INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Plusieurs technologies de revêtements pour des vitrages, par exemple des fenêtres, des parebrises, des vérandas, des serres, ont déjà été proposées pour bloquer le rayonnement ultraviolet et/ou proche infrarouge. Les écrans thermiques les plus couramment utilisés sont basés sur des couches métalliques ou sur des revêtements à faible émissivité qui réfléchissent efficacement le MIR [2]. Cependant, pour bloquer de manière efficace le NIR, il est nécessaire de mettre en œuvre des structures complexes d’empilement de plusieurs couches fonctionnelles. Ces approches présentent malheureusement un coût élevé, typiquement au moins 10 fois plus élevé que le coût d’un verre non revêtu, et permettent généralement d’atteindre une sélectivité en termes de transmission/d’extinction des longueurs d’onde (qui peut être appréciée par les rapports T Vis :T UV et T Vis :T NIR , rapports entre la transmission dans la gamme de longueurs d’onde du visible (T Vis ) et la transmission dans la gamme de longueurs d’ondes de l’UV et du NIR respectivement (T UV et T NIR )).
Les particules, dites « plasmoniques », qui présentent une forte absorption pour une faible quantité de matériaux (densité optique élevée) et une très grande sélectivité dans leur domaine de longueurs d’onde d’absorption, émergent comme une solution prometteuse pour la protection contre le NIR.
Les métaux traditionnels, tels que l’argent ou l’or, possèdent une forte densité de porteurs libres (10 22 cm -3 ) qui, lorsqu’ils sont confinés à l’échelle nanométrique, entraînent l’oscillation collective de leurs électrons libres, appelée résonance plasmonique de surface localisée (LSPR pour « Localized surface plasmon resonance » en terminologie anglo-saxonne). Le phénomène de LSPR métallique a été largement étudié au cours des dernières décennies et trouve des applications dans une grande variété de domaines optiques ([3]). Cependant, la plage de leur absorption est limitée à l’ultraviolet et au visible, laissant la gamme NIR la plupart du temps inaccessible pour les métaux, à l’exception d’architectures complexes telles que des nanofils cœur-coquille et hautement anisotropes ([4]).
Dans ce contexte, les nanocristaux semi-conducteurs hautement dopés suscitent un intérêt croissant en tant que matériaux absorbants [5]. Leur densité de porteurs libres peut être ajustée de 10 18 à 10 22 cm -3 en modifiant leur niveau de dopage ([6]), directement lors de leur synthèse ([7],) ou par des traitements ultérieurs (post-traitements) ([8]). Cet outil, ajouté aux paramètres connus pour les métaux comme la forme, la taille ou les milieux environnants, et aux nombreuses possibilités de compositions, permet un contrôle extrêmement précis de la position de leur LSPR, du visible au moyen infrarouge (MIR) [9]. En conséquence, leurs caractéristiques uniques sont exploitées pour de nombreuses applications, par exemple pour la détection LSPR ([10]) ; en bio-imagerie et thérapie ([11]) et l’élaboration de fenêtres intelligentes [12]. En particulier, les nanocristaux semi-conducteurs, permettant une forte absorption dans le NIR, tout en gardant une transparence dans la gamme du visible, apparaissent ainsi comme de bons candidats pour obtenir des revêtements pour le contrôle solaire.
En particulier, de nombreuses études utilisent des nanoparticules d’oxyde d’étain et d’indium (ITO) ou d’oxyde de zinc dopé aluminium (AZO), pour produire des dispositifs actifs ou passifs ([13]). Toutefois, leur LSPR, situé dans la région de longueurs d’onde de 1500-2500 nm laisse une transmission élevée du rayonnement dans la gamme de longueurs d’onde de 780 à 1500 nm.
Plus récemment, le développement de nouvelles compositions nanocristallines, comme les hexaborures de terre rare (RB 6 , R=La, Ce, Pr, Nd, Gd) ([14],) et les bronzes de tungstène (M x WO 3 , M=K, Na, Cs) ([15], [16], [17], [18], [19]) ont permis d’atteindre une LSPR, et donc une absorption du rayonnement, dans la gamme de longueurs d’onde du NIR.
