INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Comme indiqué précédemment, la durée prédéterminée peut être mémorisée ou paramétrée. Eventuellement, la longueur 62 peut être bornée par une longueur maximale prédéterminée pour ne jamais dépasser une longueur maximale prédéterminée.
En référence à la , si le drone 1 est considéré en virage, l’estimateur de trajectoire 20, voire le contrôleur 22, peut être configuré pour, préalablement à l’étape d’affichage STP5 de plusieurs symboles, réaliser la détermination d’un rayon de virage R en fonction au moins de la donnée de vitesse DVIT et de la donnée de navigation DNAV, voire uniquement en fonction de la donnée de vitesse DVIT et de la donnée de navigation DNAV. L’estimateur de trajectoire 20, voire le contrôleur 22, est configuré pour déterminer lors de l’étape d’affichage STP5 de plusieurs symboles ladite géométrie du symbole de trajectoire 50 aussi en fonction de ce rayon de virage R.
Par exemple, le rayon de virage est déterminé à l’aide la relation suivante :
où « R » représente le rayon de virage, « V » représente la donnée de vitesse (DVIT), « g » représente l’accélération de la pesanteur, « phi » représente la donnée de navigation (DNAV) sous la forme d’un angle de roulis, « = » représente le signe de l’égalité, « / » représente le signe de la division, « * » représente le signe de la multiplication.
Alternativement et en fonction de la nature de la donnée de navigation, le rayon de virage est déterminé à l’aide la relation suivante :
où « R » représente le rayon de virage, « V » représente la donnée de vitesse DVIT, « dxi/dt » représente la dérivée ou la pseudo-dérivée par le temps de la donnée de navigation DNAV sous la forme d’un angle de route ou de cap, « = » représente le signe de l’égalité, « / » représente le signe de la division.
L’estimateur de trajectoire 20, voire le contrôleur 22, peut avoir la faculté d’appliquer les deux relations précédentes, l’estimateur de trajectoire 20, voire le contrôleur 22, sélectionnant l’alternative requise en fonction de la donnée de navigation reçue ou d’un paramétrage effectué avec une interface de l’estimateur de trajectoire 20 ou autre.
En référence à la , l’estimateur de trajectoire 20, voire le contrôleur 22, peut être configuré pour conférer au symbole de trajectoire 50 la forme d’un arc de cercle 56 présentant le rayon de virage R multiplié par un facteur d’échelle.
Dans un mode de réalisation, le système comprend en outre un deuxième module de détermination de position et de dimensions du marqueur positionné.
Dans un mode de réalisation, l’au moins un moyen d’ajout de matière est un dispositif permettant un rechargement par fabrication additive parmi la projection de matière, le dépôt laser ou le dépôt par arc électrique.
Dans un mode de réalisation, le moyen de mesure sans contact est choisi parmi la profilométrie laser, le scan tridimensionnel, l’imagerie tridimensionnelle instantanée, la radiographie et/ou la tomographie.
« Base du m arqueur » concerne la surface du marqueur destinée à être mise en contact avec l’objet et/ou le défaut de surface.
« En surface » ou « de surface » qualifie le positionnement des défauts à une faible profondeur dans le volume de l’objet. Par faible profondeur, on entend une profondeur inférieure à 10% de la dimension de l’objet comprenant le défaut.
« Marqueur » concerne un élément tridimensionnel de taille et de forme connue préalablement permettant, une fois posé sur l’objet, de définir (ou marquer) une zone de défaut.
« Rechargement » concerne un ajout de matière en vue de remplir un volume déficitaire.
« Surface externe du défaut » concerne la surface du défaut définie par projection de la forme tridimensionnelle du défaut sur la surface de l’objet.
« Usinage » concerne un retrait de matière d’un objet.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE Dans ce but, la présente invention concerne un procédé 100 de réparation d’un objet 305 présentant au moins un défaut de surface 303. Les étapes du procédé 100 sont schématiquement représentées à la .
Ledit procédé comprend les étapes suivantes : détermination de la position du défaut 303 sur l’objet 305, le dit défaut 303 ayant une surface externe, et des caractéristiques géométriques du défaut 303, lesdites caractéristiques géométriques comprenant au moins les deux dimensions de la surface externe du défaut 303 et une forme géométrique du défaut 303 ; sélection d’un marqueur tridimensionnel comprenant au moins une base dont les dimensions sont supérieures ou égales à celles de la surface du défaut 303, ledit marqueur 200 étant choisi dans un ensemble de marqueurs préexistant ; positionnement du marqueur 200 sélectionné sur l’objet 305 de manière à ce que la base du marqueur 200 recouvre au moins la totalité de la surface du défaut 303, la position et les dimensions du marqueur 200 définissant un volume de défaut et une zone de défaut; détermination d’un volume à usiner 307 selon le volume de défaut défini à l’étape c) ; usinage de l’objet 305 par retrait du volume à usiner 307 déterminé à l’étape d) ; et rechargement du volume usiné à l’étape e) par ajout de matière.
