INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Dans un mode de réalisation, ladite diamine comprend de 6 à 12 atomes de carbone.
Dans le cas où la diamine utilisée pour l'obtention de ce motif répétitif XY est une diamine aliphatique qui présente une chaine principale linéaire, cette chaine principale linéaire peut, le cas échéant, comporter un ou plusieurs substituant(s) méthyle et/ou éthyle ; dans cette dernière configuration, on parle de "diamine aliphatique ramifiée". Dans le cas où la chaine principale ne comporte aucun substituant, la diamine aliphatique est dite "diamine aliphatique linéaire".
Qu'elle comporte ou non des substituants méthyle et/ou éthyle sur la chaine principale, la diamine aliphatique utilisée pour l'obtention de ce motif répétitif XY comprend de 4 à 36 atomes de carbones, avantageusement de 6 à 18 atomes de carbone, notamment de 9 à 18 atomes de carbone.
Lorsque cette diamine est une diamine aliphatique linéaire, elle répond alors à la formule H2N-(CH2)x-NH2 et peut être choisie par exemple parmi la butanediamine, la pentanediamine, l'hexanediamine, l'heptanediamine, l’octanediamine, la nonanediamine, la décanediamine, l'undécanediamine, la dodécanediamine, la tridécanediamine, la tétradécanediamine, l'hexadécanediamine, l'octadécanediamine et l'octadécènediamine. Les diamines aliphatiques linéaires qui viennent d'être citées peuvent être toutes bio ressourcées au sens de la norme ASTM D6866.
La diamine cycloaliphatique peut être choisie par exemple parmi le bis(3,5-dialkyl-4-aminocyclohexyl)-méthane, le bis(3,5-dialkyl-4-aminocyclohexyl)éthane, le bis(3,5-dialkyl-4-aminocyclohexyl)-propane, le bis(3,5-dialkyl-4-aminocyclo-hexyl)-butane, le bis-(3-méthyl-4-aminocyclohexyl)-méthane ou 3’-diméthyl-4,4’-diamino-dicyclohexyl-méthane couramment dénommé "BMACM" ou "MACM" (et noté B ci-après), le p-bis(aminocyclohexyl)-méthane couramment dénommé "PACM" (et noté P ci-après), l'isopropylidènedi(cyclohexylamine) couramment dénommé "PACP", l’isophorone-diamine (notée IPD ci-après) et le 2,6-bis(amino méthyl)norbornane couramment dénommé "BAMN" ou la bis(aminométhyl)cyclohexane couramment dénommé "BAC".
Lorsque cette diamine est une diamine semi-arylaliphatique, elle est par exemple choisie parmi la 1,3-xylylène diamine et la 1,4-xylylène diamine.
Le diacide carboxylique comprend de 4 à 36 atomes de carbone, avantageusement de 6 à 18 atomes de carbone, notamment de 6 à 12 atomes de carbone.
Lorsque le diacide carboxylique est aliphatique, il peut être choisi parmi les diacides carboxyliques aliphatiques, linéaires ou ramifiés
Conformément à l’algorithme de type recuit simulé, la fonction d’énergie est choisie comme la valeur du carré des résidus :
est un écart angulaire théorique entre l’amer et l’amer lorsque le dispositif mobile 12 est dans la position .
L’algorithme de type recuit simulé est itéré avec les paramètre suivants :
- seuil d’énergie minimum (pour terminer un recuit) = 10 -10 ;
- seuil d’énergie de sortie (pour terminer les super itérations) = 10 -6 ;
- température initiale T0 = 10000° ;
- nombre de paliers (itérations) max = kmax = 10000 ;
- nombre maximal de tentatives (relance du recuit simulé sur la dernière solution en cas d’échec) Kmax= 10 ;
- facteur d’énergie : facteur appliqué à la fonction d’énergie;
- facteur de refroidissement : facteur appliqué à la température à chaque nouveau palier.
La probabilité de conserver une nouvelle solution x n+1 d’énergie f(x n+1 ) supérieure à f(x n ) est exprimé comme suit :
où Δe = f(x n+1 ) – f(x n ).
