INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Les équipements électroniques embarqués sur des aéronefs subissent des conditions extrêmes de température et de pression.
De manière connue, les équipements électroniques embarqués sont montés dans ou sur des circuits qui contiennent un fluide de refroidissement, qui est un fluide caloporteur, dont la fonction est d’évacuer la chaleur produite par le fonctionnement des composants électroniques. L’utilisation d’un fluide de refroidissement est nécessaire pour permettre un bon fonctionnement et éviter tout endommagement des composants électroniques embarqués dans des équipements électroniques.
En général, le fluide de refroidissement est composé d’eau mélangée à un additif, par exemple l’éthylène glycol ou le propylène glycol, permettant d’augmenter sa température d’ébullition et/ou d’augmenter la résistance au gel.
Dans le domaine de l’aéronautique, des spécifications standardisées imposent le respect de diverses caractéristiques à respecter par les fluides de refroidissement utilisés.
De tels fluides de refroidissement sont en général corrosifs, et susceptibles d’endommager les composants électroniques s’ils rentrent en contact direct avec ceux-ci, par exemple dans le cas de la présence de micro-fuites, ce qui peut entraîner des défauts de fonctionnement ou des pannes, et donc un besoin de maintenance. En l’absence de détection de fuite de fluide de refroidissement, il est nécessaire d’effectuer une maintenance après détection de pannes, au sol, sans connaissance effective de la cause de la panne. De plus, une fuite de fluide de refroidissement est difficile, voire impossible, à reproduire au sol, à cause de la difficulté de reproduire des conditions de température et de pression analogues.
Il existe donc un besoin de détecter toute fuite de fluide de refroidissement, en particulier en vol.
A cet effet, l’invention propose, selon un aspect, un système de détection de fuite de fluide de refroidissement dans un équipement électronique, adapté pour des équipements électroniques embarqués sur des aéronefs, qui comporte un capteur de détection de gaz, ledit fluide de refroidissement émettant au moins un composé organique volatil, le ou chaque composé organique volatil ayant un spectre d’absorption radioélectrique associé, un pic d’absorbance dudit spectre d’absorption correspondant à une longueur d’onde dite longueur d’onde absorbée par ledit composé organique volatil, ledit capteur de détection de gaz comportant au moins un émetteur d’ondes optiques de longueur d’onde d’émission choisie en fonction d’une longueur d’onde absorbée par le ou un des composés organiques volatils dudit fluide de refroidissement.
Avantageusement, le système de détection de fuite de fluide de refroidissement proposé effectue une détection de fuite de fluide de refroidissement par détection d’au moins un composé organique volatil émis par le fluide de refroidissement.
Le système de détection de fuite de fluide de refroidissement selon l’invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, prises indépendamment ou selon toutes les combinaisons techniquement envisageables.
9) lors de l’encapsulation de la couche en matériau semi-conducteur, le matériau d’encapsulation diélectrique utilisé pour encapsuler le matériau semi-conducteur est un oxyde de silicium.
L’invention a également pour objet une puce photonique obtenue par le procédé de fabrication ci-dessus, dans laquelle la puce photonique comporte successivement empilées les unes au-dessus des autres :
- une première couche de matériau semi-conducteur encapsulé comportant au moins une première partie d’un composant optique réalisée dans le matériau semi-conducteur encapsulé,
- une couche diélectrique comportant une couche résiduelle d’oxyde de silicium,
- une seconde couche de matériau semi-conducteur encapsulé comportant au moins une seconde partie d’un composant optique réalisée dans le matériau semi-conducteur encapsulé, cette seconde partie d’un composant optique étant couplée à la première partie d’un composant optique à travers la couche diélectrique par un couplage optique ou capacitif,
dans laquelle la puce photonique comporte des plots qui s’étendent chacun depuis l’interface entre le substrat et la première couche de matériau semi-conducteur encapsulé, jusqu’à une face enfouie située entre :
- l’interface entre la couche diélectrique et la première couche de matériau semi-conducteur encapsulé, et
- l’interface entre la couche diélectrique et la seconde couche en matériau semi-conducteur encapsulé,
la face enfouie de chaque plot étant réalisée dans matériau différent de l’oxyde de silicium et s’étendant parallèlement à l’interface entre la couche diélectrique et la première couche de matériau semi-conducteur encapsulé.
