INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
– la grille comporte une pluralité de cloisons qui s’étendent entre le masque ajouré et le support, les cloisons s’étendant en saillie du support et délimitant les cellules lumineuses. Les cloisons forment préférentiellement des parois opaques entre deux cellules adjacentes afin d’empêcher tout couplage optique. Les cloisons peuvent prendre n’importe quelle forme en fonction de la conformation générale du dispositif lumineux selon l’invention, mais aussi en fonction de la forme des cellules lumineuses qu’on souhaite réaliser. Dans un plan transverse qui s’étend entre le support et la glace de fermeture, les cloisons peuvent s’étendre de manière plane ou courbe. Dans le contexte de la présente invention, une cloison est opaque lorsqu’elle empêche une transmission d’un rayon lumineux au travers de ladite cloison. En d’autres termes, une cloison est opaque si un rayon lumineux ne peut pas passer de l’autre côté de ladite cloison. La caractéristique d’opacité est obtenue en adaptant une épaisseur suffisante et un type de matériau plein, optiquement absorbant ou réfléchissant pour les rayons lumineux générés par les sources lumineuses. Ainsi, pour les épaisseurs proposées dans la présente invention, les cloisons délimitant chaque cellule lumineuse de la grille permettent de rendre lesdites cloisons opaques auxdits rayons lumineux ;
– la grille est monolithique. Par monolithique, on comprend que les cloisons formant la grille – et toute la grille d’une manière générale – ne peuvent être séparées les unes des autres sans qu’il ne soit porté atteinte à tout ou partie de leur intégrité. La grille forme ainsi un ensemble qualifié de monobloc ou monolithique correspondant à une seule et même pièce continue, faite d’un seul tenant et obtenue au cours d’un même procédé de fabrication. A titre d’exemple non limitatif, le masque ajouré et/ou la grille sont issus de moulage.
– le dispositif lumineux comporte un film diffusant situé en regard des sources lumineuses, les cloisons étant en appui contre le film diffusant au niveau d’une extrémité distale du support. Dans le contexte de l’invention, le film diffusant est configuré pour dévier les rayons lumineux incidents dans une pluralité de directions, de sorte à homogénéiser un flux lumineux porté par lesdits rayons lumineux générés par les sources lumineuses du dispositif selon l’invention. D’une manière générale, l’effet diffusant du film diffusant peut-être obtenu par texturage, notamment par grainage d’au moins une des faces, notamment les deux faces, dudit film diffusant, et/ou par fabrication du film diffusant dans un matériau lui-même diffusant, par exemple laiteux. A titre d’exemple non limitatif, le film diffusant comporte au moins une face dépolie mise en regard des sources lumineuses. Dans le cas où le film dépolie comporte une seule face dépolie, alors il s’agit préférentiellement de celle située du côté de la face de sortie du dispositif lumineux conforme au premier aspect de l’invention, c’est-à-dire celle qui est située à l’opposée de la grille et du support. Le film diffusant peut être formé d’un matériau comportant du verre et/ou du plastique. Ainsi, un jeu résiduel entre le film diffusant et la grille prise au niveau de son extrémité distale du support est nul. Préférentiellement, une hauteur des cloisons prises entre le support et les extrémités distales est, avant montage de la glace de fermeture, supérieur ou égal à une distance entre une face de la glace de fermeture située en regard du support et ledit support lorsque la glace de fermeture est montée sur le support. En d’autres termes, lorsque le dispositif lumineux conforme au premier aspect de l’invention est assemblé, la grille est comprimée et prise en sandwich entre le support et la glace de fermeture ;
Il est important que la charge régolithe présente une granulométrie adaptée à l’impression 3D, par exemple pour éviter le délitement de la composition, notamment lorsqu’elle est sous forme de consommable. De préférence, la charge régolithe présente une granulométrie adaptée à un système d’impression 3D qui utilise une buse d’impression 3D avec un diamètre de sortie allant de 0,2 à 1 mm. Ainsi, dans un mode de réalisation particulier, la charge régolithe présente une granulométrie inférieure à 1 mm, de préférence inférieure à 0,5 mm, par exemple inférieure à 0,2 mm. La granulométrie souhaitée peut être obtenue par tamisage du régolithe.
Dans des modes de réalisation particuliers, le pourcentage massique de charge régolithe va de 1% à 80% en masse de la composition, par exemple de 5% à 80%, par exemple de 5% à 70%, par exemple le pourcentage massique est d’environ 5%, d’environ 50%, d’environ 60%, d’environ 70%.