Le module de calcul définit en outre les paramètres de facteur d’énergie et de refroidissement tels que :
- au départ (T=T0) : Probabilité d’augmenter en énergie P(T) = Pmax = 0,5 ;
- à la fin (T=Tmin au bout de kmax itérations de palier) : P(T) = Pmin = 10 -3 ;
A titre d’exemple non limitatif, cet échantillon de test peut être une plaque électriquement isolante présentant une épaisseur comprise entre 500 µm et 1,5 mm, ou bien un mini-câble à courant continu à haute tension présentant un isolant de longueur 1,5 mm.
Le dispositif 10 comporte également un premier générateur DC 1 de tension continue, adapté à engendrer une tension continue U 0 prédéterminée. Une borne du premier générateur DC 1 de tension continue est reliée à la masse et son autre borne est reliée à l’échantillon de test, qui est par ailleurs également relié à la masse. Ainsi, le premier générateur DC 1 de tension continue est adapté à appliquer la tension U 0 à l’échantillon de test.
Le dispositif 10 comporte aussi un second générateur DC 2 de tension continue, adapté à engendrer une surtension prédéterminée. Dans le mode particulier de réalisation de la , cette surtension est de 0,7U 0 . Une borne du second générateur DC 2 de tension continue est reliée à la masse et son autre borne est reliée à l’échantillon de test. Ainsi, le second générateur DC 2 de tension continue est adapté à appliquer la surtension 0,7U 0 à l’échantillon de test.
Pour que la surtension soit appliquée uniquement de façon temporaire, le dispositif 10 comporte en outre un interrupteur à haute tension 12. Une borne de l’interrupteur à haute tension 12 est reliée à la masse et son autre borne est connectée au second générateur DC 2 de tension continue. L’interrupteur à haute tension 12 est adapté à convertir la surtension en une tension dont la forme d’onde est un créneau, en vue de son application à l’échantillon de test.
A titre d’exemple nullement limitatif, l’interrupteur à haute tension 12 peut être fermé pendant 130 ms, c’est-à-dire que pendant cet intervalle de temps, les bornes + et – de l’interrupteur à haute tension 12 sont reliées entre elles. La surtension 0,7U 0 est alors appliquée à l’échantillon de test pendant 130 ms.
A titre d’exemple nullement limitatif, l’interrupteur à haute tension 12 peut comporter au moins un transistor rapide à haute tension. Dans le mode particulier de réalisation illustré, l’interrupteur à haute tension 12 est un transistor rapide à haute tension.
Pour contrôler le temps de montée en tension de l’échantillon de test lorsque la surtension lui est appliquée, c’est-à-dire mesurer ce temps de montée en tension, le dispositif 10 comporte en outre une résistance de contrôle R2, dont une borne est reliée au second générateur DC 2 de tension continue et à l’interrupteur à haute tension 12 et l’autre borne est reliée à l’échantillon de test et à la masse.
Par ailleurs, pour contrôler le temps de décroissance de surtension dans l’échantillon de test, c’est-à-dire mesurer ce temps lorsque la surtension n’est plus appliquée, le dispositif 10 comporte en outre une capacité de découplage C1, dont une borne est reliée au second générateur DC 2 de tension continue et à l’interrupteur à haute tension 12 et l’autre borne est reliée à l’échantillon de test et à la masse.
De façon optionnelle, le dispositif 10 peut comporter en outre une ou plusieurs résistances de protection. Dans le mode particulier de réalisation illustré, le dispositif 10 comporte une première résistance de protection R1 connectée entre le second générateur DC 2 de tension continue et l’interrupteur à haute tension 12 et une seconde résistance de protection R3 dont une borne est reliée au premier générateur DC 1 de tension continue et l’autre borne est connectée entre, d’une part, l’échantillon de test et d’autre part, le second générateur DC 2 de tension continue et l’interrupteur à haute tension 12.
Le graphique de la illustre l’évolution de la tension U et donc le niveau de surtension en fonction du temps t.
La tension en début de test est U 0 . Puis lorsque la surtension 0,7U 0 est appliquée à l’échantillon de test, la tension atteint un pic U 1 dont la valeur est donc de 1,7U 0 .
