INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Dans la présente invention, l’expression « particules insolubles » désigne des particules constituées de matières insolubles d’une eau de trempe de maïs.
L’expression « particules insolubles décantables » désigne des particules insolubles d’une eau de trempe de maïs qui présentent la propriété de décanter après un stockage de l’eau de trempe de maïs à température ambiante, soit une température de 20°c +/- 2°C, d’au moins 30 jours.
la est une vue schématique d’un télescope selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
la est une vue schématique du correcteur de sphéricité mis en œuvre dans le télescope de la ;
la illustre schématiquement une lentille asphérique;
la est un vue schématique d’un télescope selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ;
la illustre schématiquement un satellite dans lequel est embarqué le télescope selon la ;
la illustre sous forme d’organigramme un procédé de détection de débris spatiaux et/ou de nanosatellites ; et
la illustre schématiquement une station terrestre comprenant le télescope selon la .
Un télescope selon un premier mode de réalisation de l’invention va à présent être décrit en référence à la .
Le télescope 1 comprend un miroir concave 10, un correcteur de sphéricité 12 adapté à corriger au moins des aberrations optiques sphériques dues au miroir concave 10, un correcteur de champ 14 ( field flattener en anglais) adapté à convertir le champ réfléchi par le miroir concave 10 en un champ planaire.
Chacun des éléments constitutifs du télescope 1, y compris le miroir 10, le correcteur de sphéricité 12 et le correcteur de champ 14, est centré sur l’axe optique O du télescope 1, si bien que tous ces éléments sont alignés le long de ce même axe optique O.
Ainsi, la structure du télescope 1 est simple à mettre en œuvre et présente une grande facilité d’alignement optique. Cette configuration convient particulièrement à la deuxième application étant donné qu’elle dispose d’une bonne propension à demeurer stable et robuste face aux perturbations mécaniques qui peuvent se produire durant le lancement du satellite ainsi et face aux conditions thermiques lorsque le satellite est en orbite.
Quelle que soit l’application visée, le télescope 1 est particulièrement bien adapté pour former les images de débris de satellites, de nanosatellites ou de tous autres objets spatiaux projetés ou visualisés dans un plan focal P situé en amont du correcteur de sphéricité 12 par rapport aux rayons incidents.
Sur la , le sens de propagation des rayons est représenté par des flèches en trait pointillé. Pour chaque élément optique, les termes « entrée » et « sortie » sont relatifs au sens de propagation des rayons.
Par définition, le plan focal P du télescope 1 est le plan dans lequel se forme une image destinée à être captée en sortie du télescope. En pratique, le plan focal P est matérialisé par la présence d’un capteur optique pour capter une telle image, telle qu’une caméra comme illustrée dans le mode de réalisation de la .
Par « miroir concave », on comprendra que le miroir présente une surface de réflexion courbée et creuse vue du correcteur de sphéricité 12, de sorte que les rayons incidents en provenance du correcteur de sphéricité 12 sont réfléchis en direction de ce dernier. Autrement dit, le miroir concave 10 fait converger les rayons incidents en direction du correcteur de sphéricité 12, vers son foyer optique.
Il est important, pour les systèmes de stockage électrochimiques, qu’il s’agisse des batteries ou des supercondensateurs, de pouvoir connaître et suivre l’évolution du potentiel de chaque électrode indépendamment et par rapport à une électrode de potentiel connu, lors du fonctionnement de la cellule électrochimique. En particulier, pour des cellules mettant en œuvre des électrolytes à base de solvant(s) organique(s), il importe que la cellule du système électrochimique ne fonctionne pas en dehors de la plage de stabilité électrochimique du ou desdits solvants organiques, pour ne pas engendrer de dégradations et notamment la production de gaz. De même, il est important de contrôler, via la limitation en potentiel, l’état de lithiation de certains composés tels que les oxydes lamellaires Li x MO 2 dont la structure est instable pour x 2 ) ou x x MO 2 avec M=Ni, Co, Mn à faible teneur en Co), ou encore éviter l’électrodépôt de lithium à l’état métallique à l’électrode négative à des potentiels inférieurs à 0V vs Li + /Li. Afin de contrer l’apparition de tout phénomène indésirable, il importe de pouvoir connaître et suivre l’évolution du potentiel de chaque électrode, lors du fonctionnement de la cellule électrochimique.