- la est illustration schématique et partielle, en coupe verticale, d’une puce photonique comportant des parties de composants optiques couplées entre elles à travers une fine couche diélectrique ;
- la est un organigramme d’un procédé de fabrication de la puce photonique de la ;
- les figures 3 à 11 sont des illustrations schématiques partielles et en coupe verticale de différents états de fabrication rencontrés lors de la mise en œuvre du procédé de la ;
– la est un organigramme d’une première variante du procédé de fabrication de la ;
– la est une illustration schématique et partielle, en coupe verticale, d’un état de fabrication obtenu en mettant en œuvre le procédé de la ;
La couche 26 comporte la partie 6 d’un composant optique encapsulée à l’intérieur d’un matériau 38 d’encapsulation diélectrique. Le matériau 38 peut-être le même que le matériau 32 ou être un matériau diélectrique différent du matériau 32. Ici, le matériau 38 est le même que le matériau 32. Le matériau 38 est donc de l’oxyde de silicium. La partie 6 d’un composant optique est réalisée dans le même matériau que la partie 4 d’un composant optique ou dans un autre matériau semi-conducteur, comme par exemple l’alliage InP.
L’épaisseur de la fine couche diélectrique 8 est généralement beaucoup plus petite que l’épaisseur de la couche enterrée des substrats SOI standards. En effet, typiquement, la couche enterrée en oxyde de silicium d’un substrat SOI standard à une épaisseur supérieure à 500 nm ou à 1 µm et, généralement, inférieure à 10 µm ou 20 µm. Il est donc nécessaire, lors de la fabrication de la puce photonique 2, d’amincir la couche enterrée d’un substrat SOI standard tout en conservant une bonne précision sur son épaisseur pour fabriquer cette fine couche diélectrique 8.
À cet effet, la puce photonique 2 comporte plusieurs plots répartis uniformément sur toute la face horizontale de la couche 22. Pour simplifier les figures, seul un plot 50 est représenté. Ici, les autres plots de la puce photonique 2 sont structurellement identiques au plot 50 sauf qu’ils sont situés à d’autres emplacements sur la face supérieure de la couche 22. Dans ces conditions, par la suite, seul le plot 50 est décrit en détail et la référence numérique 50 est aussi utilisée pour désigner collectivement l’ensemble de ces plots de la puce photonique 2.
Le plot 50 s’étend verticalement depuis une face 52 affleurant la face supérieure de la couche 22, jusqu’à une face 54 appelée dans ce texte « face enfouie». La face 54 affleure la face supérieure de la fine couche diélectrique 8 dans ce mode de réalisation. Elle est donc ici située au niveau de l’interface entre les couches 8 et 26. Ainsi, le plot 50 traverse de part en part les couches 8 et 24.
Le plot 50 est un cylindre droit dont les génératrices sont verticales. Sa section horizontale est par exemple rectangulaire ou circulaire. La surface de la face 54 est typiquement supérieure à 1 µm 2 ou 5 µm 2 et, généralement, inférieure à 50 µm 2 ou 20 µm 2 . La densité des plots 50 dans la puce photonique 2 est supérieure 10 % et, de préférence, supérieure ou égale à 20 %. Avantageusement, la densité des plots 50 est aussi inférieure à 40 % ou 30 %. Dans cet exemple de réalisation, la densité des plots 50 est égale à 20 %. La densité des plots 50 est égale au rapport C 54 /S 22 ×100, où :
- C 54 est le cumul des surfaces des faces 54 de tous les plots 50 de la puce photonique 2,
- S 22 est la surface totale de la face horizontale supérieure de la couche 22,
- le symbole « x » désigne l’opération de multiplication scalaire.
La face 54 est réalisée dans un matériau qui permet d’utiliser cette face 54 comme couche d’arrêt lors de l’amincissement d’une couche enterrée en oxyde de silicium. La face 54 est donc réalisée dans un matériau différent de l’oxyde de silicium. Par exemple, dans ce premier mode de réalisation, la face 54 est réalisée en nitrure de silicium. Plus précisément, dans ce mode de réalisation, le plot 50 comporte un cœur 56 en oxyde de silicium et une fine pellicule 58 en nitrure de silicium qui recouvre ce cœur 56.
Le procédé de fabrication de la puce photonique 2 va maintenant être décrit en référence à l’organigramme de la et à l’aide des figures 3 à 11.
Initialement, lors d’une étape 80, un substrat SOI standard 82 est fourni ( ). Le substrat 82 comporte un empilement des trois couches suivantes immédiatement superposées les unes sur les autres en allant du bas vers le haut :
- un support 84,
- une couche enterrée 86 en oxyde de silicium, et
- une couche 88 en silicium monocristallin.
Par exemple, le support 84 est réalisé en silicium. Son épaisseur est classiquement supérieure à 400 µm ou 700 µm.
