INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Description détaillée Un procédé et un système de mesure d’au moins un point d’impact entre au moins un organe et une zone de jeu pour l’enclenchement et le développement d’un geste musical vont maintenant être décrits dans ce qui va suivre en référence conjointement aux figures 1 à 8. Des mêmes éléments sont identifiés avec des mêmes signes de référence tout au long de la description qui va suivre.
Comme indiqué dans le préambule de la description, les solutions actuelles de mesure de gestes musicaux pour les instruments à percussion ou à clavier se limitent d’une part à l’emploi d’un ou plusieurs capteurs d’impact, d’autre part à une mesure de franchissement de seuils.
Un des objectifs de la présente invention est de proposer une mesure plus précise et plus nuancée des gestes musicaux, adaptée à la grande variété de gestes qu’il est possible de réaliser avec un instrument.
Ceci est rendu possible dans l’exemple décrit ci-après, lequel considère un geste musical effectué de manière à reproduire le son d’un instrument à percussion, d’un instrument à clavier ou encore d’un instrument à archet.
On comprendra ici que cet exemple n’est pas limitatif et que le procédé et le système selon l’invention peuvent être adaptés à la restitution de sons associés à une large gamme d’instruments.
Selon l’exemple de la , un geste musical 1 peut être décomposé en plusieurs parties, comme illustré dans une première chronologie 11 illustrant un organe, ici un doigt, entrant en contact avec une surface formant une zone de jeu du geste musical 1 : - l’approche 111 correspond à la période avant le contact entre l’organe et la zone de jeu ; - le déclenchement 112 correspond à l’instant auquel l’organe entre en contact avec la zone de jeu, formant potentiellement un impact d’une certaine force ; - l’entretien 113 correspond à la période durant laquelle l’organe reste en contact avec la zone de jeu, et effectue par exemple différents mouvements le long de la zone de jeu, dans un geste continu ; - le relâchement 114 correspond à la fin de l’entretien 113, c’est-à-dire l’instant où l’organe rompt le contact avec la zone de jeu ; et - l’éloignement 115 correspond à la période après le contact entre l’organe et la zone de jeu.
Bien évidemment, l’organe peut correspondre à une variété d’éléments pouvant être employés pour interagir avec la zone de jeu, par exemple un ou plusieurs doigts, une main, une baguette ou tout autre outil approprié.
Le mouvement entre l’organe et la zone de jeu peut être assimilé à un geste musical d’un instrument de percussion, selon la deuxième chronologie 12 illustrant le son de l’instrument de percussion et la troisième chronologie 13 illustrant le mouvement d’un organe, ici une baguette, vis-à-vis de la zone de jeu, ici une peau, de l’instrument de percussion : - durant l’approche 131, la baguette s’approche de l’instrument de percussion, aucun son n’est encore produit jusqu’à ce que la baguette arrive au contact de la peau ; - le contact entre la baguette et l’instrument de percussion génère une note ou un son entretenu 121, lequel est par exemple modulé par le déplacement de la baguette le long de la peau, d’une première position 132 correspondant par exemple au déclenchement, vers une deuxième position 133 correspondant par exemple au relâchement ; - après le relâchement, c’est-à-dire durant l’éloignement 134, l’instrument de percussion génère une disparition progressive du son 122, correspondant par exemple aux vibrations libres de la peau après impact.
Un tel comportement peut également être adapté au comportement d’un clavier selon la quatrième chronologie 14, ou d’un archet selon la cinquième chronologie 15, et pour lesquels seul un son entretenu 141, 151 est généré, le son entretenu correspondant respectivement à une note associée à une touche enfoncée du clavier et au frottement de l’archet sur une corde. La disparition progressive du son après le relâchement est considérée comme inexistante ou négligeable dans ces situations.
