INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
représente, de manière très schématique, un exemple de circuit fermé avec un circuit de retour contrôlé par un clapet mécanique selon un mode de réalisation de l’invention ;
représente, de manière très schématique, un exemple de circuit fermé avec un circuit de retour contrôlé par un clapet piloté en position ouverte selon un autre mode de réalisation de l’invention ; et
représente, de manière très schématique, un exemple de circuit fermé avec un circuit de retour contrôlé par un clapet piloté en position fermée selon le même mode de réalisation de l’invention que celui représenté dans la .
Exposé détaillé d’au moins un mode de réalisation Sur la , on a représenté, de manière schématique, la structure générale d’un moteur à combustion interne 1 à bicarburation, notamment de type à allumage commandé fonctionnant à l’essence et/ou éthanol, et au gaz, d’un véhicule automobile.
Une fois que chaque cible est combinée à un capteur, l’étape 120 permet d’exprimer les contraintes de détection associées à chaque cible.
La réalisation d’un objectif associé à une cible est contrainte par les caractéristiques du capteur choisi pour traiter la cible et la localisation de cette cible dans la zone d’intérêt.
Le procédé selon l’invention adopte une approche selon laquelle ces contraintes de détection sont traduites dans le repère de la cible et non pas dans celui du porteur. Cette approche permet de ne pas avoir à vérifier à chaque itération si une cible se situe à l’intérieur de la portée du capteur. Travailler du point de vue de la cible est donc moins coûteux en termes de temps de calcul.
Ainsi, si les performances du capteur choisi pour traiter une cible se limitent à la portée de ce capteur, un disque D ij centré sur la cible C i et de rayon R j égal à la portée du capteur S j choisi est défini. Un tel disque exprime la contrainte sur la détection d’une cible.
On considère ici que tous les capteurs possèdent une vision sur 360°, ce qui leur permet d’acquérir une cible quelle que soit la position du porteur à l’intérieur du disque associé à la cible.
Le procédé 100 se poursuit par une étape 130 de construction d’un champ de potentiel unitaire pour chaque couple cible / capteur de la configuration étudiée.
Tout d’abord, la région géographique d’intérêt Z est représentée par un maillage discret à deux dimensions. La hauteur des cibles (navires à la surface de la mer) étant négligeable devant l’altitude de l’avion de surveillance et celui-ci étant supposé rester sensiblement à une même altitude au cours de la mission, la discrétisation de la zone d’intérêt s’effectue selon deux dimensions.
Le maillage est constitué de mailles élémentaires, de préférence de mailles identiques et à base carrée.
Une maille est construite de manière à pouvoir contenir l’avion de surveillance 2. La taille des mailles est donc supérieure à celle du porteur.
Par ailleurs, la totalité de l’étendue d’une maille doit être observable par un capteur instantanément. La taille d’une maille doit donc être plus petite que la portée du capteur ayant la portée la plus petite de l’ensemble des capteurs embarqués. La taille des mailles est ainsi calculée à partir des caractéristiques des capteurs.
Cependant, la taille des mailles ne doit pas être excessivement inférieure à la portée la plus petite. Un rapport de dix entre la portée la plus petite et la dimension d’une maille est suffisant pour obtenir un niveau de détail adéquat sans perdre en performance calculatoire.
Puis, chaque contrainte, telle que définie à l’étape 120, est traduite sous la forme d’un champ de potentiel unitaire. Un champ est un scalaire affecté à chaque maille du maillage représentant le zone géographique d’intérêt Z.
Comme indiqué précédemment, l’espace de la zone d’intérêt où une cible peut être traitée par un capteur est un disque centré sur la cible et dont le rayon est égal à la portée du capteur associé.
Pour simplifier la présente description, on considère que, lorsque la distance entre le porteur et la cible est inférieure ou égale à la portée, le capteur peut acquérir des données sur la cible. En revanche, lorsque la distance entre le porteur et la cible est supérieure à la portée, le capteur ne peut acquérir aucune donnée sur la cible. Il s’agit donc d’une approche binaire.
Toujours pour simplifier la présente description, on considère que l’acquisition de données par un capteur est instantanée. Il est donc suffisant que la distance entre le porteur et la cible soit inférieure ou égale à la portée, pendant un unique pas de temps (par exemple le pas d’échantillonnage du capteur), pour acquérir l’ensemble des données que ce capteur est capable d’acquérir sur la cible.
Sur l’exemple de la , on a représenté le cas de la construction d’un champ de potentiel unitaire pour l’acquisition d’une première cible C 1 , située en P 1 , avec le capteur S 2 de rayon R 2 égal à 3,5 mailles. Cette contrainte est représentée par le disque D 12 .
