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Procédé de détermination de la température des gaz de sortie d’un moteur et procédé de mesure de l’usure d’un moteur DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION Le domaine technique de l’invention est celui de la mesure de l’usure d’un moteur.
La présente invention concerne un procédé de détermination de la température des gaz de sortie d’un moteur, par exemple d’une turbomachine, et un procédé de mesure de l’usure d’un moteur faisant usage de ce procédé de détermination de la température des gaz de sortie.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Dans l’état de la technique, il est connu d’effectuer le suivi de l'état d'un moteur au cours du temps, en particulier le suivi de l'usure interne, à travers la mesure de température des gaz de sortie (EGT : Exhaust Gaz Temperature). De manière générale, cette mesure est effectuée à l'aide de capteurs embarqués. Cependant, les mesures ainsi effectuées sont très imprécises et dépendent fortement des conditions d'acquisition. Il en résulte une mauvaise évaluation de l’usure, ce qui peut entrainer des opérations de maintenance non nécessaires ou bien encore une sous-estimation de l’usure réelle.
Dans les méthodes actuelles, il est connu d’utiliser une moyenne temporelle de la température des gaz de sorite sur environ 15 jours (150 vols environs) des mesures renormalisées par un a priori physique linéaire. Une telle moyenne permet de lisser la courbe et la rendre presque indépendante de conditions externes. Cependant, une telle technique n’est pas sans inconvénient. Tout d’abord, compte tenu de l’opération de lissage, il n’est pas permis de comparer les vols individuellement. De manière plus générale, cette technique fait perdre l'instantanéité de la mesure et se base donc sur un calcul nécessairement biaisé. L’approche linéaire n’est pas non plus la mieux adaptée.
Il existe donc un besoin d’un procédé permettant d’évaluer l’usure d’un moteur ne reposant pas sur des mesures externes, mais à partir d’une mesure intrinsèque.
L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en permettant de déterminer la température des gaz de sortie à l’aide d’un modèle prenant notamment en compte l’évolution de l’état du moteur au cours des différentes utilisations.
Pour cela, un premier aspect de l’invention concerne un procédé de détermination de la température des gaz de sortie d’un moteur lors d’une utilisation cible à partir des données associées à une partie au moins des utilisations précédentes, les données comprenant, pour chaque utilisation parmi les utilisations précédentes, une première série de données relative au moteur et mesurée lors de l’utilisation considérée, et une deuxième série de données relative aux conditions environnementales lors de l’utilisation considérée, la première série et la deuxième série de donnée étant regroupées dans un vecteur de donnée associé au vol considéré , la température des gaz de sortie étant déterminée à l’aide d’un modèle à base de mixture gaussienne caractérisé par un jeu de paramètres du modèle, le procédé comprenant : Pour chaque utilisation avec , une étape de détermination, par un réseau de neurones récursif, d’un vecteur d’état du moteur associé à l’utilisation considérée, le réseau de neurones récursif prenant en entrée le vecteur d’état du moteur à l’utilisation précédent l’utilisation considérée ainsi que les données associées à l’utilisation considérée ; A partir du vecteur d’état du moteur et des données associées à chaque utilisation avec , une étape de détermination d’un vecteur d’état contextuel associé à l’utilisation cible à l’aide d’une somme pondérée de l’ensemble de données associé à chaque vol ; A partir des données associées à chaque utilisation avec , une étape de détermination d’un vecteur contextuel d’utilisation associé à l’utilisation cible à l’aide d’une somme pondérée de l’ensemble de données associé à chaque vol ; A partir du vecteur contextuel d’état , du vecteur contextuel d’utilisation et de données de profil associés à l’utilisation cible , une étape de détermination, à l’aide d’un réseau de neurones dense, du jeu de paramètres du modèle ; A partir du modèle à base de mixture gaussienne, une étape de détermination de la température des gaz de sortie lors de l’utilisation cible.
Grâce à l’invention, il est non seulement possible de construire une mesure mais aussi d’identifier un modèle numérique interne dépendant uniquement de l'état du moteur, ce modèle numérique étant utilisé pour simuler le comportement du moteur sur des vols qu'il n'aura pas nécessairement effectués et ceci à toute étape de sa vie. Il sera notamment possible de déterminer l’évolution temporelle de la mesure statistique intrinsèque de la température des gaz de sortie à l’aide de simulation sur des ensembles de vols de référence, mais aussi de comparer deux moteurs en simulant le vol de l’un sur l’autre, voire d’évaluer la différence entre l’état courant du moteur et sa version presque neuve.
