INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La suite de la description vise plus particulièrement un véhicule automobile de type voiture, par exemple une voiture électrique et/ou autonome. Par « voiture électrique », on fait référence ici à un une voiture qui comporte au moins un moteur électrique et qui, pour se mouvoir (i.e. pour faire fonctionner ledit au moins un moteur électrique), utilise uniquement l’énergie électrique embarquée dans une ou plusieurs batteries qui l’équipent.
Dans le domaine de la cryptographie, les utilisateurs distants sont classiquement nommés Alice (dispositif émetteur) et Bob (dispositif récepteur). Un protocole P&M de détermination quantique utilisant un « encodage en phase » comporte une étape d’émission, une étape de réception, et une étape de réconciliation.
La première étape d’émission est effectuée par l’émetteur Alice et consiste à préparer une information quantique (appelé aussi « qubit ») encodée sur la phase d’un signal optique impulsionnel S possédant en moyenne moins d’un photon par impulsion, puis à émettre ce signal S par un canal de transmission quantique. L’émetteur Alice comprend notamment un interféromètre optique composé de deux bras optique asymétriques. L’information quantique est alors un signal quantique (i.e. photon unique) modulé selon une phase dans un des bras de l’interféromètre de l’émetteur Alice.
Dans la deuxième étape effectuée par le récepteur Bob, une estimation de l'information quantique sur le signal reçu est effectuée. Le récepteur Bob comprend également un interféromètre optique, sensiblement identique à l’interféromètre de l’émetteur Alice. Une modulation de phase (indépendante de ) est alors appliquée, au signal quantique reçu, dans un des bras de l’interféromètre du récepteur Bob.
Dans la troisième étape de réconciliation, l’émetteur Alice et le récepteur Bob se communiquent les modulations de phase identiques, c’est-à-dire telles que , via un canal public authentifié.
Selon ce protocole P&M de détermination de clé quantique qui utilise un encodage en phase, toute fluctuation de phase indésirable générée par l’un ou l’autre des interféromètres du système de distribution de clés de cryptage quantique conduit à des incertitudes de probabilité de mesure des photons uniques en réception et donc à des erreurs sur les qubits mesurés et sur l’établissement de la clé secrète.
Des fluctuations de phase possibles sont des fluctuations de phase aléatoires qui peuvent être d’un ordre thermique, vibrationnel, ou issues de toute autre source de bruit influant sur la qualité du signal se propageant dans chacun des interféromètres. Il en résulte des variations de phase propres à chacun des interféromètres optiques du système qui ne peuvent pas être parfaitement identiques.
D’autres fluctuations de phase possibles sont des fluctuations de phase déterministes présentent dans des systèmes comprenant un émetteur Alice et un récepteur Bob en mouvement relatif l’un par rapport à l’autre. Elles induisent des variations de phase dues au changement de la géométrie de transmission du signal au cours du temps, comme décrit dans l’article “Interference at the Single Photon Level Along Satellite-Ground Channels” de G. Vallone et al. 2016, Phys. Rev. Lett. 116, 253601.
Pour résoudre les problèmes de fluctuations de phase aléatoires, les systèmes de détermination de clés de cryptage quantique connus utilisent deux solutions distinctes. La première solution consiste à effectuer une stabilisation passive des interféromètres optiques, en les isolant thermiquement et en les plaçant dans un environnement dépourvu de vibrations, comme décrit dans l’article “Gigahertz decoy quantum key distribution with 1 Mbit/s secure key rate” de A. R. Dixon et al. 2008, Optics Express Vol. 16, Issue 23, pp. 18790-18797. Cette solution, bien qu’efficace pour les applications en environnements contrôlés selon une communication fibrée au sol, n’est pas adaptée aux applications ayant des conditions extrêmes d’utilisation. En particulier dans le domaine spatial, dans lequel au moins un des utilisateurs distants est un satellite, cette solution implique l’utilisation d’une boucle d’asservissement à bord du satellite, augmentant ainsi les facteurs de coût, de poids et de puissance de sa charge utile.
La seconde solution consiste à effectuer un multiplexage temporel du signal quantique avec un signal de contrôle impulsionnel possédant un grand nombre de photons, comme décrit dans l’article “10-Mb/s Quantum Key Distribution” de Z. Yuan et al. 2018, Journal of Lightwave Technology, Volume:36 Issue:16. Cette solution entraîne une réduction du débit d’informations quantiques transmises et nécessite l’utilisation d’une électronique de compensation en temps réel qui peut se révéler difficile à mettre en place. De plus, le phénomène d’atténuation en intensité des impulsions du signal de contrôle, dû à des variations du taux de transmission atmosphérique, pourrait être interprétée comme une baisse de contraste engendrée par les fluctuations de phase dans les interféromètres, et conduire ainsi à une correction erronée des fluctuations de phase.
