INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Chaque embout 28, 29 est formé d’un seul tenant avec l’ensemble du corps 20 et 22 respectivement.
Les corps 20 à 24 sont réalisés en métal, par exemple de l’aluminium, ou en plastique.
Chaque corps 20 à 24 comprend une ou plusieurs parois cylindriques 30 qui définissent le ou les canaux 26 d’écoulement de fluide.
Chaque corps 20 à 24 comprend une paroi plane 31 parallèle à la face principale 6 de la plaque 4.
Les parois planes 31 sont toutes coplanaires de sorte que les composants 15 à 19 imbriqués s’étendent globalement dans un même plan principal PP parallèle à la face 6 de la plaque 4.
Certains des composants, par exemple ceux 16 et 18, comportent un ou plusieurs conduits 33 d’écoulement de fluide caloporteur qui sont incliné, notamment perpendiculaires, au plan principal PP des composants imbriqués. Ces conduits 33 sont orientés en direction opposée à la face 6 de plaque 4.
Comme illustré sur les figures 3 et 7, le composant 15 comprend un conduit 34 qui s’étend à travers une ouverture 35 de la plaque 4 du support mécanique 3.
Ce conduit 34 permet de relier des composants fluidiques de part et d’autre de la plaque 4.
Les composants 15 à 19 peuvent avoir des configurations variées, avec un nombre et une forme de canaux et de conduits à adapter en fonction des environnements requis.
Comme on peut le voir sur les figures 4 et 6, certains composants 15 à 19 comportent chacun une ou plusieurs brides 36 agencées pour s’appuyer contre une bride 36 du corps 20 à 24 adjacent lorsque ces composants sont assemblés l’un avec l’autre.
Chaque bride 36 est perpendiculaire au plan principal PP des composants imbriqués.
Les composants 15 à 19 sont assemblés entre eux à l’aide d’organes de fixation, par exemple des pattes de fixation appartenant à l’un des corps 20 à 24.
Selon l’un des aspects de l’invention, ces organes de fixation sont des vis ou des écrous ou des rivets agencés pour fixer deux composants 15 à 19 voisins entre eux.
Chaque composant 15 à 19 est agencé pour assurer une fonction fluidique passive, à savoir une fonction qui ne nécessite pas de pièce mobile actionnable.
La fonction fluidique passive est choisie pour diviser l’écoulement de fluide caloporteur en une pluralité d’écoulements secondaires, ou pour dévier le fluide en lui faisant accomplir un virage, ou pour l’accélérer ou le ralentir à l’aide de sections de passage de fluide ayant une forme appropriée.
Cette implémentation permet théoriquement de détecter très facilement quel interrupteur est fermé à chaque incrément de temps de mesure de l’unité d’analyse. En connaissant la position des capteurs associés à ces interrupteurs, il est donc possible de modéliser la propagation de l’onde acoustique et d’obtenir une triangulation efficace du point de rupture du fil.
En situation réelle, cette implémentation pose néanmoins un problème de transmission efficace de l’information des capteurs à l’unité d’analyse. En effet, la durée de commutation est variable d’un interrupteur à l’autre, et l’obtention d’un signal clair au niveau de l’unité d’analyse nécessite des câbles coaxiaux très performants entre les capteurs et l’unité d’analyse pour limiter l’apparition de signaux parasites susceptibles d’entrainer une modification de la tension et donc une mauvaise détection de l’interrupteur fermé.
Il s’ensuit que la durée d’implémentation d’une telle solution sur un ouvrage d’art, tel qu’un pont, nécessite classiquement une journée de travail pour passer et fixer correctement tous les capteurs et les câbles nécessaires à la transmission efficace de l’information.
Par ailleurs, la solution du document EP 0 988 539 présente également des risques de mauvaises détections dus à la caractérisation d’une rupture sur la base d’un simple franchissement d’un seuil de vibration acoustique. En effet, une onde acoustique peut être transmise dans un câble par frottements mécaniques, lors de vents violents, lors d’un accident sur un pont ou encore lorsqu’un élément entre en collision avec le câble, sans que ces évènements n’entrainent une rupture d’un fil du câble. Avec la solution du document EP 0 988 539, ces évènements peuvent générer l’émission d’une fausse alerte et une phase de recherche de rupture peut être engagée inutilement.