La résistance de contrôle R2 permet de mesurer l’intervalle de temps T1 entre le démarrage de la montée en tension et le pic de tension U 1 . Typiquement, on constate que T1 est compris entre 1 et 3 ms.
La capacité de découplage C1 permet de mesurer l’intervalle de temps T2 durant lequel la tension dépasse 90% de sa valeur maximale (soit 0,9.(U 1 -U 0 ), comme indiqué sur le graphique). Typiquement, on constate que T2 est compris entre 10 et 150 ms.
Ainsi, le procédé conforme à la présente invention, de mesure d’une surtension transitoire d’un câble électrique au moyen du dispositif 10, comporte les étapes suivantes.
Le premier générateur DC 1 de tension continue applique à l’échantillon de test la tension continue U 0 prédéterminée.
Puis le second générateur DC 2 de tension continue applique à l’échantillon de test la surtension prédéterminée, 0,7U 0 dans l’exemple non limitatif donné ici, sous forme d’un créneau fourni par l’interrupteur à haute tension 12.
Dans un autre mode de réalisation, ledit objet mono-matériau défini ci-dessus est caractérisé en ce qu’il comprend au moins deux constituants définis ci-dessus et qui sont différents.
Dans encore un autre mode de réalisation, ledit objet mono-matériau tel que défini ci-dessus est caractérisé en ce qu’il comprend au moins au moins trois constituants définis ci-dessus, en particulier différents.
Comme indiqué ci-dessus, le premier élément et le deuxième élément peuvent adhérer au moins partiellement l’un à l’autre. Lorsqu’ils adhèrent l’un à l’autre au moins partiellement, le premier et le deuxième élément adhèrent l’un à l’autre par collage au moyen d’un adhésif non polyamide en une teneur comprise de 0,01% à 10% en poids, en particulier de 0 ,1% à 4% en poids par rapport à la masse totale de l’objet.
Ledit adhésif peut être un adhésif polyuréthane, acrylique, acrylonitrile, polyester, polysisoprène, polybutadiène, vinylique, de préférence il est choisi parmi un adhésif polyuréthane, acrylique et polyester, avantageusement il correspond à un adhésif polyuréthane.
Ledit objet mono-matériau défini ci-dessus peut comprendre au moins un troisième élément constitué d’une troisième composition comprenant en poids au moins 50%, avantageusement 70 %, de préférence 90 % par rapport au poids total du troisième élément d’au moins un homopolyamide ou au moins un copolyamide à longue chaine ou d’un copolyamide à motifs amides (Ba1) et à motifs polyéthers (Ba2) ou d’un mélange de ceux-ci.
Dans un mode de réalisation, ledit premier et deuxième élément sont choisis parmi les constituants suivants : un textile, un film ou film texturé, une mousse, une pièce injectée, une pièce extrudée, une pièce imprimée en 3D, un adhésif, un non tissé, un voile et une pièce en composite thermoplastique consolidé.
Dans encore un autre mode de réalisation, ledit objet mono-matériau tel que défini ci-dessus est caractérisé en ce qu’il comprend au moins trois constituants définis ci-dessus, en particulier différents.
Ledit objet mono-matériau défini ci-dessus peut comprendre au moins un troisième élément constitué d’une troisième composition comprenant au moins un homopolyamide ou au moins un copolyamide à longue chaine ou au moins un copolyamide à motifs amides (Ba1) et à motifs polyéthers (Ba2) ou un mélange de ceux-ci, ledit au moins un copolyamide à motifs amides (Ba1) et à motifs polyéthers (Ba2) étant tel que défini ci-dessus.
Dans un mode de réalisation, ladite troisième composition comprend en poids au moins 50%, avantageusement 70 %, de préférence 90 % d’au moins un homopolyamide ou au moins un copolyamide à longue chaine ou d’au moins un copolyamide à motifs amides (Ba1) et à motifs polyéthers (Ba2) ou d’un mélange de ceux-ci par rapport au poids total du troisième élément.
