INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Dans un mode de réalisation avantageux, le dispositif comprend une pluralité de moyens d’alimentation aptes à alimenter en produits cosmétiques liquides différents la face arrière de la grille.
Chaque moyen d’alimentation est monté mobile au moins selon un premier axe de déplacement entre une position éloignée dans laquelle le moyen d’alimentation reste à distance de la face arrière de la grille et au moins une position de diffusion dans laquelle une surface du moyen d’alimentation est en contact avec la face arrière de la grille. Les axes de déplacement des moyens d’alimentation sont parallèles entre eux. Les moyens d’alimentation sont déplaçables indépendamment les uns des autres.
Les résultats sont illustrés aux Figures 4 à 6.
La microscopie électronique à balayage (MEB) illustrée à la fait apparaitre la compaction de l’échantillon aux points d’impact.
L’analyse avec un profilomètre ( ) confirme que le laser a un impact mécanique sur l'électrode, en réduisant l’épaisseur de l’échantillon aux points d’impact, sans affecter l’épaisseur de l’échantillon hors de ces zones.
Ces analyses sont également apparentes de la vue en 3D illustrée à la .
Electrolyte à haute concentration locale en LiFSI Domaine de l’invention La présente invention concerne une composition d’électrolyte comprenant un sel de bis(fluorosulfonyl)imide de lithium. La présente invention concerne également une cellule électrochimique comprenant ladite composition et une batterie comprenant ladite cellule électrochimique.
Arrière-plan technique Les batteries lithium (Li), telles que les batterie lithium-ion (Li-ion), sont communément utilisées dans les véhicules électriques et les appareils mobiles et portables.
Une batterie Li-ion comprend au moins une électrode négative (anode), une électrode positive (cathode), un électrolyte et de préférence un séparateur. L’électrolyte est généralement constitué d’un sel de lithium dissous dans un solvant qui est généralement un mélange de solvants organiques, afin d’avoir un bon compromis entre la viscosité et la constante diélectrique de l’électrolyte.
Le marché des batteries Li-ion nécessite de développer des batteries de plus forte puissance. Cela passe par l’augmentation du voltage nominal des batteries Li-ion. Pour atteindre les voltages visés, des électrolytes de grande pureté sont nécessaires.
Dans le domaine des batteries Li-ion, le sel actuellement le plus utilisé est le LiPF 6 . Ce sel présente de nombreux désavantages tels qu’une stabilité thermique limitée, une sensibilité à l’hydrolyse et donc une plus faible sécurité de la batterie.
De nouveaux sels de lithium de type sulfonylimide ont été développés pour tenter d’améliorer les performances des batteries, notamment le LiTFSI (bis(trifluorométhanesulfonyl)imidure de lithium) et le LiFSI (bis(fluorosulfonyl)imidure de lithium). Ces sels présentent peu ou pas de décomposition spontanée, et sont plus stables vis-à-vis de l’hydrolyse que le LiPF 6 . Néanmoins, le LiTFSI présente le désavantage d’être corrosif vis-à-vis des collecteurs de courant en aluminium.
Les couches de passivation formées lors des premiers cycles de charge / décharge d’une batterie sont primordiales pour sa durée de vie. Comme couches de passivation, on peut notamment citer la passivation de l’aluminium qui est généralement le collecteur de courant utilisé à la cathode, et l’interface solide-électrolyte (ou « Solid Electrolyte Interface » en anglais, ou SEI) qui est la couche à la fois inorganique et polymérique qui se forme aux interfaces anode / électrolyte et cathode / électrolyte. La stabilité de ces interfaces est un enjeu important pour l’amélioration de la durée de vie des batteries.
Le sel LiFSI donne en général lieu à des SEI ayant une qualité insatisfaisante. De plus, son utilisation à haute concentration conduit à des difficultés de viscosité excessive, et donc de mauvaise mouillabilité du séparateur et des électrodes.
Il est connu de préparer un électrolyte à haute concentration locale en sel de lithium. Un tel électrolyte repose sur l’utilisation d’un solvant en combinaison avec un diluant (ou mauvais solvant), qui permet d’obtenir des amas de sel à haute concentration dans le solvant, qui sont distribués dans le diluant.