L’objet 305 peut être n’importe quel type d’objet. De préférence, l’objet 305 est une pièce de fonderie utilisée dans l’industrie, par exemple, l’industrie aéronautique, navale ou automobile. Par exemple, l’objet 305 est une pièce de fonderie en alliage métallique.
L’objet 305 est caractérisé par une surface définissant son volume en trois dimensions. Cette surface est appelée surface de l’objet.
Sur la surface ou proche de la surface de l’objet à réparer se trouve un défaut 303 ou une pluralité de défauts 303.
À chaque défaut 303 peut être associé un système axial tridimensionnel orthogonal local. Dans ce système local, deux des axes sont définis sensiblement dans le plan moyen de la surface de l’objet où est localisé le défaut 303. Le troisième axe est donc sensiblement perpendiculaire (normal) à la surface de l’objet où est localisé le défaut 303.
La géométrie et les dimensions des transducteurs, les types et les formes des matériaux utilisés conditionnent les caractéristiques du filtre SAW telles que les facteurs de couplage et de réflexion, le facteur de qualité Q, la bande passante, les réponses parasites, la suppression de résonances d’ordres plus élevés que la résonance employée, ou encore la dépendance en température du mode exploité.
Le document de brevet WO 2021/053401 divulgue un transducteur SAW comprenant des électrodes formant des peignes interdigités et ayant la particularité d’être encastrées dans la couche piézoélectrique, comme illustré par la .
L’impédance acoustique de ces électrodes est inférieure à celle de la couche piézoélectrique, de manière à contenir la propagation d’un mode de cisaillement essentiellement dans le volume des électrodes par réflexion contre les parois des électrodes à une fréquence plus élevée que celle du mode de cisaillement fondamental de la couche piézoélectrique, ce mode étant désigné par « mode d’électrode », ou « electrode mode » en terminologie anglaise.
La configuration en peignes interdigités des électrodes et l’excitation au moyen de polarités opposées de deux doigts adjacents des peignes permet cependant au mode d’électrode de générer, dans la couche piézoélectrique, des ondes de cisaillement propagatives cohérentes menant à un phénomène de résonance pour une longueur d’ondes élastiques opérationnelle λ.
La longueur d’ondes élastiques opérationnelle λ du transducteur est liée à la fréquence de résonance f r de ce transducteur par la relation f r = v / λ , v représentant la vitesse de propagation dans la couche piézoélectrique.
Un transducteur SAW du document de brevet WO 2021/053401 permet d’employer des fréquences plus élevées que celles employées dans les transducteurs SAW conventionnels, d’ordinaire basés sur des électrodes en couches minces situées en surface de la couche piézoélectrique et pour lesquelles les ondes élastiques ont des fréquences découlant des modes propres de cette dernière.
En effet, la fréquence de résonance f r du mode d’électrode est définie par la résonance des ondes élastiques dans les volumes des électrodes, qui se produit à une fréquence plus élevée que celles des modes propres de la couche piézoélectrique des dispositifs conventionnels.
Cependant, d’autres caractéristiques que la fréquence de résonance f r sont importantes en vue d’applications pratiques, en particulier la pureté de la réponse en fréquence, et l’homme du métier est en recherche d’optimisation et/ou d’alternatives quant au choix des matériaux aptes à former le substrat d’un transducteur SAW pour employer un mode d’électrode.
Un premier but de l’invention est de fournir des dispositifs à ondes élastiques de surfaces capables d’employer un mode d’électrode et de présenter des performances acceptables en vue d’applications pratiques.
Un deuxième but de l’invention est de fournir un procédé de choix d’un substrat adapté à un dispositif SAW comportant des électrodes encastrées dans une couche piézoélectrique et destiné à fonctionner par excitation d’un mode élastique propre à ces électrodes.
Un troisième but de l’invention est de fournir un procédé de fabrication intégrant le choix d’un substrat adapté dans la fabrication d’un dispositif SAW.