L’épaisseur de la couche enterrée 86 est classiquement supérieure à 500 nm ou 1 µm et, généralement, inférieure à 10 µm ou 20 µm.
Les inventeurs ont ainsi découvert qu’il est possible de mettre en œuvre une électrode formée à partir d’un matériau, le LiFePO 4 (connu sous l’appellation LFP), connu dans le cadre de la réalisation d’électrodes positives de batteries Li-ion, comme électrode de référence dans une cellule de supercondensateur, en particulier pour un supercondensateur au potassium.
Plus particulièrement, l’invention concerne, selon un premier de ses aspects, l’utilisation, à titre d’électrode de référence dans une cellule d’un supercondensateur à électrolyte non-aqueux, en particulier d’un supercondensateur conventionnel ou hybride au potassium, d’une électrode à base de Li 1- x FePO 4 , avec 0,30 ≤ x ≤ 0,70, en particulier 0,50 ≤ x ≤ 0,60.
Une électrode à base de Li 1- x FePO 4 mise en œuvre comme électrode de référence dans le cadre de la présente invention est désignée plus simplement dans la suite du texte sous l’appellation « électrode de référence selon l’invention ».
Comme évoqué précédemment, une électrode de référence est définie comme étant une électrode possédant un potentiel électrochimique stable et connu, permettant de servir de point de référence pour mesurer indépendamment le potentiel des électrodes dans une cellule électrochimique.
Une électrode de référence est ainsi caractérisée par un potentiel stable, en particulier d’environ 3,4 V vs Li/Li + .
Comme détaillé dans la suite du texte, une électrode de référence selon l’invention peut être obtenue, préalablement à sa mise en œuvre dans ladite cellule de supercondensateur, à partir d’une électrode à base de LiFePO 4 , par délithiation (désintercalation d’ions lithium), permettant d’atteindre un potentiel stable (plateau de potentiel).
De préférence, une électrode de référence selon l’invention est mise en œuvre dans une cellule d’un supercondensateur conventionnel ou hybride au potassium, autrement dit une cellule d’un supercondensateur fonctionnant au potassium (dit plus simplement « supercondensateur au potassium »), c’est-à-dire dont l’électrolyte non-aqueux comporte au moins un sel de potassium.
L’invention concerne encore, selon un autre de ses aspects, une cellule d’un supercondensateur, conventionnel ou hybride, comportant un électrolyte non-aqueux comprenant au moins un sel d’un métal alcalin, en particulier un sel de potassium, ladite cellule comportant au moins : - une électrode positive, en particulier à base de carbone activé ; - une électrode négative, en particulier à base de carbone activé dans le cas d’un supercondensateur conventionnel, ou à base d’un matériau carboné d’intercalation dudit élément alcalin, en particulier à base de graphite, dans le cas d’un supercondensateur hybride ; et - une électrode de référence selon l’invention à base de Li 1- x FePO 4 .
Ainsi, l’invention met en œuvre un système à trois électrodes, les électrodes positive et négative de la cellule du supercondensateur et, en outre, une électrode de référence selon l’invention à base de Li 1- x FePO 4 .
L’invention concerne encore un supercondensateur, conventionnel ou hybride, comprenant au moins une cellule telle que définie précédemment, intégrant une électrode de référence à base de Li 1- x FePO 4 .
Selon une première variante de réalisation, une électrode de référence selon l’invention est mise en œuvre dans au moins l’une des cellules d’un supercondensateur conventionnel, de préférence d’un supercondensateur conventionnel au potassium.
Une cellule d’un supercondensateur conventionnel selon l’invention peut ainsi combiner des électrodes positive et négative à base de carbone activé et ladite électrode de référence selon l’invention.
Selon une autre variante de réalisation particulièrement avantageuse, une électrode de référence selon l’invention est mise en œuvre dans au moins l’une des cellules d’un supercondensateur hybride, de préférence d’un supercondensateur hybride au potassium (noté « KIC » pour « potassium-ion capacitor).
Plus particulièrement, une cellule de supercondensateur hybride peut combiner une électrode positive à base de carbone activé, une électrode négative à base d’un matériau carboné d’intercalation d’au moins un élément alcalin, en particulier du potassium et plus particulièrement à base de graphite, et ladite électrode de référence selon l’invention.
De telles variantes de systèmes supercondensateurs selon l’invention, intégrant une électrode de référence selon l’invention, sont détaillées plus précisément dans la suite du texte.