Le document US 10,367,232 décrit des électrolytes comprenant un sel de lithium, un solvant et un diluant dans lequel le sel de lithium est relativement peu soluble. Le sel peut être présent par exemple dans une concentration d’au moins 3 M par rapport au solvant. Le diluant est choisi parmi le 1,1,2,2-tétrafluoroéthyl-2,2,2,3-tétrafluoropropyl éther (TTE), le bis (2,2,2-trifluoroéthyl) éther (BTFE), le 1,1,2,2-tétrafluoroéthyl-2,2,2-trifluoroéthyl éther (TFTFE), le méthoxynonafluorobutane (MOFB) et l’éthoxynonafluorobutane (EOFB).
Le document US 2020/0328475 concerne un électrolyte à haute concentration locale en sel, comprenant un solvant et un diluant choisi parmi un glyme fluoré et un éther fluoré. S’agissant de l’éther fluoré, deux exemples sont fournis : le TTE et le BTFE.
L’article Review - Localized High-Concentration Electrolytes for Lithium Batteries , de Cao et al. ( J. Electrochem. Soc. 168:010522, 2021) contient une présentation générale des électrolytes à haute concentration locale en sel. Le TTE et le BTFE sont cités en tant que diluants.
PROCÉDÉ DE DÉCAPAGE D'UNE BARRIÈRE ENVIRONNEMENTALE RECOUVRANT UNE PIÈCE EN MATÉRIAU COMPOSITE La présente invention porte sur un procédé de décapage d'une barrière environnementale recouvrant une pièce en matériau composite. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse avec les pièces en matériau composite à matrice céramique (CMC) intégrées dans une turbomachine d'aéronef.
Le souci d'améliorer le rendement et de réduire les émissions polluantes des turbomachines d'aéronef conduit à envisager des températures toujours plus élevées dans les chambres de combustion.
Il a donc été proposé de remplacer les matériaux métalliques par des matériaux CMC, notamment pour des parois de chambres de combustion, anneaux ou aubes de turbine ou encore pour des distributeurs. En effet, les matériaux CMC sont connus pour posséder à la fois de bonnes propriétés mécaniques permettant leur utilisation pour des éléments de structure et la capacité de conserver ces propriétés à des températures élevées. Les matériaux CMC comportent un renfort fibreux en fibres réfractaires, typiquement en carbone ou en céramique, qui est densifié par une matrice céramique, par exemple en carbure de silicium SiC.
Dans les conditions de fonctionnement des turbines aéronautiques, c'est-à-dire à haute température sous atmosphère oxydante et humide, les matériaux CMC sont sensibles au phénomène de corrosion. La corrosion d'un matériau CMC résulte de l'oxydation du SiC en silice qui, en présence de vapeur de d'eau, se volatilise sous forme d'hydroxydes de silicium Si(OH)4. Les phénomènes de corrosion entraînent une récession du matériau CMC et affectent la durée de vie de ce dernier.
Afin de limiter cette dégradation en fonctionnement, il a été envisagé de former à la surface des matériaux CMC des revêtements de barrière environnementale. Ainsi, un substrat en matériau composite à matrice céramique (CMC) est recouvert d'une couche de liaison en silicium. La couche de liaison est elle-même recouverte par une barrière environnementale (dite "EBC" pour "Environmental Barrier Coating" selon la terminologie anglo-saxone). La barrière environnementale peut être une couche de silicate de terre rare.
Lors du fonctionnement de la turbomachine, une couche de silice protectrice se forme entre la couche de liaison en silicium et la barrière environnementale (par oxydation d’une partie de la couche de liaison).
La couche de liaison permet, d'une part, d'améliorer l'accroche de la barrière environnementale et, d'autre part, de former en fonctionnement la couche de silice protectrice, dont la faible perméabilité à l'oxygène participe à la protection du substrat en CMC contre l'oxydation.
