INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Ce dispositif permet de simuler un ombrage partiel ou total sur un panneau photovoltaïque, comprenant une ou plusieurs cellules photovoltaïques, et de projeter différents scénarii d’ombrage de manière dynamique sans modifier la source lumineuse incidente.
Le dispositif selon l’invention permet la réalisation de motifs d’ombrage pouvant être plus complexes que ceux réalisables avec des caches opaques fixes.
L’invention ne demande pas de modification de la source lumineuse incidente, celle-ci pouvant correspondre à la lumière du soleil lorsque le dispositif est utilisé en extérieur ou à celle d’une source de lumière autre que le soleil lorsque le dispositif est utilisé en intérieur.
Un tel dispositif peut être utilisé en intérieur ou en extérieur (par exemple dans une centrale solaire). Il peut être transportable et son installation est aisée.
La ou les ombres peuvent être projetées de manière dynamique par le dispositif, par exemple en simulant une vitesse de déplacement linéaire vis-à-vis du panneau photovoltaïque.
La partie du film au moins partiellement opaque peut laisser passer une partie de la lumière incidente, par exemple comprise entre 0 % et 80 % de la lumière reçue au niveau de cette partie du film.
Une projection d’ombre est qualifiée de dynamique lorsque l’intensité et/ou la forme et/ou la position de l’ombre change en fonction du temps lors de la projection sur le panneau photovoltaïque.
Le dispositif d’actionnement peut comporter au moins un moteur ou au moins un vérin.
Dans un premier exemple de réalisation, le dispositif de simulation d’ombrage dynamique peut être tel que : - le dispositif d’actionnement comporte au moins un premier moteur ; - le dispositif de guidage comporte des premier et deuxième arbres autour desquels le film est configuré pour être enroulé et déroulé ; - le premier moteur est couplé au premier arbre.
Dans ce premier exemple de réalisation, le dispositif d’actionnement peut comporter en outre un deuxième moteur ou un enrouleur automatique, couplé au deuxième arbre.
Dans un deuxième exemple de réalisation, le dispositif de simulation d’ombrage dynamique peut être tel que : - le dispositif d’actionnement comporte au moins un premier moteur ; - le dispositif de guidage comporte des premier, deuxième, troisième et quatrième arbres ; - le premier moteur est couplé à l’un des premier, deuxième, troisième et quatrième arbres ; - le film forme une bande sans fin guidée par les premier, deuxième, troisième et quatrième arbres ; - les premier et deuxième arbres sont configurés pour guider le film en regard de la face avant du panneau photovoltaïque, et les troisième et quatrième arbres sont configurés pour guider le film en regard d’une face arrière, opposée à la face avant, du panneau photovoltaïque.
Dans un troisième exemple de réalisation, le dispositif de simulation d’ombrage dynamique peut être tel que le dispositif de guidage comporte des rails latéraux configurés pour guider en translation le film.
Le film peut comporter une couche de matériau transparent, et la partie du film au moins partiellement opaque peut être formée par au moins un élément au moins partiellement opaque disposé contre la couche de matériau transparent et solidarisé à la couche de matériau transparent de manière amovible. Dans ce cas, le motif de l’ombre ou des ombres projetées sur le panneau photovoltaïque peut être aisément modifié.
Le dispositif de simulation d’ombrage dynamique peut comporter en outre un châssis auquel le dispositif de guidage et le dispositif d’actionnement sont solidarisés.
Il existe donc un besoin de fournir un système photoacoustique qui soit performant, reproductible et qui puisse être intégré dans un laboratoire sur puce.
Dans cette optique, l’invention concerne un système photoacoustique comprenant : un substrat semiconducteur, le substrat semiconducteur comprenant : une face dite « face supérieure » ; et une paroi interne délimitant un volume creux, le volume creux s’étendant dans le substrat semiconducteur à distance de la face supérieure dudit substrat semiconducteur.
Le système photoacoustique étant remarquable en ce que : le substrat semiconducteur comprend au moins une portion, dite « fenêtre », transparente à un champ électromagnétique, s’étendant à l’aplomb d’au moins une partie du volume creux et depuis la face supérieure du substrat semiconducteur jusqu’au volume creux ; et en ce que le système photoacoustique comprend au moins un dispositif à émission de surface comprenant une face émettrice, ladite face émettrice s’étendant sur ladite au moins une fenêtre, ledit au moins un dispositif comprenant : un guide d’onde comprenant une première face et une deuxième face, opposée à la première face, le guide d’onde comprenant une région active configurée pour émettre le champ électromagnétique ; et un réseau de diffraction présentant, selon une première direction parallèle à la face émettrice, un ordre de diffraction supérieur ou égal à deux, ledit réseau de diffraction s’étendant sur la première face du guide d’onde, la face émettrice coïncidant avec la deuxième face du guide d’onde ; ou ledit réseau de diffraction s’étendant sur la deuxième face du guide d’onde, la face émettrice coïncidant avec le réseau de diffraction.