Le problème technique de l’invention est donc d’obtenir un dispositif de détection de rupture de fil dans au moins un câble d’une structure de génie civil avec une détection efficace et facile à installer sur un ouvrage d’art.
L’invention consiste à déployer une architecture modulaire de capteurs, regroupés en clusters, chaque cluster ayant son propre superviseur gérant l’acquisition et le stockage à l’échelle locale, avant transmission, notamment digitalement, c’est-à-dire sans câble, à l’unité d’analyse. Cette architecture octroie au système une très grande souplesse dans sa mise en œuvre et son évolution, puisque le rajout de clusters est illimité. Cette architecture permet en outre une économie substantielle de composants et notamment de câblage.
Pour répondre à ce problème technique, l’invention propose de capter, d’enregistrer et d’analyser tous les signaux émis par les capteurs acoustiques consécutivement au dépassement d’un seuil de vibration acoustique, pendant une durée prédéterminée. L’ unité d’analyse peut ainsi comparer la forme des signaux captés par différents capteurs acoustiques dans une même plage de temps avec des signaux attendus pour un évènement de type rupture de fil. Ainsi, l’unité d’analyse peut distinguer une rupture d’un fil d’un autre évènement entrainant la vibration d’un câble, limitant ainsi le risque de mauvaise détection.
Cette solution implique la transmission d’un grand nombre d’informations à l’unité d’analyse. Pour ce faire, l’invention propose de former des clusters de capteurs acoustiques, chaque cluster de capteurs comprenant une unité de supervision munie d’une carte d’acquisition des signaux issus des capteurs et d’une mémoire permettant d’enregistrer et d’horodater les signaux afin de les transmettre à l’unité d’analyse.
Ainsi, l’unité d’analyse peut récupérer ultérieurement les signaux horodatés pour rechercher des évènements analogues à une rupture d’un fil d’un câble dans l’ensemble des signaux captés par les différents clusters sans qu’il soit nécessaire de réaliser cette analyse en temps réel.
En outre, l’unité d’analyse obtient désormais des informations précises sur la forme des signaux issus des capteurs pour caractériser ou non la rupture d’un fil d’un câble.
L’invention abandonne donc le principe d’une architecture centralisée. Cet abandon se heurte néanmoins à deux verrous : – la synchronisation des différents clusters : en abandonnant l’horodatage à l’unité centrale cumulant les rôles de superviseur et d’unité d’analyse, il est nécessaire de réaliser une synchronisation très précise des différents clusters, afin de localiser les événements avec la précision requise, au moins égale à celle des systèmes antérieurs ; – l’encombrement de chacun des composants du cluster, notamment le module jouant le rôle de superviseur. En effet, dans des situations courantes comme les ponts à haubans, le cluster n’a d’autre point d’attache que le câble lui-même. Or, la mise en œuvre d’un boîtier de dimensions classiques (plusieurs dizaines de centimètres pour la plus grande dimension) serait tout à fait inacceptable pour ce type de structure : prise au vent, modification du comportement dynamique du câble pouvant conduire à des vibrations parasites. Il est donc indispensable que l’intégration de la fonction superviseur à chaque cluster ne génère pas d’augmentation significative de l’encombrement en comparaison d’un capteur classique, par exemple un accéléromètre. Les composants classiques de supervision intervenant dans les systèmes antérieurs ne répondent pas à cette exigence d’encombrement.
Afin de répondre à cette problématique, l’invention prévoit : – que les signaux provenant des capteurs constituant un cluster sont synchronisés par une carte de conversion analogique/numérique multivoies, – que s’agissant de la synchronisation entre clusters: une procédure de synchronisation par superposition de deux clusters successifs est prévue, en lieu et place d’une synchronisation à l’échelle globale du système. Cet appairage est réalisé par recouvrement de capteurs entre deux clusters ; – que s’agissant de l’encombrement, on privilégie une solution miniaturisée combinant la fonction capteur et la fonction superviseur sur un élément du cluster.