Il apparaît donc, pour l’ensemble de ces instruments et en particulier pour les instruments à percussion, que le suivi du geste musical 1 est plus nuancé que le simple déclenchement d’une note lors du contact entre l’organe et la zone de jeu. En particulier, la retranscription de la partie d’entretien 131 en un son entretenu 121, 141, 151 se doit de tenir compte des différents mouvements pouvant être effectués au cours de cette partie d’entretien 131.
Afin de proposer une solution à ce problème, on prévoit un procédé de mesure d’au moins un point d’impact entre au moins un organe et une zone de jeu pour l’enclenchement et le développement du geste musical 1, par exemple le procédé 3 des figures 6 et 7. Le procédé 3 est par exemple mis en œuvre via un système dédié comprenant des moyens informatiques configurés pour la mise en œuvre du procédé 3.
Comme illustré dans la , de tels moyens informatiques sont par exemple regroupés avantageusement dans un dispositif électronique 4, par exemple un calculateur (ci-après désigné « calculateur »). Le calculateur 4 est par exemple configuré pour transmettre et recevoir des données à l’intérieur d’un réseau de communication. Les éléments du calculateur 4, individuellement ou en combinaison, peuvent être intégrés dans un unique circuit intégré, dans plusieurs circuits intégrés, et/ou dans des composants discrets. Le calculateur 4 peut être réalisé sous la forme de circuits électroniques et de modules logiciels.
Le calculateur 4 comprend un (ou plusieurs) processeur(s) configuré(s) pour exécuter des instructions pour la réalisation des étapes du procédé et/ou pour l’exécution des instructions du ou des logiciels embarqués dans le calculateur 4. Le processeur peut inclure de la mémoire intégrée, une interface d’entrée/sortie, et différents circuits connus de l’homme du métier. Le calculateur 4 comprend en outre au moins une mémoire 40 correspondant par exemple à une mémoire volatile et/ou non volatile et/ou comprend un dispositif de stockage de mémoire qui peut comprendre de la mémoire volatile et/ou non volatile, telle que EEPROM, ROM, PROM, RAM, DRAM, SRAM, flash, disque magnétique ou optique.
Le code informatique du ou des logiciels embarqués comprenant les instructions à charger et exécuter par le processeur est par exemple stocké sur la mémoire 40 du calculateur 4.
Selon une variante de réalisation, le calculateur 4 est configuré pour la mise en œuvre d’un procédé de mesure d’au moins un point d’impact entre au moins un organe et une zone de jeu s’inscrivant dans un procédé plus large. Le procédé selon l’invention s’inscrit par exemple dans un procédé de restitution d’au moins un son d’un instrument, dans lequel les grandeurs déterminées au cours du procédé selon l’invention, en particulier la quatrième donnée décrite ci-après, sont employées en tant que donnée d’entrée pour la restitution du son d’un instrument. Un tel procédé est par exemple spécifiquement dédié pour la restitution du son d’un instrument donné, par exemple un instrument à percussion ou un instrument à clavier, ou encore pour la restitution du son d’une pluralité d’instruments, la quatrième donnée étant par exemple combinée avec une information représentative de sélection d’un instrument parmi la pluralité d’instruments.
Comme illustré dans les figures 2 à 5, le système comprend également, en combinaison des moyens informatiques, des moyens physiques associés au geste musical 1 et définissant notamment la zone de jeu. Le système comprend ainsi un support 2 présentant une surface définissant la zone de jeu. Un tel support 2 comprend par exemple un cadre 21, délimitant une zone interne formant la zone de jeu, et un substrat 22, assemblé avec le cadre 21 et formant une base solide sur laquelle l’organe peut venir frapper. La combinaison du cadre 21 et du substrat 22 définit ainsi la zone de jeu comme la portion du substrat 22 délimitée par le cadre 21.
