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En particulier, une unité de séparation par adsorption comprend plusieurs réservoirs de circulation des gaz traités, chacun des réservoirs comprenant un matériau adsorbant. Ces réservoirs, parfois également appelés colonnes, servent de support au matériau adsorbant et assurent la circulation des gaz. On désigne par la suite ces réservoirs par le mot « adsorbeur ».
Les procédés mettant en œuvre l’adsorption sont de plusieurs types selon que l’adsorbant est régénérable ou pas in situ. On parle donc d’adsorption « à charge perdue » c'est-à-dire à renouveler quand l’adsorbant est saturé en impuretés (on utilise aussi dans ce cas le terme de « lit de garde » pour qualifier une telle épuration) ou de cycles d’adsorption dans l’autre cas.
Les cycles d’adsorption diffèrent en premier lieu par la façon dont l’adsorbant est régénéré. Si la régénération se fait essentiellement par augmentation de la température, il s’agit d’un procédé TSA (Température Swing Adsorption = adsorption avec variation de température). Si par contre, la régénération s’effectue par baisse de la pression, il s’agit d’un procédé PSA (Pressure Swing Adsorption = adsorption à pression modulée) et on parle alors d’unité PSA pour les unités de séparation par adsorption modulée en pression.
De façon générale, on désigne par les termes PSA tout procédé d’épuration ou de séparation de gaz mettant en œuvre une variation cyclique de la pression que voit l’adsorbant entre une pression haute, dite pression d’adsorption, et une pression basse (inférieure à la pression haute), dite pression de régénération. On parle alors de procédé d’épuration ou de séparation par adsorption modulée en pression. Ainsi, cette appellation générique de PSA (de l’anglais « Pressure swing adsorption ») est employée indifféremment pour désigner les procédés cycliques suivants, auxquels il est aussi courant de donner des noms plus spécifiques en fonction des niveaux de pression mis en jeu ou du temps nécessaire à un adsorbeur pour revenir à son point initial (temps de cycle): - Les procédés VSA dans lesquels l’adsorption s’effectue sensiblement à la pression atmosphérique, préférentiellement entre 0.95 et 1.25 bar abs et la pression de désorption est inférieure à la pression atmosphérique, typiquement de 50 à 400 mbar abs ; - Les procédés MPSA ou VPSA dans lesquels l’adsorption s’effectue à une pression haute supérieure à la pression atmosphérique, typiquement entre 1.35 et 6 bar abs, et la désorption à une pression basse inférieure à la pression atmosphérique, généralement comprise entre 200 et 650 mbar abs ; - Les procédés PSA proprement dits dans lesquels la pression haute est sensiblement supérieure à la pression atmosphérique, typiquement entre 3 et 50 bar abs et la pression basse sensiblement égale ou supérieure à la pression atmosphérique, généralement entre 1 et 9 bar abs ; - Les procédés RPSA (Rapid PSA) pour lesquels la durée du cycle de pression est typiquement inférieure à la minute ; - Les procédés URPSA (Ultra Rapid PSA) pour lesquels la durée du cycle de pression est de l’ordre de quelques secondes maximum.
Il convient de noter que ces diverses appellations ne sont pas standardisées et qu’en particulier les limites indiquées sont sujettes à variation. On rappelle que, sauf avis contraire, l’utilisation du terme PSA recouvre ici toutes ces variantes.
Un adsorbeur va commencer une période d’adsorption jusqu’à ce qu’il soit chargé dans le ou les constituants à arrêter à la pression haute puis va être régénéré par dépressurisation et extraction des composés adsorbés avant d’être remis en état pour recommencer une nouvelle période d’adsorption. L’adsorbeur a alors effectué un cycle de pression et le principe même du procédé PSA est d’enchaîner ces cycles les uns après les autres. Il s’agit donc d’un procédé cyclique. Par principe, chaque adsorbeur suit le même cycle avec un décalage temporel qu’on appelle temps de phase ou plus simplement phase.
