INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Dans des exemples de réalisation, la bande spectrale d’imagerie est identique à la bande spectrale d’analyse. On détecte alors sur chacune des voies d’analyse et d’imagerie une lumière de fluorescence présentant la même bande spectrale.
Dans d’autres exemples de réalisation, la bande spectrale d’imagerie peut différer de la bande spectrale d’analyse. Ceci peut présenter un avantage si l’on souhaite profiter d’un maximum de puissance lumineuse sur la voie d’imagerie, sans qu’une partie de la puissance lumineuse soit envoyée sur la voie d’analyse. Pour ce faire, il est possible par exemple d’éclairer l’objet avec une feuille de lumière qui comprend deux bandes spectrales d’excitation distinctes de nature à faire émettre par l’objet de la lumière de fluorescence dans deux bandes spectrales de fluorescence distinctes, l’une formant la bande spectrale d’imagerie et l’autre la bande spectrale d’analyse.
Le dispositif de correction de front d’onde 230 comprend par ailleurs une unité de traitement 250 configurée pour déterminer à partir de l’ensemble des images formées par les microlentilles une carte bidimensionnelle d’un paramètre caractéristique du front d’onde dans ledit plan d’analyse.
Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le détecteur bidimensionnel comprend un agencement bidimensionnel de détecteurs élémentaires et une tache de diffraction d’une microlentille comprend selon une direction entre 0,2 et 2 détecteurs élémentaires. On définit la dimension d’une tache de diffraction d’une microlentille selon une direction par la distance séparant les 2 premiers minima d’intensité situés de part et d’autre du maximum d’intensité. Les déposants ont montré que cette configuration particulière représentait un bon compromis entre la précision de mesure de front d’onde et la taille du champ d’analyse.
Par exemple, un paramètre caractéristique du front d’onde comprend un gradient local (ou pente locale) selon deux dimensions du front d’onde intercepté dans le plan d’analyse. Selon un autre exemple, un paramètre caractéristique du front d’onde comprend un écart local du front d’onde intercepté dans le plan d’analyse par rapport à un front d’onde de référence correspondant à une onde lumineuse qui n’aurait pas subi de défauts optiques, par exemple un front d’onde plan. La carte bidimensionnelle desdits écarts locaux du front d’onde par rapport à un front d’onde de référence peut être obtenue à partir de la carte bidimensionnelle des pentes locales du front d’onde.
Par ailleurs, la détermination de la carte bidimensionnelle d’un paramètre caractéristique du front d’onde peut comprendre la détermination des variations des positions des images de fluorescence générées par les microlentilles, la variation de position d’une image de fluorescence générée par une microlentille étant mesurée par rapport à une position de référence d’une image de fluorescence de référence, la variation de position étant déterminée par exemple par une opération d’intercorrélation entre ladite image de fluorescence et ladite image de fluorescence de référence. Les pentes locales du front d’onde sont déterminées à partir des variations de position des images de fluorescence.
Une intercorrélation entre deux images bidimensionnelles I 1 (x,y) et I 2 (x,y) acquises par un détecteur bidimensionnel et représentant ainsi les valeurs d’intensité lumineuse des images I 1 et I 2 au point de coordonnées (x,y) est connue comme le résultat du calcul suivant :
s et t étant 2 variables décrivant un décalage spatial selon les 2 axes de l’image bidimensionnelle. On pourra préférentiellement effectuer une opération de corrélation normalisée pour réduire une éventuelle influence de la différence d’intensité moyenne entre les 2 images.
La détermination de la variation de position entre ladite image de fluorescence et ladite image de fluorescence de référence peut être déterminée par d’autres opérations connues de l’homme de l’art, par exemple et de façon non exhaustive : une opération de corrélation de phase, une opération de somme des différences au carré, ou « sum of squared difference » selon l’expression anglosaxonne.
Une corrélation de phase entre deux images est connue comme le résultat du calcul suivant, en considérant les mêmes notations que précédemment :
où désigne l’opérateur transformée de Fourier, o désigne l’opérateur produit de Hadamard, et | | désigne l’opérateur valeur absolue.
Une somme des différences au carré entre deux images est connue comme le résultat du calcul suivant, en considérant les mêmes notations que précédemment :
Dans ces différents exemples, la différence de position d’une image de fluorescence générée par une microlentille par rapport à une position de référence d’une image de fluorescence de référence est par exemple déterminée par la détermination de la position de la valeur maximale selon 2 dimensions de la figure résultant de l’opération d’intercorrélation ou de corrélation de phase, ou par la détermination de la position de la valeur minimale selon 2 dimensions de la figure résultant de l’opération de somme des différences au carré.