La revue concaténée de Munir et al. 2018, (Munir et al., Renewable and Sustainable Energy Reviews 90, 2018, 490-515) résume l’art antérieur en matière d’hydrocraquage de plastiques par liquéfaction directe en absence de co-charge. Les auteurs concluent que l’augmentation de la température de réaction résulte en une augmentation de la conversion mais aussi de la quantité de gaz indésirables et de coke produit. Les auteurs recommandent des températures qui ne soient pas supérieures à 400°C en présence d’un catalyseur. Les auteurs indiquent aussi que les catalyseurs bifonctionnels ayant à la fois des aptitudes d’hydrogénation-déshydrogénation et de craquage sont les plus adaptés au craquage de matières plastiques. Cette revue fait notamment référence à la publication de Joo et Curtis 1998 (Catalytic coprocessing of LDPE with coal and petroleum resid using different catalysts. Fuel Process Technol 1998, 53, p. 197–214), dans laquelle un catalyseur bifonctionnel NiMo/zéolithe (présulfuré) est testé, parmi d’autres, pour l’hydrocraquage de polyéthylène à faible densité PEBD (ou LDPE pour « low density polyethylen » selon la terminologie anglo-saxonne). A 400°C les conversions obtenues sont inférieures à 30%. A 430°C les conversions deviennent plus significatives. A cette température élevée de réaction, les catalyseurs bifonctionnels avec zéolithe testés montrent une meilleure activité comparativement à d’autres catalyseurs à base d’alumine. Cependant, les quantités produites de gaz et de produits plus légers que le naphta sont élevées. La revue fait également référence à la publication de Walendziewski et Steininger 2001 (Thermal and catalytic conversion of waste polyolefines. Catal Today 2001, 65, p.323–330), qui présente les résultats d’hydrocraquage de déchets polyéthylène (PE) à l’aide d’un catalyseur commercial bifonctionnel NiW+10%HY. Les auteurs concluent que la température optimale pour la liquéfaction de plastiques est entre 410°C et 430°C ou au moins 390°C. A 410°C en présence de ce catalyseur les quantités de gaz produites sont très importantes.
Parmi les études répertoriées dans la revue de Munir et al. 2018, certaines ont montré le potentiel de l’utilisation de soufre dans la promotion de la conversion de plastiques.
Ainsi, Nakamura et Fujimoto (Development of new disposable catalyst for waste plastics treatment for high quality transportation fuel. Catalysis Today 27, 1996, p.175-179) ont étudié la conversion de polypropylène (PP) dans un réacteur autoclave entre 380°C et 400°C, sous une pression initiale d’hydrogène de 3MPa, en présence ou pas de catalyseurs à base de fer supporté sur un charbon actif ou une silice-alumine amorphe et en présence de disulfure de carbone (CS 2 ). Les auteurs ont observé que, avec ou sans catalyseur, la présence de CS 2 augmente le rendement en produits liquides et réduit le rendement en résidu solide. Les auteurs concluent que le soufre dans le réacteur est un promoteur pour la conversion du PP, et proposent un mécanisme explicatif selon lequel des radicaux hydrocarbures seraient formés par craquage thermique des liaisons C-C du polymère ; une partie majoritaire de ces radicaux se recombineraient les uns avec les autres en absence de H 2 S, alors qu’en présence d’H 2 S, ce dernier pourrait diffuser dans la structure du polymère, un atome d’hydrogène de l’H 2 S pouvant être capté par un radical hydrocarbure de façon à former un hydrocarbure stable et radical HS•. Le temps de vie du radical hydrocarbure serait ainsi réduit et sa recombinaison empêchée, ainsi que son potentiel à continuer le craquage thermique qui mène généralement à des rendements en gaz défavorables. Le craquage thermique permet donc de transformer des énormes molécules de polymère en longues molécules qui ne seraient pas trop craquées grâce à la stabilisation des radicaux par l’H 2 S. Ces longues molécules peuvent ensuite subir un craquage catalytique sélectif. Selon le catalyseur utilisé, les rendements en diverses coupes varient en effet, notamment le rendement en produit gazeux qui reste élevé notamment avec le catalyseur testé à base de fer supporté une silice-alumine amorphe, et encore plus élevé lorsque du CS 2 est associé.
