INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La représente schématiquement un exemple détaillé du dispositif de lubrification selon l’invention, notamment de l’échangeur de chaleur 60.
Selon ce mode de réalisation, l’alimentation commune 40 comprend un réservoir amont 41 stockant de l’huile de lubrification à la deuxième température. Un dispositif de régulation thermique (non représenté) peut être disposé dans le réservoir amont 41 afin de maintenir l’huile de lubrification stockée dans celui-ci à la deuxième température. Un canal amont 42 prélève l’huile de lubrification stockée dans le réservoir amont 41, par l’intermédiaire d’une pompe 43 par exemple. L’huile de lubrification est ainsi amenée du réservoir amont 41 jusqu’à un embranchement 44 par l’intermédiaire du canal amont 42. Au niveau de l’embranchement 44, l’huile est alors répartie entre le premier et le deuxième canal d’alimentation 51, 52.
Le premier canal d’alimentation 51 étant dépourvu d’échangeur thermique, l’huile est alors directement amenée à la deuxième température jusqu’à la machine électrique 10, par l’intermédiaire du premier canal d’alimentation 51. A l’inverse, l’huile s’écoulant dans le deuxième canal d’alimentation 52 est amenée jusqu’à la transmission de puissance 20, en passant par l’échangeur thermique 60, permettant d’augmenter sa température.
Dans cet exemple, la transmission de puissance 20 comprend un carter 21 renfermant, dans sa partie supérieure, une enceinte interne 22 dans laquelle sont disposés les différentes pièces mécaniques en mouvement de la transmission, et dans sa partie inférieure, le réservoir de récupération d’huile 24. On notera que les pièces mécaniques en mouvement de la transmission de puissance 20 incluent une première roue dentée 23 portée par l’arbre de liaison 32 du moteur thermique 30, et une deuxième roue dentée 25 portée par l’arbre de liaison 12 de la machine électrique 10 et engrenant avec la première roue dentée 23. On notera que l’architecture interne de la transmission de puissance est représentée de manière simplifiée par soucis de clarté. Par conséquent, seules les roues dentées sont illustrées, les différents détails de la structure interne de la transmission de puissance, comprenant notamment les roulements, non essentiels à la compréhension de l’invention, n’étant pas représentés.
L’échangeur de chaleur 60 est disposé à l’intérieur du carter 21, et notamment dans le réservoir de récupération d’huile 24. Il comprend une partie 52’ du deuxième canal d’alimentation 52, agencée sous forme de serpentin de manière à augmenter les surfaces de contact de l’échangeur. On notera que cet agencement n’est pas limitatif, la géométrie de la partie 52’ du deuxième canal d’alimentation 52 pouvant présenter des formes différentes dépendant des géométries du carter 21 de la transmission de puissance 20 et du réservoir de récupération d’huile 24.
On notera également que la partie 52’ peut être dans la continuité des parties du deuxième canal d’alimentation 52 situées en amont et en aval de l’échangeur 60, mais peut être également une partie distincte, connectée auxdites parties amont et aval. Ainsi, la partie 52’ est immergée dans l’huile stockée dans le réservoir de récupération d’huile 24 à la première température, et en contact direct avec celle-ci.
La représente un exemple d’installation de l’échangeur de chaleur 60 dans le réservoir de récupération d’huile 24. En particulier, la représente une vue en perspective du carter 21 de la transmission de puissance 20. La face avant du carter 21 n’est pas représentée afin de visualiser l’agencement interne de la transmission de puissance 20.
Comme indiqué précédemment, le carter 21 renferme, dans sa partie supérieure, une enceinte interne 22 dans laquelle sont disposés les roues dentées 23, 25 (non représentés ici). Plus précisément, une paroi du carter comprend un premier orifice 223 destiné à recevoir une extrémité de l’arbre de liaison 32 du moteur thermique 30, portant la première roue dentée 23, et un deuxième orifice 225 destiné à recevoir l’arbre de liaison 12 de la machine électrique 10, portant la deuxième roue dentée 25.