Ainsi, l’invention concerne un dispositif de détection de rupture de fil dans au moins un câble d’une structure de génie civil, comprenant : – un ensemble de capteurs acoustiques destinés à être fixés sur un câble ou sur des points d’ancrage du câble de sorte à recevoir une onde acoustique lors de la rupture d’un fil du câble, lesdits capteurs acoustiques étant aptes à capter cette onde acoustique ; et – une unité d’analyse apte à recevoir des informations de détection de ladite onde acoustique par les capteurs acoustiques et à localiser une rupture d’un fil du câble en fonction des emplacements des capteurs acoustiques ayant détectés l’onde acoustique.
L’invention se caractérise en ce que les capteurs acoustiques sont regroupés par cluster, chaque cluster comprenant une unité de supervision munie : – d’une carte d’acquisition des signaux issus des capteurs acoustiques ; – d’une mémoire permettant d’enregistrer et d’horodater les signaux issus des capteurs acoustiques pendant une durée prédéterminée avant et après le dépassement d’un seuil de vibration acoustique ; et – de moyens de transmission des signaux enregistrés à l’unité d’analyse.
Selon l’invention, l’unité d’analyse est apte à recevoir tous les signaux enregistrés par les différentes unités de supervision d’un même câble et à caractériser et localiser une rupture d’un fil en fonction de la forme des signaux.
Au sens de l’invention, un « cluster » est un groupe d’un petit nombre d’objets, et en l’espèce d’un petit nombre de capteurs acoustiques. Par exemple, un cluster selon l’invention peut comporter jusqu’à huit capteurs acoustiques, dont l’un des capteurs peut être intégré dans l’unité de supervision.
Etape 120 : mesure de la concentration de CO 2 dans la chambre de mesure. On obtient ainsi la grandeur mesurée .
Etape 130 : A partir du vecteur d’état initial , ou du vecteur d’état estimé lors d’une itération précédente ,et de la matrice de covariance de l’erreur à l’instant initial , ou résultant d’une itération précédente , détermination du gain de Kalman à l’instant k (expression 41) et estimation du vecteur d’état (expression 42).
L’estimation de permet de connaître , ce dernier étant le terme de rang du vecteur : cela correspond à l’étape 135. A partir de , on peut estimer (expression 47) : étape 136.
Etape 140 : Estimation de la matrice de covariance de l’erreur d’estimation (expression 43).
Etape 150 : Prédiction du vecteur d’état à l’instant k+1.(expression 44) et prédiction de la matrice de covariance de l’erreur à l’instant suivant
Etape 160 : incrémentation de l’instant de mesure
Etape 170 : réitération des étapes 110 à 160 ou sortie de l’algorithme
Les étapes itératives 110 à 170 sont réitérées jusqu’à la sortie de l’algorithme. La sortie de l’algorithme peut être décidée par l’utilisateur, ou correspondre à un nombre prédéterminé d’itérations.