S’agissant du copolyamide à motifs amides (Ba1) et à motifs polyéthers (Ba2) (PEBA) des composition s du deuxième et troisième élément
- d'au moins une diamine, ladite diamine étant choisie préférentiellement parmi une diamine aliphatique linéaire ou ramifiée ou un mélange de celles-ci, et
- d'au moins un diacide carboxylique, ledit diacide étant choisi préférentiellement parmi :
un diacide aliphatique linéaire ou ramifié, ou un mélange de ceux-ci,
Cet estimateur a l’expression suivante :
où est la nouvelle solution obtenue à partir de la solution précédente en sachant que .
L’approximation améliorée de la position du dispositif mobile 12 est obtenue par itération de Gauss-Newton avec un critère d’arrêt sur la différence de deux solutions consécutives ou sur dépassement d’un nombre d’itérations maximum.
Dans l’expression de l’estimateur ci-dessus, la matrice est une matrice jacobienne (sans prise en compte l’incertitude des mesures) avec une mesure d’écart angulaire relative et la matrice est une matrice d’écarts entre les écarts mesurés et les écarts théoriques correspondants.
Lorsque M=4, la matrice peut prendre la forme suivante :
où signifie l’écart angulaire théorique entre l’amer et l’amer selon la solution à l’itération .
Autrement dit, en tenant compte des orientations des écarts :
Lors de l’étape 150 suivante, le module de calcul 22 détermine des distances entre le dispositif mobile 12 et chacun M amers.
Ces distances peuvent être déterminées comme suit :
Ces distances permettent de déterminer les coordonnées sphériques des amers dans un repère du dispositif mobile 12, tel qu’expliqué ci-dessous, et donc les positions mesurées des amers dans ce repère.
Lors de l’étape 160 suivante, le module de calcul 22 détermine une première approximation de l’attitude du dispositif mobile 12 à partir desdites positions mesurées des amers dans le repère du dispositif mobile 12 et avantageusement, à partir des positions connues des M amers.
Pour cela, le module de calcul 22 détermine par un algorithme de type Kabsch en déterminant une matrice de rotation optimale entre un repère tangent et le repère du dispositif mobile 12. Le repère tangent est par exemple un repère terrestre de type NED (signifiant « North », « Est » et « Down » en anglais ou « Nord », « Est », « Bas » en français). Par la suite, les valeurs relatives à ce repère tangent sont référencées par l’indice NED et les valeurs relatives au repère du dispositif mobile 12 sont référencées par l’indice PTF.
En particulier, le module de calcul 22 détermine tout d’abord les barycentres et des positions des amers dans chacun de ces repères. Autrement dit :
La illustre une vue en coupe transversale d’un réservoir géothermique qui comporte de multiples conduits en forme de U connectés dans des configurations d’écoulement parallèles, selon des exemples de la présente divulgation ;
La illustre une vue latérale de conduit(s) hélicoïdal/aux, selon des exemples de la présente divulgation ;
La illustre une vue en coupe transversale du réservoir géothermique qui comporte de multiples conduits hélicoïdaux, selon des exemples de la présente divulgation ;
La illustre une vue en coupe transversale du réservoir géothermique qui comporte un premier conduit disposé dans un second conduit, selon des exemples de la présente divulgation ; et
La illustre une séquence de fonctionnement pour générer de l’électricité souterraine avec un ou des conduits thermoélectriques, selon des exemples de la présente divulgation.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE La présente divulgation concerne la génération d’électricité en fond de trou à l’aide d’énergie géothermique. Plus précisément, l’étape de transport de chaleur de fond de trou vers des centrales électriques est éliminée pour améliorer un taux de conversion d’énergie et réduire davantage une empreinte carbone. Un dispositif/matériau thermoélectrique peut être mis en œuvre pour générer de l’électricité en raison d’un différentiel de température (par exemple, 5º à 10º) à travers le dispositif.