Ibrahim et Seehra (Ibrahim et Seehra, Energy & Fuels 11, 1997, 926-930) ont étudié la température de dépolymérisation (Td) d’un mélange de plastiques suivie par résonance de spin électronique (ou ESR pour « Electron Spin Resonance » selon la terminologie anglo-saxonne) sous une pression initiale d’hydrogène de 500 psig (3,45 MPa). Un échantillon de plastiques composé de 5% PP, de 95% polyéthylène haute densité (HDPE) et de traces ( 2 O 3 , ou une zéolithe HSZSM-5. Les auteurs ont trouvé que la Td de l’échantillon plastique diminue de 80°C quand le plastique est mélangé avec du soufre élémentaire, mais n’est pas impacté par la présence de HSZSM-5. L’augmentation de la quantité de soufre élémentaire S introduite ne change pas la Td. Les auteurs concluent que le soufre dans le réacteur est un promoteur pour la conversion du plastique lors de son craquage thermique par un mécanisme radicalaire. Aucune information sur la conversion des plastiques en carburants n’est donnée dans leur étude.
Shiro et al. (Shiro et al., Energy & Fuels 16, 5, 2002, 1314-1320) ont étudié la décomposition du polyéthylène faible densité (LDPE) dans un réacteur autoclave entre 300°C et 425°C sous une pression initiale d’hydrogène de 5 MPa. Des composés soufrés, tel que du H 2 S, du soufre élémentaire, du disulfure de diméthyle (DMDS de formule (CH 3 S) 2 ) etc. sont ajoutés. Les auteurs concluent que l’addition de composés soufrés a un effet promoteur sur la décomposition du LDPE.
L’ajout de soufre ou de composés soufrés est plutôt connu, dans les procédés d’hydroconversion, pour sulfurer les catalyseurs, et ainsi les rendre « actifs ». Classiquement, les catalyseurs sont avantageusement soumis à un traitement de sulfuration permettant de transformer, au moins en partie, les espèces métalliques en forme sulfurée avant leur mise en contact avec la charge à traiter. Ce traitement d’activation par sulfuration est bien connu de l’homme du métier. La formation de la phase active du catalyseur par sulfuration peut se faire in situ, i.e. dans le procédé d’hydroconversion après chargement du catalyseur ou précurseur de catalyseur, typiquement dans le réacteur, par exemple grâce à l’ajout de molécules organiques soufrées telles que le DMDS, le thioacétamide, etc. à la charge hydrocarbonée à traiter, sous conditions de pression d’hydrogène et de température, ou encore se faire ex-situ, i.e. avant chargement du catalyseur à une des étapes du procédé d’hydroconversion, dans des conditions adaptées à l’activation. Par exemples, dans le domaine de la conversion de charges comportant des plastiques, la demande de brevet de français déposée sous le discutée numéro 21/14.037 déjà mentionné plus haut, décrit la possibilité de former et activer in situ un catalyseur colloïdal ou moléculaire, qui est type de catalyseur dispersé (aussi appelé catalyseur entrainé ou slurry) extrêmement petit (e.g. de taille inférieure à 1 μm), par l’interaction de soufre avec un précurseur soluble de catalyseur, généralement à haute température, et ainsi former le catalyseur de type sulfure métallique. Une source de soufre peut être de l’H 2 S dissous dans la charge hydrocarbonée fossile, ou de l’H 2 S contenu dans de l’hydrogène recyclé au réacteur d’hydroconversion, ou provenant de molécules organiques soufrées introduites dans la fraction hydrocarbonée fossile de la charge à traiter (ex : injection de DMDS ou de thioacétamide). La demande de brevet CA2171803, portant sur la liquéfaction de déchets plastiques mélangés avec un agent de suspension dans un contenant sous pression de H 2 ou N 2 , seuls ou en mélange, et optionnellement en présence d’un catalyseur solide, décrit la possibilité d’ajouter un agent donneur de soufre pour sulfurer des métaux éventuellement présents utilisés en tant que catalyseurs, en particulier du fer.