A ces effets, l’invention concerne un dispositif à ondes élastiques de surface comprenant une couche piézoélectrique, des électrodes encastrées dans la couche piézoélectrique et un substrat supportant la couche piézoélectrique et les électrodes, le substrat vérifiant les deux conditions suivantes :
une atténuation d’un mode élastique d’électrode dans la couche piézoélectrique est inférieure à 0,1 dB/λ ; et un rapport de célérités entre une célérité d’un mode élastique volumique de cisaillement du substrat et une célérité d’un mode élastique fondamental de cisaillement de la couche piézoélectrique est plus petit qu’une valeur prédéterminée de rapport de célérités,
le substrat étant choisi parmi l’arséniure de gallium et un verre ayant un module d’Young compris entre 60 GPa et 180 GPa, un coefficient de poisson compris entre 0,15 et 0,35, et une masse volumique comprise entre 2000 kg/m 3 et 6000 kg/m 3 .
Un tel dispositif SAW à électrodes encastrées et destiné à fonctionner par excitation d’un mode élastique propre de ces électrodes pourra fonctionner de manière satisfaisante s’il emploie un substrat respectant les deux conditions sur l’atténuation et le rapport de célérités définies ci-dessus, c’est-à-dire que le mode d’électrode qui se propage est prépondérant par rapport au mode de cisaillement fondamental de la couche piézoélectrique.
Le respect de la condition sur l’atténuation, ou pertes par propagation, assure que le substrat est capable d’accéder au mode élastique d’électrode, c’est-à-dire que le mode élastique d’électrode pourra effectivement être excité et se propager convenablement dans la couche piézoélectrique, et être utilisé dans des dispositifs SAW tels que décrits ci-dessus, comprenant une électrode encastrée dans la couche piézoélectrique.
OCV(t) : la tension de circuit ouvert à l’instant t
On notera que la tension de circuit ouvert à l’instant t OCV(t) varie à chaque instant. On rappelle que la tension de circuit ouvert OCV est déterminée comme la tension de la batterie lorsqu’elle n’est connectée à aucune charge ou source de puissance. On comprend alors que la tension de circuit ouvert OCV ne peut être déterminée lors de l’utilisation de la batterie. On utilise alors une cartographie de la tension de circuit ouvert OCV(t) en fonction de l’état de charge stocké et de la température de la batterie T. La cartographie est déterminée par essais en mesurant la tension OCV pour différents états de charge stocké et pour différentes températures T. Un exemple de telle cartographie est illustré en traits discontinus sur la figure .
La tension minimale U min est une donnée constructeur liée à la batterie.
Avec l’équation [Eq. 5], il est possible de prendre en compte à la fois les effets du courant et de la température. Dans ce cas, on admet que l’état de charge disponible est égal à l’état de charge stocké lorsque la batterie est au repos (U=OCV), quelle que soit la température. Dès que la batterie sera sollicitée, la surtension produite U(t)-OCV(t) (et donc la réduction du SOC disponible) est d’autant plus importante que la résistance est élevée et donc que la température est faible. La surtension est aussi d’autant plus importante que le courant est élevé.
Cette méthode d’estimation fait que l’état de charge disponible diminue et augmente suivant la même allure de la tension. Cette méthode permet donc de prévoir les coupures de décharge très efficacement, car l’état de charge disponible est toujours nul lorsque la tension atteint sa valeur limite et ce, même si l’état de charge stocké a été mal initialisé.
Le procédé d’estimation de l’état de charge selon l’invention comprend ainsi les étapes suivantes :
Au cours d’une première étape, on détermine l’état de charge stocké SOC stored (t) et on détermine la tension instantanée en circuit ouvert OCV(t) de la batterie en fonction de l’état de charge stocké et de la température de la batterie T.
Au cours d’une deuxième étape, on mesure la tension instantanée U(t) aux bornes de la batterie.
Au cours d’une troisième étape, on détermine l’état de charge disponible SOC available (t) en fonction de l’état de charge stocké SOC stored (t), de la tension instantanée U(t), de la tension instantanée en circuit ouvert OCV(t) et de la tension minimale admissible U min en appliquant l’équation [Eq. 5].
La tension minimale admissible U min est une donnée constructeur prédéterminée.
La montre des résultats de la méthode d’estimation de l’état de charge selon l’invention pour une décharge continue à 3C et 0°C. La courbe en trait fort et tirets correspond à l’état de charge stocké SOC stored , la courbe en trait léger et tirets correspond à l’état de charge disponible SOC available obtenu avec une méthode qui prend en compte la température mais pas le courant (cf. ) et la courbe en trait continu correspond à l’état de charge disponible SOC available obtenu par la méthode selon l’invention. Cette méthode, au contraire des autres, indique bien que l’état de charge SOC à la fin de la décharge est de 0 Ah. Par ailleurs, cette méthode permet d’estimer dès le début du profil que l’état de charge SOC disponible diminue drastiquement en raison du courant élevé.
