INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La fabrication additive (usuellement désignée par l’acronyme FA), et en particulier le procédé de dépôt de matière fondue (internationalement désigné par les acronymes en langue anglaise FFF pour « Fused Filaments Fabrication » ou FGF pour « Fused Granular Fabrication ») est attrayant car il permet une flexibilité de conception et une fabrication sans solvant. En utilisant cette technologie, également appelée processus d’impression 3D, il est possible d’une part de produire des architectures de batteries en trois dimensions avec des surfaces actives plus élevées qui augmentent théoriquement la capacité spécifique à régimes de cyclage élevés. D’autre part, cette technologie permet à la batterie de s’adapter parfaitement à la forme de l’objet final, maximisant ainsi les capacités de stockage d’énergie.
L’impression 3D d’une batterie nécessite la production de filaments ou de granulés composites correspondant aux différents composants : séparateur, électrodes positives et négatives. Ces filaments ou granulés composites comprennent typiquement une matrice polymère thermoplastique dans laquelle différents matériaux tels que des matériaux électrochimiquement actifs, des composants électriquement conducteurs, des nanoparticules céramiques, des plastifiants, etc. sont ajoutés en fonction de leur rôle ciblé.
Après la phase d’impression 3D ou d’assemblage, les électrodes de la batterie et le séparateur doivent pouvoir être imprégnés d’un électrolyte liquide tout en conservant leur intégrité mécanique. Or, jusqu’à présent, dans le cas d’un composant comportant un seul polymère thermoplastique polaire WO 2016/036607 :
- soit l’électrolyte liquide ne pouvait pénétrer au cœur d’une électrode imprimée par FFF : dans ce cas, seule la matière active à la surface des électrodes était accessible à l’électrolyte rendant la réaction électrochimique partielle et difficile, ce qui se traduisait sur les courbes électrochimiques par une polarisation importante et une très faible capacité ;
- soit le polymère pouvait s’imprégner d’électrolyte mais l’intégrité mécanique était perdue après quelques cycles et les performances de la batterie en étaient d’autant affectées.
En outre, l’électrode de WO 2016/036607 ne contient au plus que 50% en poids de matériau électrochimiquement actif, et typiquement entre 10% et 30% en poids par rapport au poids du polymère. Par ailleurs, la demande internationale WO 2019/2019202600 enseigne également la réalisation par fabrication additive d’une électrode présentant un seul polymère fonctionnel, dans lequel sont dispersés le carbone conducteur électronique (à raison de 50 à 70% en poids) et le matériau électrochimiquement actif.
Les procédés enseignés par les demandes internationales WO 2016/036607 et WO 2019/202600 présentent les inconvénients de fournir des électrodes dont la teneur massique en matériau électrochimiquement actif est limitée (inférieure à 50%) ou des électrodes ne présentant pas une bonne tenue mécanique ou présentant des propriétés de mouillage par l’électrolyte limitées.
Plus particulièrement, afin de pallier les inconvénients précités, le demandeur a mis au point un procédé de fabrication de filaments composites, de films composites ou de granulés composites pour réaliser des composants de batterie métal-ion à électrolyte organique liquide, ledit procédé comprenant les étapes : fournir ou préparer au moins deux compositions polymères thermoplastiques, dont une première composition polymère apolaire comprenant au moins un premier polymère thermoplastique apolaire, ledit premier polymère thermoplastique apolaire ayant une température de fusion Tf1 et ne présentant pas d’affinité avec l’électrolyte organique liquide de ladite batterie métal-ion à laquelle il est destiné d’être intégré, et
une deuxième composition polymère polaire comprenant au moins un polymère thermoplastique polaire, ledit polymère thermoplastique polaire ayant une température de fusion Tf2 et présentant une affinité avec ledit électrolyte organique liquide, ledit polymère thermoplastique apolaire et ledit premier polymère thermoplastique polaire étant immiscibles, mélanger lesdites au moins première et deuxième compositions polymères apolaire et polaire, pour former un mélange polymère thermoplastique; introduire ladite composition composite dans une extrudeuse, puis former par extrusion des granulés composites, ou des filaments composites, ou des films composites ; ladite étape d’extrusion étant réalisée à une température Te égale ou supérieure à la température de fusion dudit mélange polymère thermoplastique, et de préférence de 10°C supérieure à la température de fusion dudit mélange polymère thermoplastique ;
lesdits granulés composites ou lesdits films composites ou lesdits filaments composites ainsi obtenus à l’issue de l’étape d’extrusion étant constitués d’une matrice polymère présentant une morphologie co-continue dudit polymère thermoplastique polaire et dudit premier polymère thermoplastique apolaire, pour assurer la fonction électrochimique et la tenue mécanique.