On a mis en œuvre le procédé précédemment décrit en prenant en compte les paramètres suivants : longueur (selon l’axe X) compartiment sang: =5 cm ; largeur (selon l’axe Y) compartiment sang : 2 cm ; hauteur compartiment sang (selon l’axe Z) : 0.3 cm ; surface du compartiment sang au contact de la peau : 10 cm² ; volume du compartiment sang : 3 cm 3 ; Coefficient de Henry du gaz carbonique dans le sang : 0,54 Coefficient de diffusion du gaz carbonique dans le sang (coefficient de l’eau) : 2,2 10 -5 cm 2 .s -1 Concentration initiale en CO 2 dans le sang : = 1.0990 µmol/cm3 Débit sanguin : 1.83 10 -3 ml/s (cm 3 s -1 ) qui correspond à la vitesse suivante: Vitesse transverse (selon x) : 0,0031 cm.s -1 Vitesse axiale (selon z) : 1.83 10 -4 cm.s -1 longueur compartiment peau ( selon l’axe X ) : 5 cm ; largeur compartiment peau (selon l’axe Y): 2 cm ; hauteur compartiment peau (selon l’axe Z): 16 10 -4 cm ; surface de la peau en contact avec le dispositif : 10 cm² ; Coefficient de Henry du gaz carbonique dans la peau : 1,6 Coefficient de diffusion du gaz carbonique dans la peau : : 1 10 - 7 cm 2 .s -1 température de la chambre de mesure : 315.15 K ; longueur de la chambre de mesure (selon l’axe X): 5 cm ; largeur de la chambre de mesure (selon l’axe Y): 2 cm ; hauteur de la chambre de mesure (selon l’axe Z): 0.25 cm ; Coefficient de Henry du gaz carbonique dans la chambre de mesure : 1 Coefficient de diffusion du gaz carbonique dans la chambre de mesure : 0,18 cm 2 .s -1 Concentration en Co 2 dans l’air entrant, on suppose qu’il y a un filtre =0 Débit d’air convectif dans la chambre de collecte : 1.67 10 -2 ml/s Vitesse transversale (selon l’axe x) : 10 -3 cm.s -1 Vitesse axiale (selon l’axe z) : 1,67.10 -3 cm.s -1 surface de la face de contact entre la chambre de mesure et la chambre de collecte : 10 cm² ; température de la chambre de collecte : 315.15 K ; longueur de la chambre de collecte (selon l’axe X) : 5 cm ; largeur de la chambre de collecte (selon l’axe Y): 2 cm ; hauteur de la chambre de collecte (selon l’axe Z): 0.25 cm ; Coefficient de Henry du gaz carbonique dans la chambre de collecte : 1 Coefficient de diffusion du gaz carbonique dans la chambre de collecte : 0,18 cm 2 .s -1 Facteur de transparence entre peau et la cellule de mesure : r peau|mes =1 ; Facteur de transparence entre la cellule de mesure et la cellule de collecte : r mes|col =1 Pas d’échantillonnage temporel : Variance du bruit de mesure : 10 -6 mol/m 3 Variance du bruit du modèle : 10 -8 mol/m 3 Coefficient du modèle autorégressif :
On a tout d’abord mis en œuvre un modèle direct, permettant d’estimer la concentration en chaque point d’échantillonnage à partir d’une concentration connue dans le sang. La concentration connue dans le sang suit un créneau. Les figures 6A, 6B, 6C décrivent l’évolution de la concentration en fonction du temps respectivement dans le compartiment sang, dans la peau, et dans la chambre de collecte. La montre l’évolution de la concentration au niveau du capteur de gaz, dans la chambre de mesure (courbe a). La courbe b de la montre la concentration au niveau du capteur de gaz de la courbe a, à laquelle on a ajouté un bruit gaussien pour simuler des mesures bruitées. Sur chacune des figures 6A à 6D, l’axe des abscisses correspond au temps et l’axe des ordonnées correspond à la concentration de CO2 estimée.
A partir des mesures bruitées simulées (courbe b de la ), on a mis en œuvre l’estimateur récursif précédemment décrit. Le vecteur d’état estimé à chaque instant de mesure permet d’obtenir une estimation de la concentration en différents points d’échantillonnage. Les figures 7A, 7B, 7C, 7D montrent l’évolution de la concentration de CO2 respectivement au niveau de la chambre de collecte, de la chambre de mesure, du compartiment peau et du sang. La montre la concentration dans le sang réelle (courbe a) et la concentration dans le sang résultant de l’estimation.
Sur chacune des figures 7A à 7E, l’axe des abscisses correspond au temps et l’axe des ordonnées correspond à la concentration de CO2 estimée.
Bien que décrite en lien avec une mesure de CO 2 transcutanée, l’invention peut être mise en œuvre dans d’autres applications, de façon à mesurer un gaz émis par un milieu, solide ou liquide. Le milieu peut notamment être : un végétal, par exemple un fruit, de façon à suivre le procédé de maturation ; du lisier, de façon à suivre l’émission de gaz, par exemple le méthane ; un milieu de culture d’organismes ou de microorganismes biologiques ; de l’eau, par exemple de l’eau douce ou de l’eau de mer, par exemple pour suivre la concentration de gaz ou réguler la concentration de CO 2 ;
un sol, de façon à en étudier la respiration.