Par transparent au champ électromagnétique, on entend que la fenêtre présente un coefficient de transmission supérieure à 50 %, autrement dit, au moins 50 % de la puissance véhiculée par le champ électromagnétique est transmise par la fenêtre.
Le fait que le réseau de diffraction présente un ordre de diffraction supérieur ou égal à deux permet d’extraire le champ électromagnétique généré par la région active. Le réseau de diffraction permet notamment à une composante du champ de se propager hors du plan. Une part substantielle de la puissance véhiculée par la composante hors plan (que nous appellerons rayonnement électromagnétique) est alors émise par la deuxième face du guide d’onde.
Grâce à la fenêtre du substrat semiconducteur et à la disposition du dispositif à émission de surface, le rayonnement électromagnétique, issu du dispositif à émission de surface, est injecté directement dans le volume creux. Il peut donc être mis en œuvre pour réaliser une mesure photoacoustique. Un dispositif à émission de surface émet un rayonnement électromagnétique qui montre une bonne homogénéité en champ proche et une faible dispersion angulaire. Dès lors, un milieu continu dans le volume creux à l’aplomb du dispositif à émission de surface (et plus particulièrement à l’aplomb de la fenêtre) peut être excité efficacement par le rayonnement issu du dispositif à émission de surface. De plus, l’épaisseur restreinte de la fenêtre permet également de réduire l’absorption du rayonnement. Enfin, le dispositif à émission de surface peut être disposé au plus près de la fenêtre (voire sur la fenêtre) et donc au plus près du volume creux, de manière à illuminer efficacement un milieu qui se trouverait dans le volume creux. Le système photoacoustique selon l’invention est donc performant.
Le fait que le dispositif à émission de surface s’étende sur la face supérieure du substrat et pas à proximité d’une tranche du substrat simplifie également son intégration dans le système photoacoustique. Il suffit de le déposer (ou le fabriquer) sur la fenêtre. De plus les sources d’incertitudes concernant l’alignement sont faibles. En effet, le dispositif à émission de surface étant déposé sur la face supérieure (ou sur une semelle optique qui est elle-même déposée sur la face supérieure), l’incertitude sur son éloignement ou son inclinaison par rapport à la face supérieure est faible voire négligeable. De plus, une rotation du dispositif selon un axe perpendiculaire à la fenêtre n’entraîne pas nécessairement d’effet. La contrainte d’alignement est donc relâchée par rapport à un système selon l’art antérieur. De plus, la fenêtre peut être élargie autant que nécessaire pour absorber une erreur d’alignement du dispositif par rapport à cette dernière. Les résultats de mesure ou de détection que l’on peut obtenir avec plusieurs systèmes photoacoustiques selon l’invention sont donc reproductibles.
Le dispositif à émission de surface peut présenter des dimensions réduites, ce qui en fait un bon candidat pour une intégration dans un laboratoire sur puce. De plus, les dimensions, latérales notamment, du dispositif à émission de surface peuvent être réduite autant que nécessaire, pour réduire davantage sa taille et la taille du système photoacoustique. Rappelons que la précision de mesure augmente avec la réduction du volume excité. Le système photoacoustique selon l’invention est donc aisément intégrable, par exemple dans un laboratoire sur puce.
Avantageusement, le réseau de diffraction dudit au moins un dispositif s’étend sur la première face du guide d’onde dudit au moins un dispositif et ledit réseau de diffraction est réfléchissant.
Avantageusement, le réseau de diffraction dudit au moins un dispositif comprend une structure périodique et une couche métallique, la structure périodique s’étendant sur la première face du guide d’onde et la couche métallique s’étendant sur la structure périodique.
Alternativement, le réseau de diffraction dudit au moins un dispositif s’étend sur la deuxième face du guide d’onde dudit au moins un dispositif et ledit réseau de diffraction est non-réfléchissant.
Avantageusement, la structure périodique du réseau de diffraction dudit au moins un dispositif comprend une alternance de premières portions et de deuxièmes portions, les premières portions étant constituées d’un premier matériau semiconducteur présentant un premier indice optique et les deuxièmes portions étant constituées d’un métal ou d’un deuxième matériau, tel qu’un autre matériau semiconducteur ou un gaz, présentant un deuxième indice optique différent du premier indice optique.