Par polymères issus d’un monomère donné, on entend au sens de la présente invention, à la fois les homopolymères issus de ce seul monomère et les copolymères issus de ce monomère donné et d’au moins un autre monomère différent.
Par morphologie co-continue, on entend au sens de la présente invention, une matrice polymère comprenant un mélange de polymères immiscibles formant chacun un réseau continu au sein de la matrice.
La illustre plus précisément un pixel P1′, en vue de dessus. Afin de ne pas surcharger le dessin, la microlentille 122, le filtre couleur 118 et le substrat 100 n’ont pas été représentés en , et la photodiode 101 a été symbolisée par un rectangle en pointillé.
Dans l’exemple représenté, des pistes et/ou bornes de connexion électrique 111 de l’empilement d’interconnexion 110 s’étendent sous la photodiode 101 du pixel P1′. Ces pistes et/ou bornes 111 pénètrent à l’intérieur de la partie 50a de la région 50, la partie 50a de la région 50 entourant les pistes et/ou bornes 111. Les pistes et/ou bornes 111 sont par exemple électriquement isolées de la région 50, par exemple par de l’oxyde de silicium revêtant les flancs de la partie 50a de la région 50. Dans l’exemple illustré en , le pixel P1′ comporte trois pistes 111 étant entendu que, en pratique, le pixel P1′ peut comporter un nombre quelconque de pistes et/ou de bornes 111. Dans cet exemple, les pistes 111 du pixel P1′ sont par exemple connectées respectivement au substrat 100, à une grille de transfert et à un nœud de lecture du pixel P1′, non détaillés en .
Selon un mode de réalisation, la partie 50a de la région 50 présente, en vue de dessus, une surface inférieure à celle de la partie 50b de la région 50, la partie 50b de la région 50 présentant, en vue de dessus, une surface sensiblement égale à celle du carré symbolisant le pixel P1′ en . À la différence de la partie 50a de la région 50, aucune piste ou borne 111 de connexion de l’empilement d’interconnexion 110 ne pénètre à l’intérieur de la partie 50b de la région 50. À titre d’exemple, les pistes et/ou bornes 111 de connexion du pixel P1′ sont disposées de sorte à maximiser la surface de la partie 50a de la région 50.
Bien que l’on ait représenté en un cas dans lequel le pixel P1′ présente, en vue de dessus, une forme sensiblement carrée, le pixel P1′ peut, en pratique, présenter une forme quelconque, par exemple rectangulaire, hexagonale ou circulaire.
Les , , , , , , et sont des vues en coupe illustrant, de façon schématique, des étapes d’un exemple d’un procédé de fabrication d’un dispositif d’acquisition d’une image 2D et d’une image de profondeur du type décrit en relation avec la .
Plus précisément, les figures 3A à 3E sont des vues en coupe illustrant un exemple de réalisation du capteur C1 du dispositif de la , les figures 3F et 3G sont des vues en coupe illustrant un exemple de réalisation du capteur C2 du dispositif de la et la est une vue en coupe illustrant une étape de collage du capteur C1 sur le capteur C2.
La illustre une étape de réalisation du capteur d’images 2D C1 du dispositif de la .
Pour réaliser le capteur C1, on part d’un substrat semiconducteur 100 relativement épais, par exemple de plusieurs centaines de micromètres d’épaisseur.
Les régions implantées des photodiodes 101 et des éventuels composants de contrôle des pixels P1 et P1′ du capteur sont formés à partir d’une première face du substrat 100, à savoir sa face supérieure dans l’orientation de la . Les murs d’isolation verticaux 103 délimitant, en vue de dessus, les pixels P1 et P1′ du capteur sont en outre formés depuis la face supérieure du substrat 100.
La illustre une étape ultérieure de formation, sur la face supérieure du substrat 100, d’une partie de l’empilement d’interconnexion 110 du capteur C1.
Dans cet exemple, comme illustré sur la , une couche métallique de l’empilement d’interconnexion 110, par exemple la couche métallique de l’empilement d’interconnexion 110 la plus proche de la face supérieure du substrat 100, est formée du côté de la face supérieure du substrat 100. Dans l’exemple illustré, des pistes et/ou bornes de connexion électrique 111 formées dans la première couche métallique s’étendent en vis-à-vis de la zone de photodétection du pixel P1′. Dans cet exemple, la couche métallique de l’empilement d’interconnexion 110 la plus proche du substrat 100 est interposée entre des couches diélectriques, non détaillées en , formées au cours de cette même étape.