D’une manière générale, comme répertorié par exemple dans le document Cengiz et al . [1] ou proposé dans les documents US 2009/0104510 et US 9,379,418, les électrodes de référence proposées pour des systèmes de stockage électrochimique, notamment pour des batteries métal-ion, telles que des batteries lithium-ion, sodium-ion, calcium-ion, lithium-ion, potassium-ion, magnésium-ion, ou pour des supercondensateurs, reposent sur la mise en œuvre, comme matière active d’électrode : - de métaux purs, tels que le lithium, le sodium ou le potassium, ou des alliages à base de lithium (par exemple, Li x Sn, Li x Bi, Li x Au, Li x In, Li x Si, Li x Al, etc.), respectivement à base de sodium, de potassium, etc. ; et - de matériaux d’intercalation/insertion de type LiMO 2 avec M représentant Co, Ni ou Mn ; LiM’ 2 O 4 avec M’ représentant Ni ou Mn ; LiM’’PO 4 avec M’’ représentant Fe, Co, Mn ou Ni ; ou de type Li 4 Ti 5 O 12 .
Pour être adaptés à une mise en œuvre comme électrode de référence, les composés doivent présenter, lors du processus de charge/décharge galvanostatique, un plateau de potentiel (réaction redox associée présentant un potentiel électrochimique constant), et leur potentiel thermodynamique doit être indépendant de la concentration en sel de l’électrolyte.
Pour ce qui est des métaux et alliages, ils sont directement utilisables dans un système à trois électrodes, mais présentent une instabilité potentielle au cours du temps/cyclage, en raison notamment de leur potentiel thermodynamique très bas. En effet, leur pouvoir réducteur induit une forte réactivité avec les électrolytes et leur potentiel inférieur à celui du couple H 2 O/H 2 ou O 2 /H 2 O (ce qui autorise des réactions spontanées avec H 2 O et O 2 ) nécessite un contrôle de l’atmosphère lors des étapes d’assemblage. De plus, le potentiel thermodynamique d’une électrode à base de métaux purs est susceptible de varier en fonction des variations de concentration en ions lithium dans l’électrolyte. Certes, on peut considérer que la concentration moyenne en ions lithium dans l’espace inter-électrodes ne change pas. Toutefois, des gradients de concentration peuvent s’établir, plus importants lorsque les courants appliqués sont importants, et sont donc susceptibles de faire varier le potentiel thermodynamique de l’électrode de référence. En outre, il y a également un risque de variation du potentiel de l’électrode de référence au cours du vieillissement, car la concentration des ions lithium dans l’électrolyte est susceptible de varier du fait des mécanismes de dégradation (assèchement de la phase liquide).
Ces inconvénients ne concernent pas les autres matériaux d’électrodes précités, pour lesquels le potentiel thermodynamique de l’électrode est fixé par le nombre de sites actifs/inactifs ou la concentration en lithium (respectivement, en sodium, potassium) dans l’alliage. Les matériaux présentant un large plateau de potentiel en fonction du taux d’insertion sont particulièrement avantageux, puisqu’ils permettent une stabilité du potentiel, indépendamment des changements d’état de lithiation du matériau susceptibles d’intervenir au cours du vieillissement.
Les matériaux d’insertion, par exemple le Li 4 Ti 5 O 12 ou le LiFePO 4 , caractérisés par un comportement biphasique, sont donc privilégiés. En particulier, la stabilité chimique, thermique et électrochimique du LiFePO 4 (ou LFP), ainsi que son potentiel moyen d’oxydoréduction plus élevé que le potentiel des autres matériaux redox précités et constant sur une large fenêtre de taux de lithiation, font du LFP un matériau d’intérêt pour des électrodes de référence.