Ainsi, le dispositif 16 selon l’invention est particulièrement avantageux puisque l’organe de passage 20 épouse la courbure de l’élément allongé 14 notamment lors des débattements de l’élément allongé 14. La surface de contact entre l’élément allongé 14 et l’organe de passage 20 est uniforme ce qui évite des usures locales. L’élément allongé 14 est mieux protégé et s’use beaucoup moins rapidement.
PROCEDE DE PILOTAGE ET PROTECTION D’UN RESEAU DE DISTRIBUTION ELECTRIQUE POUR CHARGES PROPULSIVES D’AERONEF La présente divulgation relève du domaine des procédés de pilotage et de protection des réseaux de distribution électrique pour charges propulsives d’aéronef.
De manière générale dans l’aéronautique, les équipements sont fortement contraints en termes de masse et de capacité d’intégration. Pour optimiser la masse et l’intégration du système, les réseaux de distribution électrique permettant d’alimenter les moteurs des aéronefs peuvent présenter des architectures dites distribuées.
Dans ce type d’architecture, les batteries sont connectées en parallèle sur le réseau continu haute tension (HVDC). En mode nominal, les tensions entre les différentes batteries s’équilibrent de sorte que les batteries alimentent de manière partagée les différentes charges. En cas de perte d’une batterie, les charges propulsives sont alimentées par les batteries restantes. Ceci permet de dimensionner les batteries au plus près du fonctionnement nominal, et ainsi d’optimiser la masse des batteries. Le réseau de distribution électrique devient également plus intégré car le boitier de distribution associe plusieurs charges à plusieurs batteries.
Une des difficultés de ce type d’architecture est la gestion des défauts et en particulier des courts- circuits. En cas de court-circuit peu impédant, par exemple, une batterie Li-ion peut délivrer en quelques millisecondes un courant de quelques milliers d’ampères. Lorsque les batteries sont connectées en parallèle sur le réseau, le phénomène est amplifié par le nombre de batteries en parallèle, ce qui a deux conséquences :
La première conséquence, directe, est que les courants mis en jeu dans ce type de court-circuit peuvent être destructifs pour les composants aéronautiques existants aujourd’hui sur le marché, et les solutions de protection active ne sont pas capables d’isoler le défaut.
La seconde conséquence est liée à la nature de l’architecture de distribution distribuée. En effet, contrairement à une architecture de distribution ségréguée, qui ne propage pas les conséquences d’un court-circuit à l’ensemble du réseau propulsif, dans ce type d’architecture, la tension du réseau vue par tous les moteurs va s’écrouler sur une durée suffisamment longue pour causer la perte inacceptable de la propulsion de l’aéronef, tous les moteurs liés au bus n’étant plus alimentés du fait d’une mise en protection automatique liée à un niveau de tension de bus trop faible.
Il est proposé un procédé de pilotage et protection d’un réseau de distribution électrique pour charges propulsives d’aéronef. L’aéronef embarque un nombre N de sources électriques et un nombre N de charges propulsives. L’aéronef embarque en outre le réseau de distribution électrique.
Le réseau de distribution électrique comporte un nombre N de canaux d’alimentation continu haute tension (HVDC). Chaque canal présente un rang j compris entre 1 et N. Chaque canal comporte une ligne électrique d’entrée, un bus de distribution HVDC de rang j et une ligne électrique de sortie. La ligne électrique d’entrée est connectée à la ligne électrique de sortie par l’intermédiaire du bus de distribution HVDC. Chaque canal de rang j comporte au moins un élément de protection et un organe de commutation sur la ligne électrique d’entrée et un élément de protection et un organe de commutation sur la ligne électrique de sortie.
La ligne électrique d’entrée est connectée électriquement à une source électrique et la ligne électrique de sortie est connectée électriquement à une charge propulsive.
Chaque bus de distribution de rang j est en outre couplé au bus de distribution de rang j+1 par l’intermédiaire d’un contrôleur de puissance à semi-conducteur (SSPC) qui est fermé dans une configuration nominale du réseau de distribution électrique, de sorte à ce qu’en configuration nominale, le réseau de distribution de puissance électrique soit apte à distribuer aux charges propulsives la puissance électrique reçue des N sources électriques.