Les systèmes de détermination de clés de cryptage quantique existants ne sont ainsi pas capables de résoudre les problèmes de fluctuations de phase déterministes.
Il existe ainsi un besoin pour un système et un procédé de détermination de clés de cryptage quantique amélioré, qui soit notamment capable de corriger les fluctuations de phase aléatoires induites par les interféromètres servant à l’encodage et au décodage de la phase, ainsi que les fluctuations de phase déterministes présentes lorsque le transmetteur et le récepteur sont en mouvement l’un par rapport à l’autre.
La présente invention vient améliorer la situation en proposant un émetteur (Alice) configuré pour transmettre un signal interférométrique encodé S 2 à travers un canal de transmission, l’émetteur comprenant un module de génération de signal configuré pour générer un signal quantique intermédiaire et un signal de contrôle intermédiaire S c , le module de génération de signal étant en outre configuré pour effectuer un décalage fréquentiel entre le signal quantique intermédiaire et le signal de contrôle intermédiaire S c . L’émetteur comprend également un module interférométrique d’encodage configuré pour déterminer le signal interférométrique encodé S 2 comprenant un signal quantique interférométrique encodé et un signal de contrôle interférométrique S cA parcourant un chemin optique sensiblement similaire, le module interférométrique d’encodage comprenant un dispositif d’encodage configuré pour appliquer une modulation de phase uniquement à une composante du signal quantique intermédiaire .
Dans des modes de réalisation, le module interférométrique d’encodage peut être implémenté sous la forme d’un interféromètre optique asymétrique comprenant un premier bras interférométrique et un deuxième bras interférométrique, le premier bras interférométrique étant plus court que le deuxième bras interférométrique. Le dispositif d’encodage peut alors comprendre au moins une unité de séparation fréquentielle positionnée sur le deuxième bras interférométrique, l’unité de séparation fréquentielle étant configurée pour effectuer un découplage fréquentiel du signal quantique intermédiaire et du signal de contrôle intermédiaire S c .
Avantageusement, le module de génération de signal peut comprendre en outre une unité de décalage temporel configurée pour décaler temporellement le signal quantique intermédiaire et le signal de contrôle intermédiaire S c .
La présente invention propose de plus un récepteur (Bob) configuré pour recevoir un signal quantique interférométrique encodé et un signal de contrôle interférométrique S cA à travers un canal de transmission (50), le récepteur comprenant un module interférométrique de transcodage configuré pour générer un signal quantique interférométrique transcodé et un signal de contrôle interférométrique modulé en phase S cB , le module interférométrique de transcodage comprenant un dispositif de transcodage et de modulation de phase configuré pour appliquer une modulation de phase eff uniquement à une composante du signal quantique interférométrique encodé et une modulation de phase uniquement à une composante du signal de contrôle interférométrique S cA . Le récepteur comprend également un module de traitement configuré pour effectuer la mesure interférométrique du signal quantique interférométrique transcodé et du signal de contrôle interférométrique modulé en phase S cB , le module de traitement étant en outre configuré pour déterminer la modulation de phase eff à partir de la modulation de phase et de la mesure interférométrique du signal de contrôle interférométrique modulé en phase S cB .
Dans des modes de réalisation, le module interférométrique de transcodage peut être implémenté sous la forme d’un interféromètre optique asymétrique comprenant un premier bras interférométrique et un deuxième bras interférométrique, le premier bras interférométrique étant plus court que le deuxième bras interférométrique. Le dispositif de transcodage et de modulation de phase peut alors comprendre au moins une unité de séparation fréquentielle positionnée sur le deuxième bras interférométrique, l’unité de séparation fréquentielle étant configurée pour effectuer un découplage fréquentiel du signal quantique interférométrique encodé et du signal de contrôle interférométrique S cA .
Le substrat POI 2 comprend, à cet égard, d’une face avant 3 vers une face arrière 4, une couche de matériau piézoélectrique 5, une couche de matériau diélectrique 7, une couche de piégeage 8 et un substrat support S.
La couche de piégeage est adaptée pour limiter le libre parcours moyen de porteurs électriques à l’interface formée entre la couche de matériau diélectrique 7 et ladite couche de piégeage 8 au regard du libre parcours moyen de porteurs électriques à une interface formée entre la couche de matériau diélectrique 7 et le substrat support S.
