INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le module lumineux peut comprendre des collimateurs 8, 8.1, 8.2, 8.3 et 8.4 disposés en vis-à-vis des sources lumineuses 4, 4.1, 4.2, 4.3 et 4.4, respectivement, de manière à collimater les rayons lumineux émis par les sources lumineuses 4, 4.1, 4.2, 4.3 et 4.4 suivant leur direction principale d’éclairage. Ces collimateurs 8, 8.1, 8.2, 8.3 et 8.4 peuvent être réalisés en matière transparente et présenter une face d’entrée formant un premier dioptre et une face de sortie formant un deuxième dioptre. Ces faces d’entrée et de sortie sont dimensionnées pour réfracter les rayons lumineux émis par les sources lumineuses et inclinées par rapport à leur direction principale d’éclairage, de manière à les redresser et les rendre parallèles à ladite direction. Le principe de fonctionnement de tels collimateurs est en soi bien connu de l’homme de métier.
Le module lumineux 2 comprend, en outre, des diapositives 10, 10.1, 10.2, 10.3 et 10.4 disposées en vis-à-vis des sources lumineuses 4, 4.1, 4.2, 4.3 et 4.4 et éventuels collimateurs 8, 8.1, 8.2, 8.3 et 8.4 associés, respectivement. Chaque diapositive 10.1, 10.2, 10.3 et 10.4 est configurée pour former avec les rayons lumineux incidents provenant de la source lumineuse correspondante 4.1, 4.2, 4.3 ou 4.4 une image lumineuse spécifique. A cet effet, chaque diapositive est avantageusement formée d’un film en matériau transparent et pourvu de zones opaques aptes à former l’image lumineuse spécifique en question. A des fins de clarté d’exposé, les diapositives 10, 10.1, 10.2, 10.3 et 10.4 sont représentées de manière schématique avec, chacune, une zone transparente spécifique traversée par un rayon lumineux. Il s’agit bien sûr d’une représentation simplifiée, étant entendu que les images lumineuses peuvent être substantiellement plus complexes.
Le module lumineux 2 comprend, en outre, un dispositif optique de projection 14 et un dispositif optique intermédiaire 12 configuré pour renvoyer les rayons lumineux des diapositives vers le dispositif optique projection 14 de manière à ce que le dispositif optique de projection 14 puisse projeter, de manière sélective, chacune des diapositives 8, 8.1, 8.2, 8.3 et 8.4. Le dispositif optique de projection 14 est ainsi commun aux différentes diapositives 10, 10.1, 10.2, 10.3 et 10.4.
Le dispositif optique de projection 14 est avantageusement du type à transmission des rayons lumineux. Il peut comprendre une ou plusieurs lentilles superposées (non représentées), une face d’entrée 14.1 et une face de sortie 14.2. Alternativement, le dispositif optique de projection pourrait être du type à réflexion. Le cas échéant, il pourrait comprendre un ou plusieurs miroirs.