De manière avantageuse, une électrode de référence selon l’invention est compatible avec le conditionnement des cellules dans tout format souhaité, en particulier dans un format prismatique, avantageusement sous la forme d’une cellule type sachet souple, plus connue sous l’appellation en anglais « pouch cell », comme illustré dans les exemples qui suivent.
– la est un organigramme d’une seconde variante du procédé de fabrication de la ;
– les figures 15 à 17 sont des illustrations schématiques et partielles, en coupe verticale, de différents états de fabrication obtenus en mettant en œuvre le procédé de la .
La représente une puce photonique 2 comportant des composants photoniques qui guident et/ou modulent la phase ou l’amplitude d’un signal optique. Typiquement, la longueur d’onde du signal optique guidé et/ou modulé est comprise entre 1250 nm et 1590 nm.
En pratique, une telle puce photonique 2 comporte plusieurs composants optiques. Par exemple, chacun de ces composants optiques est choisi dans le groupe constitué des composants optiques suivants :
– un guide d’onde,
– une source laser,
– un modulateur de phase et/ou d’amplitude,
– un filtre optique,
– un miroir,
– une interface de raccordement de la puce photonique à une fibre optique.
Plus précisément, la puce photonique 2 comporte :
– au moins deux parties de composants optiques couplées optiquement l’une à l’autre par l’intermédiaire d’un couplage optique, ou
– au moins deux parties de composants optiques couplées capacitivement l’une à l’autre par l’intermédiaire d’un couplage capacitif.
Sur la , les parties de composants optiques couplées entre elles par un couplage optique ou capacitif portent les références numériques, respectivement, 4 et 6.
La représente, de manière schématique et partielle, une bande fibreuse destinée à former le renfort fibreux d’un carter de soufflante selon l’invention ainsi que l’évolution de l’armure textile le long de la bande.
La représente une préforme du carter obtenue par enroulement de la bande de la .
La représente, de manière schématique et partielle en vue linéaire, l’armure textile évolutive de la densifiée par la matrice.
La représente, de manière schématique et partielle, une variante de portion d’amortissement d’une armure textile évolutive utilisable dans le cadre de l’invention.
La représente, de manière schématique et partielle, une variante d’armure textile évolutive destinée à former le renfort fibreux d’une aube de soufflante.
La représente une bande fibreuse 1 destinée à former un renfort fibreux de carter de soufflante à capacité d’absorption des chocs améliorée dans le cadre d’un exemple d’application de l’invention. La partie inférieure de la représente la bande 1 en vue de dessus et la partie supérieure l’armure textile de celle-ci vue dans un plan de coupe contenant la direction longitudinale X. Dans l’exemple illustré à la , la bande 1 présente une armure textile évolutive le long d’une direction longitudinale X avec une alternance de portions structurales 3 et de portions d’amortissement 5. En d’autres termes, on passe successivement d’une portion structurale 3 à une portion d’amortissement 5 puis à nouveau à une portion structurale 3 et ainsi de suite. Les portions 3 et 5 peuvent présenter des longueurs croissantes le long de la direction X de sorte à ce que chacune d’entre elles corresponde sensiblement à un tour complet d’enroulement de la bande autour de l’outillage de formation du carter. Selon une variante, chacune des portions 3 et 5 peut avoir une longueur correspondant sensiblement à un demi-tour d’enroulement de la bande autour de l’outillage. On ne sort néanmoins pas du cadre de l’invention lorsque ce n’est pas le cas.
Chaque portion 3 est formée par tissage tridimensionnel de premiers fils 10 avec des deuxièmes fils 20. Les premiers fils 10 peuvent être les fils de chaîne et les deuxièmes fils 20 les fils de trame ou inversement, les rôles entre les fils de chaîne et de trame étant interchangeables. Dans l’exemple illustré, chaque portion 3 présente une armure « interlock », c’est-à-dire une armure de tissage dans laquelle chaque couche de chaîne lie plusieurs couches de trames avec tous les fils de la même colonne de chaîne ayant le même mouvement dans le plan de l'armure, l’homme du métier reconnaîtra que l’invention n’est pas limitée à une armure de tissage tridimensionnel particulière. Pour une application à une pièce de soufflante, on peut utiliser des premiers 10 et deuxièmes 20 fils de carbone, en verre ou une combinaison de fils de carbone et de verre. Chaque portion 3 peut être tissée de sorte à obtenir dans ces portions, après densification, un matériau composite plein et ayant un taux de fibres relativement élevé, typiquement supérieur ou égal à 50%. Tout ou partie des premiers fils 10, notamment la majorité (plus de 50%) voire l’intégralité, peuvent présenter un premier embuvage inférieur ou égal à 2% dans chaque portion 3. L’embuvage est une grandeur connue de l’homme du métier et quantifie l’ondulation des fils dans un textile. Plus l’embuvage est élevé, plus le fil ondule dans le textile. L’embuvage correspond à l’écart relatif entre la longueur des premiers fils 10, notée L dans la formule ci-dessous, et la longueur du textile ou de la portion textile dans laquelle ces premiers fils sont présents, notée L 0 . L’embuvage E est ainsi calculé par application de la formule ci-dessous.