Dans un mode de réalisation, le vecteur contextuel d’état est donné par l’expression suivante :
où le coefficient donné par la relation suivante :
où est la fonction similarité cosinus.
Dans un mode de réalisation, le vecteur contextuel d’utilisation est donné par l’expression suivante :
La première paroi principale et la seconde paroi principale peuvent être jointives au niveau de la première extrémité du corps et de la seconde extrémité du corps de manière obturer de manière étanche le corps. La première paroi principale et la seconde paroi principale peuvent être déformées, par exemple par queusotage ou poinçonnage, de manière à être amenées en appui l’une sur l’autre dans la première direction transversale. La distance selon la première direction transversale qui sépare la première paroi principale et la seconde paroi principale peut varier entre 0 et la première distance au niveau d’au moins une partie de chacun des collecteurs.
Le premier collecteur et le second collecteur peuvent être réalisés par un usinage des cloisons internes de manière à les raccourcir au niveau de chaque extrémité du corps et ainsi former un espace (i.e. le collecteur) au niveau chaque extrémité du corps avec lequel communique tous les canaux internes.
La première paroi principale et la seconde paroi principale peuvent être solidarisées l’une à l’autre au niveau de la première extrémité du corps et de la seconde extrémité du corps, notamment par une soudure. Il peut s’agir par exemple d’une soudure par ultrasons ou d’une soudure TIG. Alternativement, l’échangeur peut comprendre un capuchon recouvrant la première paroi principale et la seconde paroi principale au niveau de la première extrémité du corps et de la seconde extrémité du corps et solidarisé à la première paroi principale et/ou la seconde paroi principale. Le système peut être réalisé par fabrication additive dans son entièreté ou simplement au niveau des capuchons.
Les canaux internes peuvent être agencés les uns après les autres dans la deuxième direction transversale.
La première paroi principale et la seconde paroi principale peuvent présenter, au moins au niveau de la deuxième partie de l’échangeur, respectivement un premier coefficient de conduction thermique et un deuxième coefficient de conduction thermique différents l’un de l’autre. Cela favorise un déclenchement local de l’ébullition au niveau de la paroi qui présente le coefficient de conduction thermique le plus élevé ce qui permet de faciliter la première mise en mouvement du fluide de travail au sein du corps, même en présence d’un faible flux de densité thermique issue de la source chaude.
Dans un cas particulier, la première paroi principale et/ou la seconde paroi principale peuvent comprendre une bande s’étendant respectivement selon la première direction longitudinale et la deuxième direction longitudinale pour chaque partie du corps et au niveau desquelles elles présentent respectivement le premier coefficient de conduction thermique et le deuxième coefficient thermique.
Chaque cloison interne peut présenter au moins en partie un troisième coefficient de conduction thermique qui peut être compris entre le premier coefficient de conduction thermique et le deuxième coefficient de conduction thermique. Notamment, le troisième coefficient de conduction thermique peut être égal au premier coefficient de conduction thermique ou au deuxième coefficient de conduction thermique. Alternativement, chaque cloison interne peut présenter au moins une portion dont la résistance thermique est supérieure à la résistance thermique de la première paroi principale et de la seconde paroi principale. En augmentant localement la résistance thermique entre les deux parois principales, la mise en mouvement du fluide de travail est encore facilitée. Aussi, chaque cloison interne peut être réalisée dans le même matériau que les parois principales afin de conserver les mêmes propriétés. L’augmentation local de résistance thermique peut être obtenue par un degré de frittage différent. La portion de cloison présentant une résistance thermique supérieure peut être poreuse (sans pour autant permettre une connexion hydraulique significative entre les canaux).
Selon une alternative, chaque cloison interne peut comprendre une première portion et une deuxième portion disposées l’une après l’autre dans la première direction transversale, la première portion étant adjacente à la première paroi principale et la deuxième portion étant adjacente à la seconde paroi principale. La première portion de chaque cloison interne peut présenter le premier coefficient de conduction thermique et la deuxième portion de chaque cloison interne peut présenter le deuxième coefficient de conduction thermique. Dans un cas particulier, la première portion et la deuxième portion de chaque cloison interne peuvent s’étendre dans la première direction transversale selon une dimension relative égale à 50% de la dimension de la cloison interne selon la première direction transversale.
La première paroi principale, la seconde paroi principale et/ou chaque cloison interne peuvent être réalisées dans un même matériau préférentiellement conducteur. Cela peut être en aluminium ou en cuivre. En effet, l’aluminium est un matériau peu onéreux qui présente un bon coefficient de conduction thermique. L’échangeur de chaleur peut être ainsi réalisé par un procédé d’extrusion d’un profilé.