Le dispositif optique de projection 14 comprend un foyer image situé à l’arrière de la face d’entrée 14.1. Ce foyer image forme une surface focale 14.3 plane ou non-plane. Toute image formée sur cette surface focale 14.3 sera alors projetée avec netteté à l’avant de la face de sortie 14.2.Le dispositif optique intermédiaire 12 est configuré pour former une image lumineuse de chacune des diapositives 10, 10.1, 10.2, 10.3 et 10.4 sur la surface focale 14.3 du dispositif optique de projection 14. Le dispositif optique intermédiaire 12 comprend des surfaces réfléchissantes 12.1, 12.2, 12.3 et 12.4 configurées, chacune, pour collecter et réfléchir les rayons lumineux provenant des diapositives 10, 10.1, 10.2, 10.3 et 10.4 et sources lumineuses associées 4, 4.1, 4.2, 4.3 et 4.4, respectivement. Ces surfaces réfléchissantes 12.1, 12.2, 12.3 et 12.4 sont décalées les unes par rapport aux autres, suivant la direction d’éclairage commune des sources lumineuses 4, 4.1, 4.2, 4.3 et 4.4, et ce de manière progressive de proche en proche, de manière à permettre aux rayons réfléchis par chacune des surfaces réfléchissantes 12.1, 12.2, 12.3 et 12.4 de se propager vers la face d’entrée 14.1 du dispositif optique de projection 14 sans interférence avec les autres surfaces réfléchissantes. De manière plus spécifique, la surface réfléchissante 12.1 disposée en face de la diapositive 10.1 la plus distante du dispositif de projection 14 est la plus proche de la diapositive en question, la surface réfléchissante 12.2 directement adjacente et associée à la diapositive 10.2 directement adjacente, est à une distance de la diapositive 10.2 qui est supérieure à la distance entre la surface réfléchissante 12.1 et la diapositive 10.1. Il en va de même pour la surface réfléchissante 12.3 qui est à une distance de la diapositive 10.3 qui est supérieure à la distance entre la surface réfléchissante 12.2 et la diapositive 10.2, et pour la surface réfléchissante 12.4 qui est à une distance de la diapositive 10.4 qui est supérieure à la distance entre la surface réfléchissante 12.3 et la diapositive 10.3.
Chacune des surfaces réfléchissantes 12.1, 12.2, 12.3 et 12.4 peut être du type de forme libre, plus couramment désignée par l’expression anglaise « free form », c’est-à-dire une forme spécialement conçue, notamment par calcul numérique, pour former une image lumineuse de la diapositive correspondante 10.1, 10.2, 10.3 ou 10.4 et ce dans la surface focale 14.3 du dispositif optique de projection 14. De par la disposition progressivement décalée des surfaces réfléchissantes 12.1, 12.2, 12.3 et 12.4, les directions de transmission des rayons lumineux réfléchis ne sont pas nécessairement parallèles entre elles et perpendiculaires à la surface focale 14.3. L’utilisation de surfaces de forme libre déterminée par calcul numérique permet, compte tenu de la déviation faible des directions de propagation des rayons lumineux réfléchis par rapport à la perpendiculaire à la surface focale 14.3, de former les images lumineuses des diapositives précisément dans la surface focale 14.3. Cette inclinaison est avantageusement inférieure à 20°, préférentiellement inférieure à 15°. En effet, une faible inclinaison des rayons lumineux réfléchis permet de limiter l’ouverture numérique du dispositif optique de projection 14, et donc de garantir la netteté de l’image projetée et de limiter l’encombrement du dispositif optique de projection 14
L’utilisation de surfaces réfléchissantes 12.1, 12.2, 12.3 et 12.4 du type de forme libre, telles que décrites ci-avant est particulièrement avantageuse en ce qu’elle permet de former les images lumineuses des différentes diapositives, et ce toutes dans la surface focale 14.3 du dispositif de projection 14 alors que les diapositives sont coplanaires ou du moins parallèles les unes aux autres.
Le principe de fonctionnement du module lumineux est le suivant : les sources lumineuses 4, 4.1, 4.2, 4.3 et 4.4 sont alimentées électriquement de manière individuelle, par exemple successivement, de manière à former, au cours du temps, différentes images lumineuses projetées, procurant ainsi un effet lumineux dynamique avec netteté et sans requérir de pièce mobile dans le module lumineux, et à l’aide d’un unique dispositif optique de projection. Ces images lumineuses sont avantageusement projetées sur une surface de projection comme notamment le sol. Le module lumineux peut en effet être monté sur un élément de carrosserie d’un véhicule automobile, comme notamment un rétroviseur ou dans le bas de caisse, et être disposé et configuré pour projeter les images lumineuses dynamiques sur le sol situé en contre-bas du rétroviseur ou du bas de caisse. Il s’agit d’un exemple d’application du module lumineux, étant entendu que la surface de projection peut être autre que le sol, comme par exemple un élément de carrosserie du véhicule et que l’emplacement du module lumineux peut être situé ailleurs sur la carrosserie du véhicule ou encore à l’intérieur dudit véhicule. Par exemple, il peut également se trouver dans un projecteur du véhicule.