Dans sa partie inférieure, le carter 21 renferme le réservoir de récupération d’huile 24, de préférence séparé de l’enceinte interne 22 par une paroi de séparation 27. Lorsqu’une telle paroi de séparation 27 est présente, elle comprend une ouverture 28 permettant le passage de l’huile de lubrification ayant servi à lubrifier les roues dentées 23, 25, et s’écoulant par gravité jusque dans le réservoir de récupération d’huile 24, dans lequel elle est alors stockée à la première température.
Le deuxième canal d’alimentation 52, et notamment la partie 52’ de celui-ci, disposée dans le réservoir de récupération d’huile 24, est agencée en serpentin, en étant fixée contre la paroi interne du carter 21. On comprend ainsi que la partie 52’ du deuxième canal d’alimentation 52, dans lequel circule l’huile de lubrification initialement à la deuxième température, est immergée dans l’huile de lubrification alors stockée dans le réservoir de récupération d’huile 24 à la première température. Dans cet exemple, l’échangeur thermique 60 comprend donc la partie 52’ du deuxième canal d’alimentation 52, la partie du carter 21 située sous la paroi de séparation 27 et sur laquelle est fixée la partie 52’, et l’huile de lubrification stockée dans le réservoir de récupération d’huile 24. De manière alternative, la partie 52’ agencée en serpentin peut être intégrée à la structure du carter 21 sous la forme de canalisations internes percées dans la paroi du carter 21.
L’échangeur de chaleur 60 utilise ainsi la chaleur de l’huile de lubrification stockée dans le réservoir de récupération d’huile 24, et provenant du fonctionnement de la transmission de puissance 20 et de la machine électrique 30, pour réchauffer l’huile de lubrification s’écoulant dans la partie 52’ du deuxième canal d’alimentation 52. Après son passage dans l’échangeur de chaleur 60, l’huile de lubrification est alors amenée jusque dans la partie supérieure du carter 21, et notamment de l’enceinte interne 22, pour être injectée sur les différentes pièces mécaniques en mouvement, notamment les roulements et les roues dentées 23, 25.
On notera que, outre la pompe 43 mentionnée précédemment, le dispositif de lubrification peut comprendre d’autres pompes permettant d’assurer la mise en circulation de l’huile de lubrification dans les différentes parties du dispositif de lubrification. Par ailleurs, le carter 21 peut être équipé d’un orifice dans sa partie inférieure et d’un dispositif de vidange (non représentés), permettant d’évacuer le trop plein d’huile présente dans le réservoir de récupération d’huile 24. Par exemple, un canal d’évacuation peut mettre en communication fluidique le réservoir de récupération d’huile 24 et le réservoir amont 41 de l’alimentation commune 40.
Les moyens d’étanchéité 15 peuvent aussi comprendre un premier filetage 21 ménagé sur une paroi externe d’un organe femelle. Cet organe femelle est complémentaire d’un organe mâle portant la gorge 17, l’organe d’étanchéité, la couronne de compression 19 et l’anneau 20 de cette couronne de compression 19. De fait, le premier filetage 21 peut être ménagé sur une paroi externe de la portion de connexion 5 d’une extrémité 4a, 4b de type organe femelle, ou bien, sur une paroi externe de la section de connexion 7 de l’embout 6a, 6b (voir ). Le premier filetage 21 permet de maintenir la couronne de compression 19 en position de compression. Pour cela, la couronne de compression 19 comprend un filetage interne complémentaire du premier filetage 21.
Il est à noter que les moyens d’étanchéité 15 peuvent également comprendre une rondelle de serrage 22 prise dans la gorge 17. La rondelle de serrage 22 comporte une première section annulaire coopérant avec la couronne de compression 19. La rondelle de serrage 22 comprend une seconde section annulaire 220 solidaire de la première section annulaire. La seconde section annulaire 220 possède un diamètre plus grand que la première section annulaire. En position de compression de la couronne de compression 19, la première section annulaire se glisse entre la couronne de compression 19, l’organe d’étanchéité et le fond de la gorge 17. Dans cette position de compression, la seconde section annulaire 220 est alors plaquée contre l’anneau 20 de la couronne de compression 19. Cette situation est illustrée à la , l’effort de compression appliqué par la couronne de compression 19 est schématisé par une flèche. Il est à noter que dans cette situation, la couronne de compression 19 est engagée avec le filetage 21 de la section de connexion 7 de l’embout 6a, 6b, et la rondelle de serrage 22 est partiellement insérée dans l’espace annulaire entre la couronne de compression 19 et la paroi périphérique 3 de l’extrémité 4a, 4b du module 2a de corps central 2.