On vient de décrire, en lien avec les figures 1 à 3, un exemple où la bande 1 est obtenue par une première opération de tissage de sorte à ménager une alternance de portions structurales 3 tissées 3D et de portions d’amortissement 5 non tissées formées par des couches unidirectionnelles, suivie d’une deuxième opération de positionnement des écarteurs 30 de sorte à écarter les couches unidirectionnelles dans les portions 5. La illustre une variante où chaque portion d’amortissement 5a comprend des premiers fils 10 écartés mais qui sont également tissés avec des deuxièmes fils 20, par exemple avec une armure de tissage « interlock ». Néanmoins dans ce cas, les premiers fils 10 présentent, dans les portions 5, un embuvage supérieur à celui rencontré dans les portions 3 du fait du tissage avec des deuxièmes fils 32 de diamètre plus important que les deuxièmes fils 20. Ces deuxièmes fils 32 peuvent être en un matériau d’absorption des chocs, par exemple. La suite du procédé se poursuit de manière similaire par l’introduction du matériau de matrice, et l’obtention des cavités d’absorption des chocs.
Les exemples qui viennent d’être décrits, en lien avec les figures 1 à 4 concernent le cas d’un carter de soufflante mais l’invention trouve une application pour d’autres pièces. A ce titre, la illustre le cas d’une armure textile évolutive 1b destinée à former un renfort fibreux d’une aube de soufflante. Selon cet exemple, l’armure textile 1b comprend une partie structurale 3b définissant une surface du renfort et obtenue par tissage tridimensionnel, par exemple à armure « interlock » ainsi qu’une portion 5b d’amortissement qui comprend des premiers fils 10 déliés de la portion 3b et ayant un embuvage augmenté par positionnement d’écarteurs 30 conformément au principe décrit plus haut. Dans l’exemple illustré, la portion structurale 3b entoure la portion d’amortissement 5b. Selon cet exemple, la portion 3b et la portion 5b sont décalées le long d’une épaisseur de l’aube. Chacune des portions 3b et 5b s’étend sur une direction longitudinale de l’aube. Les portions 3b et 5b s’étendent parallèlement l’une par rapport à l’autre.
Procédé de production d’un composite thermoplastique mis en forme, composite thermoplastique mis en forme et système de production d’un composite thermoplastique mis en forme. Domaine de l’invention La présente invention concerne le domaine des composites thermoplastiques, et plus précisément le domaine des éléments de renforcement.
Cette invention porte sur un nouveau procédé de production d’un composite thermoplastique mis en forme, un composite thermoplastique mis en forme et un système de production d’un composite thermoplastique mis en forme.
Description de l’état de l'art Des éléments de renforcement sont couramment utilisés pour renforcer des structures dans plusieurs secteurs comme l’automobile, les transports, l’aéronautique, l’industrie aérospatiale, le photovoltaïque, la construction et le bâtiment, et/ou les applications d’énergie éolienne.
Des éléments de renforcement prenant la forme d’éléments de renforcement composites sont connus à ce jour.
Habituellement, un élément de renforcement composite comprend une matrice (généralement une matrice polymère comportant un polymère thermodurcissable) et des fibres (sous forme de substrat fibreux). De tels éléments de renforcement composites sont souvent produits par un procédé de pultrusion.
Les procédés de pultrusion classiques impliquent d'étirer un faisceau de fibres à travers une filière de pultrusion permettant de mouiller les fibres, les imprégner en les faisant passer à travers un bain de résine ou dans une boîte d’injection, polymériser la résine et refroidir le faisceau imprégné pour former un profilé composite à la sortie de ladite filière.
La concentration en le ou lesdits sels au niveau du milieu solvant de l’électrolyte peut être d’au moins 0,05 mol/L, en particulier jusqu’à saturation du milieu solvant à 25 °C, en particulier comprise entre 0,5 mol/L et 2,5 mol/L, par exemple 0,8 M.
Comme indiqué précédemment, l’électrolyte comprend plus particulièrement le ou lesdits sels, par exemple ledit sel de potassium, dans un ou plusieurs solvants organiques.