Selon un aspect particulièrement intéressant de l’invention, ladite base présente un piétement destiné à élever la cellule de batterie par rapport au fond du boîtier.
Également selon un autre aspect très intéressant de l’invention, la base de l’espaceur inter-batteries est ajourée.
On entend par le terme « ajourée » le fait que la base présente une pluralité d’évidements entre les croisillons ou analogues formant la structure de la base. Ce faisant, avec le piétement, le fluide diélectrique peut entourer en contact chaque batterie, y compris sous la batterie, de sorte que l’efficacité de refroidissement thermique en est significativement améliorée.
Selon un mode d’exécution avantageux, le piétement de la base consiste en une pluralité de plots verticaux présentant une hauteur comprise entre 1 mm et 6 mm, de préférence comprise entre 3 mm et 5 mm.
De préférence, les segments longitudinaux comportent au moins un segment longitudinal dit extrémal, avantageusement deux, situé à proximité immédiate d’une des susdites petites faces latérales, avantageusement respectivement des deux petites faces latérales.
On entend par l’expression « proximité immédiate » en lien avec le segment dit extrémal le fait que ce ou ces segments sont situés, contre la grande face latérale, à l’angle ou l’arête de cette face avec la petite face latérale ou à une distance maximum de 5 mm (millimètres), avantageusement une distance maximum de 2 mm, de cet angle/arête.
Avantageusement, le ou lesdits segment(s) longitudinal(aux) extrémal(aux) comporte(nt) au moins un plot latéral s’étendant transversalement.
On entend par le terme « transversalement » en lien avec le plot latéral le fait que ce ou ces plots s’étendent suivant l’axe x sur les figures 1 à 3, soit un angle perpendiculaire à la verticale (suivant z) et à la longueur (suivant y).
De préférence, l’espaceur inter-batteries comporte une pluralité de tels plots transversaux, autant qu’il est nécessaire pour caler ou bloquer transversalement la batterie sur l’espaceur inter-batteries.
Selon un mode d’exécution, le plot latéral présente une longueur comprise entre 1 mm et 6 mm, de préférence comprise entre 3 mm et 5 mm.
Selon un mode d’exécution avantageux de l’invention, tous les segments longitudinaux s’étendent le long de la grande face latérale de la première cellule de batterie contiguë à la deuxième cellule de batterie.
Avantageusement, au moins deux segments longitudinaux, de préférence au moins la moitié des segments longitudinaux, s’étendent dans une portion centrale de la grande face latérale de la première cellule de batterie contiguë à la deuxième cellule de batterie, ladite portion centrale représentant au plus 50% de ladite grande face.
Selon un aspect particulièrement intéressant de l’invention, les segments longitudinaux occupent au plus 10%, avantageusement au plus 5%, de la surface de la grande face latérale de la première cellule de batterie contiguë à la deuxième cellule de batterie.
De préférence, au moins un desdits segments longitudinaux, avantageusement tous les segments longitudinaux, s’étend(ent) en longueur sur la totalité de la face latérale de la première cellule de batterie.
Avantageusement, ladite base présente une longueur au plus égale à celle de la face inférieure de la première cellule de batterie.
la est un organigramme d’un procédé de multiplication et accumulation d’un lot de cellule(s) mémoire d’une colonne respective de cellules mémoire du circuit électronique, selon le premier mode de réalisation de l’invention ;
la est une vue analogue à celle de la , selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, où la cellule mémoire comprend en outre M commutateur(s) tertiaire(s), chacun étant connecté à un memristor respectif, le commutateur tertiaire et le memristor étant connectés en série, en parallèle du commutateur primaire associé, avec M nombre entier supérieur ou égal à 1 ;
la est une vue analogue à celle de la , selon le deuxième mode de réalisation de l’invention, chaque cellule mémoire étant du type de la cellule mémoire de la ;
la est une vue analogue à celle de la , selon le deuxième mode de réalisation de l’invention ; et
la est une vue analogue à celle de la , selon le deuxième mode de réalisation de l’invention.