Par ailleurs, lorsque la couronne de compression 19 passe de sa position de compression à sa position de retrait, la rondelle de serrage 22 prend appui sur le deuxième épaulement externe 18 de la gorge 17 afin de déboiter l’embout 6a, 6b de l’extrémité 4a, 4b du module 2a de corps central 2. Le contact entre la rondelle de serrage 22 et l’épaulement externe 18 se fait au travers de la seconde section annulaire 220. La illustre l’effort appliqué par la rondelle de serrage 22, au travers d’une flèche, sur le deuxième épaulement externe 18 de la gorge 17. Il est à noter que dans cette situation, la couronne de compression 19 est désengagée du filetage 21 de la portion de connexion 5.
Les moyens d’étanchéité 15 permettent ainsi de connecter par emboitement le module 2a de corps central 2 aux embouts 6a, 6b amovibles en assurant l’étanchéité du dispositif d’analyse 1.
Comme illustré sur la , les moyens d’étanchéité 15 permettent également de connecter par emboitement un premier module 2a de corps central 2 à un deuxième module 2a de corps central 2 au travers des extrémités (4a, 4b) de chaque module 2a de corps central 2 tout en assurant l’étanchéité du dispositif d’analyse 1.
Comme illustré sur les figures 1 à 4, le dispositif d’analyse 1 comporte au moins une voie auxiliaire 23. La voie auxiliaire 23 s’étend depuis la paroi périphérique 3 du module 2a de corps central 2 vers une extrémité libre. A la , le dispositif d’analyse 1 comporte deux voies auxiliaires 23. Ici, les deux voies auxiliaires 23 sont parallèles l’une à l’autre. Toutefois, il est tout à fait possible qu’une première voie auxiliaire 23 s’étende d’un premier côté du module 2a de corps central 2 alors que la seconde voie auxiliaire 23 s’étend d’un second côté du module 2a de corps central 2.
Selon l’invention, la voie auxiliaire 23 est constituée par un conduit dont la lumière communique avec la lumière du module 2a de corps central 2. De fait, la voie auxiliaire 23 est adaptée à être connectée à un élément auxiliaire choisi parmi la liste suivante : une source d’alimentation en nutriments, une source d’alimentation en polluants, une source d’alimentation en air, une source d’alimentation en dioxygène, un instrument de mesure, ou une association de ces éléments. Ainsi, il est possible de réguler l’apport en nutriments du milieu au sein du dispositif d’analyse 1, tant en quantité qu’en choix de nutriments. De même, le milieu peut être alimenté en divers polluants liquides ou solides choisis et en quantité déterminée. Il est également possible de contrôler un apport en air ou en dioxygène selon le même principe. Ceci permet à l’utilisateur de contrôler, réguler et étudier l’influence de divers paramètres sur le comportement de polluants aquatiques et/ou d’un organisme vivant en milieu aquatique au sein du dispositif d’analyse 1. La voie auxiliaire 23 permet également d’insérer un instrument de mesure au sein du module 2a de corps central 2. Ceci permet d’effectuer la mesure de données comportementales du polluant aquatique et/ou d’un organisme vivant.
Le dispositif d’analyse 1 peut également comporter une pompe par exemple de type péristaltique. A titre indicatif, la pompe peut permettre d’acheminer des nutriments, de l’air ou autre depuis une source vers le corps central 2 du dispositif d’analyse 1. En ce sens, la pompe peut être intercalée entre le corps central 2 et la source de nutriment, d’alimentation en polluant, d’air etc. qui sont introduits par la ou les voies auxiliaires 23 au moyen d’une pompe péristaltique.
