INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le procédé de désinfection selon l’invention estime de manière autonome le temps de traitement en fonction d’au moins un point de l’espace clos, par exemple, le point le plus éloigné par rapport à la source d’irradiations. L’estimation du temps de traitement est alors opérée par le robot de façon autonome et sans intervention humaine. L’invention permet de désinfecter de manière précise des espaces clos qui n’ont pas été cartographiés ou modélisés au préalable.
Dans des modes de réalisation de l’invention, le procédé de désinfection peut comporter une étape de détermination de la dose d’irradiations de l’espace clos afin d’atteindre un niveau de désinfection défini. En pratique, la dose d’irradiations est déterminée en fonction du type de microorganismes que l’on souhaite éliminer. Ce paramètre est déterminé en amont du procédé de désinfection par un opérateur à l’aide par exemple d’une interface homme-machine.
Dans des modes de réalisation de l’invention, le procédé de désinfection peut comporter une étape de suivi de la dose d’irradiations reçue par chaque point de l’espace clos, le suivi est effectué par incrémentation d’une dose d’irradiations reçue à un instant t par chaque point de l’espace clos en fonction de la distance qui sépare chaque point de la source d’irradiations. L’étape de suivi permet de contrôler la dose d’irradiations reçue par chaque point de l’espace clos et par exemple de détecter si un ou plusieurs points n’ont pas reçu la dose d’irradiations déterminée.
Dans des modes de réalisation de l’invention, l’espace clos est modélisé numériquement au moins en deux dimensions pour déterminer dans un modèle numérique de l’espace clos la position du robot de désinfection au sein de l’espace clos. Connaitre la position du robot permet d’optimiser l’estimation du temps de traitement mais aussi le suivi du procédé de désinfection. Dans cette optique, le procédé de désinfection peut comprendre une étape de division de l’espace clos en un nombre déterminé d’unités de surface qui présentent des dimensions définies, l’étape de suivi de la dose d’irradiations incrémentant à l’instant t une dose d’irradiations par unité surface.
Dans des modes de réalisation de l’invention, le procédé de désinfection peut comporter les étapes suivantes : déplacer le robot de désinfection au sein de l’espace clos, mesurer la distance entre chaque unité de surface et la source d’irradiations en temps réel au cours du déplacement du robot de désinfection, et incrémenter une dose d’irradiations reçue par chaque unité de surface à un instant t au grès des déplacements du robot de désinfection.
- un dispositif de chauffage 15, configuré pour provoquer la polymérisation de la composition thermoplastique 14 pour former un composite thermoplastique chauffé 16 ayant une première section S1,
- un dispositif de mise en forme 17, configuré pour mettre en forme le composite thermoplastique chauffé 16 en fonction d’une deuxième section S2, le dispositif de mise en forme 17 ayant une deuxième section, et la deuxième section étant plus petite que la première section, pour fournir un composite thermoplastique chauffé 18 ayant une deuxième section, le dispositif de mise en forme 17 étant ajusté au dispositif précédent, le dispositif de mise en forme faisant de préférence face au dispositif précédent,
- un dispositif de refroidissement 19, configuré à une température de refroidissement inférieure à une température de transition vitreuse du composite thermoplastique chauffé avec la deuxième section 18 pour produire un composite thermoplastique mis en forme 10.
De préférence, tous les dispositifs du système fonctionnent en continu.
Un système 200 selon l’invention peut comprendre un dispositif d’alimentation en fibres 11. Un dispositif d'alimentation en fibres est configuré pour fournir des fibres 12 dans une direction d'un chemin de pultrusion A.
Un dispositif d’alimentation en fibres peut comporter au moins une bobine, un dévidoir, une roue autour de laquelle des fibres sont enroulées. Ces fibres peuvent être déroulées de ladite bobine, dudit dévidoir, de ladite roue par un ou plusieurs moyens de redirection et de guidage qui guident et relient les fibres déroulées pour assembler les fibres en un faisceau.
Ce faisceau de fibres est tiré, par traction, vers un dispositif d’imprégnation 13.
Le système 200 selon l’invention peut comprendre un dispositif de tirage qui tire les fibres dans la direction d’avance, et de préférence sur le chemin de pultrusion A. Par exemple, un dispositif de tirage peut comprendre une ou plusieurs mâchoires ou surfaces de préhension, de préférence opposées, et actionnées de manière à entraîner dans la direction A les fibres, le composite thermoplastique, le composite thermoplastique chauffé. La vitesse du dispositif peut être configurable.