Malheureusement, l’incorporation de ces nanocristaux dans des couches minces solides, sans dégradation de l’intensité et de la sélectivité de leur LSPR, demeure un défi. En effet, dans le cadre de la mise en œuvre de ces nanocristaux dans des procédés classiques de formation de revêtements de surface, un effet de couplage lié à la connexion des nanocristaux les uns aux autres au niveau de la structure compacte du film, provoque une diminution de l’intensité du LSPR et un décalage vers le rouge, tandis que l’agrégation des nanocristaux au sein des revêtements formés conduit à une augmentation de la diffusion dans le domaine visible ([20]).
Parmi les méthodes proposées pour la préparation de revêtements à base de nanocristaux semi-conducteurs, on peut citer la publication de Zeng et al [21] qui décrit la fabrication de films minces de résine composite incorporant des nanoparticules de Cs 0 , 33 WO 3 préparées par des méthodes de broyage en vrac, ce qui offre un contrôle limité de leurs tailles et leurs formes.
On peut encore citer la publication de T. Mattox et al. [14] qui propose un moyen de disperser le LaB 6 colloïdal dans une matrice de silice polymère ou sol-gel en incorporant des ligands lors de la synthèse par voie solvant de borohydrure de sodium. Cependant, cette méthodologie ne peut pas être appliquée à la plupart des semi-conducteurs d’oxydes métalliques plasmoniques dont les voies de synthèse utilisent des précurseurs de complexes organométalliques qui réagissent à haute température dans des solvants non polaires. En modifiant différents paramètres, ces synthèses permettent un contrôle précis de la taille et de la forme des particules, mais les laissent coiffées de ligands non polaires, ce qui rend difficile leur dispersion dans la plupart des polymères ou milieux de silice.
Il demeure ainsi un besoin de disposer d’un moyen pour tirer profit des propriétés optiques avantageuses des nanocristaux plasmoniques de type bronze de tungstène lors de leur mise en œuvre au niveau d’un revêtement de surface.
Plus particulièrement, il demeure un besoin de disposer d’une méthode pour élaborer un revêtement à base de nanocristaux plasmoniques de type bronze de tungstène, sans entraver les propriétés de ces nanocristaux, en particulier en conservant une extinction élevée du rayonnement dans les gammes UV et NIR, tout en maintenant une bonne transparence dans le visible.
La présente invention propose ainsi un moyen d’accéder à un revêtement de type film mince à base de nanocristaux de bronzes de tungstène dopés, sans dégrader les propriétés intrinsèques de ces nanocristaux, en particulier en termes d’intensité et de sélectivité de leur LSPR, et donc permettant de former un revêtement pour le contrôle solaire, présentant une extinction élevée du rayonnement dans les gammes UV et NIR, tout en maintenant une transparence élevée dans la gamme du visible.
Plus particulièrement, les inventeurs ont découvert qu’il est possible d’accéder à un revêtement présentant les propriétés optiques requises, en particulier apte à bloquer efficacement les rayonnements UV et proche infrarouge, en dispersant des nanocristaux de bronzes de tungstène dopés, de préférence de morphologie et de taille contrôlées, de manière homogène et individualisée au sein d’une matrice sol-gel à base de silice.
Le ou les capteurs de température de la machine électrique sont alimentés par un courant venant du réseau de bord à travers un circuit d’alimentation. La tension du réseau de bord est en générale de12 Volt, par exemple.
Cependant, il peut se produire un court-circuit dans le circuit d’alimentation, entrainant une défaillance du capteur de température et une mesure de température erronée. Cette défaillance entraîne un risque d’endommagement de la machine électrique.
Actuellement, un ampèremètre est utilisé pour mesurer le courant d’alimentation du capteur de température et détecter des courts-circuits dans le circuit d’alimentation du capteur de température.