Plus récemment, le CEA a également proposé la mise en œuvre, pour la préparation d’électrodes de référence, de matériaux organiques électro-actifs de type P (donneur d’électrons) ou de type N (accepteur d’électrons).
Cependant, les électrodes à base des matériaux précités (matériaux d’insertion/d’intercalation du lithium, ou matériaux de type P ou N) requièrent d’être préalablement « activées », afin d’être opérationnelles comme électrodes de référence. En effet, ces matériaux électroactifs ne présentent un potentiel électrochimique fixe que pour des états de charge (états d’oxydation/réduction, ou encore états de lithiation) intermédiaires (d’environ 5% à 95% d’état de charge (SoC)), ce qui implique de conditionner au préalable les électrodes afin d’atteindre le plateau de potentiel (généralement, à environ 50% de SoC).
Cette étape complexifie la préparation et la mise en œuvre de ces électrodes de référence. A l’heure actuelle, l’activation des électrodes de référence est exclusivement réalisée électrochimiquement. Plusieurs méthodes pour cette activation électrochimique des électrodes existent, les plus courantes consistant à : (1) charger ou décharger partiellement l’électrode de référence dans un premier dispositif à deux électrodes (par exemple, en demi-pile avec une contre-électrode de lithium), puis démonter l’assemblage afin de récupérer l’électrode de référence « activée », éventuellement rincer celle-ci, avant de l’insérer dans la cellule électrochimique à laquelle elle est destinée. Toutefois, dans le cadre de cette variante, l’étape de transposition de l’électrode d’une cellule à une autre induit un risque de détérioration de l’électrode de référence. (2) réaliser une charge ou décharge partielle de l’électrode de référence au niveau d’un montage à trois électrodes, directement au sein de la cellule électrochimique à laquelle l’électrode de référence est destinée, en connectant, dans un premier stade, l’électrode de référence en tant qu’électrode de travail puis, après activation, en réalisant la connexion à trois électrodes avec l’électrode de référence.
Cette approche, si elle permet d’éviter l’étape de démontage requise dans la première variante précitée, n’est toutefois pas sans présenter des inconvénients. De fait, l’étape d’activation a pour conséquence de consommer une partie de la capacité de la cellule, et le contrôle de l’état de charge de l’électrode de référence est délicat. De plus, cette approche requiert de connaître la quantité exacte de matière active déposée ou de réaliser une étape de quantification électrochimique (cycle de charge/décharge) pour connaître la capacité effective de l’électrode. Enfin, cette étape d’activation étant réalisée après l’étape de formation (premier(s) cycle(s) de charge/décharge) des cellules, il n’est pas possible d’avoir accès aux informations des potentiels durant la formation, alors qu’il s’agit d’une donnée intéressante.
La présente invention vise précisément à proposer une nouvelle méthode de préparation des électrodes de référence, permettant de s’affranchir des inconvénients, discutés précédemment, liés à la nécessité d’activer au préalable l’électrode par voie électrochimique.
Plus particulièrement, l’invention propose de préparer une électrode de référence, directement fonctionnelle (ou utilisable) au sein d’une cellule d’un système de stockage électrochimique, à partir d’un mélange, en particulier sous la forme d’une poudre, des formes oxydée et réduite d’un composé électro-actif dont la réaction rédox associée présente un potentiel électrochimique constant à des états de charge intermédiaire.