Il est connu que le régolithe peut avoir des propriétés néfastes pour la croissance des végétaux, à cause de la formation de perchlorates sous l’effet des radiations cosmiques, ces perchlorates générant de la toxicité pour la plante. Pour éviter ou diminuer cette toxicité due aux perchlorates, la composition selon l’invention peut en outre comprendre un composé anti-perchlorate. Par exemple, le composé anti-perchlorate peut être choisi parmi un agent apportant des nitrates limitant la toxicité du perchlorate, un agent dont la formulation rend possible l’incorporation de bactéries inhibant la réduction du perchlorate, et/ou une molécule permettant d’inhiber la nitrate réductase. Par ailleurs, le chauffage de la composition selon l’invention à une température comprise entre 200 et 300°C lors de l’impression 3D permet de détruire les perchlorates et ainsi de diminuer ou éliminer la toxicité du régolithe vis-à-vis des végétaux.
Dans un mode de réalisation particulier, la composition selon l’invention comprend en outre une charge fertilisante.
Les fertilisants, ou matières fertilisantes, sont des substances, ou des mélanges de substances, naturelles ou d'origine synthétique, utilisées en agriculture pour améliorer les sols, notamment leur structure, et fertiliser les plantes cultivées. Les fertilisants comprennent les engrais et les amendements. Les premiers sont destinés à favoriser la croissance des plantes en leurs apportant des éléments nutritifs, et les seconds sont plutôt destinés à améliorer la qualité des sols.
Les fertilisants se présentent généralement sous forme liquide ou sous forme solide, et peuvent être appliqués au sol ou directement pulvérisés sur les plantes. Les fertilisants sous forme solide sont notamment privilégiés pour apporter aux plantes des éléments nutritifs sur le long terme et limiter les phénomènes de lessivage qui constituent un obstacle à l’utilisation de fertilisants sous forme liquide. Les fertilisants solides sont produits selon des méthodes de production industrielle bien connues telles que la pelletisation, la compaction et la granulation.
Il est important que la charge fertilisante présente une tenue thermique adaptée pour l’impression 3D. En particulier, la charge fertilisante doit conserver ses propriétés fertilisantes après avoir été soumise à une extrusion en voie fondue et/ou lorsqu’elle est chauffée dans une buse d’impression 3D.
Il est également important que la charge fertilisante présente une granulométrie adaptée à l’impression 3D. Dans un mode de réalisation particulier, la charge fertilisante présente une granulométrie adaptée à un système d’impression 3D qui utilise une buse d’impression 3D avec un diamètre de sortie allant de 0,2 à 1 mm. Avantageusement, la charge fertilisante présente une granulométrie inférieure à 1 mm, avantageusement inférieure à 0,5 mm, par exemple inférieure à 0,2 mm.
Dans un mode de réalisation particulier, la charge fertilisante est choisie parmi : (i) le phosphate (P), par exemple le phosphate issu de mine, tel que le phosphate naturel, le phosphate sédimentaire ou le phosphate d’origine ignée. (ii) le carbonate de calcium (CAC), par exemple le coquiller marin, (iii) la struvite (VIT), par exemple la struvite issue du recyclage d’eau de procédés industriels, (iv) le sulfate de calcium (ANH), par exemple le sulfate de calcium issu de mine, (v) la terre de Diatomées (TD), (vi) le biochar, ou (vii) un mélange de plusieurs charges fertilisantes choisies parmi (i) à (vi).
Dans un mode de réalisation particulier, pourcentage massique de charge fertilisante va de 1% à 60% en masse de la composition, par exemple de 10% à 50% en masse de la composition.
Dans un mode de réalisation particulier, la composition selon l’invention comprend en outre une charge porogène. Une charge porogène est une charge contenant un agent porogène. Il peut s’agir de particules hydrosolubles.
Les particules hydrosolubles peuvent être des particules de sel hydrosolubles. Par exemple, on peut utiliser des sels ayant une solubilité dans l'eau d'au moins 100 g/L à température ambiante. Cependant, des sels avec des solubilités dans l'eau inférieures peuvent également être utilisés. Des exemples de sels solubles dans l'eau qui peuvent être inclus dans les compositions comprennent des sels métalliques inorganiques, tels que des sels contenant du cuivre. D'autres sels solubles dans l'eau comprennent les nitrates et les sulfates solubles dans l'eau (y compris le sulfate de cuivre), les chlorures, les bromures et les iodures ; ainsi que des carbonates hydrosolubles (dont le carbonate de sodium, le carbonate de potassium et le carbonate d'ammonium) et des hydroxydes (dont l'hydroxyde de sodium, l'hydroxyde de potassium et l'hydroxyde d'ammonium). Le composant sel peut également être un mélange de l'un quelconque de deux ou plusieurs des sels mentionnés ci-dessus.