La illustre de manière schématique un module lumineux selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
Les numéros de référence du premier mode de réalisation sont utilisés pour désigner les éléments identiques ou correspondants, ces numéros étant toutefois majorés de 100. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments en relation avec le premier mode de réalisation.
Le module lumineux 102 du deuxième de réalisation diffère du module lumineux du premier mode de réalisation, essentiellement en ce que les surfaces réfléchissantes 112, 112.1, 112.2, 112.3 et 112.4 ne sont pas du type de forme libre mais bien des surfaces planes ou symétriques en révolution autour des axes de propagation des rayons lumineux réfléchis. Il s’agit ainsi de surfaces de formes moins complexes que les formes libres du premier mode de réalisation.
Afin de pouvoir former les images lumineuses des diapositives dans la surface focale 114.3 du dispositif de projection 114, au moins certaines des diapositives 110, 110.1, 110.2, 110.3 et 110.4 sont inclinées par rapport à la perpendiculaire à la direction d’éclairage des sources lumineuse 104, 104.1, 104.2, 104.3 et 104.4 de manière à compenser le défaut d’alignement entre l’image lumineuse sinon produite et la surface focale 114.3 du dispositif de projection 114. En effet, du fait de l’inclinaison des directions ou axes de propagation des rayons lumineux réfléchis depuis chacune des surfaces réfléchissantes 112, 112.1, 112.2, 112.3 et 112.4, par rapport à une direction perpendiculaire à la surface focale 114.3 du dispositif de projection 114, correspondant à un axe optique dudit dispositif de projection 114, les images lumineuses formées peuvent ne pas s’aligner correctement avec la surface focale 114.3 en question. Le fait d’incliner les diapositives de manière adaptée permet de corriger et compenser ce défaut d’alignement.
Si, en effet, on considère la surface réfléchissante 112.4, on observe qu’elle est située au-dessus de la perpendiculaire à la surface focale 114.3 du dispositif de projection 114, ou axe optique dudit dispositif de projection 114, correspondant au fait que la direction ou axe de propagation des rayons lumineux réfléchis (en trait d’axe) soit incliné vers le haut par rapport à la perpendiculaire ou axe optique en question. Cela signifie que l’image lumineuse de la diapositive 110.4, en l’absence d’inclinaison de la diapositive 110.4 par rapport à la perpendiculaire à la direction principale d’éclairage, serait inclinée vers la droite et vers le haut par rapport à la surface focale 114.3 du dispositif de projection 114. Le fait d’incliner la diapositive 110.4 par rapport à la perpendiculaire à la surface focale 114.3, et ce de manière à rapprocher l’extrémité avant de la diapositive 110.4, par rapport à son extrémité arrière, de ladite perpendiculaire et de la surface réfléchissante 112.4, permet de compenser cet effet et ainsi d’amener l’image lumineuse de la diapositive dans la surface focale 11.4.3, ou du moins de l’en rapprocher. Les notions « avant » et « arrière » susmentionnées s’entendent dans la direction principale de propagation de la lumière suivant un axe optique du dispositif de projection 114, passant par la surface focale 114.3 dudit dispositif de projection 114. Similairement, la diapositive 110.1 est inclinée par rapport à la perpendiculaire à la surface focale 114.3, toutefois de manière inverse à l’inclinaison de la diapositive 110.4, compte tenu du fait que la direction ou axe de propagation des rayons lumineux réfléchis (en trait d’axe) est inclinée de manière opposée, en l’occurrence vers le bas, par rapport à la perpendiculaire à la surface focale 114.3. Le bord arrière de la diapositive 110.1 est ainsi rapproché de la perpendiculaire à la surface focale 114.3 et de la surface réfléchissante 112.1 par rapport au bord avant de ladite diapositive 110.1, permettant d’amener l’image lumineuse de la diapositive 110.1 dans la surface focale 114.3, ou du moins de l’en rapprocher.
Le symbole en croix schématise une jonction Josephson.