Dans les applications d’énergie géothermique, le différentiel de température à travers le matériau thermoélectrique peut être relativement constant ou autrement maintenu. Dans certains exemples, un flux continu d’électricité peut être produit via un conduit/tuyau thermoélectrique qui comporte un diamètre externe (DE) exposé à une source de chaleur (par exemple, un réservoir géothermique) et un diamètre interne (DI) exposé à un froid source (par exemple, l’eau). Dans certains exemples, un tuyau thermoélectrique peut être au moins partiellement constitué d’un matériau thermoélectrique. Dans certains exemples, le matériau thermoélectrique peut comporter un revêtement et/ou un placage. Dans certains exemples, le matériau thermoélectrique peut être intégré dans un tubage. Dans certains exemples, le matériau thermoélectrique peut être inclus/intégré à un autre métal tel que l’acier par exemple. Dans certains exemples, le matériau thermoélectrique peut être inclus dans toute la longueur du conduit. Dans d’autres exemples, le matériau thermoélectrique peut être inclus dans au moins 5 pieds, dans au moins 10 pieds, dans au moins 15 pieds ou dans au moins 20 pieds du conduit. Dans certains exemples, la source froide peut être au moins 5° ou au moins 10° plus froide que la source de chaleur. La source de chaleur peut être, par exemple, au moins 5° ou au moins 10° plus chaude que la source froide. Le conduit thermoélectrique peut être placé dans un réservoir de chaleur (par exemple, un puits géothermique), et de l’eau froide peut être pompée dans le conduit thermoélectrique pour maintenir une température froide sur le diamètre interne du conduit. Le diamètre externe du conduit peut rester chaud en raison de la source de chaleur illimitée du puits géothermique (dans sa durée de vie de production).
Le différentiel de température entre les côtés chaud et froid du conduit/tuyau entraîne la génération continue d’électricité avec l’écoulement continu d’eau froide à travers le conduit. Lorsque le fluide chaud autour du tuyau thermoélectrique se refroidit en raison du transfert d’énergie, une convection se produit et le fluide plus froid tombe au fond du puits, où une source de chaleur constante existe. Le fluide chaud du fond du puits/zone remonte à la surface du puits.
Le fluide froid peut être pompé dans un puits et une quantité minimale d’énergie est nécessaire pour maintenir l’écoulement. Le conduit thermoélectrique utilise un différentiel de température intégré pour générer de l’électricité. Aucune pièce mobile ne permet d’améliorer la durabilité. De plus, il n’est pas nécessaire d’amener la chaleur de la formation souterraine à la surface, ce qui permet de réduire l’empreinte carbone des puits géothermiques.
Pour augmenter la production d’électricité, la surface du tuyau thermoélectrique peut être augmentée. Par exemple, plusieurs tuyaux en forme de U peuvent être connectés dans des configurations d’écoulement parallèle, où de multiples tuyaux thermoélectriques en forme de U se trouvent dans un réservoir de chaleur souterrain unique. Des tuyaux de forme hélicoïdale pour augmenter la surface de chaque générateur thermoélectrique peuvent également être utilisés. De multiples tuyaux thermoélectriques de forme hélicoïdale peuvent être connectés de sorte que l’écoulement à travers ceux-ci est également parallèle. Dans certains exemples, les tuyaux thermoélectriques de forme hélicoïdale peuvent être connectés séparément ou les uns à l’intérieur des autres. Les connexions parallèles permettent d’augmenter la production d’électricité.
La illustre un exemple d’un système de puits 100 pour générer de l’électricité en fond de puits à l’aide de l’énergie géothermique, selon des exemples de la présente divulgation. Le système de puits 100 peut comporter un puits de forage 102 formé dans une formation souterraine 104. Le puits de forage 102 peut être un puits de forage vertical comme illustré ou il peut être un puits horizontal et/ou directionnel. Alors que le système de puits 100 peut être illustré comme étant basé à terre, il faut comprendre que les présentes techniques peuvent également être applicables dans des applications offshore. La formation souterraine 104 peut être composée de plusieurs couches géologiques et comporter un ou plusieurs réservoirs géothermiques 105 avec des températures allant par exemple de 70 °F à 350 °F ou plus.
Un conduit 106 peut s’étendre à travers le puits de forage 102 depuis la surface 108. Le conduit 106 peut comporter une entrée 110 et une sortie 112 à la surface 108. Le conduit 106 peut s’étendre vers le bas depuis l’entrée 110, à travers le ou les réservoirs géothermiques 105, et remonter jusqu’à la surface 108 via la sortie 112. Une pompe 113 peut être couplée à l’entrée 110 pour pomper le fluide 114 dans le conduit 106. Une source de fluide 115 peut fournir le fluide 114 à la pompe 113 via un tuyau 116. Le fluide 114 peut sortir du conduit 106 depuis la sortie 112 pour être recyclé dans le conduit 106, ou pour un traitement ultérieur.