La barrière environnementale permet de limiter la diffusion de la vapeur d'eau vers la couche de silice protectrice formée par oxydation du silicium de la couche de liaison, et par conséquent de limiter la récession de celle-ci.
En service, les pièces en CMC de la turbomachine peuvent subir diverses sollicitations (érosion importante, impact avec des projectiles), ce qui provoque l’écaillage d’une partie de la barrière environnementale. Afin de réparer la barrière environnementale, il est nécessaire de la décaper sur l’ensemble de la pièce puis de redéposer un revêtement conforme.
Un décapage par bain (acide ou basique) peut dissoudre la barrière environnementale mais ce bain endommage de manière importante un matériau d'interphase du CMC (lorsqu’un tel matériau d’interphase est employé), comme par exemple le nitrure de bore qui joue le rôle de fusible mécanique, ainsi que le silicium libre présent dans le substrat et les fibres du matériau CMC. Un sablage peut également être envisagé mais cette technique ne permet pas de décaper la couche EBC sans risquer d’endommager le substrat sous-jacent, car cette couche est de faible épaisseur (comme cela est souvent le cas pour les couches de protection, dans le domaine aéronautique).
L’invention vise à remédier efficacement aux inconvénients précités en proposant un procédé de décapage d'une barrière environnementale déposée sur une pièce composite comportant successivement: - un substrat en matériau composite à matrice céramique, - une couche de liaison en silicium, - une couche de silice protectrice, et - une couche de barrière environnementale, - ledit procédé de décapage comporte: - une étape de fissuration de la couche de barrière environnementale jusqu'à la couche de silice protectrice, puis - une étape de dissolution de la couche de silice protectrice.
L'invention permet ainsi grâce à la fissuration de la barrière environnementale d'autoriser la pénétration d'un fluide de dissolution jusqu'à la couche de silice protectrice pour la dissoudre. Une fois que la couche de silice protectrice est dissoute, la couche de barrière environnementale n'a plus aucune tenue mécanique avec le substrat et est donc facilement détachable. L'invention présente l'avantage de pouvoir retirer la barrière environnementale sans détériorer le substrat en matériau composite à matrice céramique.
Selon une mise en œuvre de l'invention, l'étape de fissuration de la couche de barrière environnementale est effectuée par application de chocs laser sur la couche de barrière environnementale.
Selon une mise en œuvre de l'invention, les chocs laser sont obtenus par une alternance répétée d'une première séquence au cours de laquelle un laser dirigé vers la face externe de la couche de barrière environnementale est allumé pendant une première durée prédéterminée et d'une deuxième séquence au cours de laquelle le laser est éteint pendant une deuxième durée prédéterminée.
Selon une mise en œuvre de l'invention, les chocs laser ont une puissance calorimétrique comprise entre 500 Watts et 2000 Watts.
Selon une mise en œuvre de l'invention, les chocs laser ont une longueur d'onde comprise entre 900nm et 1500nm.
Le procédé peut aussi comprendre une étape supplémentaire f 2 ) de transformation chimique par transestérification du ou des phtalates non convertis à l’étape b) et/ou d’au moins un API A produit à l’étape b), ou éventuellement à l’étape f 1 ) optionnelle, en DAP de formule C 6 H 4 (COOC n H 2n+1 ) 2 au moyen du solvant comportant l’alcool, l’étape f 2 ) étant réalisée successivement à l’étape e) par envoi du résidu liquide 17 issu de l’étape e) dans un deuxième réacteur de transestérification supplémentaire pour produire un troisième flux liquide 15 enrichi en ledit DAP, ledit troisième flux liquide 15 étant renvoyé à l’étape d).
La mise en œuvre de l’étape supplémentaire f 1 ) et/ou de l’étape supplémentaire f 2 ) de transformation chimique par transestérification peut être réalisée selon la première variante (étape c) de séparation solide-liquide réalisée après les étapes a) et b)) ou deuxième variante (étape c) de séparation solide-liquide située entre les étapes a) et b)) du procédé selon l’invention.