La illustre en outre une étape de formation, depuis la face supérieure de la structure, d’une ouverture 201 traversant verticalement la partie de l’empilement d’interconnexion 110 précédemment formée et débouchant sur la face supérieure du substrat semiconducteur 100. L’ouverture 201 s’étend sur une partie seulement de la surface de la zone de photodétection du pixel P1′. L’ouverture 201 est par exemple réalisée par photolithographie puis gravure.
L’ouverture 201 est ensuite remplie du matériau de la région 50, formant ainsi la partie 50a de la région 50. Dans l’exemple représenté, le matériau de la région 50 comble l’ouverture 201 et affleure la face supérieure de la partie de l’empilement d’interconnexion 110 précédemment réalisée.
La illustre une étape ultérieure de finalisation de l’empilement d’interconnexion 110. Plus précisément, au cours de cette étape, d’autres couches métalliques et d’autres couches diélectriques ne pénétrant pas à l’intérieur des régions 50 de l’empilement d’interconnexion 110 sont formées du côté de la face supérieure de la structure. Dans l’exemple représenté, le matériau constitutif des couches diélectriques de l’empilement 110 revêt les flancs et la face supérieure de la partie 50a de la région 50 et isole électriquement la partie 50a par rapport aux pistes et/ou bornes de connexion électrique 111.
La illustre une étape ultérieure de formation, depuis la face supérieure de la structure, d’une autre ouverture 203 s’étendant verticalement, depuis la face de l’empilement d’interconnexion 110 opposée au substrat 100, jusqu’à la partie 50a de la région 50. Dans l’exemple représenté, la partie 50a de la région 50 affleure le fond de l’ouverture 203. L’ouverture 203 s’étend latéralement sur toute la surface du pixel P1′. L’ouverture 203 est par exemple réalisée par photolithographie puis gravure.
La illustre des étapes ultérieures de remplissage de l’ouverture 203 par le matériau de la région 50, formant ainsi la partie 50b de la région 50. Dans l’exemple représenté, le matériau de la région 50 comble l’ouverture 203 et affleure la face supérieure de l’empilement d’interconnexion 110 précédemment réalisé.
Lors d’une étape S240-1, le service génère une estampille temporelle , ainsi qu’une donnée de preuve telle que lors d’une étape S250-2. Le procédé comprend en ouvre une étape S260-2 au cours de laquelle le service génère un jeton de chaînage tel que . Cette étape est mise en œuvre par le module MOD_CT du dispositif de mise en œuvre du service .
Enfin, lors d’une étape S270-2, le service transmet l’identifiant de transaction , le jeton de routage , le jeton de chaînage , les données de preuve et ainsi que la donnée au troisième service de la chaîne. Cette étape est mise en œuvre par le module MOD_TX du dispositif de mise en œuvre du service .
Ces données sont reçues par le troisième service lors d’une étape référencée S200-3. Cette étape est mise en œuvre par le module MOD_RX du dispositif de mise en œuvre du service .
Lors d’une étape S210-3, le service déchiffre le jeton de routage à l’aide de sa clef de cryptographique et obtient alors un premier identifiant , un deuxième identifiant identifiant le service suivant de la chaîne, et le jeton de routage .
Le procédé comprend en outre une étape S220-3 au cours de laquelle le service vérifie si l’identifiant obtenu par déchiffrage du jeton correspond à son propre jeton . Si tel est le cas, cela signifie que le service est le destinataire légitime, et l’étape S230-3 est mise en œuvre. Sinon, le service transmet un message au service CTRL de contrôle l’informant qu’il n’est pas le destinataire légitime. Cette étape S220-3 est mise en œuvre par le module MOD_DEST du dispositif de mise en œuvre du service .
Lors de l’étape S230-3, le service applique une fonction propre audit service à la donnée , de sorte à générer une donnée . Cette étape est mise en œuvre par le module MOD_CS du dispositif de mise en œuvre du service .
Lors d’une étape S240-3, le service génère une estampille temporelle , ainsi qu’une donnée de preuve telle que lors d’une étape S250-3. Le procédé comprend en ouvre une étape S260-3 au cours de laquelle le service génère un jeton de chaînage tel que . Cette étape est mise en œuvre par le module MOD_CT du dispositif de mise en œuvre du service .
Enfin, lors d’une étape S270-3, le service transmet l’identifiant de transaction , le jeton de routage , le jeton de chaînage , les données de preuve , et ainsi que la donnée au service CTRL de contrôle. Cette étape S270-3 est mise en œuvre par le module MOD_TX du dispositif de mise en œuvre du service .
