INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Dans le domaine aérospatial, des structures telles que les chambres de combustion de turbomachines ou de moteurs-fusées, les corps de rentrée atmosphérique ou bien même les pas de tir de lanceurs, sont soumises à des flux thermiques forts. Il est ainsi souvent nécessaire de connaître précisément lesdits flux thermiques afin de dimensionner la tenue thermomécanique des structures et d’éviter toute défaillance.
Dans le domaine de la production d’énergie et des procédés de transformation (chimie, sidérurgie, lits fluidisés, …), le point de fonctionnement des installations est intimement lié à la définition d’un équilibre thermique stable qui nécessite un contrôle en continu des flux thermiques impliqués.
La mesure de flux thermique est généralement réalisée de manière indirecte en se basant sur une mesure d’une grandeur différente du flux, notamment la température d’un élément soumis au flux thermique à mesurer. Cet élément peut être une partie d’un système plus grand, par exemple une paroi métallique d’un réacteur, ou un matériau d’apport.
Parmi les capteurs utilisés pour effectuer une mesure indirecte de flux thermique, il est notamment connu d’utiliser un fluxmètre enthalpique, dont le principe repose sur une mesure de l’élévation de température d’un liquide circulant au travers du corps du fluxmètre. L’élévation de température mesurée permet, à débit donné, d’avoir accès à la puissance thermique absorbée par le liquide et d’obtenir le flux thermique recherché. Ces dispositifs donnent en général des résultats peu précis.
Il est aussi connu d’utiliser les jauges de Gardon, les jauges de Schmidt-Boelter et les thermopiles, qui effectuent une mesure indirecte de flux thermique par l’intermédiaire d’une mesure de différence de température dans un milieu solide compris dans la jauge. Ce type de capteurs est préférentiellement utilisé pour mesurer des flux thermiques radiatifs, c’est-à-dire des flux thermiques mis en jeu par un rayonnement électromagnétique, et a montré ses limites s’agissant de la mesure de flux thermiques convectifs ou mixtes.
Un autre exemple de dispositif remarquable pour mesurer les flux thermiques de manière indirecte est le fluxmètre à inertie, dans lequel un flux thermique est déterminé à partir d’une mesure de l’élévation de température d’un élément de référence, dit élément calorimétrique, lorsque ledit élément calorimétrique est exposé au flux thermique.
La illustre un fluxmètre à inertie de l’état de l’art tel que divulgué, par exemple, par WO02/18890 A2 [Réf. 1] ou JAYAPRAKASH, C., et al. [Réf. 2]. Un tel fluxmètre à inertie comprend généralement un élément calorimétrique 101 et un élément isolant 102 enveloppant en partie ledit élément calorimétrique 101. Une face de l’élément calorimétrique 101 non-recouverte par l’élément isolant 102, dite face avant 103, est configurée pour recevoir un flux thermique Φ. Le fluxmètre comprend en outre un thermocouple 107 pour la détermination de la température de l’élément calorimétrique 101 soumis au flux thermique Φ. Le thermocouple 107 comprend deux éléments filaires 107a, 107b composés de deux matériaux conducteurs ayant des coefficients de Seebeck différents, lesdits deux éléments filaires 107a, 107b étant reliés en une unique jonction chaude 104 au niveau de laquelle la température de l’élément calorimétrique 101 est mesurée. La jonction chaude 104 est en contact avec une face du fluxmètre opposée à la face avant 103, dite face arrière 106.
Il est connu qu’une différence de potentiel sensiblement proportionnelle à la différence de température existant entre la température au niveau de la jonction chaude 104 et une température de référence au niveau de deux jonctions froides généralement situées aux extrémités des éléments filaires 107a, 107b, apparaît entre les deux éléments filaires 107a, 107b. L’apparition d’une telle différence de potentiel est appelée l’effet Seebeck.
Dans l’exemple illustré dans la , le capteur pour système de mesure de flux thermique à inertie comprend un échangeur thermique 210 agencé en contact avec au moins une partie de la face arrière 206 de l’élément calorimétrique 201. L’échangeur thermique est configuré pour évacuer de façon contrôlée et prédéterminée de l’énergie thermique de l’élément calorimétrique 201. Ainsi, il est possible de prolonger une mesure de flux thermique pendant un temps long sans risquer d’atteindre une température dans l’élément calorimétrique 201 qui dépasse la température de fusion.
