INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Cette configuration avantageuse permet de sonder automatiquement le réseau électrique domestique 2 afin de de détecter la présence du module de commande 13 de chaque système photovoltaïque 1 raccordé et, finalement, de déterminer automatiquement le nombre de systèmes photovoltaïques 1 raccordés au réseau électrique domestique 2 ainsi qu’une distance séparant le module de commande de chaque système photovoltaïque. Il est ainsi possible de sécuriser automatiquement le réseau électrique domestique 2 en détectant systématiquement chaque nouveau raccordement.
Par suite, le procédé 5 comporte une étape d’isolation 55 électrique de chaque système photovoltaïque 1 si la puissance électrique mesurée est supérieure à la puissance de référence.
Selon une deuxième exploitation, le procédé 5 de mesure est utilisé afin de proposer une fonction d’analyse automatique de la performance de chaque système photovoltaïque 1 raccordé au réseau électrique domestique 2. A cet effet, le procédé 5 de mesure comporte :
L’invention se rapporte également à un dispositif électronique comprenant un substrat tel que décrit ci-dessus et au moins un composant électronique de puissance ou radiofréquence formé dans ou sur la couche superficielle, et un dispositif d’évacuation de chaleur, le substrat étant brasé sur le dispositif d’évacuation de chaleur par l’intermédiaire d’un matériau d’apport de sorte que le matériau d’apport est en contact solidaire d’au moins une partie de la portion comprenant des inclusions de carbone sur la face arrière du substrat support.
La illustre un substrat selon un premier mode de réalisation.
La illustre un substrat selon un deuxième mode de réalisation.
La illustre un substrat selon un troisième mode de réalisation.
Les figures 3A à 3D illustrent les étapes de réalisation d’un substrat support selon l’invention.
Les figures 4A à 4C illustrent les étapes d’assemblage du substrat support avec la couche superficielle.
La est un graphe des différentes phases de carbure de silicium obtenues lors d’un procédé CVD en fonction de la température et de la composition de gaz dans l’enceinte de dépôt.
Description détaillée de modes de réalisation La illustre un dispositif électronique de puissance ou radiofréquence comprenant une ou plusieurs puces électroniques 11, 12 réalisées à partir d’un substrat selon l’invention. Les puces peuvent être liées par des interconnexions. Dans le cas d’un dispositif radiofréquence, la puce électronique peut porter un dispositif latéral en nitrure de gallium.
Les puces électroniques 11, 12 sont montées sur une structure dissipatrice de chaleur par des brasures 22, 23. Cette structure dissipatrice (DBC, acronyme du terme anglo-saxon « Direct Bonded Copper ») comprend deux métallisations en cuivre 17, 19 et un substrat 18 en une céramique conductrice de chaleur et électriquement isolante, par exemple en nitrure d’aluminium. Des connexions électriques 27, 28 sont fixées sur la métallisation en cuivre 17 par l’intermédiaire de brasures 25, 26.
Chaque puce est formée à partir d’un substrat comprenant un substrat support en carbure de silicium et une couche superficielle en un matériau monocristallin dans ou sur laquelle est formé au moins un composant électronique de puissance ou un composant électronique radiofréquence.
Présentation du substrat La figures 2A à 2C illustrent des substrats 15 pour un dispositif électronique de puissance ou radiofréquence selon différents modes de réalisation. Chaque substrat 15 comprend, de sa face arrière vers sa face avant, un substrat support 10 et une couche superficielle 20. La face arrière 105, 106 du substrat support 10 est destinée à être fixée sur l’empilement thermique 17,18,19 de la par une brasure 22. Un ou plusieurs composants électroniques 11, 12 peuvent être formés dans ou sur la couche superficielle 20.
Le substrat support 10 est en carbure de silicium polycristallin. Au moins une partie du substrat support 10 comprend des inclusions de carbone 1. Le carbure de silicium se présente sous forme d’une pluralité de grains 2 de forme allongée. Le rapport entre la largeur et la longueur des grains 2 est supérieur ou égal à 1 :1,2, et de préférence supérieur à 1 :10. Dans les modes de réalisation préférés, le rapport entre la largeur et la longueur des grains est supérieur à 1:20. Les grains 2 sont orientés selon une direction Z perpendiculaire à la surface 220 du substrat et liés entre eux. La mesure et la variation de la taille des grains peuvent être évaluées en comptant le nombre d’intersections entre une ligne parallèle à la base du substrat et les joints de grains. Une telle mesure est par exemple réalisée par une observation technique de microscopie électronique comme la microscopie d'électrons rétrodiffusés (BSE, acronyme du terme anglo-saxon « backscattered electrons »).