Le procédé comporte : - la détection d’un court-circuit dans le réseau de distribution de puissance électrique, - la reconfiguration du réseau de distribution de puissance électrique selon une configuration dégradée intermédiaire dans laquelle tous les SSPC sont ouverts, de sorte à ce que les canaux soient électriquement isolés les uns des autres, - en réponse à la détection que le court-circuit intervient sur un canal de rang k, l’ouverture non-provisoire d’au moins un organe de commutation du canal de rang k, - la reconfiguration du réseau de distribution selon une configuration dégradée finale, dans laquelle au moins les bus de distribution HVDC d’autre rang que le rang k sont recouplés entre eux et ledit au moins un organe de commutation du canal de rang k reste ouvert.
Le procédé est apte à être mis en œuvre lorsque l’aéronef est en vol et au sol.
Ce procédé est particulièrement avantageux en ce qu’il permet de passer d’une architecture électrique distribuée à une architecture électrique ségréguée provisoire le temps de reconfigurer l’architecture électrique distribuée après isolation du défaut électrique.
Notamment, le procédé présente le double avantage de protéger les organes du réseau électrique et d’éviter la propagation d’une panne pouvant entrainer la perte totale du système propulsif.
Comme l’indique la courbe SPR, la réflectivité R mesurée au niveau des sites sensibles présente une valeur R i qui est principalement associée à l’indice de réfraction n ref.l du liquide de référence (et bien entendu à celui des ligands). La valeur R i est sensiblement homogène au niveau de chaque site sensible, qui peut présenter ici une taille circulaire d’un diamètre égal à 300µm environ. Par ailleurs, le liquide de référence peut être une solution tampon d’indice de réfraction n ref,l égal à 1.33.
La illustre une étape d’assimilation du procédé de détection d’objets biologiques, dans laquelle on expose la surface fonctionnalisée 5 à l’échantillon d’intérêt, lequel est ici formé du liquide porteur et des objets biologiques. Le liquide porteur peut être similaire ou identique au liquide de référence, et est ici la même solution tampon. Les objets biologiques présentent un indice de réfraction n ob qui peut être proche de celui du liquide porteur, par exemple égal à 1.4 alors que celui du liquide porteur est de 1.33, soit un écart de 0.07. De plus, les objets biologiques peuvent présenter une petite taille, comme par exemple des virus d’une taille de 100nm environ, ou des bactéries d’une taille de 1µm environ. Au cours de cette étape, les objets biologiques viennent se lier aux ligands.
Comme l’indique la courbe SPR, la réflectivité R mesurée au niveau de chaque site sensible présente deux valeurs, une valeur localisée R ob associée aux objets biologiques adsorbés, et une valeur continue R i associée au liquide porteur autour des objets biologiques. Autrement dit, sur une image acquise par le dispositif optique de mesure 10, on peut observer au niveau de chaque site sensible un fond spatialement homogène de valeur R i et des tâches plus claires de petites dimensions de valeur R ob .
Il apparaît cependant que le système de détection 1 doit présenter une sensibilité particulièrement importante pour être en mesure de détecter les objets biologiques du fait du très faible écart, ici égal à 0.07, entre les indices de réfraction n ob et n ref,l . Une sensibilité insuffisante se traduirait par une variation de réflectivité ΔR trop faible, qui ne permettrait pas de distinguer un signal de mesure associé à l’adsorption d’un objet biologique vis-à-vis du bruit de mesure (variations de réflectivité non associées à l’adsorption d’un objet biologique). Autrement dit, le contraste C, défini comme le rapport (R ob -R i )/(R ob +R i ) entre la réflectivité R ob mesurée au niveau de l’objet biologique et la réflectivité R i mesurée dans le site sensible hors des objets biologiques, peut être insuffisant pour effectuer une détection effective des objets biologiques.
De plus, les tâches plus claires de réflectivité R ob présentent des dimensions proches de celles de l’objet biologique, ce qui nécessite de disposer d’un système de détection présentant une résolution spatiale très élevée si l’on souhaite être en mesure de détecter chacun des objets biologiques adsorbés sur un site sensible pour les compter. En effet, dans le cas ici d’une bactérie d’une taille de l’ordre du micromètre, il est nécessaire alors d’utiliser un système de détection à haute résolution spatiale comme celui décrit dans l’article de Laplatine et al. 2014 qui présente une résolution spatiale de l’ordre de 2µm. Quoi qu’il en soit, l’utilisation d’un tel système de détection ne permet pas de distinguer chacun des objets biologiques lorsqu’ils présentent une taille bien inférieure à la résolution spatiale, comme c’est le cas par exemple des virus d’une taille de l’ordre de 100nm environ.