En particulier, selon certains exemples, l’échangeur thermique 210 est un échangeur liquide dont la température d’entrée et le débit-masse sont connus et maîtrisés, ou mesurés durant le fonctionnement du capteur. Le déposant a montré qu’il est alors possible, en mesurant la température de sortie de l’échangeur, de déterminer le flux thermique incident en réalisant un bilan d’énergie de l’élément calorimétrique 201. Dans ce cas, comme illustré dans la , aucun élément isolant thermique n’est généralement appliqué sur la face arrière 206 de l’élément calorimétrique 201, la face arrière 206 devant au contraire évacuer efficacement le flux de chaleur.
Selon certains exemples, y compris les exemples décrits précédemment, la face avant 203 peut être recouverte d’un revêtement configuré pour réaliser différentes fonctions.
En particulier, le revêtement peut être un film absorbant configuré pour absorber la contribution radiative du flux incident, et ainsi permettant d’assurer la mesure du flux total comprenant la somme des contributions radiative et convective au flux thermique. Par exemple, un tel film absorbant peut être une peinture de couleur « noir mat » haute température dotée d’une absorptivité moyenne dans l’infrarouge de 0.95 et d’une température maximale admissible de 700°C. Celle-ci est en général déposée manuellement par un pinceau de précision à pointe ronde sur la face avant 203 de l’élément calorimétrique 201. La surface périphérique de l’élément isolant 202 ne doit en revanche pas être revêtue de peinture.
Le revêtement peut aussi être un film réflecteur configuré pour réfléchir la contribution radiative du flux incident, et ainsi faciliter la mesure de la contribution convective du flux thermique. Par exemple, un tel film réflecteur peut être configuré pour conférer à la face avant 203 une émissivité inférieure à environ 0.1, de préférence inférieure à environ 0.05.
Selon certains exemples, non illustrés dans les figures, le capteur peut aussi comprendre un hublot configuré pour neutraliser la contribution convective du flux thermique mais pour transmettre la contribution radiative du flux thermique. En effet, le hublot forme une barrière mécanique entre le flux thermique extérieur au capteur et la face avant 203 de l’élément calorimétrique 201 de sorte à empêcher un mouvement de matière lié audit flux thermique au niveau de la face avant 203. Lorsqu’un capteur selon la présente description est muni d’un tel hublot, il est possible de mesurer uniquement la contribution radiative du flux thermique, car seule cette contribution atteint la face avant 203, la contribution convective étant neutralisé par le hublot.
Par exemple, un tel hublot a généralement une transmission supérieure à environ 90% concernant les rayonnements électromagnétiques ayant une longueur d’onde comprise entre environ 0,7 micromètres et environ 5 micromètres. Bien que des hublots avec une transmission supérieure à 90% soit préférés, il est possible d’utiliser des hublots avec une transmission supérieure à 70%, il suffit alors de mesurer la transmission en laboratoire au préalable pour ensuite pouvoir corriger en conséquence les mesure de flux thermique obtenues en présence dudit hublot.
Le hublot est disposé entre le flux thermique et la face avant 203, mais n’est pas en contact avec la face avant 203 pour éviter un transfert d’énergie thermique par conduction depuis le hublot vers la face avant 203. Le hublot comprend par exemple du saphir. La forme du hublot peut être une plaque circulaire d’une épaisseur d’environ 0,5 à 1,5 mm.
Un tel hublot est en général avantageusement recouvert d’un film absorbant comme décrit précédemment, afin d’améliorer la mesure de la contribution radiative du flux thermique par le capteur.
Bien que décrits à travers un certain nombre d’exemples de réalisation, le procédé et les capteurs pour système de mesure de flux thermique à inertie selon la présente description comprennent différentes variantes, modifications et perfectionnements qui apparaîtront de façon évidente à l’homme de l’art, étant entendu que ces différentes variantes, modifications et perfectionnements font partie de la portée de l’invention telle que définie par les revendications qui suivent.
ESTIMATION D’UNE AMPLITUDE DE FLOTTEMENT D’UNE SOUFFLANTE D’UNE TURBOMACHINE Domaine technique de l’invention Le domaine général de l’invention est la surveillance de santé d’une turbomachine. En particulier, la présente invention concerne un procédé de calcul d’une amplitude de flottement d’une soufflante et d’une turbomachine d’entraînement de la soufflante, ainsi qu’un programme d’ordinateur et un dispositif correspondants, et un aéronef comportant un tel dispositif.
Arrière-plan technologique Le flottement est un phénomène aéroélastique caractérisé par une instabilité oscillatoire permettant aux forces aérodynamiques d’apporter dangereusement de l’énergie à un système comportant une soufflante et une turbomachine d’entraînement de cette soufflante (turbines à gaz, turbines hydrauliques, turbines à vapeur, etc.). Ce phénomène peut réduire significativement le rendement de la turbomachine, voire l’endommager ou la détruire si le phénomène persiste.