L’art antérieur comporte différents exemples de méthodes de tri de batteries ou microbatteries basées sur des tests rapides.
La demande de brevet américaine US9209496 propose une méthode de tri consistant à mesurer la tension à circuit ouvert ou OCV (pour Open Circuit Voltage) d’une batterie, de la décharger pendant une certaine période et de comparer le potentiel de fin de décharge à celui de l’OCV. Il est clair que dans le cas des microbatteries “ Li-free ”, cette méthode de tri n’est pas adaptée dans la mesure ou (i) l’OCV n’apporte pas d’indications concernant l’état de la batterie, et (ii) la décharge des batteries “ Li-free ” ne permet pas de modifier leur potentiel de façon stable dans la mesure où la microbatterie est totalement déchargée au moment du test.
Le brevet américain US6526361 propose une méthode de tri consistant à appliquer plusieurs impulsions successives (soit une application d’impulsions de courant, soit d’impulsions de tension) avec une période de relaxation entre chaque impulsion, à des batteries, à mesurer la réponse en tension associée et à effectuer un tri en fonction de cette réponse. Cette approche n’est pas applicable à des microbatteries de type “ Li-free ” étant donné qu’elle nécessite un état initial stable en tension.
La demande de brevet français FR3112213 du Demandeur propose de pallier les lacunes des deux méthodes précédentes par la formation d’une couche nanométrique de Lithium par le biais d’une charge par application de courant de courte durée. Ceci permet d’avoir un état stable des interfaces et d’exploiter la réponse en potentiel sur des architectures Li-free, tout en ne dégradant pas les batteries. Néanmoins, la solution proposée n’adresse pas le cas de la sollicitation en potentiel. Par ailleurs, le tri se fait par étapes successives, selon un système de cribles, nécessitant la définition de seuils : si les grandeurs mesurées à une étape donnée (telles que le potentiel, la résistance) ne sont pas comprises dans un intervalle donné, la mesure s’arrête et la batterie est considérée comme défectueuse. En outre, la définition de seuils précis, basée sur les connaissances de l’homme de l’art est souvent délicate et imprécise, surtout lorsque le nombre de variables est grand, et le fait de procéder de façon criblée peut ne pas couvrir toutes les combinaisons possibles, au risque d’éliminer des composant fonctionnels.
La présente invention vise à pallier les inconvénients des méthodes de l’état de l’art en proposant une méthode de test rapide qui n’endommage pas les batteries et qui permet de réaliser un tri des batteries selon quelles sont fonctionnelles ou défectueuses. L’invention est basée sur l’entrainement d’un modèle de classification par apprentissage automatique à partir de mesures réalisées sur un ensemble de batteries. Le modèle de classification entrainé est ensuite utilisé pour trier les batteries à l’issue de leur fabrication simplement à partir de mesures réalisées sur les batteries sans nécessité de réaliser un cyclage (charge puis décharge) de la batterie.
L’entrainement du modèle de classification met en œuvre une charge partielle des composants par l’application d’une tension pendant une durée de l’ordre de la minute puis l’étude de la relaxation du potentiel. Ceci présente l’avantage de solliciter la batterie de la même façon que lors de l’utilisation finale, sans toutefois créer une couche de Lithium métal trop épaisse pouvant mener à une dégradation.
L’invention comporte deux phases. Dans la première phase, dite d’élaboration, un échantillon de batteries testées selon un protocole rapide est ensuite cyclé complètement et les composants sont classés en deux catégories : fonctionnel ou défectueux. L’algorithme d’apprentissage est entraîné sur ces données, de manière à pouvoir prédire en sortie le caractère fonctionnel ou non des dispositifs, avec en entrée les mesures réalisées pendant le test rapide.
Dans la deuxième phase, dite d’utilisation, une fois le modèle validé, de nouvelles batteries sont testées et le modèle de classification entrainé permet une prédiction sur leur fonctionnalité sans avoir à les cycler. Cette approche présente l’avantage de pouvoir s’affranchir de la définition de seuils pour le tri et de s’accommoder d’un grand nombre de dimensions.
L’invention s’applique avantageusement au test de batteries solides de type « Li-free » mais son principe est applicable plus généralement à tout type de batteries ou microbatteries.