Notamment, la couche de piégeage 8 comprend une densité de défauts supérieure à une densité de défauts prédéterminé, la densité de défauts prédéterminée étant une densité de défauts pour laquelle la résistivité de la couche de piégeage (8) est supérieure ou égale à 10 kΩ pour des températures comprises entre -20°C et 120°C.
La couche de piégeage 8 peut notamment comprendre du silicium poly cristallin ou du silicium amorphe, et présenter une épaisseur comprise entre 400 nm et 2000 nm, avantageusement supérieure à 1000 nm.
La couche de matériau diélectrique 7 présente, par exemple, une épaisseur supérieure à 300 nm, avantageusement d’une épaisseur comprise entre 300 nm et 600 nm, encore plus avantageusement d’une épaisseur comprise entre 300 nm et 400 nm.
Toujours à titre d’exemple, la couche de matériau diélectrique 7 comprend du dioxyde de silicium.
La couche de matériau piézoélectrique 5 peut présenter une épaisseur comprise entre 300 nm et 1000 nm, avantageusement supérieure à 700 nm, encore plus avantageusement supérieure à 800 nm.
Notamment, la couche de matériau piézoélectrique 5 comprend l’un ou l’autre du LiTaO 3 ou du LiNbO 3 .
Le matériau formant la couche de matériau piézoélectrique présente un angle de coupe (YX)/θ avec θ compris entre 10° et 60°, avantageusement compris entre 15° et 50°.
A titre d’exemple, le dispositif à ondes élastiques de surface 1 peut être un filtre passe bande qui présente une fréquence centrale f 0 et une largeur de bande passante Δf qui peut s’exprimer comme une fraction de cette fréquence centrale, typiquement comprise entre 0,1% et 12% avec un substrat POI pourvu d’une couche piézoélectrique 5 faite de tantalate de lithium LiTaO 3 . La considération d’une couche piézoélectrique 5 à base de LiNbO 3 permet de repousser la limite haute de cette fraction à 15 % et plus en choisissant l’orientation cristalline de ladite couche de façon à maximiser le couplage électromécanique du mode ainsi exploité.
Le dispositif à ondes élastiques de surface 1 comprend au moins un transducteur électroacoustique. Par exemple, et tel qu’illustré à la , ledit dispositif peut comprendre au moins un transducteur électroacoustique d’entrée 9 et au moins un transducteur électroacoustique de sortie 10.
Selon un autre mode de mise en œuvre, le dispositif à ondes élastiques de surface est composé d’au moins une cellule pourvue d’au moins un résonateur à ondes élastiques de surface formant un quadrupôle avec un port d’entrée et un port de sortie. Plusieurs cellules sont généralement agencées en cascade pour former un filtre désigné comme filtre à éléments d’impédance. En fonctionnement, Le signal électromagnétique à filtrer est appliqué sur un port d’entrée du filtre et le signal électromagnétique filtré est prélevé sur le port de sortie du filtre. On note toutefois que la désignation « d’entrée » et « de sortie » est parfaitement arbitraire et que le dispositif, et notamment le filtre, à ondes élastiques de surface 1 peut être exploité en appliquant/prélevant indifféremment un signal électromagnétique sur l’un ou l’autre des deux ports.
D’une manière très générale, le transducteur électroacoustique d’entrée 9 et le transducteur électroacoustique de sortie 10 sont conformes à ceux connus de l’état de la technique, dont on rappelle quelques caractéristiques ci-après.
De préférence, avant d’accoler le second élément électrochimique, on accole une seconde couche de matériau réfractaire résistant à une température allant jusqu’à 1200°C contre la cale rigide, ladite seconde couche comportant une région centrale ayant pour centre le centre de la seconde couche et une aire représentant de 30 à 60% de l’aire de la seconde face au contact de la totalité de la seconde face du second élément électrochimique.
Afin de faciliter la mise en place de la cale rigide, on peut utiliser une cale rigide constituée par deux cadres de dimensions différentes solidaires l’un de l’autre, le cadre de plus grande dimension ayant une hauteur et une largeur identiques à celles de la couche de matériau réfractaire et à celles de la face du conteneur de l’élément, comme représenté à la . Ceci permet de positionner automatiquement la cale rigide correctement entre les deux éléments.
Enfin, la cale rigide peut être solidaire de la ou des couches de matériau réfractaire pour former un ensemble placé en une seule étape entre les deux éléments. Une face de la couche ou des couches de matériau réfractaire peut comporter un adhésif. Une face de la cale rigide peut aussi comporter un adhésif. Un autre moyen consiste à prévoir une pince ou un clip disposé sur le cadre extérieur de la cale rigide et qui maintient la ou les couches de matériau réfractaire.