Alternativement, la première paroi principale, la seconde paroi principale et/ou chaque cloison interne peuvent être réalisées dans des matériaux différents. Par exemple, la première paroi principale et la seconde paroi principale peuvent être réalisées dans un premier matériau et chaque cloison interne peut être réalisée dans un second matériau. Selon un autre exemple, la première paroi principale et chaque cloison interne peuvent être réalisées dans un premier matériau et la seconde paroi principale peut être réalisée dans un second matériau. L’échangeur de chaleur peut être fabriqué par fabrication additive ou par assemblage par fusion. En outre, la première paroi principale, la seconde paroi principale et/ou chaque cloison interne peuvent comprendre un revêtement, notamment adapter pour modifier le coefficient de conduction thermique localement.
Au moins un canal interne peut comporter, au moins au niveau de la deuxième partie de l’échangeur, au moins deux sous-canaux, de préférence au niveau d’une portion de la deuxième partie de l’échangeur qui est couplée thermiquement à la source chaude. Il a été constaté qu’un accroissement du nombre de canaux au niveau de la deuxième partie par rapport à la première partie permet d’améliorer les performances de l’échangeur en diminuant le diamètre hydraulique et en accroissant la surface d’échange interne. Selon un cas particulier, chaque canal interne comporte au moins deux sous-canaux.
L’échangeur peut comprendre en outre au moins une ailette s’étendant depuis une face externe du corps au niveau de la première partie, l’échangeur comprenant de préférence une pluralité d’ailettes s’étendant depuis ladite face externe du corps. L’échangeur peut comprendre une pluralité d’ailettes s’étendant depuis une face externe de la première paroi principale du corps au niveau de la première partie et/ou depuis une face externe de la seconde paroi principale du corps au niveau de la première partie.
Selon une alternative, l’échangeur peut comprendre une partie intermédiaire. L’échangeur peut comprendre une première partie coudée reliant la première partie à la partie intermédiaire et une deuxième partie coudée reliant la deuxième partie à la partie intermédiaire. Par exemple, l’angle formé par chaque partie coudée peut être égal à 90°. La partie intermédiaire peut donc s’étendre perpendiculairement à la première partie et la deuxième partie. Autrement dit, la première partie et la deuxième partie peuvent s’étendre parallèlement l’une à l’autre. Cette configuration en « L » peut-être généralisée pour former des systèmes en « T » ou en « X ».
Le corps peut comprendre au moins une première pièce et une deuxième pièce rapportées l’une à l’autre, chaque canal interne étant agencé à l’intérieur de la première pièce et le premier collecteur est formé par la deuxième pièce.
Selon un autre aspect, il est proposé une batterie comprenant au moins deux cellules et l’échangeur de chaleur tel que décrit ci-avant, la deuxième partie de l’échangeur de chaleur étant intercalée entre les deux cellules. Il peut s’agir d’une batterie de véhicule. L’échangeur de chaleur peut être intégré sur les quatre faces d’un profilé extrudé unique de façon à former un boitier diphasique d’un seul tenant.
De manière analogue, on prépare et on caractérise une demi-pile incluant l’anode selon l’invention préparée avec la composition aqueuse d’anode T2. Pour chaque demi-pile, on détermine charge ( loading ), capacité, efficacité coulombienne initiale (ICE), efficacité coulombienne après 10 cycles puis après 20 cycles (CE10, CE20), rendement de cycle coulombien ( cycling Coulombic efficiency - CCE1), rétention de capacité par rapport au premier cycle après 10 cycles puis après 20 cycles (CR10, CR20). Les résultats sont présentés dans le tableau 2.
Polymère Charge (mAh/cm 2 ) Capacité (mAh/g) ICE (%) CE10 cycles (%) CE20 cycles (%) CCE1 (%) CR10 cycles (%) CR20 cycles (%) P1 2,9 734 86,9 99,12 99,27 74,1 99,65 99,69 P2 3,1 760 88,6 98,85 99,03 76 99,75 99,81
COMPOSITION D’ANODE AU LIANT ORGANOSOUFRÉ L’invention concerne une composition aqueuse d’anode comprenant des particules ou des fibres métalliques ou de carbone graphite et un agent liant comprenant au moins un polymère hydrosoluble P qui est préparé à partir d’un monomère organosoufré. L’invention concerne également une méthode de fabrication d’une anode au moyen de cette composition aqueuse.
