INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Arrière-plan technique Beaucoup d'efforts sont déployés aujourd'hui pour développer des structures multifonctionnelles fibrées à forte valeur ajoutée basées sur l'association de matériaux disparates, apportant chacun une propriété unique à la fibre finale. L'enjeu principal réside d'une part dans l'élaboration de la préforme de départ et d'autre part dans le contrôle précis des propriétés rhéologiques des matériaux qui la composent lors de l'étirage. En effet, l'intérêt du procédé de fibrage provient du fait que le profil macroscopique composite de la préforme de départ sera reproduit homothétiquement au sein de la fibre après étirage. Le fibrage peut en effet être considéré comme une homothétie qui permet in fine la mise en forme avancée de la matière à l'échelle micrométrique, et même nanométrique.
A l'heure actuelle, il existe deux principales techniques de mise en forme pour la fabrication de fibres multimatériaux.
D’abord on trouve la méthode de fibrage classique qui concerne la grande majorité des fibres produites aujourd'hui. Dans ce cas, plusieurs matériaux peuvent être associés pour former la préforme. Cependant, ils doivent présenter une variation lente de leur viscosité avec la température (verres ou polymères amorphes) et posséder des températures de transitions vitreuses (T g ) proches (écart inférieur à ~30°C). Cette contrainte limite grandement les combinaisons de matériaux possibles et donc les potentielles applications de la fibre alors fabriquée. Seules des structures verre/verre, polymère/polymère ou verre/polymère amorphe peuvent être fabriquées par cette méthode. En effet, en ce qui concerne les associations verre/polymère classiques, seuls les polymères amorphes hautes T g (polyéthersulfone (PES), polysulfones (PSU), etc.) peuvent être associés à des verres pour le co-fibrage direct, ce qui par ailleurs contraint à recourir à des verres présentant des T g basses (< ~250°C), comme typiquement les verres de chalcogénures. Les associations verre/polymère amorphe sont donc très limitées selon ce procédé.
II est cependant possible d'associer au sein de fibres optiques des matériaux dont les propriétés rhéologiques divergent fortement et ainsi former des structures multimatériaux en utilisant un procédé dit de « fibrage fluide », communément désigné « molten core » en anglais. Ce procédé consiste à insérer au sein d'une gaine amorphe, un matériau dont la température de fusion est inférieure à la température de déformation/fibrage de la gaine. Un matériau de cœur est inséré dans une gaine pour former la préforme qui est ensuite fibrée de manière classique. Lors du fibrage de cet assemblage composite, le matériau de cœur forme un bain liquide dont la chute est contrôlée par la gaine ce qui permet ainsi de l'intégrer au sein de la fibre. Le choix du matériau de cœur n'est limité que par sa température de fusion, et typiquement peuvent être utilisés des métaux, des semiconducteurs, des verres à bas point de fusion, des cristaux d'oxides. La demande FR 2 996 563 divulgue la préparation de fibres verre/métal selon un tel procédé.
Il a maintenant été découvert que le procédé de fibrage fluide, appliqué jusqu’ici dans l’état de la technique uniquement à des matériaux inorganiques, pouvait avantageusement permettre d’accéder à des à structures hybrides inorganiques/organique, de type verre/polymère, pour lesquelles le polymère organique se trouve entouré par un verre inorganique, notamment à l’intérieur d’une gaine vitreuse inorganique, ou intercalé entre deux couches de verre inorganique.
Afin d'illustrer les avantages du procédé, la Figure 2a montre les résultats de l'étirage d'un barreau de polymère semi-cristallin, en l’occurrence de polyétheréthercétone (PEEK), par fibrage classique. En observant un cliché en vue longitudinale de la fibre de polymère semi-cristallin présentée en Figure 2b, on constate de nombreuses irrégularités, principalement des variations de diamètre le long de la fibre. En effet la variation de la viscosité du PEEK avec la température est très abrupte, en comparaison avec des matériaux amorphes. II est alors impossible de contrôler l'écoulement de ce matériau au cours du fibrage. La fabrication de fibres en PEEK par étirage classique est donc compromise.