Le système 200 peut comprendre un dispositif d’imprégnation 13 configuré pour mouiller les fibres 12 à travers une composition thermoplastique 14, ladite composition thermoplastique 14 étant une résine thermoplastique ou un précurseur de résine thermoplastique et comprenant au moins 50 % en poids de monomères. De préférence, la composition thermoplastique est la composition thermoplastique décrite ci-dessus.
Par exemple, le dispositif de tirage peut être configuré pour guider les fibres à travers un ou plusieurs bains, une ou plusieurs chambres d’injection, une ou plusieurs cuves de trempage, une ou plusieurs chambres d’imprégnation.
Le dispositif d’imprégnation est configuré pour recevoir les fibres et pour mouiller les fibres par absorption capillaire ou injection de manière à garantir une imprégnation complète des fibres avec la composition thermoplastique, de préférence sous forme liquide.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d’imprégnation peut comprendre un peigne, une racle, une succession d’anneaux de diamètre décroissant, un canal tubulaire, de manière à éliminer l’excès de composition thermoplastique.
Le système selon l’invention peut comprendre un dispositif de chauffage 15 configuré pour provoquer la polymérisation de la composition thermoplastique 14 pour former un composite thermoplastique chauffé 16 avec une première section S1.
Le dispositif de chauffage peut être choisi parmi les dispositifs de chauffage par conduction, par convection, par rayonnement et/ou volumétrique.
Le dispositif de chauffage peut comprendre un moule, une enceinte, une source de micro-ondes, une source IR (NIR/MIR), un souffleur d’air, une étuve et/ou une source d’induction. De préférence, le dispositif de chauffage comprend un dispositif de chauffage infrarouge ou un dispositif de chauffage à micro-ondes. Cela garantit un chauffage suffisamment uniforme et assure la polymérisation de la composition thermoplastique.
La polymérisation permet d’obtenir un composite thermoplastique ayant une première section, de préférence un composite thermoplastique chauffé solide avec une première section.
Le raffinage est fréquemment effectué entre deux disques de raffinage parallèles en vis-à-vis, qui sont espacés l’un de l’autre d’une distance ajustable, usuellement appelée « entrefer ». Ces deux disques comprennent généralement un disque rotatif (rotor) et un disque fixe (stator). Ils sont usuellement en alliages métalliques, et comprennent des saillies et des rainures servant à guider la composition fibreuse lorsqu’elles se trouve entre les disques.
Le raffinage peut être réalisé par passage(s) de la composition fibreuse entre ces disques. Il peut également être réalisé par passage(s) à travers une série de paires de disques (2 à 6 paires de disques par exemple), pouvant présenter le même entrefer ou un entrefer décroissant.
Une des principales préoccupations reste la maîtrise de la consommation d’énergie du raffineur nécessaire aux opérations de raffinage.
Lors d’une opération de raffinage, les caractéristiques physico-chimiques de la composition fibreuse varient en fonction du temps de raffinage et du nombre de passage de celle-ci entre les disques ou la série de disques du raffineur. Ces caractéristiques sont notamment sa consistance ou densité, et sa rhéologie, c’est-à-dire ses propriétés d’écoulement en fonction des contraintes mécaniques qui lui sont imposées par le raffineur.
La modification des caractéristiques physico-chimiques de la composition fibreuse est due aux phénomènes qui s’exercent sur les fibres lors du raffinage. Les fibres subissent en effet des forces de compression et de cisaillement, qui peuvent conduire à leur fibrillation. Dans ce cas, les fibres présentent alors un aspect ébouriffé. En outre, elles peuvent également être coupées lors du raffinage, de sorte que leur longueur peut diminuer au fur et à mesure des passages dans le raffineur.
Dès lors, de manière simplifiée, on peut dire que plus le raffinage progresse, et plus la composition fibreuse dans l’entrefer devient fluide.
On comprend donc que, si tous les paramètres de fonctionnement du raffineur restent constants au cours du raffinage, notamment l’écart entre les disques, l’énergie de raffinage fournie par le raffineur à la composition fibreuse tend à diminuer au cours du temps.
Pour illustrer le sujet et avoir une représentation concrète des phénomènes énergétiques qui entrent en jeu, un graphe est présenté en . Il représente, de manière générale, l’évolution de l’énergie de raffinage, et de l’entrefer G, en fonction du nombre de passes Np (ou cycles) de la composition fibreuse entre les disques du raffineur.
De manière générale, l’énergie de raffinage, appelée également « énergie spécifique », correspond à la quantité d’énergie nécessaire au raffineur pour raffiner une tonne de composition de fibres par heure. Elle s’exprime donc en kilowatt-heure par tonne de fibres (kWh/t).