L’invention a pour objet un procédé, mis en œuvre par ordinateur, d’apprentissage automatique d’un modèle de classification de batteries en deux catégories : fonctionnel ou défectueux, le procédé comprenant les étapes de : Acquérir, sur un ensemble de batteries de même type, un groupe de mesures caractéristiques du fonctionnement d’une batterie, Réaliser un cyclage complet de chaque batterie dudit ensemble et mesurer au moins une courbe parmi une courbe de charge ou une courbe de décharge de la batterie, Déterminer, pour chaque batterie, un label d’appartenance à la catégorie fonctionnel ou défectueux en comparant au moins une courbe mesurée à une courbe de référence caractérisant le bon fonctionnement de la batterie, Réaliser un entrainement supervisé d’un modèle de classification d’une batterie selon les deux catégories à partir desdits groupes de mesures et dudit label d’appartenance à l’une des deux catégories.
Selon un aspect particulier de l’invention, l’entrainement supervisé du modèle de classification est réalisé au moyen d’un algorithme de forêt aléatoire.
Selon un aspect particulier de l’invention, le groupe de mesures caractéristiques du fonctionnement d’une batterie comporte au moins une mesure de tension de circuit ouvert aux bornes de la batterie, par exemple une mesure moyenne sur un intervalle de temps prédéterminé.
Selon un aspect particulier de l’invention, le groupe de mesures caractéristiques du fonctionnement d’une batterie comporte au moins une mesure de profil de courant traversant la batterie au cours d’une charge partielle.
Selon un aspect particulier de l’invention, la mesure de profil de courant est réalisée en au moins un point particulier parmi une valeur maximale de courant et une valeur de courant en fin de charge partielle.
Selon un aspect particulier de l’invention, le groupe de mesures caractéristiques du fonctionnement d’une batterie comporte au moins une mesure de profil de tension aux bornes de la batterie au cours d’une relaxation de la batterie suivant une charge partielle.
Selon un aspect particulier de l’invention, la mesure de profil de tension comporte au moins une estimation par régression linéaire de la pente de la courbe de tension au cours de la décharge et/ou la mesure d’un potentiel de fin de relaxation.
L’agent anti-microbien pourra être choisi parmi l’eau oxygénée, l’acide peracétique, l’acide perpropionique, les produits de la famille des isothiazoles.
L’agent anti-oxydant pourra être choisi parmi le butyl-hydroxytoluène, le tocophérol, et l’oxybenzone.
La composition selon l’invention est notamment sous forme d’une émulsion inverse.
Une telle composition peut être préparée par un procédé comprenant l’ajout d’une suspension des microcapsules à l’insecticide asphyxiant et/ou desséchant, éventuellement en mélange avec le tensioactif, l’agent antimousse, et les additifs, lorsqu’ils sont présents, avantageusement à une température de 15°C à 30°C, de préférence de 18°C à 25°C.
Ainsi, lorsque la composition comprend un tensioactif, un agent antimousse, et/ou un ou des additifs, le procédé de préparation comprend avantageusement :
le mélange de l’insecticide asphyxiant et/ou desséchant, l’éventuel tensioactif, l’éventuel agent antimousse, et les éventuels additifs, de préférence à une température de 15°C à 30°C, de préférence de 18°C à 25°C, puis l’ajout d’une suspension des microcapsules.
FIGURES : Image des microcapsules de l’exemple 2 obtenue au microscope optique avec un zoom x640.
: Image du prémélange de l’exemple 4 obtenue au microscope optique avec un zoom x640.
EXEMPLES Le E-β-farnesène, les autres substances attractantes, le polyéthylèneglycol monooléate et les antioxydants comme le BHT ou le tocophérol sont sourcés chez Sigma Aldrich.
Le copolymère de type HASE utilisé dans les exemples est le Pharma 38 fourni par la société Coatex.
L’huile de tournesol utilisées dans les exemples est une huile de tournesol commerciale Isio 4.
La cire d’abeille blanchie est fournie par la société Prayon.
L’agent antimousse est fourni par la société DOW (DC62) ou BYK (BYK-1630).
Les viscosités sont mesurées à l’aide d’un viscosimètre Brookfield DV1 munie d’une chambre.
La taille des microcapsules est mesurée par analyse par diffraction de la lumière avec un appareil Mastersizer 3000 par diffraction d’un rayon laser. Le protocole de mesure est le suivant :
L’unité de traitement 250 est de manière générale configurée pour la mise en œuvre d’étapes de calcul et/ou de traitement mises en œuvre dans des procédés selon la présente demande.