Le procédé de fibrage fluide permet précisément de contrôler l’écoulement du polymère en le gainant avec un matériau amorphe comme du verre, et d’intégrer ainsi le polymère au sein d’une structure en verre.
Ce procédé présente plusieurs avantages.
Tout d’abord, il permet d'élargir à la fois le champ des polymères pouvant être intégrés à des fibres (extension aux polymères semi-cristallins), mais aussi celui des associations verres-polymères possibles.
De plus, l'utilisation de nouveaux matériaux polymères permet d'actualiser les techniques de mise en forme de la préforme de départ et notamment de profiter de la fabrication additive. La préforme pourra alors être totalement ou partiellement imprimée en 3D.
Les fibres composites sont par ailleurs particulièrement avantageuses en ce qu’elles permettent de combiner les propriétés d’un matériau inorganique d’une part et organique d’autre part, ouvrant ainsi au développement de dispositifs optiques inédits et originaux. Par ailleurs, elles permettent d’accéder à des géométries complexes grâce à l’impression 3D. Enfin, ces fibres composites ont avantageusement un profil évolutif dans la mesure où elles offrent la possibilité de révéler des structures post-fibrage par dissolution sélective. En effet, ces fibres composites mettent en œuvre des matériaux organiques et inorganiques possédant des réactivités chimiques très différentes. Les polymères présentent par exemple une bonne résistance envers les acides, ce qui n'est pas le cas des verres. lnversement, les verres sont inertes vis-à-vis des solvants organiques, ce qui n'est pas le cas des polymères. Ceci permet de manière avantageuse, d’élaborer des fibres verres/polymères dont certaines parties peuvent être structurées de manière sélective par dissolutions ou attaques chimiques spécifiques. De telles fibres évolutives sont avantageuses pour le développement de capteurs distribués.
L’invention concerne ainsi en premier lieu un procédé de préparation d’une fibre composite comprenant les étapes de :
Dans la suite, d’autres caractéristiques avantageuses du procédé de l’invention sont précisées. Ainsi, dans des modes de réalisation, le procédé tel que défini ci-dessus est un procédé dans lequel :
Dans le mode de réalisation préféré de l’invention, les moyens de sollicitation 82 du deuxième anneau 76 comportent une série de vis axiales 84, uniformément réparties comme on peut le voir à la , qui sont vissées au travers d’une paroi transversale de fond 86 de la collerette et qui sollicitent la face 83 de l’anneau 76 qui est opposée au joint 72.
Plus particulièrement, chaque vis 84 est vissée et guidée au travers d’une douille taraudée 88 qui est rapportée à la paroi de fond 86 de la collerette 78, qui en est solidaire et qui est alignée avec un perçage 89 de la paroi de fond 86 permettant à la tige de la vis de solliciter la face 83 de l’anneau 76 qui est opposée au joint 72.
Comme indiqué par les flèches de la , la rotation simultanée des vis 84 permet de déplacer l’anneau 76 et de le solliciter contre le bord d’extrémité amont 62 de l’élément central 34, et ce faisant de comprimer le joint 72. Inversement, une rotation en sens inverse des vis 84 permet de relâcher la compression du joint 72.
Avantageusement, pour conserver le réglage, il suffit d’immobiliser l’anneau 76. A cet effet, chaque vis 84 peut être freinée dans la douille 88, ou, en variante (non représentée) chaque vis 84 peut recevoir, entre une tête 90 et la douille 88, un contre-écrou qui est apte à être serré contre la douille 88 pour immobiliser la vis 84 en rotation par rapport à celle-ci.
Dans cette configuration, comme l’illustre la , un ensemble d’éjection de gaz 32 tel que décrit précédemment peut être monté de deux manières différentes.