Procédé d’estimation d’une concentration de gaz dégagé par un milieu. Le domaine technique de l'invention est la mesure d'un gaz dégagé par un milieu à l’aide d’un dispositif compact. Le dispositif compact est appliqué contre le milieu. Le milieu peut être la peau d'un être vivant. Le procédé permet alors d’estimer une teneur d’un gaz dégagé par le milieu, Le gaz peut notamment être du dioxyde de carbone, pour des applications de capnométrie. Il s’agit alors d’estimer la teneur de dioxyde de carbone dissous dans le sang. Le milieu peut être un milieu liquide, par exemple de l’eau, ou du lisier. Le gaz peut être du dioxyde de carbone ou du méthane. Le milieu peut également être un milieu végétal, auquel cas le dispositif peut être utilisé pour étudier la respiration du milieu.
ART ANTERIEUR Certaines maladies respiratoires affectent les échanges gazeux entre le sang et l'air expiré. Le sang contient des gaz dissous, entre autres l'oxygène et le dioxyde de carbone (CO 2 ), dont les pressions partielles respectives reflètent les échanges gazeux se produisant au niveau des poumons et des organes.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Un capteur d’image comprend typiquement une pluralité de pixels, munis chacun d’une zone photosensible formée dans un substrat.
Dans un capteur d’image à illumination par la face arrière ou BSI (pour « BackSide Illumination »), il y a une phase de photo-conversion ou d'intégration pendant laquelle la face arrière du substrat est illuminée et des paires électron-trou sont générées et des porteurs, soit des électrons photo-générés, soit des trous photo-générés, s'accumulent dans la zone photosensible.
Un exemple de pixel à illumination par la face arrière est présenté par exemple dans le document US 2018/061875A1.
Dans cet exemple, on place le substrat dans un régime de déplétion comparable à une photodiode pincée. Le pincement est réalisé par la couche d’inversion de tranchées capacitives profondes d’isolation CDTI (« Capacitive Deep Trench Isolation ») polarisées.
Lors d'une phase de lecture, un dispositif de transfert de charges est commandé pour transférer les charges photo-générées qui se sont accumulées dans la zone photosensible vers une zone semi-conductrice dopée de collecte de charges reliée à un nœud de détection (« Sense Node » selon la terminologie anglo-saxonne).
Dans les capteurs comprenant des pixels destinés à recevoir un éclairage par la face arrière du substrat, pour chaque pixel, la zone de collecte de charges et le nœud de détection sont disposés au niveau de la face avant du substrat.
Une grille de transfert verticale peut être prévue pour permettre de commander le transfert de charges contenues dans la zone photosensible vers la zone de collecte et le nœud de lecture. Cette grille est typiquement disposée autour de la zone de collecte.
L’application d’un potentiel adéquat sur la grille de transfert permet de former une barrière de potentiel dans une région située à l’intérieur de la grille de transfert verticale, entre la zone photosensible et la zone de collecte. La présence de cette barrière de potentiel permet, au cours d’une phase d’exposition, de bloquer un transfert de porteurs photo-générés depuis la zone photosensible vers la zone de collecte. Cette barrière de potentiel résulte de la présence, le long de parois latérales d’une tranchée dans laquelle la grille de transfert est formée, d’une couche d’inversion attirant les porteurs de type opposé au substrat.
Lors d’une illumination, la diode se remplit de charges. Si le potentiel interne de la diode, qui évolue en fonction de la quantité de charges accumulée, est supérieur au potentiel de la barrière d’une portion délimitée et entourée par la ou les grilles de transfert, des charges vont se déplacer vers le nœud de détection.
Il existe un besoin de pouvoir détecter ce phénomène que l’on qualifie de « débordement » de charges et en particulier de pouvoir le détecter rapidement.