Avec référence supplémentaire à la (une vue en coupe transversale du conduit 106), le conduit 106 peut être constitué d’un matériau thermoélectrique 107 (par exemple, du tellurure de bismuth). Un effet Seebeck génère une tension avec le matériau thermoélectrique 107 à partir d’une différence de température rencontrée dans la formation souterraine (par exemple, de l’eau froide pompée entrant en contact avec la zone géothermique souterraine chaude). Le diamètre interne du conduit 106 a une température inférieure en raison du fluide de refroidissement pompé 114 qui est en contact avec le diamètre interne.
Le diamètre externe du conduit 106 a une température plus élevée en raison du réservoir géothermique 105. Le fluide 114 peut comporter de l’eau froide ou de l’eau à température ambiante, ou de l’eau qui est au moins 5 ºF ou au moins 10 ºF plus froide que le ou les réservoirs géothermiques 105. La différence de température est suffisante pour produire de l’énergie via le matériau thermoélectrique 107. En se référant à nouveau à la , un ou plusieurs câbles 118 (par exemple, des fils) peuvent s’étendre depuis le conduit 106 pour transférer l’électricité générée depuis le conduit 106 vers un réseau électrique 120 et/ou une batterie 122, par exemple.
L’eau froide peut être pompée dans le conduit thermoélectrique 106 pour maintenir une température froide sur le diamètre interne du tuyau. Le diamètre externe du tuyau peut rester chaud en raison de la source de chaleur illimitée du puits géothermique (dans sa durée de vie de production).
Le différentiel de température entre les côtés chaud et froid du tuyau entraîne la génération continue d’électricité avec un écoulement continu d’eau froide. Lorsque le fluide chaud autour du tuyau thermoélectrique se refroidit un peu en raison du transfert d’énergie, une convection se produit et le fluide plus froid tombe au fond du puits, où une source de chaleur constante existe. Le fluide chaud du fond du puits/zone remonte jusqu’à la surface 108.
Le procédé de recalage sera désormais expliqué en référence à la présentant un organigramme de ses étapes.
Initialement, il est considéré que le dispositif mobile 12 se déplace à proximité des amers 14-1, …, 14-N et que dans une position fixe, les capteurs 16 effectuent M mesures de gisement et de site par rapport à au moins M amers 14-1, …, 14-N différents. Par exemple, les capteurs 16 effectuent une mesure de gisement et de site pour chacun des M amers visibles par ces capteurs 16. Avantageusement, selon l’invention, le nombre M peut être supérieur ou égal à 4 et de manière générale, peut correspondre à un nombre quelconque inférieur ou égal à N et supérieur ou égal à 4.
Lors d’une étape initiale 110, le module d’entrée 21 acquiert l’ensemble des M mesures de gisement et de site, et les transmet au module de calcul 22. Par la suite, les mesures de gisement sont dénotées par et les mesures de site sont dénotées par , où correspond à l’indice associé à chacun des M amers et varie donc entre 1 et M.
Lors de la même étape 110, le module d’entrée 21 acquiert en outre les positions des amers 14-1, …, 14-N ainsi que les précisions associées à ces positions. Ces données sont par exemple issues d’une base de données relative aux amers, telle que définie précédemment.
Lors de l’étape 120 suivante, le module de calcul 22 détermine un écart angulaire pour M-1 couples d’amers 14-1, …, 14-N.
Ces écarts angulaires sont corrélés mais ne sont pas redondantes.
En outre, ces écarts sont dits « orientés » dans la mesure où ils sont déterminés selon les orientations respectives des amers correspondants par rapport au dispositif mobile 12. Pour déterminer une telle orientation pour chaque couple d’amers, le signe de la différence des mesures de gisement de ces amers est utilisé.
En particulier, un écart angulaire entre un amer ayant l’indice et un autre amer ayant l’indice peut être déterminé comme suit :
lorsque ,