Dans autre un mode de réalisation, au lieu d’utiliser la tension mesurée U(t) pour déterminer l’état de charge disponible SOC, il est possible d’utiliser une tension simulée correspondant à une tension future. L’état de charge disponible SOC est alors égal à l’état de charge disponible SOC audit instant futur pour un profil de courant ou de puissance donné correspondant à la tension future.
Cette méthode, présentée pour estimer l’état de charge SOC disponible, peut également être appliquée au SOE (State of Energy). On privilégie l’utilisation de l’état de charge SOC afin de déterminer la charge de la batterie lorsqu’un courant est imposé. L’état d’énergie, qui est lié à la puissance disponible et indirectement des pertes du système, notamment thermiques, est privilégié lorsqu’une puissance est imposée à la batterie.
L’estimateur d’état de charge permet donc d’estimer avec justesse l’état de charge SOC disponible en tenant compte des effets du courant et de la température.
Le procédé d’estimation de l’état de charge disponible d’une batterie a été décrit ci-dessus en rapport avec la décharge d’une batterie. Néanmoins, l’homme du métier comprendra aisément que le procédé décrit peut s’appliquer indistinctement à une batterie en charge, en décharge ou soumise à une combinaison de charges et de décharges.
Procédé de détection d'une pluralité de signaux de géolocalisation Domaine de l’invention Le domaine de l’invention est celui des récepteurs de géolocalisation.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre une étape supplémentaire de post-traitement comprenant le polissage de la surface de la zone de défaut, le traitement thermique de la zone de défaut, et/ou le traitement par ondes mécaniques ou acoustiques de la zone de défaut.
La mise en œuvre d’une étape de post-traitement permet de recouvrer les propriétés métallurgiques désirées.
Selon un mode de réalisation, l’usinage est effectué par fraisage, perçage et/ou par découpe.
Selon un mode de réalisation, le rechargement est effectué par fabrication additive.
Selon un mode de réalisation, la détermination de la position du défaut sur l’objet et les dimensions de la surface du défaut est effectuée par une mesure sans contact.
La détermination de la position du défaut sur l’objet et des dimensions de la surface du défaut par une mesure sans contact permet d’éviter d’abîmer ou de déformer l’objet lors de la mesure. Cela permet également d’éviter la contamination d’objets requérant une pollution de surface minimale. Finalement, cela permet aussi une détermination plus rapide comparée aux mesures par palpation par exemple.
Selon un mode de réalisation, la mesure sans contact est choisie parmi la profilométrie laser, le scan laser, le scan tridimensionnel, l’imagerie tridimensionnelle instantanée, la radiographie et/ou la tomographie.
L’utilisation d’un scan laser permet de collecter des positions point par point grâce à un balayage selon deux dimensions.
L’utilisation d’un profilomètre laser permet de collecter des positions le long d’une ligne laser, par balayage sur une dimension le long de cette ligne, plutôt qu’en un point. Ainsi un seul capteur suffit pour effectuer une mesure tridimensionnelle.
L’utilisation d’un scan tridimensionnel permet d’effectuer une mesure instantanée (« snapshot » en anglais) de l’ensemble de la surface sans nécessiter de balayage.
Selon un mode de réalisation, les marqueurs sont fabriqués en une matière usinable.
L’utilisation de marqueurs fabriqués en une matière usinable permet de laisser les marqueurs en place après la mesure de profondeur de défaut. Dans ce cas, le marqueur usiné en même temps que la zone de défaut, de manière à automatiser au maximum le processus de réparation. Cela permet de minimiser l’intervention humaine et donc d’augmenter la rapidité et la précision de la réparation.
La présente invention concerne aussi un système de réparation d’un objet présentant au moins un défaut de surface, le système étant configuré pour mettre en œuvre le procédé de réparation selon l’un des modes de réalisation ci-dessus et comprenant : un ensemble de marqueurs ; et une machine de réparation comprenant ; au moins un moyen d’enlèvement de matière ; au moins un moyen d’ajout de matière ; un moyen de mesure sans contact configuré pour déterminer une position du défaut sur l’objet et des caractéristiques géométriques du défaut, lesdites caractéristiques géométriques comprenant au moins les deux dimensions de la surface du défaut ; et un contrôleur comprenant au moins : un premier processeur configuré pour générer un volume à usiner et/ou un volume à recharger sur base des données fournies par le moyen de mesure sans contact et de la position du défaut fournie par le moyen de mesure sans contact ; et un deuxième processeur configuré pour générer des trajectoires des moyens d’enlèvement et/ou d’ajout de matière sur base du volume généré par le premier processeur.