La problématique de la gestion des déchets plastiques et les préoccupations environnementales étant plus d’actualité que jamais, il est toujours recherché des procédés efficaces de conversion des déchets plastiques pour faire des carburants ou des matières premières pour la pétrochimie, qui soient notamment économes en énergie et de moindre coût, et qui puissent satisfaire des besoins variés ou changeants en produits, par exemple en carburants.
Objectifs et Résumé de l’invention Dans le contexte décrit ci-dessus, un objectif de la présente invention est de fournir un procédé de conversion de plastiques en présence d’hydrogène vers un mélange d’hydrocarbures valorisables, qui permette une conversion maximale des plastiques tout en minimisant l’énergie requise pour la conversion, et tout en minimisant la production de gaz lors de la conversion afin d’améliorer le rendement relatif en produits liquides d’intérêt.
La présente invention propose ainsi, selon un premier aspect, un procédé d’hydroconversion d’une charge plastique comportant les étapes suivantes : (a1) une étape d’hydroconversion non catalytique de ladite charge en présence d'hydrogène, au contact d’une source de radicaux, ladite source comportant du soufre et étant introduite de manière à ce que la teneur en soufre soit comprise entre 3% et 20% poids par rapport au poids de la charge plastique, pour produire des premiers produits de conversion ; (a2) une étape d’hydroconversion catalytique des premiers produits de conversion en présence d'hydrogène, au contact d’au moins un catalyseur d’hydroconversion, ledit catalyseur d’hydroconversion comprenant au moins un élément hydro-déshydrogénant choisi dans le groupe formé par les éléments du groupe VIB et du groupe VIII non nobles de la classification périodique, pris seuls ou en mélange, et un support poreux comprenant une matrice minérale poreuse et au moins une zéolithe, lesdites étapes (a1) et (a2) étant mises en œuvre à une pression absolue comprise entre 1 MPa et 38 MPa, à une température supérieure ou égale 200°C et inférieure à 400°C, à une vitesse spatiale horaire par rapport à chaque réacteur d’hydroconversion comprise entre 0,05 h -1 et 10 h -1 , et avec une quantité d'hydrogène comprise entre 50 Nm 3 /m 3 et 5000 Nm 3 /m 3 .
Le procédé selon la présente invention peut également permettre de faire varier la composition des produits obtenus, notamment grâce à la sélectivité apportée par le catalyseur lors de la deuxième étape d’hydroconversion catalytique, qui peut être choisie en fonction de la valorisation ciblée (e.g. kérosène pour le secteur aéronautique, diesel ou essence pour le secteur automobile, naphta pour vapocraquage, etc.).
Selon une ou plusieurs mises en œuvre de l'invention, les étapes (a1) et (a2) sont réalisées au sein d’un même réacteur, de préférence au sein d’un même réacteur à lit bouillonnant.
Selon une ou plusieurs mises en œuvre de l'invention, ladite au moins une zéolithe du support du catalyseur d’hydroconversion est choisi dans la liste constituée par les zéolithes de groupes FAU, de préférence les zéolithes de groupe FAU choisies parmi les zéolithes X, Y, USY, Y ayant subi un traitement de désalumination, BEA, ISV, IWR, IWW, MEI, UWY, MEL, MTW, MTT, MSE, FER et MFI, et de manière préférée, ladite au moins une zéolithe est choisie parmi les zéolithes des groupes FAU ou BEA.
Selon une ou plusieurs mises en œuvre de l'invention, le support du catalyseur comprend une zéolithe USY et/ou une zéolithe Beta.
Selon une ou plusieurs mises en œuvre de l'invention, le support du catalyseur d’hydroconversion comprend au moins une zéolithe choisie dans le groupe formé par les zéolithes ZSM-12, IZM-2, ZSM-22, ZSM-23, SAPO-11, ZSM-48, et ZBM-30.