Ainsi, l’invention concerne, selon un premier de ses aspects, un procédé de préparation d’un matériau actif pour une électrode de référence, comprenant au moins les étapes consistant en : (1) disposer d’un composé électro-actif sous sa forme réduite, et dont la réaction rédox associée présente un potentiel électrochimique constant (ou plateau de potentiel) pour des états de charge intermédiaire ; (2) disposer dudit composé électro-actif sous sa forme oxydée ; et (3) mélanger lesdites formes réduite et oxydée dudit composé électro-actif dans des proportions ajustées pour obtenir un matériau dont la composition chimique correspond à un état de charge intermédiaire.
Le score global du site peut être obtenu en calculant la moyenne des scores des cellules k qui le constituent :
SC(STi) = (eq.6)
En variante, on peut simplement faire la somme des scores des cellules du site.
Métriques pour évaluer les scores
On a par exemple recours à des métriques classiquement utilisées dans la recherche d’information. Étant donné un classement de n éléments, on appelle rang k la k-ième position du classement. On considère par exemple une métrique de type réciproque RR (de l’anglais, « Reciprocal Rank »), connu en soi, qui prend la forme suivante :
RR= (eq. 7)
Où rel(k) vaut 1 au rang où le score est maximal, et 0 partout ailleurs.
En variante, on utilise une métrique de précision moyenne AP (en anglais, « Average Precision »), qui s’exprime comme suit :
AP = (eq. 8)
Où : - rel(k) vaut 1 si le score d’un site est strictement supérieur à un seuil arbitrairement choisi, 0 sinon ; - P(k) est la précision au k-ième rang du classement.
Par exemple, un seuil de 1 signifie que l’on ne considère que les sites avec un score strictement supérieur à 1 comme des sites pertinents pour le déploiement. On note qu’un bon modèle est un modèle qui classera de tels sites dans les premières places du classement.
On peut aussi choisir un seuil moins strict en fonction de la réalité du terrain.
Selon une autre variante, on évalue une valeur de gain, par exemple de type cumulatif actualisé NDCG (de l’anglais, « Normalized Discounted Cumulative Gain »).
Où : - (eq. 10) - {1, …, k} est l’ordre du classement jusqu’au rang k en fonction du score basé sur les prédictions du modèle, rel i le score réel, - Le DCGk n’étant pas borné, on divise par IDCGk qui est le score obtenu pour classement parfait.
Cette métrique est donc normée entre 0 et 1.
On a schématiquement illustré au moins partiellement sur les figures 1 et 2, une partie d’un premier exemple de réalisation d’un système de distribution SD selon l’invention.
Comme illustré au moins partiellement sur les figures 1 et 2, un système de distribution SD, selon l’invention, comprend notamment une paroi de support PS1, au moins trois guides GP un premier dispositif de translation DT1, au moins trois pièces de support PS2, au moins deux plots d’indexage PI, et au moins deux deuxièmes dispositifs de translation DT2.
Comme illustré sur les figures 1 et 2, les guides GP sont solidarisés fixement sur la paroi de support PS1 en des endroits qui sont choisis de manière à recevoir et guider entre eux un empilement EP de pièces PE identiques. Ces guides GP peuvent, par exemple, être des barres rectilignes installées verticalement en étant perpendiculaires à la face supérieure de la paroi de support PS1.
Par exemple, la paroi de support PS1 peut comprendre un nombre N de guides GP qui est fonction de la forme spécifique des pièces PE de l’empilement EP, avec N ≥ 3. On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, le nombre N est égal à cinq. Mais ce nombre N peut prendre n’importe quelle valeur supérieure ou égale à trois.
Egalement comme illustré sur les figures 1 et 2, la paroi de support PS1 comprend aussi une ouverture OP qui est placée sous l’empilement EP et propre à être traversée par chaque pièce PE.
Comme illustré sur les figures 1, 5 et 6, le premier dispositif de translation DT1 est agencé de manière à translater sous l’ouverture OP un plateau PT qui comprend les pièces de support PS2. Ces dernières (PS2) sont propres à supporter ensemble une première pièce PE qui a été séparée de son empilement EP.
Dans ce qui suit et ce qui précède, on entend par « première pièce » la pièce PE qui est la plus en bas d’un empilement EP et qui doit être la prochaine distribuée.