De préférence, le procédé selon l’invention comprend une seule étape supplémentaire de transformation chimique par transestérification, et de préférence l’étape f 2 ).
La mise en œuvre de l’étape f 1 ) et/ou de l’étape f 2 ) est telle que décrite pour l’étape b) du procédé selon l’invention. En particulier, les gammes associées aux conditions opératoires des étapes b) et f 1 ) et/ou f 2 ) sont similaires, et ces dernières sont choisies par l’Homme du métier de façon à favoriser la production du DAP en fonction de la nature chimique du flux à traiter en entrée de ladite étape f 1 ) et/ou étape f 2 ). Il en est de même pour l’utilisation préférée d’un catalyseur de transestérification 8, tel que décrit à l’étape b). Le catalyseur de transestérification à(aux) l’étape(s) f 1 ) et/ou f 2 ) peut être identique ou différent de celui utilisé à l’étape b). Ledit flux envoyé à l’étape f 1 ) et/ou à l’étape f 2 ) (flux 4 ou résidu liquide 17) est une phase liquide comprenant un ou des phtalates extraits à l’étape a) et éventuellement partiellement convertis (API A ) et/ou non convertis à l’étape b), et éventuellement des impuretés solubles, qui sont ensuite isolés soit lors de la mise en œuvre de l’étape d) de séparation, soit lors de la mise en œuvre de l’étape e) de purification du procédé selon l’invention si cette dernière est avantageusement mise en œuvre.
En fonction des enchainements d’étapes considérés faisant intervenir l’étape f 1 ) et/ou l’étape f 2 ), il peut être nécessaire d’utiliser un apport complémentaire de solvant comprenant l’alcool de formule brute C n H 2n+1 OH avec n 8, éventuellement additionné d’au moins un co-solvant organique, cet apport complémentaire en solvant pouvant résulter d’un appoint en solvant « frais » 9 ou bien d’un recyclage du flux 12 dudit solvant éventuellement isolé à l’issue de l’étape d) du procédé selon l’invention. Cet apport complémentaire dans le premier réacteur supplémentaire de transestérification mis en œuvre à l’étape f 1 ) et/ou dans le deuxième réacteur supplémentaire de transestérification mis en œuvre à l’étape f 2 ), par appoint de solvant frais 9, et/ou par recyclage du deuxième effluent 12 consistant en ledit solvant, est illustré aux figures 3, 5, 6 et 8.
Lorsque l’étape de purification e) est mise en œuvre, au moins une partie dudit résidu liquide 17 produit à l’étape e) peut être recyclée à l’étape f 1 ), comme illustré à la , de façon à poursuivre les réactions chimiques conduisant au DAP.
Les figures 6 et 8 représentent des modes de réalisation préférés selon respectivement la première variante (étape c) de séparation solide-liquide après la réalisation des étapes a) et b)) et selon la deuxième variante (étape c) de séparation solide-liquide entre les étapes a) et b)) du procédé selon l’invention.
Production d’acide phtalique solide Les étapes g) et h) peuvent être mises en œuvre indifféremment à l’issue des divers modes de réalisation et variantes du procédé de l’invention pour la mise en œuvre des étapes a) à d), et éventuellement des étapes optionnelles associées, décrites ci-dessus. Pour exemple, il est ainsi possible de combiner le mode de réalisation illustré à la , exemple de réalisation des étapes a) à d) et de l’étape optionnelle f1) conduisant au flux 5 consistant essentiellement en le DAP, avec la décrivant la mise en œuvre générale des dites étapes g) et h) pour l’obtention d’au moins un flux solide comportant l’acide phtalique.
Selon un aspect primordial de l’invention, l’acide phtalique est produit à partir du DAP produit à l’issue des étapes a) à d), et optionnellement e) et f1 et/ou f2), qui a été isolé, de manière à faciliter la production d’acide phtalique présentant une bonne pureté, selon les étapes g) et h) décrites en détail ci-dessous.