Dans un mode de réalisation particulier les particules de sel hydrosolubles sont des particules de chlorure de sodium (NaCl).
Lorsque l’agent porogène est une particule hydrosoluble, tel qu’un sel hydrosoluble comme le NaCl, la charge porogène peut également comprendre un agent hydrosoluble tel que le polyéthylène glycol (PEB), par exemple le PEG 8000.
Les particules hydrosolubles peuvent avoir une large gamme de tailles et de formes, comprenant à la fois des formes régulières symétriques et des formes irrégulières. Par exemple, elles peuvent être sensiblement sphériques (c'est-à-dire sphériques ou très proches de sphériques en tenant compte de certaines imperfections ; par exemple, des nanosphères ou certains granules de forme irrégulière), cylindriques allongés (par exemple, fibres, nanofils et nanotiges), en forme de plaque (par exemple, des feuilles, des flocons et des plaquettes) avec des dimensions allant de 10 nm à 1 mm. Par exemple, les particules de sel hydrosolubles peuvent avoir des diamètres d'au moins environ 10 nm, d'au moins environ 20 nm, d'au moins environ 100 nm, d'au moins environ 0,5 pm et d'au moins environ 1 pm. La taille des particules de sel hydrosolubles affectera la taille des pores dans le matériau et, par conséquent, également les objets fabriqués à partir du matériau, par exemple les objets préparés par impression 3D. Par conséquent, la taille de particule sélectionnée dépendra de l'application prévue des objets. A titre d'illustration, des particules de sel hydrosolubles ayant des dimensions dans la gamme d'environ 0,5 pm à environ 22 pm, y compris dans la gamme d'environ 1 pm à 17 pm, peuvent être utilisées. Tel qu'utilisé ici, le terme "particules " fait référence à des particules qui comprennent un matériau solide, par opposition à un matériau liquide (par exemple, une gouttelette). Cependant, les "particules" n'ont pas besoin d'être complètement solides dans tout leur intérieur. Par exemple, les "particules" incluent les particules poreuses et les particules creuses.
La présence d’agent porogène dans la composition selon l’invention est particulièrement avantageuse dans le domaine de l’agriculture. En effet, lorsque la composition selon l’invention comprend une charge porogène, la vaporisation ou la dissolution de la charge porogène conduit à la formation de pores dans lesquels les microorganismes tels que les bactéries peuvent proliférer.
Dans le cadre de la présente invention, le terme « impression en trois dimensions » ou « impression 3D » ou « impression tridimensionnelle » désigne un procédé de fabrication de pièces en volume par ajout ou agglomération de matière. L'impression 3D permet de réaliser un objet réel : un concepteur dessine l'objet 3D grâce à un outil de conception assistée par ordinateur (CAO). En général, le fichier 3D obtenu est traité par un logiciel spécifique qui organise le découpage en tranches des différentes couches nécessaires à la réalisation de la pièce. Le découpage est envoyé à l'imprimante qui dépose ou solidifie la matière couche par couche jusqu'à obtenir la pièce finale. C'est l'empilement des couches qui crée le volume. L’impression 3D selon la présente invention consiste à fusionner un consommable au travers d’une buse chauffante et à déposer de la matière fondue couche par couche (également connu sous le nom d’impression 3D de type FDM ou FFF),
Dans le cadre de la présente invention, le terme « matrice » désigne le constituant qui fournit un appui et/ou une structure à une composition pour impression 3D. La matrice est généralement le constituant qui permet de former et de maintenir la structure solide tridimensionnelle d’une pièce imprimée en 3D. Les matrices utilisées en impression 3D sont généralement de type « plastique ». Dans le cadre de l’invention, la matrice doit être biodégradable, y compris lorsqu’elle est sous forme solide. La matrice peut également être hydrosoluble, y compris lorsqu’elle est sous forme solide.
Le terme « biodégradable», tel qu’utilisé dans le cadre de la présente invention, désigne la propriété d’une substance de se dégrader sous l'action de micro-organismes tels que les bactéries, les champignons ou les algues, en produisant des éléments dépourvus d'effet dommageable sur le milieu naturel. Ainsi, une « matrice biodégradable » selon l’invention a la propriété de se dégrader sous l'action de micro-organismes présents dans le sol, y compris lorsqu’elle est sous forme solide. Il existe plusieurs micro-organismes présents dans le sol responsables de la dégradation, par exemple les bactéries, telles que les bactéries solubilisatrices de phosphore et/ou les bactéries de type PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria), tel que Bacillus amyloliquefaciens ; et les champignons endosymbiotiques, tel que ou Piriformospora indica . Avantageusement, la matrice biodégradable selon l’invention est capable de se dégrader d’au moins 50% en masse, par exemple au moins 70%, au moins 80%, au moins 90%, au moins 91%, au moins 92%, au moins 93%, au moins 94%, au moins 95%, au moins 96%, au moins 97%, au moins 98%, au moins 99%, par exemple d’environ 100%.