PACK BATTERIE AVEC DISPOSITIF DE RETARDEMENT DE PROPAGATION D’INCENDIE DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION L'invention concerne, de façon générale, le domaine technique des dispositifs de retardement de propagation d’incendie pour packs batterie d’un véhicule mû au moins partiellement par de l’énergie électrique.
Ces packs batteries sont utilisés dans des véhicules électriques ou hybrides, c’est-à-dire mus au moins partiellement par de l’énergie électrique.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Les véhicules automobiles à traction ou propulsion électrique ou hybride, comportent un ou plusieurs modules de batteries (ou de puissance) reliés à un réseau de puissance pour alimenter un moteur électrique (de traction ou de propulsion).
On comprendra donc par pack batterie, dans tout le texte de ce document, un ensemble comprenant au moins un module de batterie contenant au moins une cellule électrochimique générant du courant par réaction chimique, par exemple de type lithium-ion (ou Li-ion), de type Ni-Mh, ou Ni-Cd ou plomb.
Cependant, ce type de cellules électrochimiques est sujet à des problèmes de gestion thermique qui se produisent lorsque des températures anormalement élevées déclenchent des réactions exothermiques dans les cellules électrochimiques. Les réactions exothermiques peuvent faire augmenter la température des cellules électrochimiques de l’ordre de 850°C ou plus et entrainer un incendie dans le pack batterie qui peut se propager rapidement à l’ensemble du véhicule, ne laissant pas le temps aux passagers de descendre du véhicule.
On connaît le document US20220081529 qui décrit un pack batterie pour véhicules électriques et hybrides comprenant une mousse de silicone remplissant l’espace entre la batterie et son enveloppe afin d’isoler thermiquement le bloc batterie et minimiser la propagation d’un emballement thermique.
Cependant, cette solution empêche d’accéder aux modules de batteries pour les remplacer et gêne le refroidissement des modules de batteries.
L’invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l’état de la technique en proposant notamment une solution permettant de stopper ou de ralentir la propagation d’un incendie plus efficacement dans un pack batterie de véhicule mû au moins partiellement par de l’énergie électrique, tout en facilitant la maintenance et le refroidissement des modules de batteries.
Pour ce faire est proposé, selon un premier aspect de l'invention, un pack batterie destiné à alimenter un moteur électrique d’un véhicule mû au moins partiellement par de l’énergie électrique. Le pack batterie comprend au moins un module de batterie logé dans un carter et au moins un réservoir de mousse métallique positionné dans le carter. Le réservoir de mousse métallique est configuré pour libérer de la mousse métallique dans le pack batterie sous l’effet d’une augmentation de température, la mousse métallique remplissant au moins partiellement le carter.
Selon un mode de réalisation, le pack batterie comprend plusieurs modules de batterie. Le réservoir de mousse métallique est positionné entre deux modules de batterie.
Selon un autre mode de réalisation, le pack batterie comprend plusieurs réservoirs de mousse métallique. Chaque réservoir de mousse métallique est positionné entre deux modules de batterie.
Avantageusement, le module interférométrique de transcodage peuvent comprendre deux chemins optiques en sortie de l’interféromètre, et le module de traitement peut comprendre deux parties de traitement comprenant chacune une unité de séparation fréquentielle configurée pour effectuer la mesure interférométrique du signal quantique interférométrique transcodé et du signal de contrôle interférométrique modulé en phase S cB , provenant des deux chemins optiques.
Les modes de réalisation de l’’invention fournissent ainsi un système de détermination de clé de cryptage quantique comprenant un émetteur (Alice) et un récepteur (Bob).
Il est en outre proposé un procédé d’émission d’un signal interférométrique encodé S 2 , mis en œuvre par l’émetteur (Alice), le procédé comprenant les étapes consistant à :
- générer un signal quantique intermédiaire de fréquence et un signal de contrôle intermédiaire S c de fréquence ayant un décalage fréquentiel égal à
- appliquer une modulation de phase à une composante du signal quantique intermédiaire passant à travers un interféromètre,
- générer le signal interférométrique encodé S 2 comprenant un signal quantique interférométrique encodé et un signal de contrôle interférométrique S cA .
Le procédé d’émission comprend en outre une étape consistant à appliquer un retard temporel entre le signal quantique intermédiaire et le signal de contrôle intermédiaire S c .