Ces données sont reçues par le service CTRL de contrôle lors d’une étape référencée S140. Cette étape S140 est mise en œuvre par le module MOD_RX du dispositif de vérification d’une chaîne de services.
Lors d’une étape S150, le service CTRL de contrôle déchiffre le jeton de routage à l’aide de sa clef cryptographique et obtient alors un premier identifiant , un deuxième identifiant identifiant une transaction, et une valeur secrète de routage .
Le procédé comprend en outre une étape S160 au cours de laquelle le service CTRL de contrôle vérifie si l’identifiant obtenu par déchiffrage du jeton correspond à son propre jeton . Si tel est le cas, cela signifie que le service CTRL est le destinataire légitime, et l’étape S165 est mise en œuvre. Cette étape est mise en œuvre par le module MOD_DEST du dispositif de vérification d’une chaîne de services.
Lors de l’étape S165, le service CTRL de contrôle vérifie si la valeur secrète de routage est égale à la valeur secrète de routage générée lors de l’étape S115. Si tel est le cas, cela permet au service de contrôle de s’assurer que le jeton de routage reçu est issu d’un traitement, par différents services, d’un jeton de routage que ce service de contrôle avait initialement généré.
Le procédé comprend en outre une étape S170 au cours de laquelle le service CTRL de contrôle vérifie le passage par les n services de la chaîne, par traitement du jeton de chaînage et des n données de preuve. Cette étape est mise en œuvre par le module MOD_PROC du dispositif de vérification d’une chaîne de services.
Cette étape S170 comprend une première sous-étape S1710 au cours de laquelle le service CTRL calcule de façon itérative le jeton tel que pour .
Autrement dit, pour l’exemple illustré par la figure 5, le service CTRL de contrôle calcule tel que
Lors d’une sous-étape S1720, le service CTRL de contrôle obtient la valeur utilisée lors de l’étape S130, par exemple en accédant la mémoire non volatile 4 du dispositif de contrôle. Puis, lors de l’étape S1730, le service CTRL recalcule le jeton de chaînage initial tel que , comme lors de l’étape S130. Enfin, lors d’une sous-étape S1740, le service CTRL vérifie si les valeurs et sont égales. Si tel est le cas, cela signifie que la transaction T est une transaction atomique, et que la donnée a effectivement transité entre chacun des services de la séquence dans l’ordre défini par cette séquence.
Enfin, l’ensemble d’alimentation électrique 1 peut comprendre en outre un variateur 30, noté VAR., qui est agencé pour contrôler la valeur de la tension électrique négative V NHV qui est fournie par l’unité d’alimentation 13. Pour cela, une sortie du variateur 30 est connectée à une entrée de commande de l’unité d’alimentation 13. Le variateur 30 est utile pour ajuster un point un fonctionnement du propulseur 2, et aussi pour appliquer au propulseur 2 un test de rétro-circulation électronique, tel que désigné par test EBS pour «Electron Back-Streaming».
Pour être connecté à l’ensemble d’alimentation électrique 1, le propulseur 2 de type GIT comprend les bornes suivantes, avec leurs liaisons électriques respectives aux composants du propulseur, de façon interne à ce dernier : - une borne A1, reliée électriquement à la grille d’écran 24 ; - une borne A2, reliée électriquement à la grille d’accélération 25 ; - une borne A3, reliée électriquement à l’émetteur d’électrons 271 du neutraliseur 27 ; - une borne A4, reliée électriquement au système de maintien 272 du neutraliseur 27 ; - une borne A5, reliée électriquement à une masse électrique du propulseur 2 ; - deux bornes A6 et A7, reliées électriquement à deux extrémités de la résistance de chauffage de neutraliseur 273 ; - une borne A8, reliée électriquement au système de maintien 220 qui est associé à la cathode 22 ; - deux bornes A9 et A10, reliées électriquement à deux extrémités de la résistance de chauffage de cathode 26 ; - une borne A11, reliée électriquement à la cathode 22 ; - deux bornes A12 et A13, reliées électriquement à deux extrémités d’une bobine du système de confinement magnétique 23 ; et - une borne A14, reliée électriquement à l’anode 21 de l’enceinte à plasma 20.