Dans la présente description, sauf indication contraire, lorsqu’il est fait référence à deux éléments connectés entre eux, cela signifie de préférence qu’ils sont connectés directement entre eux, sans élément intermédiaire entre eux autre que des conducteurs de liaison ; et lorsqu’il est fait référence à deux éléments couplés ou reliés entre eux, cela signifie que ces deux éléments sont soit connectés entre eux, ou bien couplés ou reliés entre eux par l’intermédiaire d’un ou plusieurs autres éléments.
Sur la , une cellule mémoire 10 comprend une première borne principale 12, une deuxième borne principale 14 et une borne auxiliaire 16.
La cellule mémoire 10 comprend M memristor(s) 20 connecté(s) entre les deux bornes principales 12, 14, M étant un nombre entier supérieur ou égal à 1 ; M commutateur(s) primaire(s) 22, chacun étant connecté en parallèle d’un memristor 20 respectif ; et un commutateur secondaire 24 connecté entre la deuxième borne principale 14 et la borne auxiliaire 16. Chaque commutateur primaire 10 forme avec le memristor 20 respectif, en parallèle duquel il est connecté, une sous-cellule 25. Autrement dit, la cellule mémoire 10 comprend M sous-cellules 25 connectées en série les unes des autres entre les deux bornes principales 12, 14 ; et en outre le commutateur secondaire 24 connecté entre la deuxième borne principale 14 et la borne auxiliaire 16.
La cellule mémoire 10 est typiquement une cellule mémoire vive résistive, également appelée cellule RRAM ou cellule ReRAM (de l’anglais Resistive Random Access Memory ).
La cellule mémoire 10 est configurée pour l’écriture d’une valeur respective dans au moins un memristor 20 via l’ouverture du ou de chaque commutateur primaire 22 en parallèle dudit au moins un memristor 20, la fermeture du ou de chaque éventuel autre commutateur primaire 22, la fermeture du commutateur secondaire 24 et l’application d’une tension de programmation correspondante entre la première borne principale 12 et la borne auxiliaire 16, c’est-à-dire aux extrémités du memristor 20.
L’homme du métier comprendra alors que cette écriture de valeur dans au moins un memristor 20 de la cellule mémoire 10 correspond à l’assignation d’une valeur de résistance audit au moins un memristor 20 par application de la tension de programmation correspondant à ladite valeur aux extrémités dudit au moins un memristor 20.
La cellule mémoire 10 est configurée aussi pour la lecture d’une valeur respective dans au moins un memristor 20 via l’ouverture du ou de chaque commutateur primaire 22 en parallèle dudit au moins un memristor 20, la fermeture du ou de chaque éventuel autre commutateur primaire 22, l’ouverture du commutateur secondaire 24 et la mesure d’une grandeur électrique correspondante entre les deux bornes principales 12, 14, c’est-à-dire aux extrémités dudit au moins un memristor 20.
L’homme du métier comprendra alors que cette lecture de la valeur contenue dans au moins un memristor 20 de la cellule mémoire 10 correspond à la lecture de la valeur de résistance dudit au moins un memristor 20, via la mesure de la grandeur électrique correspondante aux extrémités dudit au moins un memristor 20, par exemple via la mesure de la tension aux extrémités dudit au moins un memristor 20.
En complément facultatif, la cellule mémoire 10 est configurée en outre pour la multiplication d’une valeur d’au moins un memristor 20 respectif par un multiple, via une alternance d’ouverture(s) et de fermeture(s) du ou de chaque commutateur primaire 22 en parallèle dudit au moins un memristor 20 au cours d’un cycle d’inférence, la fermeture du ou de chaque éventuel autre commutateur primaire 22, l’ouverture du commutateur secondaire 24 et la mesure d’une grandeur électrique correspondante entre les deux bornes principales 12, 14. Un ratio ρ entre une durée cumulée d’ouverture du ou de chaque commutateur primaire 22 en parallèle dudit au moins un memristor 20 au cours du cycle d’inférence et une durée dudit cycle est représentatif du multiple respectif. Le ratio ρ est égal audit multiple.