Il peut être monté directement selon un premier procédé comportant au moins une première étape ET1 au cours de laquelle on fixe la bride de liaison 36 à la bride 38 de sortie du carter d’échappement 28 du turboréacteur, au moyen des vis 42. Puis, au cours d’une deuxième étape ET2, on fixe la tôle annulaire d’étanchéité 60 aux pattes flexibles 44 de la bride 38 de liaison au moyen des rivets 68.
Puis, au cours d’une troisième étape ET3 on dispose le joint annulaire 72 autour de la partie aval 70 de la tôle annulaire 60, en aval de l’anneau 76 et dans la collerette 78.
On recule les vis 84 suffisamment pour éviter toute interférence du joint avec l’élément central d’éjection 34.
Puis, au cours d’une quatrième étape ET4, on fixe l’élément central d'éjection de gaz 34 aux pattes flexibles 44 de la bride de liaison 36 à l’aide des liaisons vis-écrou 54.
Enfin, au cours d’une cinquième étape ET5, on sollicite le joint 72 en compression en vissant les vis 84 jusqu’à ce que le joint 72 touche le bord d’extrémité amont 62 de l’élément 34 puis on règle la compression du joint 72.
Enfin, au cours d’une sixième étape ET6, on fixe le carter d’éjection externe 30 au carter d’échappement 28.
L’ensemble d’éjection de gaz 32 peut également être prémonté, puis assemblé in fine à la turbomachine.
En ce cas, comme l’illustre la , un second procédé comporte une première étape ET’1 au cours de laquelle on fixe la bride de liaison 36 à une bride étalon (non représentée) de dimensions identiques à la bride 38 de sortie du carter d’échappement 28.
Puis, au cours d’une deuxième étape ET’2, on fixe la tôle annulaire d’étanchéité 60 aux pattes flexibles 44 de la bride 38 de liaison au moyen des rivets 68.
Puis, au cours d’une troisième étape ET’3 on dispose le joint annulaire 72 autour de la partie aval 70 de la tôle annulaire 60, en aval de l’anneau 76 et dans la collerette 78.
Selon que ledit premier registre est placé en amont ou en aval du conduit en dérivation celui-ci permet de réguler la pression dans le bâtiment lors d’une circulation en boucle ouverte ou en boucle fermée.
Avantageusement, selon ce mode de réalisation, le dispositif comprend également un deuxième registre apte à mettre en communication aéraulique le conduit d’extraction avec un deuxième conduit en dérivation et en communication avec l’air extérieur, dans lequel le premier registre est placé en amont du premier conduit en dérivation et le deuxième registre est placé en aval du deuxième conduit en dérivation dans le sens de circulation de l’air.
Ce mode de réalisation permet de contrôler à la hausse ou à la baisse la pression à l’intérieur du bâtiment lors d’un fonctionnement en boucle ouverte et d’un fonctionnement en boucle fermée du dispositif.
Avantageusement, le dispositif comprend des moyens de motorisation aptes à commander l’ouverture et la fermeture du premier ou du deuxième registre, l’interface de commande étant apte à transmettre une consigne de pilotage de registre auxdits moyens de motorisation, le programme informatique étant apte à commander l’émission de ladite consigne de pilotage de registre.
Avantageusement, le bâtiment fermé comprend un toit et un capteur de rayonnement est fixé au toit du bâtiment, un signal du capteur de rayonnement est dirigé vers l’interface d’acquisition.
Avantageusement également, le bâtiment fermé comprend une façade et le dispositif comprend une caméra filmant la façade du bâtiment, un signal issu de la caméra étant dirigé vers la centrale de contrôle et d’acquisition.
Le capteur de rayonnement et la caméra permettent de mesurer différentes composantes du rayonnement solaire incident sur les façades pour évaluer la contribution de celui-ci à la réponse thermique du bâtiment.