Avantageusement, le réseau de diffraction dudit au moins un dispositif s’étend à l’aplomb de la région active du guide d’onde dudit au moins un dispositif, la région active présentant une longueur, mesurée selon la première direction, et le réseau de diffraction dudit au moins un dispositif présentant une longueur, également mesurée selon la première direction, la longueur dudit réseau de diffraction étant sensiblement égale à la longueur de ladite région active, ledit réseau présentant, selon la première direction, un ordre de diffraction unique.
Préférentiellement, le réseau de diffraction dudit au moins un dispositif présente, selon la première direction, un ordre de diffraction supérieur ou égal à trois.
Avantageusement, la région active dudit au moins un dispositif présente une largeur, mesurée selon une deuxième direction, parallèle à la face émettrice dudit au moins un dispositif et perpendiculaire à la première direction, et le réseau de diffraction dudit au moins un dispositif présente une largeur, mesurée selon la deuxième direction, la largeur dudit réseau de diffraction étant sensiblement égale à la largeur de ladite région active, ledit réseau de diffraction présentant, selon la deuxième direction, un autre ordre de diffraction, unique et supérieur ou égal à deux.
Avantageusement, le guide d’onde dudit au moins un dispositif est délimité par un premier flanc et un deuxième flanc, le deuxième flanc étant opposé au premier flanc, les premier et deuxième flancs étant sensiblement perpendiculaires à la deuxième face, ledit dispositif comprenant également une première couche conductrice et une deuxième couche conductrice, la première couches conductrice s’étendant sur le première flanc et la deuxième couche conductrice s’étendant sur le deuxième flanc.
L’étape c) permet notamment de lier les particules de poudre entre elles et de former une tranche de la pièce à produire.
L’étape d) est en particulier réalisée dans des conditions bien connues de l’homme du métier, par exemple à une température comprise de 110 à 200°C, notamment de 110 à 180°C, par exemple d’environ 130°C, et/ou sous air.
L’étape d) permet notamment d’évaporer une partie du liant et de permettre une consolidation des pièces.
L’étape e) est en particulier réalisée dans des conditions bien connues de l’homme du métier, par exemple au moyen d’un aspirateur et/ou d’une soufflette.
L’étape d) permet notamment d’enlever la poudre en excédant, c’est-à-dire la poudre non liée se trouvant autour de la pièce à produire.
Dans le cadre de l’étape f), la pièce dépoudrée est par exemple positionnée dans un four afin d’être densifiée par une traitement de frittage adapté, tel que bien connue de l’homme du métier.
Selon un mode de réalisation particulier, la poudre définie quant à l’étape a) est issue d’une étape e) de dépoudrage réalisée lors d’un procédé antérieur. Cette poudre est optionnellement désoxydée, en particulier comme défini précédemment, puis optionnellement traité chimiquement ou physiquement comme défini précédemment, postérieurement audit dépoudrage et préalablement à un nouveau procédé selon les étapes a) à f).
Les dispositifs en cuivre susceptibles d’être obtenus selon le procédé défini précédemment trouvent utilité dans des marchés d’intérêt par exemple relatifs à la fabrication de système de refroidissement (échangeur thermique), la fabrication d’électrode EDM, les moteurs électriques, le luxe, et le spatiale.
Définitions Au sens de la présente description, les pourcentages se réfèrent à des pourcentages en masse par rapport à la masse totale de la formulation, sauf indication contraire.
Tel qu’on l’entend ici, les plages de valeur sous forme de « x-y » ou « de x à y » ou « (compris) entre x et y » incluent notamment les bornes x et y.
Par « D50 », on entend notamment la taille de particule telle que la moitié en volume des particules constitutives de la poudre soient de taille supérieure à D50.
Par « D90 », on entend notamment la taille de particule telle que 10% en volume des particules constitutives de la poudre soient de taille supérieure à D90.
Par « D10 », on entend notamment la taille de particule telle que 10% en volume des particules constitutives de la poudre soient de taille inférieure à D10.
Les caractéristiques de la poudre, et notamment les valeurs de D50, D90 et D10, sont en particulier mesurées au moyen d’un granulomètre laser. L’appareil mesure le profil de diffraction engendré par le passage des particules en suspension dans un gaz ou un liquide au travers d’un laser, et obtient, par une transformation mathématique reposant sur la théorie de la diffraction de Mie, la distribution granulométrique et la concentration volumique de la particule en question dans le gaz ou le liquide.