Le système de réparation permet de connaître la position des différents moyens d’enlèvement de matière, d’ajout de matière et de mesure sans contact dans un seul référentiel de coordonnées sans nécessiter de calcul de changement de référentiel. Ainsi, en évitant la conversion de coordonnées et le repositionnement de l’objet à chaque étape, cela permet d’obtenir une meilleure précision de réparation. Cela représente aussi un gain de temps car aucune manipulation de l’objet n’est requise entre chaque étape.
Le moyen de mesure sans contact permet, grâce à la détermination de la position et de la forme du marqueur sur l’objet, de positionner quasi-arbitrairement l’objet marqué dans l’espace de travail du système de réparation, la position de la zone de défaut dans l’espace de travail étant déterminées par la position du marqueur.
Dans un mode de réalisation, le système comprend en outre un premier module de génération d’un modèle de surface de l’objet sur base des données fournies par le moyen de mesure sans contact.
De la même manière que pour la couche intermédiaire interposée entre le substrat et la couche piézoélectrique, il est ici envisageable d’avoir une couche interposée entre les électrodes et la couche piézoélectrique ainsi qu’entre la face inférieure des électrodes et le substrat ou la couche intermédiaire, sans que cela influe sur les conclusions des auteurs sur le choix d’un substrat.
Les électrodes 150A et 150B comprennent respectivement des doigts 152A et 152B s’étendant selon une même direction D, de manière à former une structure périodique de période 2p selon une direction perpendiculaire à la direction D, dans laquelle les doigts des deux électrodes sont placés en alternance, de manière à former une paire d’électrodes interdigitées ou IDTs.
La longueur d’ondes élastique λ du mode excité par le transducteur est égale à la période 2p, le transducteur fonctionnant dans les conditions de Bragg pour cette longueur d’ondes particulière qui correspond à la longueur d’ondes élastique opérationnelle mentionnée plus haut.
Cette période 2p s’entend également comme la distance séparant les axes centraux d’extension de deux doigts adjacents d’une même électrode, c’est-à-dire des axes formant chacun un axe de symétrie du doigt correspondant en vue plane, cet axe étant parallèle à la direction D d’extension des doigts.
La structure décrite par la a été modélisée par voie informatique, par exemple par une méthode de calcul par éléments finis, comme illustré par la , laquelle montre une période du modèle selon la direction x parallèle à la surface du substrat et perpendiculaire à la direction D, seule une petite partie du substrat étant illustrée selon la direction y perpendiculaire à la surface du substrat, celui-ci étant considéré comme semi-infini.
Cette modélisation a été employée par les inventeurs pour déterminer par simulation informatique les caractéristiques électromécaniques des dispositifs SAW en fonction des matériaux employés, et tester ainsi la pertinence de nombreuses caractéristiques dans la sélection du matériau constituant le substrat.
Les inventeurs ont constaté que deux caractéristiques permettent de prédire l’adéquation d’un substrat de nature donnée à la fabrication d’un dispositif SAW destiné à employer un mode d’électrode, d’une part l’atténuation du mode élastique d’électrode dans le substrat, et d’autre part l’atténuation du mode de cisaillement fondamental dans la couche piézoélectrique.
Première condition – atténuation du mode d’électrode
Un substrat situé sous la couche piézoélectrique améliore le confinement et la propagation du mode d’électrode, mais tous les matériaux ne sont pas aptes à former un substrat permettant à la structure illustrée par la et modélisée comme illustré par la d’exploiter convenablement un mode d’électrode, par exemple pour la conception de filtres.
Ainsi, le mode d’électrode se propage dans la couche piézoélectrique et s’y atténue par rayonnement dans le substrat, d’où l’importance de celui-ci dans les caractéristiques du dispositif.
Parmi les caractéristiques considérées et utilisées par les inventeurs pour simuler le comportement de dispositifs SAW, il s’est avéré que ceux dont le substrat est tel que l’atténuation du mode d’électrode dans la couche piézoélectrique est inférieure à la valeur limite d’atténuation de 0,1 dB/λ sont les substrats permettant au dispositif d’exploiter convenablement un mode d’électrode. Cette valeur limite d’atténuation a été choisie de manière telle qu’un dispositif SAW qui comprend un substrat vérifiant ce critère ait des performances au moins équivalentes aux performances typiques d’un dispositif SAW conventionnel reposant sur l’exploitation d’un mode de la couche piézoélectrique au moyen d’électrodes surfaciques, avec en outre la possibilité de fonctionner à des fréquences plus élevées grâce au mode d’électrode.