De façon générale, lorsque dans la présente description, il est fait référence à des étapes de calcul ou traitement pour la mise en œuvre notamment d’étapes de procédés, il est entendu que chaque étape de calcul ou traitement peut être mis en œuvre par logiciel, matériel ou « hardware » selon l’expression anglo-saxonne, micrologiciel ou « firmware » selon l’expression anglo-saxonne, microcode ou toute combinaison appropriée de ces technologies. Lorsqu’un logiciel est utilisé, chaque étape de calcul ou traitement peut être mise en œuvre par des instructions de programme d’ordinateur ou du code logiciel. Ces instructions peuvent être stockées ou transmises vers un support de stockage lisible par un ordinateur (ou unité de traitement) et/ou être exécutées par un ordinateur (ou unité de traitement) afin de mettre en œuvre ces étapes de calcul ou traitement. Ainsi, l’unité de traitement 250 et l’unité de traitement 225 peuvent être regroupées au sein d’une même unité, par exemple un ordinateur.
Le dispositif de correction de front d’onde 230 comprend également un dispositif de modulation de front d’onde 232 comprenant un plan de correction PP 2 , configuré pour la correction à partir de la carte bidimensionnelle d’un paramètre caractéristique du front d’onde, d’au moins une partie des défauts optiques entre la section optique de l’objet et le plan de détection d’imagerie PP 1 . Un premier système optique relai permet de conjuguer optiquement le plan pupillaire PP 1 de l’objectif de microscope d’imagerie 210, le plan de correction PP 2 et le plan d’analyse PP 3 . Dans l’exemple de la qui représente un système d’imagerie microscopique modulaire, le premier système optique relai comprend notamment les objectifs 231, 241, 242. Par ailleurs, un deuxième système optique relai permet de conjuguer optiquement le plan focal objet PO 1 de l’objectif de microscope d’imagerie 210 et le plan de détection PO 3 . Dans l’exemple de la , le deuxième système optique relai comprend notamment les objectifs 231, 236. Bien entendu, d’autres arrangements sont possibles pour assurer les conjugaisons optiques entre les différents plans pupillaires et entre les différents plans focaux.
Le dispositif de modulation de front d’onde 232 peut comprendre, de manière connue et sans que ce soit limitatif, un miroir déformable généralement constitué d’une membrane et d’actionneurs permettant de modifier localement la position axiale de ladite membrane. Le dispositif de modulation de front d’onde peut comprendre également un modulateur spatial de lumière ou SLM (abréviation de l’expression anglo-saxonne « Spatial Light Modulator »), généralement constitué d’un arrangement bidimensionnel de cellules à cristaux liquides couplées à des électrodes permettant de modifier localement l’indice de réfraction desdites cellules.
Comme illustré sur la , le dispositif de correction de front d’onde 230 peut comprendre également un élément séparateur de faisceau 235, agencé entre le dispositif 232 de modulation de front d’onde et le dispositif 240 d’analyse de front d’onde et configuré pour séparer la voie d’analyse de front d’onde 203 du dispositif 240 d’analyse de front d’onde et la voie d’imagerie 202, lorsque le dispositif de correction de front d’onde est connecté au système d’imagerie microscopique.
Dans des exemples de réalisation, l’élément séparateur de faisceau 235 est dichroïque, c’est-à-dire qu’il permet de séparer la lumière incidente selon une première bande spectrale en réflexion et selon une seconde bande spectrale différente de la première bande spectrale en transmission. La propriété dichroïque de l’élément séparateur présente un intérêt lorsque la bande spectrale d’imagerie est différente de la bande spectrale d’analyse.
Selon la présente description, le dispositif d’analyse de front d’onde 240 comprend en outre un dispositif de filtrage spatial 245 configuré pour le filtrage spatial de la lumière de fluorescence émise par ledit champ d’analyse lorsque le dispositif de correction de front d’onde est connecté au système d’imagerie microscopique.
Le dispositif de filtrage spatial, dont des exemples sont décrits de façon détaillée en référence aux , , , , comprend un élément de filtrage agencé dans un plan de filtrage conjugué optiquement avec le plan de détection d’analyse PO 4 . Il comprend par ailleurs des moyens de balayage configurés pour le balayage de l’élément de filtrage par rapport à une image de fluorescence de la ligne de lumière formée dans ledit plan de filtrage. Le balayage de l’élément de filtrage par rapport à l’image de fluorescence de la ligne de lumière est synchronisé avec le balayage de la ligne de lumière de telle sorte à obtenir une superposition, à chaque instant, de l’élément de filtrage et de l’image de fluorescence de la ligne de lumière.
Les déposants ont démontré que le balayage de l’élément de filtrage par rapport à l’image de fluorescence de la ligne de lumière synchronisé avec le balayage de la ligne de lumière permet un filtrage confocal de la lumière de fluorescence, c’est-à-dire que seule la lumière de fluorescence provenant d’une section optique de l’objet plus fine que la feuille de lumière est analysée par le dispositif d’analyse de front d’onde. Un tel filtrage confocal permet d’éviter des erreurs dans le traitement des images de fluorescence générées par les microlentilles, ce qui résulte, par rapport aux procédés connus de l’état de l’art, en une très forte amélioration de la précision de l’analyse de front d’onde, ainsi qu’une meilleure qualité d’imagerie.