Des paires de jonctions Josephson se forment, chaque paire étant formée de deux jonctions Josephson 8 connectées en parallèle formant une boucle 9 appelée boucle JJP, dont au moins l’une des jonctions Josephson, ou les deux jonctions, appartient à une terminaison d’une chaîne 7 de jonctions Josephson connectées en série fonctionnant en NLTL, ces boucles 9 étant capables de produire une excitation paramétrique du niveau énergétique fondamental du champ correspondant au vide au sens de l’électrodynamique quantique, de manière à générer des photons de ces excitations.
Le deuxième matériau semiconducteur 4, ici formé des grains de silicium ou de carbure de silicium, est capable de convertir, par effet photoélectrique interne, l’énergie des photons générés par les boucles JJP terminales, en une source de courant électrique supplémentaire par extraction d’électrons dans la bande de conduction du semiconducteur, qui apporte un excédent de charges électriques libres s’ajoutant au courant électrique qui traverse la cellule 2, ce courant supplémentaire étant à son tour sujet à amplification paramétrique lorsqu’il passe dans les chaînes de jonctions Josephson connectées en série.
Le premier matériau 3 est fabriqué de la manière décrite ci-après. De la poudre de graphite ultra pure est mélangée dans de l’eau distillée et ce mélange est agité ou brassé en continu à température ambiante. Au début de la préparation, les grains de graphite nagent à la surface de l'eau en raison de leur propriété hautement hydrophobe. Après une heure environ, on peut observer que la poudre de graphite forme une suspension au sein de l'eau, qui est bien homogène environ une heure plus tard. Après une nouvelle agitation ou un nouveau brassage pendant 22 heures environ, la poudre obtenue est récupérée par filtration avec un filtre non métallique propre et il est procédé au séchage à 100 °C pendant 8 heures à 12 heures environ.
Pour la fabrication du premier matériau 3, il est possible de se référer à l’article “Can doping graphite trigger room temperature superconductivity? Evidence for granular high-temperature superconductivity in water-treated graphite powder” par T. Scheike, W. Böhlmann, P. Esquinazi, J. Barzola-Quiquia, A. Ballestar, A. Setzer (Advanced Materials, Volume 24, Issue 43, pp. 5826-5831, 2012).
D’un point de vue électrique, chaque chaîne 7 de jonctions Josephson 8 connectées en série peut être assimilée à une succession de schémas électriques LC (inductance et capacitance) avec L (inductance) variable, comme illustré sur la .
Concernant le premier matériau 3, le comportement supraconducteur se manifeste avantageusement pour au moins une plage de température prédéterminée qui présente une borne inférieure égale à -30° Celsius environ et une borne supérieure égale à 100° Celsius environ. De préférence, le dispositif selon l’invention est capable de fonctionner à température ambiante, par exemple à 20°.
L’invention permet notamment d’éviter d’avoir recours à des systèmes de refroidissement complexes et onéreux dont beaucoup de supraconducteurs ont besoin pour leur fonctionnement supraconducteur.
Le premier matériau 3 à comportement supraconducteur granulaire à ses interfaces comprend des grains de graphite ayant une taille caractéristique de 10 microns, ces grains de graphite étant mélangés avec de l’eau pure.
L’effet Josephson aux interfaces du premier matériau 3 consiste notamment en un effet tunnel entre deux zones supraconductrices distantes l’une de l’autre d’une distance notamment de l’ordre du nanomètre ou plusieurs nanomètres.
La cellule 2 est connectée à un interrupteur 10, ici un interrupteur statique de puissance tel qu’un thyristor ou un transistor IGBT, cet interrupteur 10 étant agencé pour commander la décharge d’un condensateur 11 dans la cellule 2 avec des impulsions de décharge de 10 à 200 microsecondes chacune.