A l’inverse, une initiation rapide et contrôlée de l’emballement thermique permet de réduire l’apparition de phénomènes critiques, tels que les explosions ou les très hautes températures.
De plus, une augmentation rapide de la température lors de l’emballement contrôlé réduit encore la réactivité de l’emballement, de manière contrintuitive même pour l’homme de métier.
Ces effets sont mis en évidence par les résultats expérimentaux représentés sur les figures 3 et 4.
La est une représentation graphique d’une énergie totale E émise par une cellule Li-ion au cours de la totalité de l’emballement thermique (courbe en trait plein à points ronds, en kilojoules) et d’un maximum de dégagement de chaleur HR (courbe en pointillés à points carrés, en kilowatts) pendant cet emballement thermique, en fonction d’une vitesse d’augmentation de la température dT/dt (en °C par minute) dans la batterie.
La vitesse d’augmentation de la température dT/dt est une variation de la température moyenne dans la batterie, directement proportionnelle au flux de chaleur apporté à la batterie au cours de l’emballement thermique.
On constate une tendance claire à la réduction à la fois de l’énergie totale E et du pic de chaleur émise HR lorsque la vitesse d’augmentation de température dT/dt est élevée. L’emballement thermique est donc mieux maitrisé et présente une criticité moins aigue avec un apport de chaleur externe important.
La est une représentation graphique de la température maximale T max (en °C) mesurée dans la batterie au cours de l’emballement thermique, en fonction de la vitesse d’augmentation de température dT/dt précédemment définie.
On observe une réduction des températures maximales atteintes au cours de l’emballement thermique avec une augmentation rapide de la température moyenne de la batterie, avec des températures maximales maintenues en dessous de 600°C pour une initiation très rapide de l’emballement.
Ces évolutions montrent que des apports importants de chaleur externe, entrainant des rampes de température moyenne supérieures ou égales à 20°C/min, limitent fortement la criticité de l’emballement thermique et en facilitent la maitrise.
Un mécanisme proposé pour ce phénomène est que l’apport d’un échauffement significatif permet d’outrepasser les étapes de dégradations de l’interphase électrolytique solide (ou SEI, pour Solid Electrolyte Interphase en anglais) et de décomposition de l’électrolyte pour déclencher directement la phase de fonte du séparateur entre électrodes. Un pic de température est ainsi plus vite atteint limitant l’énergie apportée au reste du système sur toutes les étapes exothermiques précédentes et donc réduisant la quantité globale d’énergie à contenir et le temps de protection à assurer.
La réduction des températures maximales atteintes permet de réduire l’encombrement et la masse des protections thermiques de l’enceinte, qui seront moins longtemps exposées à des températures extrêmes.
Un deuxième mode de réalisation du procédé de contrôle selon l’invention est décrit en référence à la , avec une méthode différente d’apport d’énergie thermique externe.
Dans ce deuxième mode de réalisation, la première vanne 7 contrôlée par le module de contrôle 10 est remplacée par un élément d’obturation fusible 12 obturant le tuyau 6. L’élément d’obturation fusible 12 est par exemple une membrane réalisée à partir d’un matériau présentant une température de fusion prédéterminée pour que l’élément d’obturation fusible 12 ne fonde pas à la température de l’air chaud dans le tuyau 6, mais fonde quand il est exposé à des gaz chauffés émis lors de l’emballement thermique d’une des cellules 2.
La fonte de l’élément d’obturation fusible 12 permet l’entrée d’air chaud depuis le conduit 5 à travers le tuyau 6, comme dans le mode de réalisation précédent.