Cependant, cette solution est peu fiable, encombrante et couteuse puisqu’il faut prévoir un ampèremètre.
L’invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l’état de la technique en proposant notamment un procédé de détection d’un court-circuit dans un circuit d’alimentation d’un capteur de température permettant de simplifier l’architecture de la machine électrique, de réduire son encombrement et également de fournir une détection de court-circuit plus fiable.
Pour ce faire est proposé, selon un premier aspect de l'invention, un procédé de détection d’un court-circuit dans un circuit d’alimentation d’un capteur de température destiné à mesurer la température dans une machine électrique d’un véhicule mû au moins partiellement par de l’énergie électrique. Le circuit d’alimentation comprend un chemin d’alimentation positif reliant une borne positive du capteur de température à une borne positive d’une source d’alimentation électrique et un chemin d’alimentation négatif reliant une borne négative du capteur de température à une borne négative de la source d’alimentation électrique. Le capteur de température présente une résistance variable en fonction de la température mesurée. La température mesurée varie entre une température de saturation minimale Tsatmin et une température de saturation maximale Tsatmax. Les températures mesurées sont transmises à un dispositif de contrôle de la machine électrique.
Un court-circuit est détecté dans le circuit d’alimentation lorsque la température mesurée par le capteur de température est inférieure ou égale à la température de saturation minimale Tsatmin ou lorsque la température mesurée par le capteur de température est supérieure ou égale à la température de saturation maximale Tsatmax pendant une durée supérieure à un temps T prédéfini. Le dispositif de contrôle de la machine électrique définit alors un état de défaut de court-circuit.
Selon un mode de réalisation, le temps T est d’au moins 5 millisecondes.
En variante, le temps T est de 10 millisecondes.
Selon un mode de réalisation, le capteur de température est une thermistance présentant une résistance à coefficient de température négatif. Un court-circuit à la masse est détecté lorsque la température mesurée est supérieure ou égale à la température de saturation maximale Tsatmax pendant une durée supérieure à un temps T1. Un court-circuit au plus est détecté lorsque la température mesurée est inférieure ou égale à la température de saturation minimale Tsatmin pendant une durée supérieure à un temps T2.
Selon un autre mode de réalisation, le capteur de température est une thermistance présentant une résistance à coefficient de température positif. Un court-circuit au plus est détecté lorsque la température mesurée est supérieure ou égale à la température de saturation maximale Tsatmax pendant une durée supérieure à un temps T3. Un court-circuit à la masse est détecté lorsque la température mesurée est inférieure ou égale à la température de saturation minimale Tsatmin pendant une durée inférieure à un temps T4.
Selon un autre aspect de l’invention, celle-ci a trait à un procédé de gestion d’un défaut de court-circuit comprenant un procédé de détection tel que défini précédemment et selon lequel un code défaut est mémorisé dans une mémoire du dispositif de contrôle de la machine électrique lorsqu’un défaut de court-circuit a été détecté. Le dispositif de contrôle de la machine électrique transmet le code défaut à une unité de supervision du groupe motopropulseur du véhicule.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de contrôle de la machine électrique demande à l’unité de supervision du groupe motopropulseur d’allumer un voyant d’alerte sur un tableau de bord du véhicule et arrête le fonctionnement de la machine électrique.
Selon un mode de réalisation, l’état de défaut de court-circuit est supprimé dans le dispositif de contrôle de la machine électrique lorsque le contact du véhicule est coupé.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de contrôle de la machine électrique arrête de demander l’allumage du voyant d’alerte et autorise le démarrage de la machine électrique lorsque le contact est remis.
Selon un mode de réalisation, le code défaut reste mémorisé dans la mémoire du dispositif de contrôle de la machine électrique et dans une mémoire de l’unité de supervision du groupe motopropulseur après la suppression de l’état de défaut de court-circuit.