Une inductance 17 figure le fait que l’ensemble du circuit d’établissement du courant est en une boucle fermée donc caractérisée par une inductance, même faible, comme ici, ne dépassant pas les quelques microhenry. Une résistance 18 figure le fait qu’une boucle conductrice parcourue par un courant est caractérisée par une résistance, même faible, comme ici, de l’ordre de quelques milli-Ohm. Un condensateur 11 est utile en ce qu’il permet de réaliser une décharge capacitive, à l’issue d’une charge initiale de ce dernier.
Le dispositif 1 est agencé de sorte qu’un seul apport externe est effectué vers la cellule depuis une source de tension extérieure, comme une batterie ou un condensateur, ou depuis une source de courant extérieure pilotée à accroissement de pente prédéterminée, les quantités d’énergie pour les excitations suivantes de la cellule provenant toutes des excédents procurés par l’effet des précédentes excitations en remontant jusqu’à l’excitation initiale, seule à provenir d’une source extérieure.
Le dispositif 1 est agencé de sorte que, lors de la mise en route de ce dispositif, le condensateur 11 est rechargé une seule fois au début, ses recharges suivantes étant entretenues, s’effectuant par excédent de courant généré par la cellule lors de chaque décharge, notamment à au moins 100 V et au moins 100 A simultanément.
Le condensateur 11 est agencé, dans le dispositif convertisseur 1 de l’invention, pour servir à amorcer, fournir et récupérer de l’énergie électrique.
Lors du fonctionnement électrique, le premier matériau 3 est placé entre les électrodes 5 qui sont métalliques, notamment en cuivre, et poreuses immergées dans de l’eau distillée comme celle mélangée au premier matériau 3, ou ces électrodes sont pleines, imperméables et séparées par une disposition des premier et deuxième matériaux 3 et 4 en une incorporation à un gel aqueux.
Selon un mode de réalisation, le couvercle comprend un orifice pour le remplissage d’un élément par un électrolyte (8), ledit orifice se trouvant dans une zone creuse de la surface de l’anneau.
Selon un mode de réalisation, le couvercle est en acier inoxydable, en acier nickelé ou en aluminium.
L’invention a pour second objet un élément électrochimique comprenant : un conteneur logeant un faisceau électrochimique, une extrémité formant fond et une extrémité opposée à l’extrémité formant fond, dans lequel ladite extrémité opposée à l’extrémité formant fond est fermée par un couvercle (1) tel que défini ci-dessus.
Selon un mode de réalisation dudit élément électrochimique, le volume alloué à un ensemble de connexions, à un électrolyte et au faisceau électrochimique représente au moins 95% du volume disponible dans le conteneur.
Selon un mode de réalisation, l’élément électrochimique est de type lithium-ion, Ni/MH ou Ni/Cd.
Selon un mode de réalisation, l’élément électrochimique est de type lithium primaire choisi dans le groupe comprenant : LiMnO2, LiCFx, LiSO 2 , LiSOCl 2 et LiSO 2 Cl 2 .
L’invention a pour troisième objet un procédé de fabrication du couvercle tel que défini ci-dessus, comprenant les étapes suivantes : (a) Emboutissage d’une tôle, pour former un anneau présentant : une circonférence extérieure (2a) et une circonférence intérieure (2b), un bossage en forme de couronne (3) situé entre la circonférence intérieure (2b) et la circonférence extérieure (2a), au moins deux zones planes (9) en forme d’arc de cercle, situées entre le bossage en forme de couronne et la circonférence extérieure de l’anneau, le couvercle étant vu dans une direction perpendiculaire au plan de l’anneau, au moins quatre saillies (4) s’étendant du bossage en forme de couronne vers la circonférence extérieure selon un axe non radial ; (b) Formation d’une zone amincie (5) sur au moins l’une des quatre saillies (4) et/ou sur le bossage en forme de couronne (3) et/ou sur au moins l’une des au moins deux zones planes (9) ; l’étape b) pouvant être réalisée après l’étape a) ou avant l’étape a) aux emplacements prévus sur la tôle pour la création du bossage en forme de couronne (3) et desdites au moins quatre saillies (4) par emboutissage ; (c) Mise en place d’une borne d’interfaçage isolée (7) dans l’espace délimité par la circonférence intérieure (2b) de l’anneau ; (d) Soudure de la borne d’interfaçage sur la pièce obtenue à l’étape b).