Selon un aspect, l’invention concerne un capteur d’images comprenant un ou plusieurs pixels, chaque pixel comportant :
- une zone photosensible formée dans un substrat semi-conducteur ;
- une tranchée d’isolation périphérique s’étendant verticalement dans le substrat semi-conducteur et délimitant latéralement la zone photosensible ;
- un nœud de détection comportant une zone de collecte de charges photo-générées agencée au niveau d’une face supérieure du substrat, la zone de collecte de charges étant dopée et présentant un premier type de conductivité, en particulier de type P ;
- une grille de transfert de charges s’étendant verticalement dans le substrat semi-conducteur autour de la zone de collecte de charges ;
- un caisson intercalé entre la tranchée d’isolation périphérique et la grille de transfert verticale, et agencé autour du nœud de détection, le caisson étant dopé et présentant un deuxième type de conductivité, opposé au premier type de conductivité, en particulier de type N, la zone photosensible étant formée d’une première région dopée qui est du premier type de conductivité, en particulier de type P, et qui s’étend sous la zone de collecte de charges et sous le caisson et forme une diode avec le caisson,
En configuration d’utilisation, au moins une partie des fonctions électroniques désactivées dans la configuration d’économie d’énergie sont réactivées.
Tel qu’expliqué précédemment, les moyens de communication 32 permettent à l’unité informatique 31 de communiquer avec le serveur distant 2.
Ces moyens de communication 32 permettent également d’autres types de communication, par exemple avec une unité informatique personnelle portable susceptible d’être utilisée par un utilisateur du système 1.
Une unité informatique personnelle portable peut correspondre à un ordiphone.
Les moyens de communication 32 correspondent par exemple à des modules électroniques de communication cellulaire, ou des modules électroniques de communication utilisant un réseau de télécommunication faiblement consommateur d’énergie, ou encore des réseaux de communication à courte et moyenne portée, tel que du Bluetooth (marque déposée).
Les moyens de communication 32 peuvent être configurés pour permettre aux unités informatiques 31 de plusieurs boîtes 3 de communiquer entre elles. Ceci permet par exemple d’éviter l’activation accidentelle de deux boîtes 3 alors qu’un seul colisage doit être réalisé.
Le serveur distant 2 correspond quant à lui, par exemple, à une plateforme informatique incluant des bases de données et ses propres moyens de communication permettant au serveur distant 2 d’établir une communication de données avec au moins avec l’unité informatique 31 de chaque boîtes 3 réutilisables par le biais des moyens de communication 32 des boîtes 3.
Le serveur distant 2 comprend des moyens de traitement électronique et peut être consulté et programmé à l’aide d’une interface homme-machine (correspondant par exemple à un ordinateur).
Tel que cela est détaillé par la suite, le serveur distant 2 permet la réception d’ordre de colisage OC qui consistent en une demande de réalisation d’un colis, c’est-à-dire une demande d’envoi à une adresse d’objets contenus et protégés dans un contenant. A partir d’un ordre de colisage OC, il peut être déterminé des données de colisage DC qui sont relatives au colisage qui doit être réalisé. Les données de colisage DC comprennent plusieurs éléments. Dans leur forme la plus simple, les données de colisage DC comprennent l’identification du ou des objets à envoyer OE, et l’adresse de destination AD du colis. Toutefois elles peuvent également comprendre l’identité de l’expéditeur IE, l’adresse de l’expéditeur AE, un délai de livraison DL, …
En référence à la , trois boîtes 3 sont représentées stockées. Ces trois boîtes 3 sont chacune dans leur configuration d’économie d’énergie.
Ces trois boîtes 3 correspondent à un stocks S3 de boîtes 3 en configuration d’économie d’énergie.
Dans le cadre d’une opération de colisage pour laquelle un colis doit être préparé, l’une des boîtes 3 en configuration d’économie d’énergie doit être activée, puis être configurée. Ce procédé et les moyens ad hoc sont détaillés ci-après.
L’opérateur 40 de colisage destiné réaliser l’opération de colisage à l’aide des boîtes 3 doit sélectionner une des boîtes 3.
Sur la la boîte 3 située à droite de l’opérateur 40 constitue une boîte sélectionnée CS.