Passant maintenant aux figures 5C et 5D, un mode de réalisation d’un ensemble embrayage 500c est illustré, qui pourrait faire partie d’une SSSV (par exemple, la SSSV 170 de la ou la SSSV 200 des figures 2 à 4), conçue et fabriquée selon la présente divulgation. L’ensemble embrayage 500c est similaire à bien des égards à l’ensemble embrayage 500a des figures 5A et 5B. En conséquence, les mêmes références numériques ont été utilisées pour indiquer des caractéristiques similaires, sinon identiques.
Passant maintenant aux figures 6C et 6D, un mode de réalisation d’un ensemble embrayage 600c est illustré, qui pourrait faire partie d’une SSSV (par exemple, la SSSV 170 de la ou la SSSV 200 des figures 2 à 4), conçue et fabriquée selon la présente divulgation. L’ensemble embrayage 600c est similaire à bien des égards à l’ensemble embrayage 600a des figures 6A et 6B. En conséquence, les mêmes références numériques ont été utilisées pour indiquer des caractéristiques similaires, sinon identiques.
- Ledit revêtement est déposé sur la face 5 dudit vitrage triple et ledit vitrage comprend un revêtement bas-émissif, ledit revêtement bas-émissif étant disposé sur la face 2 et/ou sur la face 4, de préférence sur la face 2 dudit vitrage.
- Ledit ou lesdits empilement(s) bas-émissif comprend au moins une couche en argent et des couches en matériaux diélectriques.
- Ledit ou lesdits empilement(s) bas-émissif comprend une couche en ITO et des couches en matériaux diélectriques.
Un article verrier selon la présente invention et tel que décrit précédemment peut avantageusement entrer dans la fabrication de tout élément réfrigérant et en particulier comme élément frontal d’une porte de réfrigérateur ou d’une porte de congélateur. Grâce à l'effet chauffant du revêtement, l’article dont la face non recouverte est au contact de l’environnement extérieur, permet un réchauffement de son environnement physique et prévenir de la condensation du côté extérieur, ce qui crée un effet particulièrement bénéfique dans ces applications. Le revêtement selon l'invention se distingue notamment par sa très fine couche conductrice TCO, dont l’épaisseur est beaucoup plus fine que celles habituellement utilisées dans la technique. Les inventeurs ont découvert qu'un effet de chauffage homogène sur toute la surface de l’article verrier peut être obtenu avec le revêtement décrit précédemment, même en utilisant les tensions d'alimentation habituelles utilisées dans différents pays par exemple entre 40 et 250 volts, notamment entre 100 et 240 volts. Les coûts de production sont considérablement réduits par l’utilisation de matériaux en quantité réduite, en particulier de la couche de TCO, de préférence l’ITO.
L’article verrier selon l'invention présente de préférence une transmission dans le domaine spectral visible d'au moins 40%. Par "domaine spectral visible", on entend le domaine spectral de 380 nm à 780 nm. Le facteur de transmission est de préférence déterminé selon la norme EN 410 (2011).
Le revêtement selon l’invention présente une résistance par carré de 50 ohms/carré à 400 ohms/carré, de préférence de 50 ohms/carré à 300 ohms/carré. Une telle résistance peut être obtenue avec les couches minces de TCO selon l'invention et permet d'obtenir un rendement thermique approprié avec des tensions de fonctionnement habituelles décrites précédemment.
Le substrat est en général constitué de verre plat. Le substrat contient, dans un mode de réalisation préféré, du verre sodocalcique mais peut cependant, en principe, également contenir d'autres types de verre, par exemple, du verre borosilicaté ou du verre de quartz. Le substrat a de préférence une épaisseur de 1 mm à 20 mm, typiquement de 2 mm à 6 mm. Le substrat peut être plan ou même bombé Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, le substrat est une vitre en verre thermiquement précontraint.
Le revêtement est selon l’invention avantageusement disposé sur une surface non exposée du substrat, c'est-à-dire qu’il est présent sur la face du substrat qui sera tournée vers l’intérieur du vitrage final, qui peut être du type vitrage multiple (aussi appelé vitrage isolant) ou feuilleté. Ainsi l’article verrier selon l'invention fait partie, en fonctionnement, d'un ensemble comprenant plusieurs feuilles (ou substrats) de verre qui comprend au moins un autre substrat verrier en plus de celui de l’article selon l'invention.