Par exemple, le plateau PT peut comprendre un nombre P de pièces de support PS2 qui est fonction de la forme spécifique des pièces PE de l’empilement EP, avec P ≥ 3. On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur les figures 1 et 4, le nombre P est égal à quatre. Mais ce nombre P peut prendre n’importe quelle valeur supérieure ou égale à trois.
Comme illustré sur les figures 2 et 3, les plots d’indexage (ou pilotes) PI sont solidarisés fixement sur le plateau PT en des endroits qui sont choisis de manière à être couplés simultanément aux première et deuxième pièces PE de l’empilement EP, afin de permettre leur indexage.
Dans ce qui suit et ce qui précède, on entend par « deuxième pièce » la pièce PE qui est située à un instant donné juste au-dessus de la première pièce PE d’un empilement EP et qui deviendra bientôt une première pièce à distribuer.
Par exemple, le plateau PT peut comprendre un nombre K de plots d’indexage PI qui est fonction de la forme spécifique des pièces PE de l’empilement EP, avec K ≥ 2. On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur les figures 1 et 4, le nombre K est égal à deux. Mais ce nombre K peut prendre n’importe quelle valeur supérieure ou égale à deux.
Les deuxièmes dispositifs de translation DT2 sont solidarisés fixement sur la paroi de support PS1, et sont propres chacun à translater une pièce de séparation PS3 vers un espace associé qui est situé entre les première et deuxième pièces PE de l’empilement EP, comme illustré sur la . Ainsi, chaque pièce de séparation PS3 participe au support de l’empilement EP sans la première pièce PE lorsque le plateau PT est translaté vers le bas par le premier dispositif de translation DT1 en supportant par ses pièces de support PS2 la première pièce PE venant d’être séparée de l’empilement EP.
On comprendra qu’une fois que les pièces de séparation PS3 ont été introduites dans les espaces qui leurs sont associés, tout l’empilement EP repose sur les pièces de support PS2 du plateau PT. Mais, dès que le plateau PT est translaté vers le bas par le premier dispositif de translation DT1, il emmène avec lui la première pièce PE qui vient d’être séparée de l’empilement EP par les pièces de séparation PS3 (qui supportent alors ensemble tout le reste de l’empilement EP). Le plateau PT est translaté vers le bas par le premier dispositif de translation DT1 jusqu’à ce que la première pièce PE séparée et qu’il supporte parvienne en un premier endroit de distribution prédéfini afin d’être saisie par un robot d’une chaîne d’assemblage (ou de montage) pour être déplacée jusqu’à un second endroit prédéfini, par exemple en vue de sa solidarisation à un système en cours d’assemblage (ici un véhicule).
Ainsi, il est désormais possible de distribuer (ou délivrer) les pièces PE d’un empilement EP les unes après les autres en un premier endroit de distribution prédéfini, de façon automatisée et donc sans aucune intervention humaine.
Une fois la pièce PE retirée du plateau PT (et plus précisément de ses pièces de support PS2 et plots d’indexage PI), le premier dispositif de translation DT1 translate le plateau PT dans le sens inverse (et donc vers le haut) jusqu’à ce qu’il revienne dans sa position initiale sous l’empilement EP. Puis, les deuxièmes dispositifs de translation DT2 translatent dans le sens inverse leurs pièces de séparation PS3 afin de les dégager du dessous de la pièce PE qui est désormais la première pièce de l’empilement EP, et donc ce dernier (EP) se retrouve supporté par les pièces de support PS2 tout en ayant ses première et deuxième pièces PE indexées par les plots d’indexage PI du plateau PT. Un processus de séparation de la nouvelle première pièce PE peut alors commencer.