Étape g) de transformation chimique du DAP obtenu à l’issue des étapes a) à d) par hydrolyse
Le procédé selon l’invention comprend une étape g) de transformation chimique du dialkylphtalate obtenu lors de l’étape d) (flux 5) ou lors de l’étape optionnelle e) (flux 16) en au moins l’acide phtalique de formule C 6 H 4 (COOH) 2 par réaction d’hydrolyse, de préférence en phase liquide, entre ledit DAP et de l’eau (H 2 O).
L’étape g) d’hydrolyse du DAP est de préférence réalisée selon les conditions opératoires suivantes : une température comprise entre la température ambiante et 150°C, de préférence comprise entre la température ambiante et 145°C, plus préférentiellement comprise entre 40°C et 130°C, et de façon plus préférée comprise entre 60°C et 110°C, une pression comprise entre la pression atmosphérique et 5,0 MPa, de préférence entre la pression atmosphérique et 2,0 MPa, de façon plus préférée entre la pression atmosphérique et 0,5 MPa, un temps de séjour compris entre 1 min et 10 h, de préférence entre 10 min et 4 h, de façon plus préférée entre 10 min et 2 h et de façon encore plus préférée entre 10 min et 1 h.
De préférence, l’étape g) est réalisée de sorte que le rapport molaire entre la quantité d’eau 21 et la quantité de DAP à transformer soit compris entre 100 et 9000, de préférence compris entre 150 et 1800 et de façon encore plus préférée entre 200 et 850.
De préférence, ladite étape g) d’hydrolyse du DAP est réalisée en présence d’un catalyseur d’hydrolyse 22, avantageusement introduit dans le milieu réactionnel. Le catalyseur d’hydrolyse 22 ainsi utilisé est avantageusement un catalyseur acide, par exemple choisi parmi les catalyseurs acides de la liste non exhaustive suivante, bien connue de l’Homme du métier, et de préférence dans la liste constituée par : - les catalyseurs homogènes tels que les catalyseurs acides de Brönsted minéraux (e.g. acides chlorhydrique, sulfurique, phosphorique, etc.), les catalyseurs acides de Brönsted organiques (acides méthanesulfonique, trifluorométhanesulfonique, trifluoroacétique, para-toluènesulfonique, etc.), et les catalyseurs acides de Lewis notamment (e.g. AlF 3 ) ; - les catalyseurs hétérogènes acides tels que les alumines, les alumines chlorées ou fluorées, les aluminosilicates mésoporeux, les zéolithes et leurs mélanges avec d’autres oxydes, les résines échangeuses d’ions (H + ), comme par exemple les résines sulfoniques, etc.
La présente invention présente plusieurs avantages parmi lesquels : les raccords 30, 30’ sont rigides, ce qui représente un gain en masse et en coût par rapport au moyens de raccordement de la technique antérieure ; les raccords peuvent être associés ou montés à proximité des charnières 25, le diamètre des raccords peut être réduit par rapport à celui des moyens de raccordement de la technique antérieure, limitant ainsi également leur encombrement, il n’y a pas de débattement des canalisations reliées à ces raccords, ce qui simplifie l’intégration et le montage des différentes pièces, la longueur de raccordement du circuit fluidique au système fluidique est optimisée pour réduire son encombrement et son coût, la maintenance de l’ensemble propulsif est améliorée par optimisation du démontage du circuit fluidique de l’échangeur de chaque panneau, une connexion rapide des raccords et une déconnexion rapide des raccords et sans risque de fuite, pas besoin d’outillage spécifique pour fermer ou ouvrir les raccords ainsi que les circuits fluidique, etc.
Turbopropulseur hybride amélioré pour aéronef La présente invention concerne le domaine des aéronefs hybridés, comprenant un turbopropulseur pour un avion à hélices. En particulier, l’invention concerne un turbopropulseur hybridé pour aéronef, et un aéronef hybridé comprenant un tel turbopropulseur.