Par vitrage multiple on entend un vitrage dans lequel une succession de feuilles ou substrats de verre sont espacés de lame(s) de gaz. Dans de tels vitrages multiples, l’article selon l'invention est relié à une ou plusieurs autres vitres par l'intermédiaire d'une entretoise périphérique souvent appelé espaceur (spacer) dans le domaine, de sorte qu'un espace intermédiaire rempli de gaz comme l’air ou plus rarement l’argon ou le Krypton (ou plus rarement encore de vide) est créé entre les vitres.
Par vitrage feuilleté on entend un vitrage dans lequel une succession de feuilles ou substrats de verre sont collés par un feuillet intercalaire thermoplastique. Dans les vitrages feuilletés, l’article selon l'invention est laminé avec une ou plusieurs autres feuilles de verre par l'intermédiaire d'une couche intermédiaire thermoplastique, en particulier en PVB (polyvinylbutyral).
Le revêtement selon l’invention tel que décrit précédemment est typiquement appliqué sur toute la surface du substrat, éventuellement à l'exception d'une région de bord circonférentielle et/ou d'une autre région localement limitée qui peut servir, par exemple, à la transmission de données. Le revêtement peut également être structuré par des lignes sans revêtement à travers lesquelles le flux de courant peut être convenablement dirigé. La partie revêtue de la surface du substrat s'élève de préférence à au moins 90%.
Lorsqu'une couche « comprend » un matériau, cela inclut, dans le contexte de l'invention, le cas dans lequel la couche est constituée essentiellement ou même est constituée par ledit matériau, ce qui est, en principe, également préférable. Les composés décrits dans le cadre de la présente invention, en particulier les oxydes, les nitrures, peuvent, en principe, être stœchiométriques, sous-stœchiométriques ou superstœchiométriques, même si les formules moléculaires stœchiométriques sont souvent citées pour une meilleure compréhension.
En particulier, les couches comprenant du nitrure de silicium comprennent majoritairement du silicium et de l’azote comme constituants principaux. En particulier, le silicium et l’azote représentent ensemble plus de 50%, plus de 60% voire plus de 70% ou même plus de 80% des atomes présents dans une couche, voire plus de 90% des atomes présents dans une couche. De préférence, lesdites couches comprenant du nitrure de silicium sont essentiellement constituées de silicium et d’azote et optionnellement d’au moins un élément choisi parmi l’aluminium, le bore ou le zirconium, de préférence l’aluminium, aux impuretés inévitables près. Lesdites couches comprenant du nitrure de silicium sont en principe exempte d’oxygène aux impuretés inévitables près après leur dépôt, par exemple elles comprennent moins de 5% molaire d’oxygène élémentaire, en particulier moins de 1% molaire d’oxygène élémentaire. Cependant les couches comprenant du nitrure de silicium peuvent comprendre au final une quantité beaucoup plus importante d’oxygène, notamment après un traitement thermique sous air des articles verriers selon l’invention, telle qu’une trempe qui va souvent conduire à l’oxydation partielle desdites couches. De préférence, lesdites couches présente un ratio N/Si supérieur à 1,25 et sont des couches stœchiométriques. Par « stœchiométrique », on entend que le ratio N/Si est égal à 1,33 pour ces couches de nitrure à base de silicium, correspondant au composé Si 3 N 4 . Par « sensiblement stœchiométrique », on entend par exemple que la valeur mesurée pour ce composé Si3N4 diffère de moins de 5% de cette valeur théorique. En effet, il convient de noter que les couches comprenant du nitrure de silicium selon l’invention sont obtenues par un procédé de pulvérisation cathodique assistée par magnétron à partir d’une cible silicium métallique pouvant comprendre une quantité mineure d’un autre élément tel que l’aluminium et/ou le zirconium, par exemple autour de 8% atomique d’aluminium, dans une atmosphère réactive contenant de l’azote. Dans un tel cas, le ratio N/Si peut varier sensiblement de la valeur théorique 1,33 (= 4/3) (correspondant au composé défini Si3N4) en tenant compte des stœchiométries des composés définis AlN et Si3N4. A titre d’exemple, pour une couche de nitrure de silicium comprenant un peu d’aluminium, obtenue avec la cible décrite précédemment (8% d’aluminium), le ratio N/Si de la couche stœchiométrique correspond théoriquement à une formulation : 92% (SiN1,33) / 8% (AlN) soit un ratio N/Si de 1,41 (sur la base d’une formule théorique 0,92 SiN1,33 0,08 AlN, soit un ratio : N/Si = [(0,92×1,33+0,08×1)/(0,92)] = 1,41).