En outre, la voie auxiliaire 23 permet d’ajouter ou de prélever dans le module 2a de corps central 2 des solutions liquides ou des gaz lors de la préparation de l’expérimentation ou en cours d’expérimentation, ceci de façon illimitée dans la durée.
Comme illustré aux figures 1, 2 et 4, la voie auxiliaire 23 peut comprendre une bague de serrage 24. La bague de serrage 24 est disposée à l’extrémité libre de la voie auxiliaire 23. La bague de serrage 24 permet de former une connexion étanche avec un élément auxiliaire tel que décrit précédemment ou un conduit d’acheminement. A cet effet, la bague de serrage 24 peut comprendre un organe d’étanchéité tel qu’un joint torique.
Comme illustré à la , le dispositif d’analyse 1 peut également comprendre un support 30 fixe ou amovible. Le support 30 est configuré pour supporter un polluant à l’état cohésif et/ou un organisme vivant. Le support 30 peut être fixe et formé par des picots ou vigreux intégrés au module 2a de corps central 2. Alternativement, le support 30 peut être amovible tel qu’une crépine ou un panier. Ce support 30 peut prendre la forme d’un croisillon. Selon l’invention, et comme illustré à la , le support 30 peut être situé entre le module 2a de corps central 2 et la gorge 17 du module 2a de corps central 2.
A titre indicatif, le polluant aquatique placé dans la chambre d’analyse peut être un matériau plastique. Il est alors possible d’étudier la biodégradabilité de ce polluant par les microorganismes aquatiques.
Afin d’éviter toutes perturbations de l’étude que l’on souhaite mener dans le dispositif d’analyse 1, il est préférable que le matériau utilisé pour constituer le corps central 2, les embouts 6a, 6b, la voie auxiliaire 23 et le support 30 soit inerte biologiquement et chimiquement. A cet effet, le corps central 2, les embouts 6a, 6b, les voies auxiliaires 23 et le support 30 tels que décrits par l’invention et illustrés par les figures 1 à 4 sont réalisés en verre. Le verre utilisé est de préférence du verre borosilicaté. En effet, l’utilisation du verre permet également de résister à la corrosion induite par la présence de polluants et par la salinité de l’eau dans le cadre d’une utilisation du dispositif d’analyse 1 en eau marine ou eau saumâtre.
Dans une autre réalisation préférentielle de l’invention, l’organisme vivant positionné dans le corps central 2 est un organisme vivant supérieur tel qu’une moule. En effet, la moule est utilisée comme une espèce bioindicatrice de la bioaccumulation de polluants. La présence à la fois de l’espèce bioindicatrice et d’un polluant aquatique déterminé et choisi dans le dispositif d’analyse 1 permet d’analyser la bioassimilation et l’élimination du polluant par l’organisme vivant.
L’invention se rapporte également à une utilisation du dispositif d’analyse 1 pour l’étude comportementale d’au moins un polluant aquatique et/ou d’au moins un organisme vivant dans un milieu aquatique.
Pour cela, le dispositif d’analyse 1 peut être utilisé notamment selon deux modes de fonctionnement : en milieu ouvert ou en milieu fermé.
En référence à la , on retire le substrat de croissance 31, par exemple par amincissement mécanique ( grinding , en anglais) suivi d’une gravure chimique du GaAs sélective au matériau de la couche d’arrêt de gravure 32 en InGaP. On supprime ensuite la couche d’arrêt de gravure 32, par exemple par gravure chimique sélective au matériau de la couche 33 à boîtes quantiques. Enfin, on dépose une couche diélectrique 24 de manière à recouvrir la couche 33 à boîtes quantiques, cette couche diélectrique 24 formant un masque dur pour la réalisation des portions latérales dopées 21.1, 21.2. Elle peut être réalisée en au moins un matériau électriquement isolant, comme un oxyde ou un nitrure de silicium, voire être un bicouche formé d’une couche mince en un nitrure et d’une couche mince en un oxyde. Dans cet exemple, la couche diélectrique 24 est réalisée en un nitrure de silicium.