Pour cette raison, le flottement est étudié dès la phase de conception de la turbomachine. Des simulations et des tests approfondis sont effectués en phase de conception afin de caractériser et bien étudier ce phénomène pour optimiser les performances de la turbomachine ainsi que sa sécurité.
Plus précisément, dans la phase de simulation, une modélisation par élément fini est effectuée pour identifier les modes propres du système et sa réponse à des divers types d’excitation.
Dans la phase de tests, le phénomène de flottement est étudié sur un banc d’essais où la turbomachine opère à des régimes de fonctionnement divers.
Une méthode est fréquemment utilisées dans la phase de tests pour calculer, conjointement avec la phase de simulation, des modes théoriques de flottement.
L’objectif de la (ou des) couche(s) intermédiaire(s) est essentiellement de favoriser l’énergie de collage (notamment dans la gamme de températures inférieures à 1100°C), du fait de la formation de liaisons covalentes à plus basses températures que dans le cas d’un assemblage direct sans cette(ces) couche(s) intermédiaire(s) ; un autre avantage de cette(ces) couche(s) intermédiaire(s) peut être d’améliorer encore la conduction électrique verticale de l’interface de collage 5.
La phase f3) d’assemblage peut comprendre, préalablement à la mise en contact des faces 1a,20a à assembler, des séquences classiques de nettoyages par voie chimique (par exemple, nettoyage RCA), d’activation de surface (par exemple, par plasma oxygène ou azote) ou autres préparations de surface (telles que le nettoyage par brossage (« scrubbing »)), susceptibles de favoriser la qualité de l’interface de collage 5 (faible défectivité, forte énergie d’adhésion).
Enfin, une quatrième phase f4) comprend la séparation le long du plan fragile enterré 11, qui mène au report de la couche mince 10 sur le substrat support 20 ( ).
La séparation le long du plan fragile enterré 11 s’opère habituellement par l’application d’un traitement thermique à l’ensemble collé 50, à une température comprise entre 800°C et 1200°C (dans le cas décrit d’un ensemble collé 50 à base de SiC). Bien sûr, cette température dépend fortement de la nature des premier et deuxième matériaux impliqués dans l’ensemble collé 50, comme cela est connu de l’homme du métier, et sera naturellement ajustée en fonction des matériaux choisis.
Un tel traitement thermique induit le développement des cavités et microfissures dans le plan fragile enterré 11, et leur mise sous pression par les espèces légères présentes sous forme gazeuse, jusqu’à la propagation d’une fracture le long dudit plan fragile 11. Alternativement ou conjointement, une sollicitation mécanique peut être appliquée à l’ensemble collé 50 et en particulier au niveau du plan fragile enterré 11, de manière à propager ou aider à propager mécaniquement la fracture menant à la séparation. A l’issue de cette séparation, on obtient d’une part la structure composite 100 comprenant le substrat support 20 et la couche mince monocristalline 10 transférée, et d’autre part, le reste 1’ du substrat donneur. Le niveau et le type de dopage de la couche mince 10 sont définis par le choix des propriétés du substrat donneur 1 ou peuvent être ajustés ultérieurement via les techniques connues de dopage de couches semi-conductrices.
La surface libre 10a de la couche mince 10 est habituellement rugueuse après séparation : par exemple, elle présente une rugosité comprise entre 5nm et 100nm RMS (AFM, scan 20μm x 20μm). Des phases de nettoyage et/ou de lissage peuvent être appliquées pour restaurer un bon état de surface (typiquement, une rugosité inférieure à quelques angströms RMS, sur un scan de 20μm x 20μm par AFM). En particulier, ces phases peuvent comprendre un traitement de lissage mécano-chimique de la surface libre de la couche mince 10. Un enlèvement compris entre 50nm et 300nm permet de restaurer efficacement l’état de surface de ladite couche 10. Elles peuvent également comprendre au moins un traitement thermique, par exemple à une température comprise entre 1300°C et 1800°C dans le cas de la structure composite 100 à base de SiC.
Un tel traitement thermique est appliqué pour évacuer les espèces légères résiduelles de la couche mince 10 et pour favoriser le réarrangement de son réseau cristallin. Il permet en outre de renforcer l’interface de collage 5.
Le traitement thermique peut également comprendre ou correspondre à une épitaxie de carbure de silicium sur la couche mince 10.
Le substrat support 20, et notamment le film de carbone vitreux 30, est parfaitement compatible avec les traitements thermiques potentiellement à très hautes températures appliqués au cours de l’élaboration de la structure composite 100.