Selon un mode de réalisation, la grille du transistor M8 est couplée à l'entrée 522 par un circuit similaire au circuit 610 décrit en relation avec la , la grille du transistor M9 est couplée à l'entrée 526 par un circuit similaire au circuit 610 décrit en relation avec la , et, de préférence, le noeud 704 est couplé à la sortie 524 par encore un autre circuit similaire au circuit 610 décrit en relation avec la .
Le circuit 520 comprend, par exemple, une capacité 706 couplant l'entrée 522 à la grille du transistor M8. Par exemple, une électrode de la capacité 706 est couplée, de préférence connectée, à l'entrée 522, l'autre électrode de la capacité 706 étant couplée, de préférence connectée, à la grille du transistor M8. En outre, le circuit 520 comprend, par exemple, une résistance R7 couplant la grille du transistor M8 à un noeud 707 du circuit 520, le noeud 707 étant configuré pour recevoir une tension continue VDC2. Par exemple, une borne de la résistance R7 est couplée, de préférence connectée, à la grille du transistor M8, l'autre borne de la résistance R7 étant couplée, de préférence connectée, au noeud 707. La résistance R7 et la capacité 706 forment un circuit similaire au circuit 610 décrit en relation avec la , qui couple l'entrée 522 à la grille du transistor M8.
Le circuit 520 comprend, par exemple, une capacité 708 couplant l'entrée 526 à la grille du transistor M9. Par exemple, une électrode de la capacité 708 est couplée, de préférence connectée, à l'entrée 526, l'autre électrode de la capacité 708 étant couplée, de préférence connectée, à la grille du transistor M9. En outre, le circuit 520 comprend, par exemple, une résistance R8 couplant la grille du transistor M9 au noeud 707 du circuit 520. Par exemple, une borne de la résistance R8 est couplée, de préférence connectée, à la grille du transistor M9, l'autre borne de la résistance R8 étant couplée, de préférence connectée, au noeud 707. La résistance R8 et la capacité 708 forment un autre circuit similaire au circuit 610 décrit en relation avec la , qui couple l'entrée 526 à la grille du transistor M9.
Ainsi, la tension VDC2 fixe la composante continue sur la grille des transistors M8 et M9. A titre d'exemple, la tension VDC2 est déterminée de sorte que le transistor M8, respectivement M9, fonctionne en saturation (passant) lorsque le signal cmd3, respectivement cmd4, est à son premier niveau, par exemple haut, et de sorte que le transistor M8, respectivement M9, soit bloqué lorsque le signal cmd3, respectivement cmd4, est à son deuxième niveau, par exemple bas.
De préférence, les résistances R7 et R8 sont identiques et les capacités 704 et 708 sont identiques, c'est-à-dire que les résistances R7 et R8 ont une même valeur de résistance et que les capacités 704 et 708 ont une même valeur de capacité.
Le circuit 520 comprend, par exemple, une capacité 710 couplant le noeud 704 à la sortie 524 du circuit 520. Par exemple, une électrode de la capacité 710 est couplée, de préférence connectée, au noeud 704, l'autre électrode de la capacité 710 étant couplée, de préférence connectée, à la sortie 524. En outre, le circuit 520 comprend, par exemple, une résistance R9 couplant la sortie 524 du circuit 520 à un noeud 711 du circuit 520, le noeud 711 étant configuré pour recevoir une tension continue VDC3. Par exemple, une borne de la résistance R9 est couplée, de préférence connectée, à la sortie 524, l'autre borne de la résistance R9 étant couplée, de préférence connectée, au noeud 704. La résistance R9 et la capacité 710 forment encore un autre circuit similaire au circuit 610 décrit en relation avec la , couplant le noeud 704 à la sortie 524.
Ainsi, la tension VDC3 fixe la composante continue sur la sortie 524 du circuit 520.