Ainsi, l’invention fournit une composition aqueuse T d’anode comprenant : * au moins un agent liant L comprenant au moins un polymère hydrosoluble P, préparé en présence d’au moins un composé initiateur, par une réaction de polymérisation d’au moins un monomère organosoufré M et * au moins un matériau E choisi parmi des fibres métalliques, des particules métalliques, des fibres de carbone graphite, des particules de carbone graphite, des particules de silicium et leurs combinaisons.
Un faisceau électrochimique est préparé de manière classique. Il est préparé en superposant au moins une électrode positive, au moins un séparateur, au moins une électrode négative, chaque électrode positive étant séparée de l'électrode négative par un séparateur. Il peut s'agir d'une disposition plane ou en spirale des électrodes.
L’assemblage de ladite au moins une électrode positive, dudit au moins un séparateur et de ladite au moins une électrode négative est introduit dans un conteneur de l’élément. Le conteneur peut être de format parallélépipédique ou cylindrique. Il peut également s'agir d'une poche souple constituée après soudage des bords de deux films multicouches, chaque film multicouche comprenant une couche métallique, prise en sandwich entre deux couches de matière plastique.
Des quantités appropriées du monomère, dudit au moins un solvant, dudit au moins un sel de lithium et de l'initiateur thermique sont mélangées pour conduire à un mélange liquide. Généralement, le pourcentage en masse du monomère va de 1 à 20% ou de 5 à 10% ou de 2 à 7% pour une masse totale dudit au moins un solvant, dudit au moins un sel de lithium et de l'initiateur thermique de polymérisation radicalaire de 100%. Un faible pourcentage de monomère permet d'obtenir une viscosité plus faible du mélange liquide ce qui améliore l'imprégnation des électrodes.
La quantité totale du ou des initiateurs thermiques de polymérisation radicalaire peut représenter de 0,1 à 3% en masse, idéalement de 1 à 1,5% en masse par rapport à la masse de monomère.
L’assemblage est immergé dans le mélange liquide à température ambiante. Une période de repos allant généralement de 12 à 24 heures est de préférence observée pour améliorer la pénétration du mélange liquide dans les pores des électrodes positives et négatives.
La température est ensuite augmentée à une valeur suffisante pour activer l’initiateur et provoquer la réticulation du monomère. La température est généralement fixée dans la gamme allant de 50 à 100°C, de préférence de 60 à 70°C. Elle peut être fixée dans la gamme de 60°C à 70°C lorsque l'initiateur radicalaire est l'azobisisobutyronitrile (AIBN). La chaleur est maintenue pendant 2-24 heures, généralement de 5 à 15 heures selon les quantités de monomère et d'initiateur radicalaire utilisées. L'utilisation de la technique FT-IR permet de vérifier si le mélange réactionnel contient encore des composés présentant une double liaison C=C. L'homme du métier est en mesure de savoir quand arrêter l'application de la chaleur.
Dans le cas d’un conteneur rigide de format prismatique ou cylindrique, un couvercle comprenant les bornes de sortie de courant de l’élément est placé sur l'ouverture du conteneur. La connexion électrique de la borne positive à l'électrode positive et la connexion électrique de la borne négative à l'électrode négative sont réalisées.
La fermeture de l’élément peut avoir lieu avant ou après la réticulation.
Exemples Deux éléments électrochimiques de format pochette ont été fabriqués. Ils diffèrent par la composition de leur électrolyte gélifié. Le monomère est dans l’un des éléments du triacrylate de triméthylolpropane propoxylate (TPPTA) présentant une masse moléculaire en nombre de 644 g/mol. Le monomère est du diacrylate de poyéthylène glycol (PEGDA) présentant une masse moléculaire en nombre de 6000 g/mol dans le second élément. Les deux éléments comprennent chacun un assemblage constitué d’une électrode positive, d’une électrode négative séparées par un séparateur. L’assemblage est logé dans une pochette souple constituée après soudure des bords de deux films multicouches, chaque film multicouche comprenant une couche métallique en aluminium prise en sandwich entre deux couches de matière plastique. L’électrode positive comprend un mélange de matières actives constitué de 60% en masse de LiMn 0 , 8 Fe 0 , 2 PO 4 et de 40 % en masse de LiNi 0,6 Mn 0,20 Co 0,20 O 2 . L’électrode négative est constituée d’une feuille de lithium de 60 µm accolée à un collecteur de courant qui est un feuillard de cuivre. Le séparateur est constitué d’une couche de polyéthylène recouverte sur ses deux faces d’une couche d’alumine.