L’invention concerne également un procédé pour la mesure de la réponse thermique dynamique d’un bâtiment fermé comprenant des étapes consistant à :
i) occulter (310) les ouvertures (112, 512) du bâtiment ;
ii) installer (320) le ventilateur pilotable (130, 530) et les moyens de chauffage (140, 540) ;
iii) démarrer un premier cycle (330) pour calibrer le dispositif vis-à-vis du bâtiment fermé ;
iv) démarrer une série cycles d’essais (340) pour identifier les paramètres de la performance thermique dynamique du bâtiment fermé.
Selon un mode de mise en œuvre une partie de l’étape iv) est réalisée de jour et une autre partie de nuit.
L’étape iv) comprend la mise en surpression de l’intérieur du bâtiment fermé par rapport à l’extérieur d’une valeur égale ou supérieure à 10 Pa.
Les moyens de chauffage (140, 540) et le ventilateur pilotable (530, 130) sont activés simultanément tout au long des cycles de l’étape iv). Cette caractéristique permet d’empêcher les infiltrations d’air durant la sollicitation thermique du bâtiment.
Les moyens d’occultation des ouvertures restent installés tout au long de l’étape iv).
Avantageusement, la durée de l’étape iv) est inférieure à 96 heures continues.
L’invention est mise en œuvre selon les modes de réalisations préférés exposés ci-après, nullement limitatifs, et en référence aux figures 1 à 5 dans lesquelles :
représente, schématiquement une installation mettant en œuvre un mode de réalisation du dispositif selon l’invention pour la mesure de la performance thermique d’un bâtiment ;
montre selon une vue partielle en coupe un exemple de traitement d’une ouverture lumineuse dans une façade en vue de la réalisation de mesure selon le procédé objet de l’invention ;
est un organigramme d’un exemple de réalisation du procédé objet de l’invention ;
montre un exemple de cycle réalisé au moyen du dispositif objet de l’invention ;
montre schématiquement un autre mode de réalisation d’un dispositif selon l’invention.
Définitions générales
L’homme du métier est en mesure de définir le type de bâtiment concerné par la présente invention. Pour éviter toute erreur d’interprétation, dans tout le texte, un bâtiment fermé est un volume délimité par des parois qui séparent toutes ses faces de l’extérieur, ou d’un autre bâtiment fermé.
Ainsi, selon un exemple de réalisation courant, un bâtiment fermé, comprend un sol, des façades sur toutes ses faces latérales, et un toit, quelle que soit la nature des façades et du toit.
Sans sortir de cette définition, ledit bâtiment comprend une ou plusieurs partitions internes, horizontales ou verticales, c’est-à-dire une ou plusieurs pièces ou un ou plusieurs niveaux.
Selon un de mode de réalisation particulier et par extension de la définition, une partition interne peut être, pour certaines applications du dispositif et du procédé objet de l’invention, considérée comme un bâtiment. Dans ce cas les cloisonnements internes sont les façades et le plafond le toit.
Les façades et le toit ont pour effet de mettre l’intérieur du bâtiment fermé « hors d’eau » mais n’assurent pas nécessairement une étanchéité parfaite à l’air, plus particulièrement en ce qui concerne le toit mais aussi certaines zones de façade notamment au niveau du raccordement avec des ouvertures, par exemple d’aération, ou des passages de conduits.
Principe de l’invention
Le principe de l’invention consiste à procéder à l’acquisition des variations temporelles de la température en une ou plusieurs zones du bâtiment, en mettant en œuvre un système adapté pour prendre en compte les phénomènes exogènes influant sur la thermique du bâtiment, selon différents modes liés pour les uns aux caractéristiques structurelles du bâtiment, de son inertie et de son isolation, et pour les autres aux échanges thermiques ou aérauliques inopinés entre l’atmosphère extérieure et l’atmosphère intérieure. Les variations temporelles de la température acquises à l’intérieur du bâtiment font l’objet d’un traitement prenant en compte des variations extérieures (ensoleillement, température extérieure, vent…) ainsi que des variations provoquées optionnellement, par exemple par insufflation d’air frais.