Un tel élément d’obturation fusible 12 permet de déclencher la mitigation même en cas de défaillance du module de contrôle 10 ou des capteurs 11.
La seconde vanne 9 peut également être remplacée par un élément d’obturation fusible similaire.
Dans des modes particuliers de mise en œuvre, le décodeur supporte différents taux de codage et les valeurs possibles pour la valeur de correction sont définies en fonction du taux de codage utilisé.
Dans des modes particuliers de mise en œuvre, le code LDPC est un code quasi-cyclique. La matrice de parité est obtenue en étendant une matrice de base de taille R x C par un facteur d’expansion Z, Z étant un entier positif, chaque élément de la matrice de base étant remplacé par une matrice de taille Z x Z correspondant soit à une matrice nulle, soit à un décalage d’une matrice identité. La matrice de parité comporte alors R x Z lignes et C x Z colonnes.
Dans des modes particuliers de mise en œuvre, ladite première mise à l’échelle comprend également une mise à l’échelle des valeurs de correction possibles.
Selon un deuxième aspect, la présente invention concerne un décodeur de code de contrôle de parité de faible densité, dit code LDPC. Le code LDPC est défini par une matrice de parité binaire de taille M x N, M et N étant des entiers positifs. La matrice de parité correspond à une représentation d'un graphe bipartite comprenant des connexions entre M nœuds de contrôle de parité et N nœuds de variable. Chaque ligne de la matrice de parité correspond à une équation de parité associée à un nœud de contrôle de parité. Chaque colonne de la matrice de parité correspond à une variable associée à un nœud de variable. Chaque élément non nul de la matrice de parité correspond à une connexion entre un nœud de contrôle de parité et un nœud de variable. Un mot de code à décoder correspond à un ensemble de valeurs prises respectivement par lesdites variables. Le décodeur comporte une unité de traitement configurée pour exécuter une ou plusieurs itérations jusqu’à ce qu’un critère d’arrêt soit satisfait et, à chaque itération, pour :
calculer des messages de variable, pour les différents nœuds de variables, à partir de messages de contrôle de parité, calculer des messages de contrôle de parité, pour les différents nœuds de contrôle de parité, à partir des messages de variable, calculer des variables d’estimation a posteriori à partir des messages de contrôle de parité.
Pour chaque nœud de contrôle de parité et pour chaque nœud de variable auquel ledit nœud de contrôle de parité est connecté, pour calculer un message de contrôle de parité, l’unité de traitement est configurée pour :
déterminer une première plus petite valeur parmi les valeurs absolues des messages de variable associées audit nœud de contrôle de parité, déterminer une deuxième plus petite valeur parmi les valeurs absolues des messages de variable associées audit nœud de contrôle de parité, faire au moins une première comparaison de la différence entre la deuxième plus petite valeur et la première plus petite valeur avec un premier seuil, déterminer une valeur de correction parmi au moins deux valeurs possibles en fonction d’un résultat de la première comparaison, calculer le message de contrôle de parité en fonction de la première plus petite valeur et la valeur de correction..
Dans des modes particuliers de réalisation, la première plus petite valeur et la deuxième plus petite valeur sont déterminées parmi les valeurs absolues des messages de variable associées audit nœud de contrôle de parité en excluant le message de variable associé audit nœud de variable.
Dans des modes particuliers de réalisation, pour calculer un message de contrôle de parité, l’unité de traitement est en outre configurée pour :
faire au moins une deuxième comparaison de la différence entre la deuxième plus petite valeur et la première plus petite valeur avec un deuxième seuil, déterminer la valeur de correction parmi au moins trois valeurs possibles en fonction des résultats de la première comparaison et de la deuxième comparaison.