Une première courbe E se rapporte à l’énergie spécifique, mesurée en temps réel ou ponctuellement pendant l’opération de raffinage, qui est l’énergie fournie par le raffineur à la composition de fibres pendant l’opération de raffinage.
Une deuxième courbe Ei représente l’énergie spécifique désirée, qui correspond à l’énergie optimale permettant de fournir aux fibres un travail adapté à leur raffinage, pendant la période de raffinage, sans pertes énergétiques.
Une troisième courbe Cs représente la consigne d’énergie de raffinage, choisie et fixée par l’opérateur, à laquelle le raffineur doit se conformer. De manière usuelle, l’opérateur diminue la consigne d’énergie par paliers dégressifs pendant l’opération de raffinage.
Enfin, l’entrefer G correspond à la distance entre les disques, et s’exprime usuellement en micromètres (µm).
D’après ce graphe, on observe que l’opérateur fixe la consigne d’énergie Cs à une première valeur de consigne Cs1 (représentée en traits pointillés), en début de procédé. L’énergie spécifique va donc tendre vers cette valeur de consigne, et si possible l’atteindre. Pour conserver une énergie spécifique E1 relativement constante et proche de la valeur de consigne Cs1, l’entrefer diminue au fur et à mesure des cycles selon une séquence prédéfinie.
En effet, comme indiqué précédemment, le raffinage de la composition fibreuse entraine une modification de ses propriétés physiques et chimiques, notamment de sa consistance et de son écoulement, c’est-à-dire de sa rhéologie. Pour maintenir le niveau d’énergie spécifique au niveau de la consigne, il est donc nécessaire d’adapter l’entrefer à l’évolution de la rhéologie de la composition, et ainsi de rapprocher les disques, ce qui se traduit par une diminution de l’entrefer G suite à l’adoption d’une nouvelle consigne d’énergie. On peut se référer à l’évolution de la courbe G entre le temps 0 et le cycle 10.
Pour éviter que les disques n’entrent en collision, l’opérateur abaisse la consigne à une deuxième valeur de consigne Cs2 au cycle 10. Ceci provoque une brusque augmentation de l’entrefer, puisque les disques appliquent alors à la composition une contrainte trop importante par rapport à sa rhéologie à cet instant, et sont donc rapidement écartés l’un de l’autre afin de faire chuter l’énergie spécifique.
Entre les cycles 10 et 20, la modification de la rhéologie de la composition conduit à une diminution régulière de l’entrefer G pour conserver une énergie spécifique E relativement constante et proche de la valeur de consigne Cs2.
Ce schéma se poursuit jusqu’à ce que l’énergie spécifique atteigne une valeur plancher, à laquelle l’opérateur sait que les fibres ont été suffisamment raffinées. Le raffinage est alors arrêté.
Cette diminution graduelle de l’énergie de consigne Cs, sous la forme de marches d’escalier, permet ainsi de se rapprocher de l’énergie spécifique désirée Ei.
Les énergies de consigne Cs sont obtenues de manière empirique, par essais-erreurs, en répétant un grand nombre de fois le procédé et en adaptant les paramètres en conséquence, et ce pour chaque type de composition fibreuse.
En effet, la courbe d’énergie désirée Ei dépend d’un grand nombre de paramètres, parmi lesquels la nature des fibres, la consistance de la composition, et de manière générale, la rhéologie de la composition.
Sur la base de cette analyse, deux approches sont envisageables.
Une première approche, dite conservative, consiste à définir, préalablement au démarrage du raffinage, une courbe échelonnée de consignes d’énergie avec des paramètres conservatifs. Ceci implique cependant un temps de raffinage long, dans la mesure où il est nécessaire d’éviter absolument que les disques n’entrent en collision, et donc de prévoir une marge de sécurité en choisissant les paliers de consigne d’énergie.
Une deuxième approche, dite agressive, consiste à définir une courbe échelonnée de consignes d’énergie de manière à obtenir un temps de raffinage court. Cela conduirait cependant à une collision des disques pour certains ensembles de paramètres d’entrée, dans la mesure où la loi de mouvement optimale des disques est unique à chaque ensemble de paramètres d’entrée.
Ces deux approches ne sont donc pas optimales.
Ainsi, pour obtenir une loi de mouvement optimale des disques, une surveillance manuelle continue est nécessaire. Un inconvénient majeur est que cette solution nécessite la présence d’opérateurs qualifiés, ce qui engendre des coûts de production élevés, en plus de potentiellement réduire la productivité lorsque l’opérateur doit consacrer du temps à cette tâche plutôt qu’à une autre qui nécessiterait son expertise.