Pour cela, l’invention prévoit un système d’acquisition pendant une durée relativement brève de moins de 5 jours, pour disposer de cycle de sollicitation thermique du bâtiment résultant des variations des conditions extérieures et/ou intérieures, avec un système de chauffage permettant de soumettre le bâtiment à une sollicitation thermique prédéfinie ou dynamique, ainsi qu’avec un ventilateur permettant de créer un débit d’air maîtrisé, continu ou piloté, entre l’extérieur et l’intérieur du bâtiment.
En particulier les moteurs utilisant un cycle de Miller, qui augmente la phase de détente en améliorant les rendements, nécessitent une plus grande précision de calage des arbres à cames afin d’obtenir l’efficacité souhaitée.
Pour réaliser un calage angulaire d’un arbre à cames, un dispositif connu, présenté notamment par le document US-A1-2006213045, comporte une tige cylindrique qui est descendue dans une ouverture de la culasse du moteur, pour s’aligner contre une face plate tangentielle formée sur un côté de l’arbre à cames. L’extrémité inférieure de la tige s’ajuste ensuite dans un perçage de la culasse sous l’arbre à cames, pour positionner et maintenir cette tige sur la face plate.
Lors de la mise en place le glissement de la tige le long de la face plate de l’arbre à cames nécessite un positionnement angulaire préalable précis de cet arbre afin de laisser libre l’espace nécessaire pour descendre la tige, et permettre ensuite à son extrémité d’atteindre le perçage. Ce positionnement précis constitue une opération qui nécessite un temps.
Par ailleurs après la mise en position de la tige il reste un jeu fonctionnel entre la face plate de l’arbre et cette tige, nécessaire pour permettre la descente de la tige, qui ajoute une petite imprécision dans le positionnement angulaire de cet arbre. De plus les différents usinages de l’arbre à cames et du carter le supportant, peuvent présenter des dispersions de fabrication qui augmentent les jeux et ajoutent des imprécisions de calage angulaire.
On obtient alors un fonctionnement du moteur thermique qui n’est pas optimisé.
Un autre dispositif connu comporte deux faces plates sur l’arbre à came, et une fourchette comprenant deux bras qui s’ajustent chacun entre une face plate et une face en regard formée sur la culasse. De la même manière il faut un temps pour positionner d’abord précisément l’arbre à cames, et on obtient aussi des jeux sur les côtés des bras.
Elle propose à cet effet un outil de calage angulaire d’un arbre à cames de moteur thermique présentant une face plate tangentielle sur un côté, remarquable en ce qu’il comporte une platine disposant de fixations sur le moteur et d’un guidage disposé suivant un axe principal, comporte une butée de calage présentant des formes complémentaires de guidage s’ajustant dans le guidage de la platine, et présentant suivant une direction avant de l’axe principal tournée vers l’arbre à cames une face perpendiculaire d’extrémité avant d’appui sur la face plate, et comporte un dispositif de serrage axial prenant appui sur la platine pour serrer la butée de calage dans la direction avant.
Un avantage de cet outil de calage est qu’il permet de manière simple après avoir fixé la platine sur le moteur au-dessus de l’arbre à cames, présentant sa face plate globalement tournée vers cette platine, de disposer la butée de calage dans le guidage de la platine en mettant en appui sa face perpendiculaire avant sur cette face plate.
On obtient ensuite en serrant axialement le dispositif de serrage une pression de la face avant de la butée de calage sur la face plate de l’arbre à cames pour, si nécessaire, appliquer un couple sur cet arbre qui ajuste sa rotation en mettant la face plate parallèlement à la face avant. On évite aussi un positionnement angulaire préalable précis de l’arbre à cames.