Le terme « hydrosoluble », tel qu’utilisé dans le cadre de la présente invention, désigne la propriété d’une substance à se solubiliser dans l’eau. Ainsi, une « matrice hydrosoluble » selon l’invention a la propriété de se solubiliser dans l’eau, y compris lorsqu’elle est sous forme solide. La matrice selon l’invention peut être hydrosoluble d’au moins 20% en masse dans un excès d’eau, par exemple d’au moins 30%, au moins 40%, au moins 50%, au moins 60%, au moins 70%, au moins 80%, au moins 90%, tel que au moins 91%, au moins 92%, au moins 93%, au moins 94%, au moins 95%, au moins 96%, au moins 97%, au moins 98%, au moins 99%, par exemple d’environ 100%. Par exemple, l’hydrosolubilité du PVA (Mowiflex) est d’environ 100% dans un excès d’eau, l’hydrosolubilité du caséinate de sodium (Lactips) est d’environ 80% dans un excès d’eau et l’hydrosolubilité du TPS (Polymer d’amidon de pomme de terre) est d’environ 40% dans un excès d’eau ( ).
Le terme « matrice hydrosoluble biodégradable » tel qu’utilisé dans le cadre de la présente invention désigne une matrice qui est à la fois hydrosoluble et biodégradable.
Dans le cadre de la présente invention, le terme « charge fertilisante » désigne tout produit dont les caractéristiques physico-chimiques lui permettent (i) d’être utilisée dans une composition pour impression 3D et (ii) d’assurer ou d’améliorer les propriétés physiques, chimiques ou biologiques des sols ainsi que la nutrition des végétaux. Une telle charge peut être, par exemple, un engrais et/ou un amendement. On sait que les engrais se définissent comme des matières fertilisantes dont la fonction principale est d’apporter aux plantes des éléments nutritifs (éléments fertilisants majeurs, éléments fertilisants secondaires et oligo-éléments). Par exemple, la charge fertilisante peut être choisie parmi le phosphate (P), le carbonate de calcium (CAC), la struvite (VIT), le sulfate de calcium (ANH), la terre de Diatomées (TD), ou un mélange de ceux-ci. Le phosphate peut, par exemple, être choisi parmi le phosphate naturel, le phosphate sédimentaire ou le phosphate d’origine ignée.
Dans le cadre de la présente invention, le terme « charge régolithe » désigne du régolithe dont les caractéristiques physico-chimiques lui permettent d’être utilisé dans une composition pour impression 3D.
Dans le cadre de l’invention, le terme « régolithe » désigne communément la couche de poussière présente à la surface des planètes sans atmosphère ou des satellites naturels telle que la Lune. Le régolithe est généralement produit par l'impact des météorites et par le vent solaire à la surface. Il peut par exemple s’agir de « régolithe lunaire » ou de « régolithe martien ». Le régolithe peut également être obtenu sur Terre par synthèse. Le terme « régolithe » englobe le régolithe naturel et le régolithe de synthèse.
Dans le cadre de la présente invention, le terme « filament » ou « filament d’impression 3D » désigne un fil de diamètre et de longueur variable fabriqué (généralement par extrusion) à partir d’une composition comprenant une matrice et une charge. Le filament peut constituer un consommable pour impression 3D de type FFF. Le filament est généralement enroulé autour d’une bobine. Lors de son utilisation par une imprimante 3D de type FFF, le filament est chauffé dans une buse d’impression 3D pour obtenir un filament fondu qui va ensuite être appliqué couche par couche sur un support.
Dans le cadre de la présente invention, le terme « granulé » ou « granulé d’impression 3D » désigne un élément de taille variable fabriqué à partir d’une composition comprenant une matrice et une charge. Le granulé peut constituer un consommable pour impression 3D de type FFF. Contrairement au filament, le granulé ne peut pas être enroulé, du fait de sa forme. Lors de son utilisation par une imprimante 3D de type FFF, le granulé est chauffé dans une buse d’impression 3D pour obtenir un granulé fondu qui va ensuite être appliqué couche par couche sur un support.
Dans le cadre de la présente invention, le terme « température de fusion » ou « point de fusion » est la température à laquelle un élément ou un composé passe de l'état solide à l'état liquide.