Conformément à , un dispositif de test S2 est adapté pour être connecté à l’ensemble d’alimentation électrique 1 de à la place du propulseur 2 de type GIT. Pour cela, le dispositif de test 2S comprend des bornes C1-C14 qui sont destinées à remplacer respectivement les bornes A1-A14 du propulseur 2 : la borne C1 à la place de la borne A1, la borne C2 à la place de la borne A2, …, la borne C14 à la place de la borne A14. Dans la partie générale de la présente description, la borne C1 a été appelée première borne, la borne C2 deuxième borne, la borne C3 troisième borne, la borne C4 quatrième borne, la borne C5 borne de masse électrique, et les bornes C8-C14 cinquièmes bornes. Parmi ces dernières, la borne C8 a été appelée borne de simulation de cathode, les bornes C9 et C10 ont été appelées bornes de simulation de chauffage de cathode, la borne C11 a été appelée borne de retour de courant, les bornes C12 et C13 ont été appelées bornes de simulation de confinement magnétique, et la borne C14 a été appelée borne d’alimentation en courant de décharge.
Dans le cadre de la présente description on entend par source de courant une source électrique dont la résistance interne est suffisamment élevée pour que cette source produise en sortie un courant électrique dont la valeur est déterminée à +/-5% près, de préférence +/-1% près, lors de l’utilisation du dispositif de test. De même, on entend par source de tension une source électrique dont la résistance interne est suffisamment faible pour que cette source produise en sortie une tension électrique dont la valeur est déterminée à +/-5% près, de préférence +/-1% près, lors de l’utilisation du dispositif de test. En outre, on entend par source de courant dépendante une source qui produit un courant dont la valeur d’intensité est déterminée par une consigne qui est reçue sur une entrée de commande de cette source. Autrement dit, l’intensité du courant qui est imposé par une source de courant dépendante varie en temps réel conformément à la consigne qui est appliquée sur l’entrée de commande de cette source.
Le courant I beam qui est imposé par la source de courant dépendante 16S est destiné à reproduire le courant de faisceau qui correspond aux ions éjectés par le propulseur 2 vers l’extérieur lors de son fonctionnement pour produire une poussée. Simultanément, le courant I NHV qui est imposé par la source de courant dépendante 17S est destiné à reproduire le courant de grille d’accélération qui est reçu par l’unité d’alimentation 13 lors du fonctionnement du propulseur 2. Enfin, le courant I leak qui est produit par la source électrique 18S est destiné à reproduire le courant qui circule dans le système de conduction de charges 17 de l’ensemble d’alimentation électrique 1 lors du fonctionnement du propulseur 2. Pour ces raisons et pour raison de clarté, les courants électriques I beam , I NHV et I leak qui sont mis en œuvre dans le dispositif de test 2S sont directement appelés courant de faisceau, courant de grille d’accélération et courant de fuite, respectivement, dans la présente description.
Avec ce dimensionnement et cette configuration, le dispositif de test 2S de imite le fonctionnement du propulseur 2 de type GIT de , lorsqu’il est connecté à l’ensemble d’alimentation électrique 1 à la place de ce propulseur 2. Cette imitation permet alors de tester la capacité de l’ensemble d’alimentation électrique 1 à mettre en œuvre un test EBS comme cela sera décrit plus loin en référence à .
L’application de l’invention à un dispositif de test qui est destiné à imiter le fonctionnement d’un propulseur ionique à grilles à décharge radiofréquence est décrite maintenant. Un tel propulseur, tel que représenté dans , est désigné par l’acronyme RIT pour «Radiofrequency Ion Thruster». Dans la suite, seules les différences entre le propulseur 2 de type RIT de et celui de type GIT de sont décrites, de même que seules sont décrites les différences entre le dispositif de test 2S de pour le propulseur de type RIT et celui de pour le propulseur de type GIT.
Le propulseur 2 de type RIT de comprend encore une enceinte à plasma 20, mais celle-ci est munie d’une bobine d’excitation 29 qui est disposée pour générer un champ électromagnétique radiofréquence à l’intérieur de l’enceinte à plasma 20. Le champ électromagnétique radiofréquence produit l’ionisation du gaz qui est introduit dans l’enceinte à plasma 20, et qui constitue ainsi la source d’ions. Pour cela, le propulseur 2 de type RIT comprend deux bornes d’alimentation en radiofréquence B8 et B9 qui sont connectées, à l’intérieur du propulseur 2, à deux extrémités de la bobine d’excitation 29 pour amener dans cette dernière un courant radiofréquence I RF qui constitue le courant de décharge dans le cas RIT. La tension électrique V RF qui existe alors entre les bornes B8 et B9 constitue la tension de décharge pour le cas RIT. Le propulseur 2 de type RIT est dépourvu de cathode.