Aussi, contrairement aux procédés de l’art antérieur, le procédé de détection d’objets biologiques selon l’invention permet de détecter chacun des objets biologiques adsorbés sur un site sensible avec un système de détection 1 aux performances standard en termes de sensibilité et de résolution spatiale, alors même que les objets biologiques présentent un faible écart d’indice de réfraction avec le liquide porteur et qu’ils présentent une petite taille, de préférence au plus inférieure à 200 fois la résolution spatiale du système de détection 1. A titre d’exemple, le procédé de détection permet de détecter et de distinguer des virus adsorbés sur un même site sensible, lesquels présentent une taille de l’ordre de 100nm, alors même que la résolution spatiale du système de détection est de l’ordre de 10µm.
Les figures 4A à 4D illustrent des étapes d’un procédé de détection selon un premier mode de réalisation, qui utilise un système de détection illustré sur les et 1B et sur la . Dans cet exemple, l’échantillon d’intérêt contenant les objets biologiques est un échantillon liquide.
La illustre une configuration préalable du dispositif optique de mesure 10, de sorte qu’il génère des plasmons de surface au niveau de la surface fonctionnalisée 5 lorsqu’elle est exposée à un gaz (configuration en ‘mode gaz’). Cette configuration est dite préalable dans le sens où elle est effectuée avant le procédé de détection. Pour cela, la surface fonctionnalisée 5 est exposée à un gaz de référence G 1 introduit dans la chambre de mesure 2. Le gaz de référence peut être introduit par le dispositif de gestion fluidique 20, ou par tout autre dispositif fluidique. Le gaz de référence G 1 vient donc au contact de la surface fonctionnalisée 5. Le gaz de référence G 1 ne contient pas les objets biologiques, et de préférence ne contient aucun élément susceptible de se lier aux ligands ni de générer un signal de mesure spécifique. Il présente un indice de réfraction n ref,g égal ici à 1. L’angle de travail θ R est défini de manière à générer des plasmons de surface de sorte que le système de détection 1 présente une sensibilité optimale.
Comme le montre la courbe SPR, la réflectivité mesurée au niveau des sites sensibles présente une valeur R i sensiblement homogène spatialement. On note donc ici que le dispositif optique de mesure 10 du système de détection 1 utilisé dans le procédé de détection selon l’invention est configuré en ‘mode gaz’, contrairement au système de détection utilisé dans le procédé de détection des et 3B où le dispositif optique de mesure est configuré en ‘mode liquide’.
La illustre une étape d’assimilation du procédé de détection. Pour cela, le dispositif de gestion fluidique 20 expose la surface fonctionnalisée 5 à l’échantillon d’intérêt introduit dans la chambre de mesure 2. L’échantillon d’intérêt comporte un liquide porteur aqueux dans lequel sont situés les objets biologiques. Le liquide porteur est ici en phase continue, de sorte que l’échantillon d’intérêt est un échantillon liquide et non pas une brume ou un aérosol. Le liquide porteur présente un indice de réfraction n l égal par exemple à 1.33 et peut être par exemple une solution tampon. Les objets biologiques présentent un indice de réfraction n ob ici égal à 1.4, et peuvent être par exemple un virus tel que le SARS-CoV-2 d’une taille de 100nm environ. Rappelons ici que la résolution spatiale du système de mesure est, dans cet exemple, de l’ordre de 10µm suivant le sens de propagation des ondes plasmons générées. Au cours de cette étape, le liquide porteur vient au contact de la surface fonctionnalisée 5, et les objets biologiques se lient aux ligands.
Comme l’indique la courbe SPR, la réflectivité R mesurée au niveau de chaque site sensible présente une même valeur R f , sensiblement homogène sur toute l’étendue spatiale du site sensible, associée à la fois au liquide porteur d’indice de réfraction n l et aux objets biologiques d’indice de réfraction n ob . Cette valeur R f peut être une valeur maximale de la courbe SPR dans la mesure où l’écart Δn entre l’indice de réfraction n l et l’indice de réfraction n ref,g est important, ici de l’ordre de 0.33. Bien entendu, les objets biologiques ne sont pas détectables lors de cette étape.
La illustre une étape suivante de rinçage, facultative mais avantageuse. Le rinçage consiste à faire s’écouler sur la surface fonctionnalisée 5 un liquide de rinçage, ou plusieurs liquides de manière successive, permettant ainsi d’évacuer les particules, objets, molécules etc… non liés de manière spécifique aux ligands et susceptibles d’induire un bruit de mesure ou des signaux parasites (variation de la réflectivité non liée aux objets biologiques à détecter). On améliore ainsi la qualité de la détection et notamment le rapport signal sur bruit SNR en réduisant les sources de signal parasite. A titre d’exemple, lors de l’étape de rinçage, on peut injecter une solution tampon avec un détergent, puis une solution tampon identique au liquide porteur (mais évidemment sans les objets biologiques), et enfin une eau ultrapure pour enlever les éventuels sels présents dans la solution tampon. Rappelons que les objets biologiques restent adsorbés de manière spécifique pendant cette étape de rinçage, du fait de la forte affinité avec les ligands et la faible dissociation.