La densité apparente est notamment mesurée en plaçant une masse connue de poudre dans une éprouvette graduée. La division de la masse de poudre par le volume de celle-ci permet l’obtention de la densité apparente d’une poudre. La densité tapée d’une poudre est notamment mesurée en plaçant une masse connue de poudre dans une éprouvette graduée. Cette éprouvette est ensuite tapée 1000 fois par un appareil normé (par exemple Autotap Autotap de la marque Anton Paar) et le volume final est mesuré. La division de la masse de poudre par le volume occupé par celle-ci après tapage permet l’obtention de la densité tapée.
L’angle d’avalanche est notamment mesuré au moyen d’un tambour rotatif. La mesure de l’angle d’avalanche se fait par exemple au moyen d’un tambour rotatif REVOLUTION Powder Analyzer. Lors de la rotation du tambour, une avalanche de poudre se déclenche et l’angle d’avalanche est ainsi mesuré. La valeur donnée de l’angle d’avalanche est par exemple moyennée sur 150 avalanches.
Bien entendu, en fonction des caractéristiques des puces 10, 11 réelles, il est possible d’inverser les connexions et de connecter toute l’inductance 12 de l’antenne du module 3 aux bornes de la puce secondaire 11 et seulement une partie de cette inductance 12 aux bornes de la puce principale 10. A titre d’exemple, si la puce 10 a une tension d’alimentation nominale de 12 V et la puce 11 une tension d’alimentation nominale de 8 V, on connectera aux bornes de la puce 10 100% de la longueur des spires de l’inductance 12, et on connectera aux bornes de la puce 11 66% de la longueur des spires de l’inductance 12.
La représente un mode de connexion en pratique des deux puces 10, 11 du module électronique 3 à des bornes de l’antenne 12 du module, formée par les deux inductances L1, L2 connectées en série. Ainsi, dans ce mode de réalisation, l’inductance L2 est formée par les spires extérieures représentées en trait noir et situées entre des vias 20a et 21a. Le via 20a est connecté à un via 20b par un pont conducteur 23 situé sur la face du module opposée à celle qui porte les spires de l’inductance 12. Le via 20b est le point de connexion commun de l’inductance L2 connecté aux deux puces 10, 11. L’inductance L1 est formée par les spires intérieures de l’antenne unique 12 représentées en trait gris. Elle comporte une extrémité 22 connectée à la puce microélectronique 10 et une extrémité 21a en forme de via connectée à la puce 11 par un autre via 21b au moyen d’un pont conducteur 24 situé sur la face du module opposée à celle qui porte les spires de l’inductance L2.
La représente le schéma électrique d’un module électronique 3 selon l’invention, dans lequel chaque puce 10, 11 a sa propre antenne configurée selon ses besoins en énergie. Les antennes 12a et 12b connectées respectivement aux puces 10, 11 ont respectivement des valeurs L1, L2. Plus précisément, les bornes 40, 41 de la puce principale 10 du module 3 sont connectées aux bornes d’une antenne 12a d’inductance L1, et les bornes 42, 43 de la puce secondaire 11 du module 3 sont connectées aux bornes d’une antenne 12b d’inductance L2. Les valeurs L1, L2, sont adaptées au cas par cas aux caractéristiques des deux puces 10, 11 destinées à être utilisées sur le module électronique 3. Pour obtenir une réalisation pratique du schéma électrique de la , l’invention prévoit la solution de câblage représentée en , dans laquelle les spires des deux inductances L1, L2 sont entremêlées au moins sur une partie de leur longueur. Ces longueurs et autres caractéristiques géométriques sont adaptées aux caractéristiques électriques de chaque puce 10, 11 pour obtenir une fréquence de résonance et un facteur de qualité cibles de chaque circuit résonnant. Ainsi, les plots de connexion de l’interface sans contact de la puce microélectronique 10 sont connectés aux extrémités 40, 41 de la première inductance antenne 12a de valeur L1. Dans ce cas de figure, afin d’interconnecter la puce 10 aux deux extrémités de l’antenne 12a, l’extrémité distale 41a de celle-ci est ramenée au voisinage de la puce par l’intermédiaire d’un pont 23 formé par une piste passant sur la face opposée (représentée en traits pointillés) et terminée par un via 41b. Les plots de connexion de l’interface sans contact de la puce microélectronique 11 sont connectés aux extrémités 42, 43 de la seconde antenne 12b de valeur L2. En outre, au moins une partie des spires de l’inductance L1 sont intercalées entre les spires de l’inductance L2.
La représente le schéma électrique d’un troisième mode de réalisation du module électronique 3 selon l’invention. Dans ce cas de figure, les inductances L1, L2 connectées aux puces 10, 11 sont toujours distinctes comme dans le cas du schéma de la , mais l’intégralité de la puce secondaire 11 et de l’inductance L2 qui y est connectée sont disposées à l’intérieur des spires formant l’inductance L1 connectée à la puce principale 10.