Les valeurs indiquées pour les indices de réfraction sont mesurées à une longueur d'onde de 550 nm.
La couche électriquement conductrice contient, selon l'invention, au moins un oxyde transparent et électriquement conducteur (TCO) et présente une épaisseur de 1 nm à 40 nm, de préférence de 5 nm à 35 nm. Même avec ces faibles épaisseurs, un effet de chauffage adéquat peut être obtenu avec une tension appropriée. La couche conductrice contient très préférentiellement de l'oxyde d'indium et d'étain (ITO), qui s'est avéré particulièrement utile, notamment en raison de sa faible résistance spécifique. En outre, en appliquant les principes de l’invention, un effet de chauffage très uniforme peut être assuré avec un tel matériau.
Classiquement, la composition des couches d’ITO est de l’ordre de 90% poids d’In 2 O 3 et de 10% poids de SnO 2 , étant entendu que la présente invention n’est bien entendu pas limitée à de telles proportions et que ces pourcentages peuvent bien entendu fluctuer autour de cette composition, par exemple dans une gamme comprise entre 70 et 95% poids d’In 2 O 3 et entre 30 et 5% de SnO 2 .
- La couche électriquement conductrice comprend et de préférence est à base d’un oxyde d'indium et d'étain.
- La couche électriquement conductrice a une épaisseur de 8 nm à 15 nm.
- La couche électriquement conductrice a une épaisseur de 15 nm à 30 nm.
- Ladite première couche diélectrique est constitué essentiellement de nitrure de silicium, éventuellement dopé avec un élément choisi parmi Al, Zr, B, de préférence Al, ladite couche pouvant être éventuellement partiellement oxydée sous l’effet d’un traitement thermique.
- Ladite seconde couche diélectrique est constituée essentiellement de nitrure de silicium, éventuellement dopé avec un élément choisi parmi Al, Zr, B, de préférence Al, ladite couche pouvant être éventuellement partiellement oxydée sous l’effet d’un traitement thermique.
- L’Article verrier comprend en outre au moins deux bandes d’amenée de courant disposées au-dessus dudit revêtement chauffable et au contact de celui-ci.
- Lesdites au moins deux bandes d’amenée de courant sont disposées selon deux extrémités opposées dudit article, de préférence dans le sens de sa plus grande longueur.
- Ledit revêtement a une résistance par carré comprise entre 50 ohms par carré et 400 ohms par carré.
- Le substrat est une vitre en verre thermiquement précontraint, avant ou après le dépôt dudit revêtement.
L’invention concerne également un vitrage multiple, comprenant un article verrier selon l’une des revendications précédentes et au moins un autre substrat verrier séparé dudit article par une lame de gaz ou un feuillet thermoplastique, notamment de PVB, ledit revêtement étant au contact de la lame de gaz ou du feuillet thermoplastique.
Selon des modes possibles et préférés d’un tel vitrage multiple :
- Ledit revêtement est déposé sur la face 2 ou la face 3 dudit vitrage, de préférence ledit revêtement est déposé sur la face 2 dudit vitrage.