L'électrolyte polymère gélifié a été obtenu par réticulation in-situ du monomère dans la pochette. Pour ce faire, on a d’abord préparé un mélange de carbonate de fluororéthylène (FEC) et de carbonate d’éthyle méthyle (EMC) dans les proportions de 20 % vol. / 80 % vol. LiPF 6 et LiDFOB ont été ajoutés au mélange, chacun à la concentration de 0,5 M. L’initiateur thermique de polymérisation radicalaire a également été préalablement ajouté au mélange à raison de 0,1% en masse par rapport à la masse de l’ensemble constitué par FEC, EMC, LiPF 6 , LiDFOB et le monomère. Le monomère a été incorporé au mélange à raison de 5% en masse de monomère par rapport à la masse de l’ensemble constitué par le monomère, les solvants, l’hexafluorophosphate de lithium (LiPF 6 ), le difluoro(oxalato)borate de lithium (LiDFOB) et l’initiateur thermique de polymérisation radicalaire. Le mélange liquide a été introduit dans la pochette contenant l’électrode positive, le séparateur et l’électrode négative. La réticulation a été déclenchée en exposant la pochette à une température de 70°C pendant 7 heures.
Les éléments ont subi une formation consistant en deux cycles de charge/décharge au régime de C/10 – D/10 puis ont subi un cyclage au régime de C/5 – D/2. Au cours des tests, les faces opposées des éléments ont été soumises à une force de compression de 1 bar.
Des mesures d’impédance complexe ont montré que la valeur de la résistance de l’électrolyte se stabilisait plus rapidement pour l’élément dont l’électrolyte contenait TPPTA que pour l’élément dont l’électrolyte contenait PEGDA.
La compare la capacité de double couche des électrodes positives à 25°C lorsque l’électrolyte est gélifié par du TPPTA réticulé avec celle lorsque l’électrolyte est gélifié par du PEGDA réticulé, pour différentes fréquences après la formation des éléments. La capacité de double couche la plus élevée est obtenue pour l’élément dont l’électrolyte est gélifié par du TPPTA réticulé. Ceci suggère une meilleure imprégnation des électrodes par l’électrolyte gélifié par du TPPTA réticulé. Une raison pourrait être la masse moléculaire plus faible du TPPTA par rapport à celle du PEGDA, ce qui induirait une viscosité plus faible du mélange liquide avant réticulation du monomère.
La compare la résistance de l’interface entre les électrodes de lithium avec l’électrolyte gélifié à base de TPPTA ou à base de PEGDA à 25°C. La résistance de cette interface entre l’électrolyte gélifié à base de TPPTA et le lithium est plus faible que celle entre l’électrolyte gélifié à base de PEGDA et le lithium. Ce résultat montre que l’interface est moins résistive et ainsi une polarisation plus faible liée à cette interface sera obtenue lors du passage du courant. De plus, la valeur de résistance entre l’électrolyte gélifié à base de TPPTA et le lithium diminue plus rapidement au fil de temps indiquant une stabilisation de celle-ci.
On a fait subir le cyclage aux deux éléments. La variation de la capacité déchargée par les éléments en fonction du nombre de cycles a été représentée à la . La montre que jusqu’au cycle numéro 12 environ, la capacité déchargée par l’élément dont l’électrolyte est gélifié par du PEGDA réticulé est légèrement supérieure à celle de l’élément dont l’électrolyte est gélifié par du TPPTA réticulé. Au-delà de ce cycle, c’est l’élément dont l’électrolyte est gélifié par du TPPTA réticulé qui présente la capacité déchargée la plus élevée.
La variation du pourcentage de rétention de la capacité initiale en fonction du nombre du cycles a été représentée . On peut noter une baisse rapide de rétention de la capacité initiale pour l’élément dont l’électrolyte est gélifié par du PEGDA réticulé. De plus, le rendement coulombique de l’élément dont l’électrolyte est gélifié par du TPPTA réticulé est supérieur de 1% à celui de l’élément dont l’électrolyte est gélifié par du PEGDA. Ces résultats montrent que l’utilisation d’un monomère de faible poids moléculaire permet d’augmenter la durée de vie en cyclage et le rendement coulombique de l’élément.
Ainsi, dans l’art antérieur, l’utilisateur a besoin d’être à proximité de la trappe ouverte pour savoir quel est le statut en cours de la recharge.
Un objectif de la présente invention est de remédier aux défauts de l’art antérieur, et notamment de proposer une interface permettant de savoir quel est le statut en cours de la recharge lorsque l’utilisateur est à l’extérieur du véhicule.