DESCRIPTION DE L’INVENTION Un but de l’invention est de proposer un procédé d’optimisation de l’énergie de raffinage fournie par un raffineur à une composition de fibres pendant une opération de raffinage, permettant de surmonter les inconvénients précédents.
La composition de fibres comprend de l’eau et des fibres, avantageusement cellulosiques. Elle peut également comprendre des charges minérales. L’homme du métier saura adapter le rapport massique entre les fibres cellulosiques et les charges minérales. Il saura également adapter la concentration en fibres cellulosiques et en charges minérales dans la composition, notamment dans l’eau.
L’invention vise en particulier à fournir un tel procédé permettant d’optimiser l’énergie de raffinage fournie par un raffineur à une composition de fibres, en fonction des caractéristiques physico-chimiques de ladite composition et de leur évolution au cours d’une opération de raffinage, et ce de manière automatisée, sans nécessiter la présence d’un opérateur dédié à la gestion de l’énergie et/ou au réglage de l’entrefer pendant l’opération de raffinage.
A cette fin, l’invention propose un procédé d’optimisation de l’énergie de raffinage fournie par un raffineur à une composition de fibres pendant une opération de raffinage, dans lequel le raffineur comprend au moins deux disques de raffinage séparés l’un de l’autre par un entrefer ajustable.
Le procédé est principalement caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : a) fixer une consigne d’énergie de raffinage initiale, b) mesurer une vibration du raffineur, pour obtenir un signal de vibration correspondant qui dépend de l’entrefer, c) comparer au moins une caractéristique du signal de vibration à une valeur maximale et/ou à une valeur minimale déterminée, de sorte que : - c1) si la caractéristique du signal de vibration est inférieure à la valeur maximale, recommencer le procédé depuis l’étape b), - c2) si la caractéristique du signal de vibration est supérieure ou égale à la valeur maximale, diminuer automatiquement la consigne d’énergie de raffinage initiale à une valeur de consigne inférieure, et augmenter automatiquement l’entrefer de sorte que l’énergie de raffinage tende vers la valeur de consigne inférieure, et/ou - c3) si la caractéristique du signal de vibration est supérieure à la valeur minimale, recommencer le procédé depuis l’étape b), - c4) si la caractéristique du signal de vibration est inférieure ou égale à la valeur minimale, augmenter automatiquement la consigne d’énergie de raffinage initiale à une valeur de consigne supérieure, et diminuer automatiquement l’entrefer de sorte que l’énergie de raffinage tende vers la valeur de consigne supérieure.
L’invention se base sur le contrôle et l’optimisation de l’énergie de raffinage (énergie spécifique) utilisée pour raffiner une composition fibreuse en utilisant la mesure des vibrations du raffineur.
Dans des modes de réalisation permettant d’améliorer optionnellement le freinage sur sol sec, la ou chaque découpure transversale est munie de chanfreins. Un chanfrein d’une découpure transversale peut être un chanfrein droit ou un chanfrein arrondi. Un chanfrein droit est formé par une face plane inclinée par rapport à la face d’attaque ou de fuite qu'elle prolonge jusqu'au bord d’attaque ou de fuite délimitant circonférentiellement la découpure transversale. Un chanfrein arrondi est formé par une face courbe se raccordant tangentiellement à la face d’attaque ou de fuite qu’elle prolonge. Un chanfrein d’une découpure transversale est caractérisé par une hauteur et une largeur égale respectivement à la distance radiale et à la distance selon une direction perpendiculaire aux faces d’attaque ou de fuite entre le point commun entre la face d’attaque ou de fuite prolongée par le chanfrein et le bord d’attaque ou de fuite délimitant circonférentiellement la découpure transversale.
Dans certains modes de réalisation permettant d’améliorer optionnellement le freinage sur sol mouillé et également l’adhérence transversale sur sol sec, au moins une des découpures circonférentielles principales est munie de chanfreins. Un chanfrein d’une découpure circonférentielle peut être un chanfrein droit ou un chanfrein arrondi. Un chanfrein droit est formé par une face plane inclinée par rapport à la face axialement intérieure et extérieure qu'elle prolonge jusqu'au bord axialement intérieur ou extérieur délimitant axialement la découpure circonférentielle. Un chanfrein arrondi est formé par une face courbe se raccordant tangentiellement à la face axialement intérieure ou extérieure qu’elle prolonge. Un chanfrein d’une découpure circonférentielle est caractérisé par une hauteur et une largeur égale respectivement à la distance radiale et à la distance axiale entre le point commun entre la face axialement intérieure ou extérieure prolongée par le chanfrein et le bord axialement intérieur ou extérieur délimitant axialement la découpure circonférentielle.
