extrémité 96a de la partie stator 96 est à l’intérieur de la portion tubulaire 62b et la deuxième extrémité 96b est à l’extérieur de la portion tubulaire 62b.