Les inclusions de carbone 1 sont dispersées de manière discontinue entre les grains 2 de carbure de silicium. Le rapport entre la largeur et la longueur des inclusions de carbone 1 est supérieur ou égal à 1 :1,2, et de préférence supérieur à 1 :10. Dans les modes de réalisation préférés, le rapport entre la largeur et la longueur des inclusions de carbone 1 est supérieur à 1:30.
La est une représentation des différentes compositions chimiques déposées en fonction de la température et la composition du gaz dans l’enceinte de dépôt. Quand la température et le ratio du gaz Ar/(Ar+H 2 ) sont relativement basses, on obtient un dépôt de carbure de silicium et du silicium pur. Pour des valeurs intermédiaires de ces deux paramètres, uniquement du carbure de silicium est déposé. A des températures élevées et un ratio du gaz Ar/(Ar+H 2 ) important, du carbure de silicium et du carbone sont déposés. Dans les gammes de températures représentées, la quantité de carbone est plus faible que la quantité de carbure de silicium déposée, et le carbone se présente sous forme d’inclusions dans la couche de carbure de silicium. Le taux idéal pour la formation des grains de carbure de silicium et des inclusions de carbone dépend donc de la température et de l’atmosphère dans l’enceinte de dépôt, notamment du ratio du flux de gaz porteur par rapport au gaz de fluidification. La géométrie et la taille des inclusions dépendent également de ces paramètres.
Le procédé par voie CVD pour obtenir un dépôt biphasique de carbure de silicium comportant des inclusions de carbone est expliqué en détail dans R. Liu et al.
En plus de l’obtention d’une structure anisotrope, le dépôt par CVD présente d’autres avantages par rapport à la formation d’une structure biphasique par frittage. On évite l’utilisation d’un liant pouvant être polluant notamment en salle blanche. Le contrôle du flux et de mélange des gaz est en outre facile à maitriser.
En baissant la température au cours du dépôt par CVD avec un ajustement du ratio du gaz Ar/(Ar+H 2 ), on réalise un gradient de concentration d’inclusions dans un seul procédé de dépôt. La diminution de température peut être réalisée en une rampe continue afin de réaliser un gradient continu pour la concentration d’inclusions. De manière alternative, on peut baisser la température par paliers pour créer des couches dans le substrat dans lesquelles le taux d’inclusions diminue par paliers discrets.
Procédé de fabrication par porosification électrochimique différenciée d’un substrat de croissance comportant des mesas présentant différents niveaux de porosification Le domaine de l’invention est celui des procédés de fabrication d’un substrat de croissance comportant des mésas permettant la réalisation d’une matrice de diodes adaptées à émettre ou à détecter, de manière native, un rayonnement lumineux à différentes longueurs d’onde.
Pour fabriquer une matrice de diodes à émission native, une approche consiste à utiliser un substrat de croissance présentant des mésas ayant été en partie rendues poreuses lors d’une étape de porosification électrochimique. Cette technique de porosification électrochimique est présentée notamment dans l’article de Griffin et Oliver intitulé Porous nitride semiconductors reviewed , J. Phys. D: Appl. Phys. 53 (2020) 383002.
Le document EP3840065A1 décrit un exemple de procédé de fabrication d’un substrat de croissance puis d’une matrice de diodes utilisant la technique de porosification électrochimique. Le procédé comporte la réalisation d’un substrat de croissance (également appelé pseudo-substrat) présentant plusieurs mésas en InGaN, formées chacune d’une portion dopée en InGaN rendu poreux lors d’une étape de porosification électrochimique, et d’une portion de reprise d’épitaxie en InGaN non intentionnellement dopé ou faiblement dopé de sorte qu’il n’est pas porosifié (il reste intègre ou dense, donc non poreux). Les diodes sont ensuite réalisées par épitaxie à partir des portions de reprise d’épitaxie.