Selon un mode de réalisation dudit procédé, l’étape b) est réalisée par emboutissage ou par enlèvement de matière.
La présente invention permet de surmonter les inconvénients de l’art antérieur en fournissant un couvercle permettant d’augmenter le volume utile à l’intérieur du conteneur, ce qui a pour conséquence de libérer plus d’espace disponible pour le faisceau électrochimique permettant ainsi d’augmenter la quantité de matière active, entrainant alors une augmentation de la capacité de l’élément. En effet, contrairement à l’art antérieur, le couvercle de l’invention ne prévoit pas de volume tampon à l’intérieur du conteneur mais c’est la déformation du couvercle vers l’extérieur qui joue le rôle de volume tampon sans induire d’encombrement supplémentaire aussi bien à l’intérieur qu’à l’extérieur du conteneur. De plus, le couvercle selon l’invention présente une meilleure résistance à la pression en comparaison au couvercle standard et la déformation du couvercle selon l’invention est maitrisée. D’autre part, un autre avantage de la présente invention réside dans l’économie significative de matière nécessaire à la production du couvercle.
Brève description des figures représente un couvercle (1) selon l’un des modes de réalisation de l’invention comprenant : une circonférence extérieure (2a) et une circonférence intérieure (2b) un bossage en forme de couronne (3) quatre saillies (4) deux zones amincies (5) une zone de connexion d’électrode négative (6) un orifice de remplissage d’électrolyte (8). deux zones planes (9). Le centre du couvercle est comblé par une jonction pouvant être de type traversée verre-métal (TVM) sur laquelle se trouve la zone de connexion de l’électrode positive (cette jonction n’est pas représentée sur cette figure).
représente une zone amincie sous trois formes différentes : (a) en amande, (b) rectangulaire et (c) en chevron.
représente une jonction de type verre-métal comprenant une embase en métal (11) dans laquelle est insérée une borne en forme de clou. La tête du clou (7) sert de borne de l’élément, par exemple la borne positive. La tige du clou est destinée à être connectée aux électrodes d’une polarité donnée, par exemple la positive. La borne est isolée de l’embase par un isolant en verre (10).
représente quatre modes de réalisation distincts d’un couvercle selon l’invention. Chacun de ces modes de réalisation est représenté avec la jonction de type verre-métal (colonne de gauche) et sans cette jonction (colonne de droite). Le mode de réalisation I : il correspond à celui représenté à la ci-dessus. Ce mode de réalisation est particulièrement adapté à la réutilisation des composants issus des éléments électrochimiques de format A, AA ou ½ AA. Le mode de réalisation II : il diffère du mode de réalisation I en ce qu’il ne comporte pas d’orifice de remplissage d’électrolyte et en ce que le couvercle comprend en son centre un support pour la TVM. Ce mode de réalisation est particulièrement adapté à la réutilisation des composants issus des éléments électrochimiques de format C ou D. Le mode de réalisation III : il diffère du mode de réalisation I en ce qu’il comporte 4 zones planes (9). Le mode de réalisation IV : il diffère du mode de réalisation II en ce qu’il comporte 4 zones planes (9).
est un graphique représentant la déformation selon la direction de l’axe longitudinal de l’élément, mesurée en millimètres, d’un élément standard (courbe à points carrés) et d’éléments selon l’invention (toutes les autres courbes), en fonction de leur pression interne exprimée en bar.
représente la superposition schématique d’une coupe d’un couvercle selon l’invention (21) représenté en traits pointillés, et d’une coupe d’un couvercle selon l’art antérieur (22) représenté en traits pleins. Cette figure permet de visualiser le gain de volume utile interne.
est un graphique représentant l’évolution de la pression interne (en MPa) en fonction du temps (en secondes) pour des éléments comprenant soit une zone amincie sur au moins une des quatre saillies (traits en pointillés), soit au moins une zone amincie située sur le bossage en forme de couronne (traits pleins).