Puis en terminant le serrage du dispositif de serrage on bloque complètement la rotation de l’arbre après avoir rattrapé tous les jeux, dans une position angulaire de référence. On peut alors positionner précisément un pignon ou une poulie sur l’arbre, et appliquer un couple de serrage de vis de fixation de cet élément sans risquer de rotation de l’arbre.
L’outil de calage angulaire selon l’invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.
Avantageusement, les fixations de la platine sur le moteur comportent des perçages de réception de vis de fixations sur le moteur, l’axe principal étant perpendiculaire au plan de cette platine.
Avantageusement, le guidage de la platine comporte deux colonnettes parallèles à l’axe principal.
Dans ce cas, avantageusement les formes complémentaires de guidage de la butée de calage comportent un perçage s’ajustant sur une première colonnette, et une rainure présentant des faces parallèles au plan passant par l’axe des deux colonnettes, recevant entre elles de manière ajustée l’autre colonnette.
Avantageusement, le dispositif de serrage axial comporte une vis axiale de serrage qui s’engage dans un perçage de la butée de calage, et se visse dans un perçage taraudé de la platine en pressant vers l’avant sur cette butée.
A titre d’exemple, chaque deuxième pièce P2 peut être réalisée en acier. Ainsi, cet acier peut être de type CP800.
Egalement par exemple, chaque deuxième pièce P2 peut avoir une épaisseur comprise entre 2,2 mm et 2,8 mm. A titre d’exemple illustratif, cette épaisseur peut être égale à 2,4 mm.
Egalement par exemple, chaque deuxième pièce P2 peut être solidarisée fixement par soudage à la première pièce P1 associée. Ce soudage se fait au moins sur la paroi inférieure PF1, ainsi qu’éventuellement sur une autre paroi latérale PL2 que comprend la première pièce P1 et qui prolonge également vers le haut cette paroi inférieure PF1 en étant au moins en partie située en regard de la paroi latérale PL1. Cette autre paroi latérale PL2 a de préférence d’autres forme et courbure que celles de la paroi latérale PL1.
On notera également que lorsque la partie de l’effort qu’un dispositif d’interconnexion DI doit transmettre au longeron LS concerné nécessite des première P1 et deuxième P2 pièces trop complexes à réaliser sur le plan de l’épaisseur et/ou sur le plan de la conformation et/ou trop onéreuses, on peut les associer à une troisième pièce P3, comme illustré non limitativement sur les figures 2, 3 et 6 à 8.
Dans ce cas, chaque troisième pièce P3 peut être installée fixement dans la première sous-partie SP1 du logement interne LI d’une première pièce P1 en étant suspendue sur le premier bord supérieur BS1 de la première pièce P1 et un second bord supérieur BS2 de la deuxième pièce P2. En reliant entre eux les premier BS1 et second BS2 bords supérieurs via une troisième pièce P3, on renforce notablement la rigidité de chaque dispositif d’interconnexion DI dans sa partie supérieure et donc sa capacité à transmettre au longeron LS concerné une partie de l’effort qui est encaissé par le brancard avant BV concerné en cas de choc subi par l’extrémité avant de ce dernier (BV).
Comme on peut le constater en comparant les figures 7 (avant un choc) et 8 (après un choc), les déformations subies par un dispositif d’interconnexion DI lors d’un choc sont très faibles, ce qui atteste du fait que le dispositif d’interconnexion DI a transmis quasiment intégralement au longeron LS concerné l’effort du choc qui lui a été transmis par le brancard avant BV concerné. On comprendra en effet que, si le dispositif d’interconnexion DI ne transmettait qu’une petite partie de cet effort de choc au longeron LS concerné, il présenterait une déformation importante.
Afin de permettre le support de chaque troisième pièce P3 sur les premier BS1 et second BS2 bords supérieurs concernés, on peut, par exemple, munir chaque troisième pièce P3 de pattes de fixation. On peut aussi définir dans les premier BS1 et second BS2 bords supérieurs des méplats ou trous destinés à loger au moins partiellement les pattes de fixation correspondantes.