Il est également proposé un procédé de réception d’un signal quantique interférométrique encodé et d’un signal de contrôle interférométrique S cA , mis en œuvre par le récepteur (Bob), le procédé comprenant les étapes consistant à :
- appliquer une modulation de phase à la composante du signal de contrôle interférométrique S cA et générer un signal de contrôle interférométrique modulé en phase S cB ,
- effectuer une mesure interférométrique du signal de contrôle interférométrique modulé en phase S cB ,
- déterminer une modulation de phase eff à partir de la modulation de phase et de la mesure interférométrique du signal de contrôle interférométrique modulé en phase S cB ,
- appliquer la modulation de phase eff à la composante du signal quantique interférométrique encodé et générer un signal quantique interférométrique transcodé ,
- effectuer une mesure interférométrique du signal quantique interférométrique transcodé .
Le système et le procédé d’établissement de clés de cryptage quantique selon les modes de réalisation de l’invention permettent de corriger les fluctuations de phase aléatoires induites par les interféromètres servant à l’encodage et au décodage de la phase et les fluctuations de phase déterministes présentes lorsque le transmetteur et le récepteur sont en mouvement l’un par rapport à l’autre, afin d’établir la clé quantique.
La est un schéma représentant un système de détermination de clés de cryptage quantique, selon des modes de réalisation de l’invention.
La représente les conductances théorique « G th » et expérimentale « G exp » (axe vertical de gauche en S), ainsi que les résistances théorique « R th » et expérimentale « R exp » (axe vertical de droite en Ohm) d’un deuxième résonateur dont la fréquence de résonance est égale à 940 MHz, en fonction de la fréquence (axe horizontal en MHz) ;
La représente les susceptances théorique « X th » et expérimentale « X exp » (axe vertical de gauche en S), ainsi que les réactances théorique « B th » et expérimentale « B exp » (axe vertical de droite en Ohm) du deuxième résonateur en fonction de la fréquence (axe horizontal en MHz) ;
La représente de manière graphique la conductance G (axe vertical de gauche, en S/m) et la susceptance B (axe vertical de droite, en S/m) d’un résonateur à ondes élastiques de surface formé à partir du substrat POI standard et d’un substrat POI selon la présente invention, en fonction de la fréquence (axe horizontal, en MHz), focalisé sur le mode parasite dont on souhaite s’affranchir selon l’invention.
Notamment, la présente invention concerne un dispositif à ondes élastiques de surface réalisé sur un substrat POI. Notamment, le substrat POI comprend, d’une face avant vers une face arrière, une couche de matériau piézoélectrique, une couche de matériau diélectrique, une couche de piégeage et un substrat support.
Lors de la mise en œuvre d’un dispositif à ondes élastiques de surface connu de l’état de la technique, une onde élastique de volume se propage dans la couche de matériau piézoélectrique si sa vitesse de phase est inférieure à la vitesse qu’aurait la même onde dans le substrat support. Par conséquent, il existe donc une vitesse, dite vitesse seuil (« SSBW » ou « Surface Skimming Bulk Wave » selon la terminologie Anglo-Saxonne) au-delà de laquelle l’onde considérée est susceptible de rayonner en direction du substrat support. Ledit rayonnement s’effectue notamment suivant un angle, dit de rayonnement, dépendant de sa vitesse de phase. Dépendamment de la valeur de l’angle de rayonnement et la nature des couches sous-jacentes à la couche piézoélectrique, l’énergie rayonnée excite un mode de propagation qui rentre en cohérence avec la distribution de charges sous les électrodes du transducteur piézoélectrique. Un signal parasite est alors susceptible d’être détecté, notamment lorsque la vitesse de phase dans la couche de piègeage diffère de celle dans le substrat support, la différence étant en valeur absolue strictement supérieure à 0% et inférieure ou égale à 10% par rapport à la vitesse de phase dans le substrat support. Un tel cas figure survient lorsque le substrat POI comprend une couche de piégeage faite du silicium polycristallin ou amorphe intercalée entre la couche de matériau diélectrique et un substrat support en silicium. A contrario, la couche de matériau diélectrique, lorsqu’elle est en SiO 2 , n’est pas de nature à générer un tel signal parasite en présence d’un substrat support en silicium car la vitesse de phase de l’onde élastique de volume dans cette couche est très inférieure à celle observée dans un substrat support fait de silicium.
Les couches au-dessus de la couche de matériau diélectrique n’ont aucune incidence sur la génération de modes parasites suivant ce mécanisme. Cependant, la nature du substrat peut avoir une incidence. Notamment, l’amplitude du mode parasite est d’autant plus importante que la vitesse seuil est élevée.