Dans des modes particuliers de réalisation, pour l’une au moins des comparaisons parmi la première comparaison et la deuxième comparaison, le seuil est défini de telle sorte que la représentation décimale de sa valeur S puisse s’écrire sous la forme :
Selon un autre de ses aspects, la présente invention concerne un procédé pour alimenter en énergie électrique un appareil électrique ou électronique destiné à, ou configuré pour, être alimenté en énergie électrique, le procédé comprenant au moins une étape consistant à exposer à une atmosphère environnante humide, au moins partiellement, au moins une fibre amyloïde conductrice d’ions hydroniums, ou au moins un fil de telles fibres, ladite fibre ou ledit fil étant disposé dans un dispositif de production d’énergie électrique tel que décrit ici, ledit dispositif étant électriquement connecté audit appareil électrique.
b) exposer, au moins partiellement, ladite fibre ou ledit fil à une atmosphère environnante humide.
Selon un autre de ses aspects, la présente invention concerne un procédé de fabrication d’un dispositif, tel que décrit ici, comprenant au moins les étapes consistant à :
a) mettre en contact un hydrogel de fibres amyloïdes avec une paire d’électrodes comprenant une première et une seconde électrodes pour connecter électriquement lesdites électrodes avec l’hydrogel, et
b) sécher l’hydrogel pour obtenir un fil de fibres amyloïdes connecté électriquement auxdites électrodes.
Par « hydrogel de fibres amyloïdes » on entend designer un réseau tridimensionnel de chaînes de protéines structurées en feuillets β et contenant de l'eau.
Selon un autre de ses aspects, la présente invention concerne un procédé de fabrication d’un dispositif, tel que décrit ici, comprenant au moins l’étape consistant à sécher un hydrogel de fibres amyloïdes mis en contact avec une première et une seconde électrode d’une paire d’électrodes pour obtenir un fil de fibres amyloïdes connecté électriquement auxdites électrodes.
- mettre en contact un hydrogel de fibres amyloïdes avec une première et une seconde électrode d’une paire d’électrodes pour connecter électriquement lesdites électrodes avec l’hydrogel, et
- sécher l’hydrogel de fibres amyloïdes pour obtenir un fil de fibres amyloïdes connecté électriquement auxdites électrodes.
- préparer un hydrogel de fibres amyloïdes par solubilisation de protéines aptes à s’autoassembler en fibres amyloïdes, en une teneur variant d’au moins 5 g/L à la limite de solubilité, dans une solution saline acide de pH variant d’environ 1,5 à environ 2,5, puis chauffage de la solution obtenue à une température variant d’environ 35 à 55°C, pendant une durée d’au moins 10 heures,
- mettre en contact l’hydrogel de fibres amyloïdes préparé à l’étape a) avec une première et une seconde électrode d’une paire d’électrode pour connecter électriquement lesdites électrodes avec l’hydrogel, et
- sécher l’hydrogel pour obtenir un fil de fibres amyloïde connecté électriquement auxdites électrodes.
Dans l’exemple de la , la cellule mémoire 10 comprend exactement M+1 commutateurs 22, 24.
Dans l’exemple de la , la cellule mémoire 10 est alors constituée des première et deuxième bornes principales 12, 14, de la borne auxiliaire 16, du memristor 20, et des commutateurs primaire(s) et secondaire 22, 24.
Dans l’exemple de la , la cellule mémoire 10 est donc une cellule mémoire de type (M+1)TMR, en référence à la présence de M+1 commutateurs (appellation (M+1)T) et de M memristor(s) (appellation MR), et chaque sous-cellule 25 est de type 1T1R.
Lorsque le nombre M est strictement supérieur à 1, l’homme du métier comprendra que l’écriture d’une valeur donnée dans un memristor 20 respectif est obtenue notamment via l’ouverture du commutateur primaire 22 en parallèle dudit memristor 20, et la fermeture du ou des M-1 autre(s) commutateur(s) primaire(s) 22, ce qui correspond alors au cas où d’éventuel(s) autre(s) commutateur(s) primaire(s) 22 sont à fermer.