La illustre une étape suivante d’évacuation du liquide au contact de la surface fonctionnalisée 5. Pour cela, le liquide présent est évacué hors de la chambre de mesure 2, par exemple par voie gravitaire, aspiration, capillarité…, et on expose la surface fonctionnalisée 5 à un deuxième gaz G 2 qui ne contient évidemment pas d’objets biologiques. Ce deuxième gaz G 2 peut être similaire ou identique au gaz de référence utilisé précédemment, notamment en termes de composition chimique, et présente un indice de réfraction proche ou identique à n ref,g . Il ne contient de préférence pas de particules ayant un impact sur le signal de mesure. Ici également, les objets biologiques restent adsorbés pendant cette étape d’évacuation, de sorte qu’ils sont situés dans le deuxième gaz qui est au contact de la surface fonctionnalisée (et non pas dans un liquide comme dans le procédé de détection des et 3B). De préférence, le deuxième gaz G 2 est un gaz humide et présente une humidité relative non nulle et de préférence d’au moins 50%.
A la suite de l’étape d’évacuation, une étape d’acquisition d’une image de détection de la surface fonctionnalisée 5 est effectuée par le dispositif optique de mesure 10. L’image acquise comporte donc les images de chacun des sites sensibles, et les objets biologiques peuvent être détectés.
Comme l’indique la courbe SPR, la réflectivité R mesurée au niveau de chaque site sensible présente deux valeurs, une valeur localisée R f associée aux objets biologiques adsorbés, et une valeur continue R i associée au gaz d’indice de réfraction n ref,g . Autrement dit, sur l’image acquise par le dispositif optique de mesure 10, on peut observer au niveau de chaque site sensible un fond spatialement homogène de valeur R i et des tâches bien plus claires de valeur R f . Les tâches claires présentent donc une intensité (réflectivité R) très élevée dans la mesure où la valeur R f de la réflectivité R est proche voire égale à la valeur maximale possible (saturation de la réflectivité) de la courbe SPR dans la gamme de variation de l’indice de réfraction local n. Ainsi, la détection des objets biologiques est fortement améliorée, dans la mesure où l’écart de réflectivité ΔR, et donc le contraste C, est augmenté par rapport à la situation de la , puisque l’écart Δn entre les indices de réfraction est maintenant de l’ordre de 0.33 et non plus de 0.07 (soit une augmentation de près de 400%).
De plus, les inventeurs ont constaté que les tâches claires associées aux objets biologiques présentent une étendue surfacique bien supérieure à la taille effective (taille physique) des objets biologiques, par exemple une étendue de l’ordre de 15 à 20µm dans le cas des virus SARS-CoV-2 dont la taille effective est de l’ordre de 100nm. Il semble que cela est dû à la présence d’une fine pellicule d’eau liée à chaque objet biologique, appelée également couche d’eau biologique ou couche d’hydratation d’une part, et à un phénomène optique de diffusion du signal réfléchi par l’objet biologique et de sa pellicule d’eau d’autre part. Rappelons que les molécules d’eau présentent une polarité électrique et peuvent se lier aux objets biologiques comme les virus et les bactéries. Il s’agirait donc d’eau biologique ( biological water , en anglais), par opposition à l’eau libre ( bulk water , en anglais) qui est évacuée hors de la chambre de mesure 2. Une telle pellicule d’eau biologique est notamment décrite dans l’article de Pal et al. intitulé Biological water at the protein surface: Dynamical solvation probed directly with femtosecond resolution , PNAS vol.99, no.4, 1763-1768, 2002. Cette pellicule d’eau biologique peut provenir du liquide porteur aqueux de l’échantillon d’intérêt, en particulier lorsque l’étape de rinçage n’est pas effectuée, et/ou du ou des liquides aqueux de rinçage. Elle peut également provenir au moins en partie de molécules d’eau du deuxième gaz introduit lors de l’étape d’évacuation (ce deuxième gaz G 2 présente alors de préférence une humidité relative d’au moins 50%). Il en résulte donc qu’il est alors possible de détecter chacun des objets biologiques présents sur un même site sensible, alors même qu’ils présentent une taille (par ex. de l’ordre de 100nm ou de 1µm) bien inférieure à la résolution spatiale (par ex. de l’ordre de 10µm) du système de détection.