En référence à la , on réalise une couche latérale dopée 35.1, par exemple ici la couche latérale dopée de type n. Elle est réalisée ici en Al x Ga 1-x As, et est destinée à former la portion latérale 21.1 dopée de type n. Pour cela, une partie de la couche diélectrique 24 est supprimée, puis la partie rendue libre de la couche 33 à boîtes quantiques est supprimée sur toute son épaisseur par photolithographie et gravure localisée. La gravure peut être une gravure plasma sélective à la couche intercalaire 23 en Al y Ga 1-y As. Une reprise d’épitaxie est ensuite effectuée pour former une couche latérale 35.1 ici en Al x Ga 1-x As dopé de type n, qui vient en contact latéral avec la couche 33 à boîtes quantiques. Le dopage est ici effectué à la croissance mais un dopage par implantation ionique ou par diffusion est également possible. Comme indiqué précédemment, le niveau de dopage de type n peut être de l’ordre de 5×10 17 à 5×10 18 cm -3 .
En référence à la , on réalise ensuite la couche latérale 35.2 dopée de type p, réalisée ici en Al x Ga 1-x As destinée à former la portion latérale 21.2 dopée de type p. Pour cela, une partie de la couche diélectrique 24 est supprimée, puis la partie rendue libre de la couche 33 à boîtes quantiques est supprimée sur toute son épaisseur par photolithographie et gravure localisée. La partie restant de la couche 33 à boîtes quantiques forme alors la portion centrale 22 (active). Une reprise d’épitaxie est ensuite effectuée pour former une couche latérale 35.2 ici en Al x Ga 1-x As dopé de type p, qui vient en contact latéral avec la portion centrale 22. Le niveau de dopage de type peut être de l’ordre de 5×10 18 à 5×10 19 cm -3 .
En référence à la , on réalise ensuite les portions latérales dopées 21.1, 21.2, par photolithographie et gravure localisée de la couche diélectrique 24 puis d’une partie des couches latérales dopées 35.1, 35.2 sur toute leur épaisseur. La gravure peut être sélective à la couche intercalaire 23 comme ici, ou peut s’arrêter sur l’oxyde de la couche diélectrique d’encapsulation 14. On obtient ainsi la membrane semiconductrice 20, formée de la portion centrale 22 située entre et au contact des portions latérales dopées 21.1, 21.2, formant ainsi une jonction latérale p-i-n. La membrane semiconductrice 20 est revêtue ici de la couche diélectrique 24.
En référence à la , on dépose la couche diélectrique d’encapsulation 26, réalisée par exemple en un oxyde tel que du SiO 2 , de manière à recouvrir la membrane semiconductrice 20 et le substrat support 10. Des électrodes 25 sont ensuite réalisées au travers de la couche diélectrique d’encapsulation 26, qui viennent ici au contact des portions latérales dopées 21.1, 21.2.
On obtient ainsi un dispositif optoélectronique 1, comportant une source laser 2 à membrane semiconductrice 20, enterrée dans un matériau diélectrique (couches 14 et 26), qui présente des performances optiques et électriques améliorées.
Les figures 4A à 4F illustrent des étapes d’un procédé de fabrication d’un dispositif optoélectronique 1 similaire à celui des et 1B, selon un deuxième mode de réalisation. Ici, la portion centrale 22 et les couches latérales 35.1, 35.2 sont réalisées dans l’empilement semiconducteur 30, et non pas sur le substrat support 10. Cela permet notamment d’éviter que la montée en température lors de la réalisation par épitaxie des couches latérales 35.1, 35.2 ne vienne dégrader la qualité du collage direct. Notons que dans ce mode de réalisation, la couche intercalaire 23 à base d’Al y Ga 1-y As est facultative, dans la mesure où les couches latérales 35.1, 35.2 ne sont pas épitaxiées à partir de cette couche intercalaire 23, mais le sont à partir de la couche d’arrêt de gravure avant l’étape de report et de collage.