Enfin, notons que l’étape f) de transfert peut comprendre une étape de reconditionnement du reste 1’ du substrat donneur en vue d’une réutilisation en tant que substrat donneur 1 pour une nouvelle structure composite 100. Des traitements mécaniques et/ou chimiques, similaires à ceux appliqués à la structure composite 100, peuvent être mis en œuvre au niveau de la face avant 1’a du substrat restant 1’.
La structure composite 100 obtenue comprend une couche mince 10 en carbure de silicium monocristallin disposée sur le substrat support 20, ledit substrat support 20 incluant un substrat initial 2 en carbure de silicium poly-cristallin et un film de carbone vitreux 30, en contact avec la surface avant 2a du substrat initial 2.
Comme évoqué précédemment en référence au procédé de fabrication selon l’invention, la structure composite 100 est décrite ici dans le cas d’un premier matériau en c-SiC et d’un deuxième matériau en p-SiC. L’invention concerne également une structure composite 100 basée sur d’autres couples de premier et deuxième matériaux (énoncés de manière non exhaustive précédemment), notamment une structure composite 100 comprenant une couche mince en c-GaN et un substrat initial 2 (inclus dans le substrat support 20) en p-AlN.
Une couche intermédiaire 4 et/ou une couche additionnelle telles qu’évoquées dans le procédé peuvent éventuellement être intercalées entre le film de carbone vitreux 30 et la couche mince 10.
Une telle structure composite 100 est extrêmement robuste aux traitements thermiques à hautes températures susceptibles d’être appliqués pour fabriquer des composants sur et/ou dans ladite couche 20. La structure composite 100 selon l’invention est particulièrement adaptée pour l’élaboration d’un (ou plusieurs) composant(s) microélectronique(s) à haute tension, tels que par exemple des diodes Schottky, des transistors MOSFET, etc. Elle répond plus généralement aux applications microélectroniques de puissance, en autorisant une excellente conduction électrique verticale, une bonne conductibilité thermique et en procurant une couche utile en matériau monocristallin de haute qualité.
L’ozone étant également toxique pour les yeux, le masque est facial de manière à les protéger.
L’utilisation de polycarbonate pour réaliser les parois des moyens d’application (20) permet au patient, dans ce cas, de garder un contact visuel avec l’extérieur, ce qui lui évite de souffrir de claustrophobie.
Il est évident que dans les modes de réalisation où les moyens d’application (20) sont un caisson, comme dans le premier et dans le troisième mode, alors les moyens d’application (20) comprennent une partie amovible, telle qu’une porte, permettant au patient de s’introduire dans lesdits moyens d’application (20).
La partie amovible est bien entendue étanchée au moyen des joints nécessaires en silicone, et l’ouverture de cette partie amovible est soumise aux dispositifs de sécurité adéquats prévenant son ouverture intempestive, et par là la libération non contrôlée de l’ozone contenu dans le volume (22).
Par ailleurs, le dispositif (1) peut être conformé différemment des exemples donnés sans sortir du cadre de l’invention, qui est défini par les revendications.
Système de stimulation d’une microcirculation sanguine par rayonnement infrarouge, autonome et portatif L’invention se rapporte à un système de stimulation, de type portatif et autonome, pour une stimulation locale d’une microcirculation sanguine par un micro-échauffement induit par un rayonnement infrarouge.
L’invention se situe donc dans le domaine de la stimulation pour induire localement, sous une zone cutanée, un micro-échauffement en vue de stimuler une microcirculation sanguine, par un rayonnement infrarouge.
L’invention trouve une application favorite, et non limitative, dans un usage dans la vie quotidienne pour une bonne régulation du flux sanguin dans l’organisme humain.
De manière connue, la microcirculation sanguine (ou microcirculation) constitue une part très importante du fonctionnement de la circulation sanguine chez l’Homme. Elle correspond à la circulation du sang au travers des microvaisseaux, c’est-à-dire les petits et très petits vaisseaux sanguins qui comprennent les capillaires, les veinules et les artérioles. La microcirculation représente près de 74% de la circulation sanguine totale. Son rôle est d’apporter aux cellules des tissus et des organes l’oxygène et les nutriments nécessaire à leur fonctionnement. Elle recueille et contribue à l’épuration/évacuation des déchets métaboliques et du gaz carbonique qu’elles produisent.