Par exemple, la paroi de support PS1 peut comprendre un nombre M de deuxièmes dispositifs de translation DT2 qui est fonction de la forme spécifique des pièces PE de l’empilement EP, avec M ≥ 2. On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur les figures 1 à 3, le nombre M est égal à trois. Mais ce nombre M peut prendre n’importe quelle valeur supérieure ou égale à deux.
La température T et l'hygrométrie H sont ensuite fournies en entrée d'un calculateur de variation d'épaisseur de patine CdP. Dans une quatrième sous étape S14, ce calculateur CdP calcule alors une variation d'épaisseur de patine dP en fonction de la température T et de l'hygrométrie H. La variation d'épaisseur de patine dP peut être positive si les conditions de fonctionnement du deuxième moteur 2 sont favorables à la régénération de la patine, ou au contraire négative si les conditions de fonctionnement du deuxième moteur 2 sont défavorables. En complément, des données prévisionnelles de navigation (fournies par un système de navigation) pourraient également être exploitées pour faire une estimation de la variation d'épaisseur de patine à la fin de la période d'utilisation du véhicule. Le modèle thermique MT et/ou le calculateur d'hygrométrie et/ou le calculateur CdP peuvent comprendre des cartographies et/ou des fonctions interpolées afin de calculer respectivement la température T, l'hygrométrie H, et la variation d'épaisseur de patine dP.
La variation d'épaisseur de patine dP est ensuite fournie en entrée d'un calculateur d'épaisseur de patine CeP. Dans une cinquième sous-étape S15, le calculateur CeP calcule une épaisseur de patine eP effective en surface des bagues. Ce calcul peut être réalisé en additionnant la variation d'épaisseur de patine dP précédemment calculée à une précédente valeur d'épaisseur de patine, calculée lors d'une précédente itération de l'étape S1. A l'issue de la première étape S1, on dispose donc d'une estimation de l'épaisseur de patine formée à l'instant présent en surface des bagues 9.
Ensuite, dans une deuxième étape S2, on compare l'épaisseur de patine eP précédemment calculée à un premier seuil Se1. Le premier seuil Se1 est de préférence une valeur prédéfinie enregistrée dans la mémoire 14 du dispositif de commande électronique 13. Ce premier seuil peut être défini lors d'une phase de calibration préalable du véhicule. Ensuite, en fonction du résultat de la comparaison de l'épaisseur de patine eP au premier seuil Se1, deux issues sont possibles.
Selon une première issue, si l'épaisseur de patine eP est supérieure ou égale au premier seuil Se1, autrement dit si l'épaisseur de patine est jugée suffisamment importante pour ne pas risquer d'endommager le deuxième moteur 3, on calcule, dans une troisième étape S3, des consignes de fonctionnement du premier moteur et du deuxième moteur selon une première stratégie visant à optimiser la consommation énergétique du véhicule 1. Cette première stratégie peut être conforme à la stratégie de gestion habituelle des véhicules équipés de deux moteurs. En particulier, cette stratégie conduit à ce que seul le premier moteur 2 soit activé si la requête de couple est inférieure ou égale aux capacités du premier moteur, c’est-à-dire à son couple maximum. Dans ce cas, le deuxième moteur n'est donc pas activé et notamment aucun courant électrique ne circule au niveau du dispositif d'alimentation 8. Le rotor 6 du deuxième moteur est néanmoins entraîné en rotation en raison de sa liaison mécanique avec les roues 4B du véhicule. Les balais 10 frottent donc sur les bagues 9 sans passage de courant électrique au niveau de cette interface. Un tel mode de fonctionnement a tendance à faire augmenter la température à l'interface entre les bagues 9 et les balais 10 et donc à dégrader la patine, notamment à réduire son épaisseur. Toutefois cela n'est pas gênant car l'épaisseur de patine eP est suffisante pour supporter un tel mode de fonctionnement, au moins jusqu'à la prochaine itération du procédé. Bien sûr, selon cette première stratégie, le deuxième moteur 3 peut être activé si la requête de couple excède les capacités du premier moteur 2.