Un mode de réalisation pratique de ce schéma électrique est représenté en . Comme on le voit, les spires de l’inductance L2 connectée à la puce secondaire 11 sont intégralement situées à l’intérieur de la spire la plus interne de l’inductance L1 connectée à la puce principale 10. Dans ce cas de figure, les spires des inductances L1 et L2 ne sont plus entremêlées, ce qui limite le couplage entre les deux inductances, permettant entre autres d’avoir des pics de résonnances les plus proches.
L’intérêt de ce mode de réalisation, consistant à câbler chaque puce 10, 11 sur une inductance L1, L2 dédiée conformément aux modes de réalisations des figures 5 ou 7, peut être documenté à travers trois cas correspondant à des applications pratiques.
Cas n°1 : on suppose que la puce 10 présente une faible capacité C 1 (par exemple 15-30pF) et que la puce 11 présente une plus forte capacité C 2 (par exemple 50-80pF), et que les circuits résonnants RLC des deux puces doivent avoir des fréquences de résonnance proches, par exemple au voisinage de 20MHz, pour avoir un fonctionnement optimal.
La fréquence de résonance du circuit résonnant de la puce 10 s’exprime par la relation : [Math 1] , et la fréquence de résonance du circuit résonnant de la puce 11 s’exprime par la relation [Math 2] .
Pour que F et F’ soient proches alors que C 1 2 , il est nécessaire que L 1 > L 2 . Par conséquent dans ce cas de figure il sera utile de câbler la puce 10 de plus faible capacité C 1 sur la grande inductance L 1 , et de câbler la puce 11 de plus faible capacité C 2 sur la plus petite inductance L 2 .
Cas n°2 : on suppose que la puce 10 consomme beaucoup plus d’énergie que la puce 11. Dans ce cas, on aura intérêt à connecter l’inductance de plus grand diamètre L1 aux bornes de la puce 10, afin de lui fournir un maximum d’énergie. Si les capacités des puces 10 et 11 sont proches, alors les inductances L1 et L2 peuvent avoir des valeurs proches.
Cas n°3 : on suppose que la puce 10 communique avec le lecteur de carte à puce et que la puce 11 se contente d’écouter la transaction réalisée par la puce 10, ce qui est notamment le cas des puces qui calculent un code dCVV. Dans ce cas, on aura intérêt à câbler la puce 10 sur l’inductance de plus grand diamètre L1 afin de transmettre le maximum de signal au lecteur, et de câbler la puce 11 sur l’inductance de plus petit diamètre L2, suffisante pour fournir à la puce 11 l’énergie nécessaire pour simplement écouter la transaction.
Il est à noter que dans un mode de réalisation non décrit ici, toutes les configurations d’antennes distinctes L1 et L2, disposées sur le module électronique 3 et partageant ou non une fraction du flux de champ électromagnétique embrassé par chaque antenne sont envisageables dans le cadre de l’invention. En pratique, les antennes présentes sur le module électronique 3 peuvent donc être situées totalement, partiellement ou pas du tout en regard les unes des autres.
Il est à noter par ailleurs que dans le cadre de l’invention, les inductances L1, L2 ne sont pas nécessairement disposées sur le module électronique 3, mais elles peuvent être situées dans le corps de la carte à puce et connectées aux puces microélectroniques 10, 11 du module 3 par des liaisons galvaniques classiques. Des exemples de réalisation correspondants sont représentés dans les figures 8 à 11.
Ainsi, la représente un module électronique 3 pourvu de deux puces 10, 11 dont les interfaces de communication sont respectivement connectées à des plots 40, 41 et 42, 43. La représente le module de la , intégré à une carte à puce 1 qui comporte deux inductances séparées L1, L2 respectivement connectées aux plots de connexion 40, 41 et 42, 43 des puces 10, 11. Dans ce cas de figure, chaque puce 10, 11 est donc bien alimentée de façon séparée par une tension personnalisée, en fonction de ses besoins propres.
Alternativement, la représente un module électronique 3 pourvu de deux puces 10, 11 dont les interfaces de communication sont respectivement connectées à des plots 20, 22 et 20, 21, le plot 20 étant donc commun aux deux puces 10, 11. La représente le module de la , intégré à une carte à puce 1 qui comporte deux inductances L1, L2 d’une unique antenne partagée, les inductances L1, L2 étant connectées en série. Dans ce cas de figure, chaque puce 10, 11 est donc alimentée par une tension personnalisée aux bornes de chaque inductance L1, L2, en fonction de ses besoins propres.