De manière connue, un turbopropulseur pour avion comporte une turbine à gaz ayant un générateur de gaz et une turbine libre entraînée en rotation par le flux de gaz généré par le générateur de gaz. En outre, dans un aéronef hybridé, le turbopropulseur comprend généralement une machine électrique couplée à l’hélice, de manière à assurer un fonctionnement entièrement électrique (c’est-à-dire 100% électrique) ou hybride. Par « hybride » ou « hybride parallèle », on comprend notamment que la source de puissance entrainant l’hélice propulsive peut être le turbomoteur, le ou les moteur(s) électrique(s), ou une combinaison des deux en fonction des modes de fonctionnement souhaités.
En outre, dans un turbopropulseur traditionnel, on utilise généralement des boites de transmissions séparées, notamment un boîtier de transmission de puissance, connu sous l’acronyme « PGB » (pour « Power GearBox » en anglais) permettant les transmissions de puissance de la turbine libre vers l’hélice, et un boîtier d’accessoires, connu sous l’acronyme « AGB » (pour « Accessory GearBox » en anglais) permettant les transmissions de puissance du générateur de gaz vers les accessoires.
Ces architectures dans lesquelles les axes « turbine libre » et « générateur de gaz » sont distincts et non en prise l’un avec l’autre ne permettent pas de réaliser une propulsion électrique, thermique ou hybride, tout en répondant aux besoins de sécurité de manière optimale, et ne permettent pas de tirer le plein potentiel de l’introduction de fortes puissances d’hybridation, d’un point de vue fonctionnel. En outre, dans ces architectures de turbopropulseur, l’agencement des organes dédiés à la lubrification et la masse de l’ensemble ne sont pas optimaux.
Il existe donc un besoin pour une architecture améliorée répondant au moins en partie aux inconvénients précités.
Le présent exposé concerne un turbopropulseur hybride pour aéronef, comprenant un générateur de gaz porté par un arbre de générateur, une turbine libre portée par un arbre de turbine et entraînée en rotation par un flux de gaz généré par le générateur de gaz, l’arbre de turbine étant en prise avec un rotor principal par l’intermédiaire d’une boîte de transmission comprenant une première roue libre orientée de telle sorte que le rotor principal ne peut pas entraîner la turbine libre, une machine électrique réversible apte à être en prise avec le rotor principal par l’intermédiaire de la boîte de transmission pour entrainer le rotor principal lors d’un mode de fonctionnement électrique ou hybride, le turbopropulseur comprenant une unique pompe à huile en prise avec la boîte de transmission de manière à être entrainée sélectivement par l’arbre de turbine ou par la machine électrique selon le mode de fonctionnement du turbopropulseur.
Dans le présent exposé, on entend par « roue libre » un dispositif comprenant un moyeu et une couronne périphérique montée rotative sur le moyeu. Le moyeu peut entraîner en rotation la couronne périphérique mais pas l'inverse. Aussi, le moyeu ne peut entraîner la couronne que lorsque le moyeu tourne dans un sens prédéterminé, que l'on appellera « sens d'engagement ». Dans le cas contraire, le moyeu et la couronne périphérique tournent librement l'un par rapport à l'autre. En l'espèce, les roues libres sont activées lorsque le moyeu de la roue libre entraîne en rotation la couronne périphérique, et, à l'inverse, les roues libres sont désactivées lorsque le moyeu de la roue libre n'entraîne pas en rotation la couronne périphérique. Un intérêt de la roue libre est qu'elle ne nécessite pas d'être commandée électroniquement ou mécaniquement par un opérateur extérieur.
Le rotor principal peut comprendre une hélice l’aéronef, notamment d’avion, permettant sa propulsion, l’hélice étant alors disposée à une extrémité du turbopropulseur, préférentiellement à l’extrémité avant du turbopropulseur lorsque l’on considère un sens de déplacement normal de l’aéronef. Le rotor principal est ainsi mobile autour d’un axe de rotation, pouvant correspondre à l’axe principal du turbopropulseur, ou être décalé radialement par rapport à ce dernier.
Par ailleurs, par « en prise avec », on comprend qu’un organe est lié mécaniquement à un autre organe, directement ou indirectement. Dans le présent exposé notamment, l’extrémité de l’arbre de turbine est liée mécaniquement au rotor principal indirectement par l’intermédiaire de la boîte de transmission.