Par plan circonférentiel équatorial du pneumatique (noté E), on entend, dans un plan de coupe méridien, le plan passant par l’équateur du pneumatique, perpendiculaire au plan médian et à la direction radiale. L’équateur du pneumatique est, dans un plan de coupe méridien (plan perpendiculaire à la direction circonférentielle et parallèle aux directions radiale et axiale) l’axe parallèle à l’axe de rotation du pneumatique et situé à équidistance entre le point radialement le plus extérieur de la bande de roulement destiné à être au contact avec le sol et le point radialement le plus intérieur du pneumatique destiné à être en contact avec un support, par exemple une jante, la distance entre ces deux points étant égale à H.
Les pneumatiques sont, dans des modes de réalisation préférés de l’invention, destinés à des véhicules de tourisme tels que définis au sens de la norme de la European Tyre and Rim Technical Organisation ou « ETRTO », 2021. Un tel pneumatique présente une section dans un plan de coupe méridien caractérisée par une hauteur de section H et une largeur de section nominale ou grosseur boudin S au sens de la norme de la European Tyre and Rim Technical Organisation ou « ETRTO », 2021 telles que le rapport H/S, exprimé en pourcentage, est au plus égal à 90, de préférence au plus égal à 70 et est au moins égal à 30, et la largeur de section nominale S est au moins égale à 115 mm, de préférence au moins égale à 175 mm et au plus égale à 385 mm, de préférence au plus égale à 315 mm. En outre le diamètre au crochet D, définissant le diamètre de la jante de montage du pneumatique, est au moins égal à 12 pouces, de préférence au moins égal à 16 pouces et au plus égal à 24 pouces.
Les pneumatiques sont, dans des modes de réalisation préférés de l’invention, des pneumatiques dits été. Par été, on entend des pneumatiques qui ne sont pas des pneumatiques dits 4 saisons ou toutes saisons, ni des pneumatiques dits hiver.
Les pneumatiques hiver sont notamment identifiés par un marquage M+S (M+S étant l’acronyme pour « Mud + Snow ») et/ou 3PMSF (3PMSF étant l’acronyme pour « 3 Peak Mountain Snow Flake »). Les pneumatiques 4 saisons ou toutes saisons, en raison de leurs performances sur neige présentent également les marquages M+S et/ou 3PMSF. Ainsi, un pneumatique été ne comporte pas de marquage M+S, ni de marquage 3PMSF.
Le déplacement du robot permet d’optimiser le temps de traitement de l’espace clos. Il est également possible de désinfecter un espace clos constitué de plusieurs pièces comme un bâtiment public. Le robot recalculera le volume de chaque pièce et le point le plus éloigné à chaque fois qu’il pénètre dans une nouvelle pièce.
Dans des modes de réalisation de l’invention, le procédé de désinfection peut comprendre une étape de redirection du robot de désinfection lorsqu’une ou plusieurs unités de surface n’ont pas reçu la dose d’irradiations prédéterminée, le robot de désinfection étant dérouté en direction desdites unités de surface. La redirection du robot permet de réduire le temps de traitement et d’optimiser le traitement de la salle en allant chercher les recoins ou parties de l’espace clos qui ne sont pas exposés aux radiations UV dans la position initiale du robot de désinfection.
est une représentation schématique d’un robot conforme de l’invention au sein d’un espace clos.
est une représentation schématique des capacités de mesure du robot dans un espace tridimensionnel.
est une représentation d’une modélisation en deux dimensions de l’espace clos dans lequel la position du robot de désinfection est déterminée selon un repère de coordonnées.
est une représentation schématique d’un logigramme illustrant un procédé de désinfection conforme de l’invention.
est une représentation schématique d’un logigramme illustrant l’estimation du temps de traitement de l’espace clos qui est intégré au procédé de désinfection de la .
En référence aux figures 1 et 2, l’invention concerne un robot de désinfection 10 pour la désinfection d’un espace clos 100 par irradiations UV. Selon l’invention, le robot de désinfection 10 comprend une source d’irradiations UV 11 configurée pour diffuser des radiations UV dans plusieurs directions. Dans l’exemple de la , le robot de désinfection comporte un châssis 12 qui supporte la source d’irradiations UV 11. Dans l’exemple de la , la source d’irradiations UV 11 s’étend longitudinalement selon un axe A-A. De préférence, la source d’irradiations UV 11 est configurée pour diffuser des irradiations UV à 360° autour d’un axe longitudinal du robot 10 tel que l’axe A-A.