Composition pour impression 3D
Selon un premier aspect, l’invention concerne une composition pour impression en trois dimensions (3D) comprenant : - une matrice biodégradable, et - une charge de régolithe.
La composition selon l’invention peut être sous forme solide ou sous forme liquide. Les compositions sous forme liquide peuvent présenter différentes viscosités qui lui confèrent des propriétés d’écoulement distinctes. En général, la composition se présente sous forme solide à température ambiante (environ 25°C) et sous forme liquide lorsqu’on la chauffe au-delà de sa température de fusion. La température de fusion doit être adaptée pour l’impression 3D, par exemple la composition se présente sous forme liquide lorsqu’elle est chauffée dans une buse d’impression 3D. La température de fusion de la composition selon l’invention peut être supérieure à 40°C, par exemple supérieure à 100°C, par exemple comprise entre 100°C et 300°C.
La température de fusion de la composition selon l’invention dépend généralement des températures de fusion de chacun des constituants de la composition, en particulier de la température de fusion de la matrice. Avantageusement, la matrice biodégradable présente une température de fusion supérieure à 40°C, par exemple supérieure à 100°C, par exemple comprise entre 100°C et 300°C. Avantageusement la charge fertilisante présente une température de fusion supérieure à 80°C, par exemple supérieure à 100°C, par exemple comprise entre 100 et 300°C.
Dans un mode de réalisation particulier, la matrice biodégradable est choisie parmi : (i) le polyhydroxyalkanoate (PHA), (ii) le poly-β-hydroxybutyrate (PHB), tel que le poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate (PHBH) ou le polyhydroxybutyrate-valerate (PHBV), (iii) le poly vinyl alcohol (PVA), (iv) le polylactide (PLA), (v) le poly(butylene adipate-co-terephthalate (PBAT), (vi) un copolymère naturel sans plastifiant plastifié avec du glycerol, (vii) le caséinate de sodium extrudé au glycérol (LACTIPS), (viii) Polybutylène adipate téréphtalate (PBAT), (ix) un mélange de plusieurs matrices biodégradables choisies parmi (i) à (viii).
illustre une vue schématique en coupe d’un premier exemple de réalisation du dispositif lumineux conforme au premier aspect de l’invention ;
illustre une vue en perspective coupée d’un deuxième exemple de réalisation du dispositif lumineux conforme au premier aspect de l’invention ;
illustre une vue en perspective du dispositif lumineux illustré sur la . Sur la , la glace de fermeture n’est pas visible, et la grille est illustrée dans sa configuration naturelle, antérieure à une mise en forme pour l’adapter à la courbure du support représenté sur la ;
illustre un véhicule automobile comportant un dispositif lumineux conforme au premier aspect de l’invention.
Bien entendu, les caractéristiques, les variantes et les différentes formes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.
En référence aux FIGURES 1 à 3, il est illustré un dispositif lumineux 1 permettant d’afficher un ou plusieurs pictogrammes de manière pixellisée afin d’afficher et transmettre une information à un observateur situé à distance du dispositif lumineux 1.
Selon l’invention, un tel dispositif lumineux 1 comporte : – un support 11 ; – une pluralité de sources lumineuses 16 configurées pour générer des rayons lumineux, les sources lumineuses 16 étant solidaires du support 11 ; - une grille 13 formant une pluralité de cellules lumineuses 19 en regard des sources lumineuses 16, chaque cellule lumineuse 19 étant disjointe d’une cellule lumineuse 19 directement adjacente, la grille 13 formant un masque ajouré 12 au niveau d’une extrémité distale des sources lumineuses 16– une glace de fermeture 14 située en regard des cellules lumineuses 19 et du masque ajouré 12. Dans les exemples illustrés, la glace de fermeture 14 maintient la grille 13 en prise entre la glace de fermeture 14 et le support 11.
Dans le dispositif lumineux 1 selon l’invention, la grille 13 est souple, de sorte à pouvoir être déformée lorsque le masque ajouré est monté entre le support 11 et la glace de fermeture 14.
Dans les figures décrites ci-après, un axe longitudinal X, un axe latéral et un axe vertical Z sont définis relativement au dispositif lumineux 1. Plus particulièrement, l’axe transversal Y et l’axe longitudinal X forment ensemble un plan dans lequel les sources lumineuses 16 sont réparties. Un tel plan est globalement formé par le support 11 supportant les sources lumineuses 16. L’axe vertical Z s’entend comme étant pris le long d’une direction générale de propagation des rayons lumineux générés par les sources lumineuses 16 et en direction de la glace de fermeture 14. D’une manière générale, l’axe vertical Z est sensiblement perpendiculaire au support 11.