En référence à la , on réalise tout d’abord un empilement semiconducteur 30, comportant le substrat de croissance 31 ici en GaAs, la couche d’arrêt de gravure 32 ici en InGaP, et la couche 33 à boîtes quantiques.
En référence à la , on réalise ensuite la portion centrale 22 et les couches latérales 35.1, 35.2, par photolithographie et gravure localisée de la couche 33 à boîtes quantiques sur toute son épaisseur, puis par reprise d’épitaxie à partir de la couche d’arrêt de gravure 32. Les couches latérales 35.1, 35.2 ont de préférence été dopées à la croissance. Cette étape est effectuée de manière similaire aux étapes des à 3F décrites précédemment. On réalise ensuite la couche intercalaire 23 en Al y Ga 1-y As, par épitaxie à partir de la portion centrale 22 et des couches latérales, puis on dépose ensuite la couche de collage 34 en SiO 2 . Comme indiqué précédemment, la couche intercalaire 23 est facultative mais avantageuse.
En référence à la , on effectue le report et l’assemblage par collage de l’empilement semiconducteur 30 sur le substrat support 10, de sorte que la couche de collage 34 soit au contact de la couche diélectrique d’encapsulation 14. Dans cet exemple, l’assemblage est effectué par collage direct de type oxyde/oxyde, mais, comme indiqué précédemment, un collage III-V/SiO 2 est possible.
En référence à la , on retire le substrat de croissance 31, puis on supprime la couche d’arrêt de gravure 32. Cette étape est effectuée comme précédemment et n’est pas détaillée à nouveau. A la suite de cette étape, la face supérieure de la portion centrale 22 et celle des couches latérales dopées 35.1, 35.2 sont rendues libres.
En référence à la , on réalise la membrane semiconductrice 20. Pour cela, comme décrit précédemment, on dépose la couche diélectrique 24 (masque dur) sur la portion centrale 22 et les couches latérales dopées 35.1, 35.2, et on réalise les portions latérales dopées 21.1, 21.2 par photolithographie et gravure localisée des couches latérales dopées 35.1, 35.2.
En référence à la , on finalise la fabrication du dispositif optoélectronique 1, par la réalisation de la couche diélectrique d’encapsulation 26 recouvrant la membrane semiconductrice 20 et le substrat support 10, suivie de la réalisation des électrodes 25.
Les figures 5A à 5F illustrent des étapes d’un procédé de fabrication d’un dispositif optoélectronique 1 similaire à celui des et 1B, selon un troisième mode de réalisation. Ici, la couche 33 à boîtes quantiques n’est pas réalisée dans l’empilement semiconducteur 30, mais sur le substrat support 10. Cela permet, à l’inverse du mode de réalisation des à 4F, de mettre à profit la montée en température lors de la réalisation par épitaxie de la couche 33 à boîtes quantiques comme des couches latérales pour venir renforcer la qualité du collage direct, et d’éviter d’éventuels défauts de topologie de surface que l’épitaxie de la couche 33 pourrait induire. Notons que dans ce mode de réalisation, à la différence de celui des figures 4A à 4F, la couche intercalaire 23 est présente pour permettre la réalisation des couches latérales dopées 35.1, 35.2 par reprise d’épitaxie.
En référence à la , on réalise tout d’abord un empilement semiconducteur 30, comportant le substrat de croissance 31 ici en GaAs, la couche d’arrêt de gravure 32 ici en InGaP, et la couche intercalaire 23 en Al y Ga 1-y As. Ainsi, l’empilement semiconducteur 30 ne comporte pas la couche 33 à boîtes quantiques. La couche intercalaire 23 est donc réalisée par épitaxie à partir de la couche d’arrêt de gravure 32. Une couche de collage 34 en SiO 2 recouvre ensuite la couche intercalaire 23.
En référence à la , on reporte et assemble l’empilement semiconducteur 30 sur le substrat support 10.
Ainsi, grâce à la combinaison de l’ensemble de l’invention ou du véhicule selon l’invention, on réduit le risque d’une pression réelle d’usage inférieure à la pression recommandée, et en conséquence, on réduit le risque d’abrasion de la surface interne.