Ainsi, la microcirculation contribue non exhaustivement à la bonne mobilité des membres, au renouvellement des cellules, à la revitalisation de la peau, etc. Cependant, de nombreux facteurs peuvent réduire la microcirculation comme le vieillissement, de mauvaises habitudes alimentaires et de sédentarisation pouvant entraîner des prises de poids importantes, de la tension psychologique (stress), le fait de fumer, etc. Une mauvaise microcirculation entraîne assez fréquemment une perte d’éclat de l’épiderme et des problèmes de peau, une fatigue en hausse parfois accompagnée de maux de tête, difficulté à cicatriser après une blessure, mais elle peut de manière plus grave provoquer des déséquilibres hormonaux, un mauvais fonctionnement des organes vitaux, une diminution de la masse osseuse, etc.
La luxothérapie (ou luxopuncture) fait partie des solutions nouvelles qui sont aujourd’hui proposées en vue de rééquilibrer le système hormonal et favoriser la microcirculation. Elle consiste à appliquer sur certaines zones cutanées du corps un rayonnement infrarouge afin de stimuler/favoriser par micro-échauffement la microcirculation dans ces zones cutanées. Ce rayonnement infrarouge est émis à une longueur d’onde qui est inoffensive et indolore pour le corps humain.
Cependant, l’application du rayonnement infrarouge est réalisé par des dispositifs électroniques médicaux qui sont volumineux, alimentés par des sources d’alimentation externe, à forte puissance, et donc à destination de centres médicaux spécialisés. Ils ne sont pas pensés pour être utilisés dans la vie quotidienne par tout un chacun.
L’invention a pour but de répondre à cette problématique en proposant un système de stimulation activant par micro-échauffement une microcirculation sanguine locale sous une zone cutanée du corps humain, le micro-échauffement étant produit par un rayonnement infrarouge émis par le système de stimulation et qui traverse la zone cutanée. Le système de stimulation se distingue par sa faible puissance et sa nature compacte tel qu’il peut être associé à des bijoux ou des vêtements, faisant qu’il peut être porté par un porteur au plus près de sa peau. Par ailleurs, le système de stimulation fonctionne en toute autonomie, et n’a donc pas besoin d’une source d’alimentation externe.
L’invention se présente comme un système stimulation , de type portatif et autonome, pour une stimulation locale d’une microcirculation sanguine par un micro-échauffement induit par un rayonnement infrarouge, ledit système de stimulation comprenant un boîtier étanche prévu pour être en contact avec une zone cutanée d’un porteur et présentant deux parois opposées comprenant une paroi inférieure et une paroi supérieure , et dans lequel ledit système de stimulation comprend à l’intérieur dudit boîtier étanche au moins un dispositif électronique comprenant : - un substrat sur lequel est prévu un circuit imprimé présentant une première électrode et une seconde électrode ; - au moins une puce à diode électroluminescente infrarouge raccordée sur le substrat à la seconde électrode ; ledit système de stimulation comprenant en outre, à l’intérieur dudit boîtier étanche : - au moins un électrolyte solide en interface avec la première électrode et la seconde électrode dudit au moins un dispositif électronique ; et - une couche en graphène présentant deux faces opposées comprenant une face inférieure et une face supérieure en vis-à-vis respectivement de la paroi inférieure et de la paroi supérieure du boîtier étanche, dans lequel le substrat dudit au moins un dispositif électronique est posé sur la face inférieure de la couche en graphène et cette face inférieure de la couche en graphène est en interface avec l’électrolyte solide, et ladite au moins une puce à diode électroluminescente infrarouge est raccordée électriquement à la face inférieure de la couche en graphène ; de sorte que ladite au moins une puce à diode électroluminescente infrarouge soit alimentée électriquement pour générer le rayonnement infrarouge en direction et au travers de la paroi inférieure du boîtier étanche.
Ainsi, la partie électronique du système de stimulation est encapsulé dans un boîtier prévu pour être en contact avec une zone cutanée d’un porteur et présentant une paroi inférieure et une paroi supérieure qui sont opposées. Le boîtier est prévu pour être fabriqué à partir d’un matériau étanche afin de protéger la partie électronique des agressions extérieures par exemple : l’eau (eau de pluie), la sueur du porteur, toute éventuelle poussière, etc.
La illustre schématiquement le module pousse-lâche 111 dans un état désarmé. Le module pousse-lâche 111 se trouve dans cet état lorsque la porte coulissante 101 est en position extraite fermant le passage 102 dans la cloison 100 comme illustré aux figures 5 et 6. Dans l’état désarmé, le ressort 1212 est détendu. La partie coulissante 1206 du module pousse-lâche 111 est alors positionnée par rapport au support 1201 comme illustré à la . La tête coulissante arrière 1208 se trouve à une première extrémité de la section arrière 1204 du guide de coulissement 1202. Cette première extrémité se situe à proximité de la section intermédiaire 1205 du support 1201.