La illustre schématiquement un premier exemple de réalisation d’un dispositif d’éclairage 301 d’un système d’imagerie de fluorescence avec éclairage par feuille de lumière selon la présente description.
Le dispositif d’éclairage comprend dans cet exemple un dispositif d’émission laser 310 pour l’émission d’un faisceau lumineux, plus précisément dans cet exemple un faisceau lumineux collimaté. Le dispositif d’émission laser 310 comprend au moins une première source de lumière 312 spatialement cohérente, par exemple une source laser, par exemple une diode laser, émettant à une longueur d’onde d’excitation de marqueurs fluorescents de l’objet, ainsi qu’une lentille de collimation 314. Un diaphragme 316, par exemple un diaphragme à iris peut également être prévu pour contrôler le diamètre du faisceau lumineux en sortie du dispositif d’émission 310.
Le dispositif d’éclairage 301 comprend également un système optique d’éclairage avec un axe optique d’éclairage D 1 , le système optique d’éclairage étant configuré pour générer une ligne de lumière 341 à partir du faisceau lumineux, la ligne de lumière étant parallèle à l’axe optique d’éclairage D 1 , et un dispositif de balayage angulaire 320, par exemple un miroir galvanométrique, configuré pour balayer la ligne de lumière 341 dans une direction perpendiculaire à l’axe optique d’éclairage D 1 pour générer la feuille de lumière 340.
Le système optique d’éclairage comprend dans cet exemple une optique de focalisation 335, par exemple un objectif de microscope, qui définit l’axe optique d’éclairage Δ 1 .
Le système optique d’éclairage comprend également dans cet exemple un système optique relai, comprenant des optiques 331, 332 configurées pour relayer, avec le dispositif de balayage angulaire 320, le faisceau lumineux issu du dispositif d’émission laser 310 vers l’optique de focalisation 335. Les optiques 331 et 332 effectuent une conjugaison optique entre le plan dans lequel est effectué le balayage angulaire du dispositif de balayage angulaire 320, par exemple la surface réfléchissante d’un miroir galvanométrique, et le plan focal arrière 336 (ou Back Focal Plane selon l’expression anglo-saxonne) de l’optique de focalisation 335, par exemple un objectif de microscope, le plan focal arrière pouvant être confondu ou proche de la pupille de l’objectif de microscope. Les optiques 331 et 332 constituent avantageusement un système afocal, de manière à ce que le faisceau collimaté issu du dispositif d’émission laser 310 soit collimaté en entrée de l’optique de focalisation 335.
Les optiques 331 et 332 sont typiquement des lentilles achromatiques, par exemple des doublets, permettant de minimiser à la fois les aberrations optiques mais aussi les aberrations chromatiques.
Avec des optiques 331, 332 achromatiques, il est possible d’utiliser un dispositif d’émission laser 310 émettant un faisceau lumineux dont la longueur d’onde principale peut être ajustée dans une large bande spectrale, typiquement plusieurs centaines de nanomètres, ou un faisceau lumineux présentant plusieurs longueurs d’onde principales.
Le signal ( ) ainsi transposé en fréquence est filtré au moyen du filtre passe-bande, 580, de bande passante, . Ce signal est fourni au duplexeur 510 qui l’injecte à l’extrémité distale du second segment, de manière à ce qu’il s’y propage dans le sens retour.
Alternativement, selon la seconde variante précitée si le signal ( ) était à la fréquence lors de sa propagation aller dans le segment 422, la troisième fréquence de translation serait choisie de manière à amener le signal (de manière plus générale le signal ) à la fréquence intermédiaire . Le filtre passe-bande 560 sélectionnerait alors le signal ( ) avec la bande passante ) et le mélangeur 570 utiliserait la même troisième fréquence de référence , pour transposer le signal à la fréquence .
Enfin, d’autres variantes du boitier de terminaison RF pourront être envisagées par l’homme du métier sans sortir pour autant du cadre de la présente invention. Ainsi, par exemple on pourra prévoir un amplificateur additionnel avant injection dans le port d’entrée du duplexeur, de manière à compenser l’atténuation subie par le signal dans les filtres passe-bande 560 et 580.
La représente de manière schématique un système de positionnement utilisant 4 segments de câble rayonnant selon un premier exemple de réalisation de l’invention.