Les portions dopées des mésas peuvent présenter des niveaux de dopage différents d’une mésa à l’autre, de sorte que les mésas présentent des niveaux de porosification différents et donc des taux de relaxation différents. Les diodes réalisées à partir des différentes mésas comportent alors des puits quantiques ayant une proportion d’indium plus ou moins importante, permettant ainsi d’obtenir des pixels émissifs à différentes longueurs d’onde.
Cependant, pour obtenir des mésas dont les couches dopées en InGaN présentent différents niveaux de dopage d’une mésa à l’autre, il est nécessaire d’effectuer, avant l’étape de réalisation des mésas, une étape d’implantation spatialement localisée de dopants dans une couche d’InGaN pleine plaque, ce qui complexifie le procédé de fabrication.
L’invention a pour objectif de remédier au moins en partie aux inconvénients de l’art antérieur, et plus particulièrement de proposer un procédé de fabrication d’un substrat de croissance, adapté à la réalisation d’une matrice de diodes à base d’InGaN, comportant des mésas ayant différents niveaux de porosification, sans qu’il ait été nécessaire de réaliser des implantations spatialement localisées de dopants.
Pour cela, l’objet de l’invention est un procédé de fabrication d’un substrat de croissance adapté à la réalisation par épitaxie d’une matrice de diodes à base d’InGaN, comportant les étapes suivantes : fournir un empilement cristallin à base de GaN, comportant : une couche inférieure dopée ; et une couche supérieure réalisée à base d’In x2 Ga 1-x2 N avec x2>0, reposant sur et au contact de la couche inférieure dopée ; où : la couche inférieure dopée présente une proportion d’indium x1≥0 prédéfinie de sorte qu’elle est non absorbante d’un rayonnement lumineux d’illumination ayant une longueur d’onde centrale prédéfinie, et la couche supérieure présente une proportion d’indium x2>0 prédéfinie de sorte qu’elle est absorbante du rayonnement lumineux d’illumination ; la couche inférieure dopée présente un niveau de dopage prédéfini de sorte qu’elle est porosifiable à une tension électrique de valeur V ECE prédéfinie, et la couche supérieure présente un niveau de dopage prédéfini de sorte qu’elle est non porosifiable à la tension électrique V ECE prédéfinie ; réalisation de mésas M (i) , avec i allant de 0 à 2, par gravure localisée de la couche supérieure pour former des portions supérieures de mésas et d’au moins une partie de la couche inférieure dopée pour former des portions inférieures de mésas ; puis dépôt d’une couche d’encapsulation en un matériau électriquement isolant, recouvrant au moins une mésa notée M (0) , de sorte que ladite mésa M (0) n’est pas porosifiée lors d’une porosification électrochimique de mésas notées M (1) et M (2) ; puis porosification électrochimique des portions inférieure et supérieure d’au moins une mésa M (2) par : porosification photo-assistée de la portion supérieure de la mésa M (2) par émission du rayonnement lumineux d’illumination ; et porosification non photo-assistée de la portion inférieure de la mésa M (2) par application de la tension électrique de valeur V ECE ; porosification électrochimique de l’une seulement des portions inférieure et supérieure d’au moins une mésa M (1) par : porosification photo-assistée de la portion supérieure de la mésa M (1) au cours de celle de la portion supérieure de la mésa M (2) ; ou porosification non photo-assistée de la portion inférieure de la mésa M (1) au cours de celle de la portion inférieure de la mésa M (2) ; retrait au moins en partie de la couche d’encapsulation, de manière à rendre libre une surface supérieure de la mésa M (0) .
La porosification photo-assistée et la porosification non photo-assistée peuvent être effectuées lors d’étapes distinctes.
# T gen [°C] T cond [°C] T evap [°C] Q gen [kW] Q evap [kW] W scroll,gene [kW] W scroll,cond [kW] W pump [kW] η ex [%] 1 85 15 5 99,2 87,0 -3,1 2,6 0,43 16% 2 85 20 5 96,6 84,1 -3,1 0 0,42 21% 3 85 25 5 94,1 81,1 -3,1 -3,9 0,41 25% 4 100 15 5 102,5 87,1 0 2,6 0,61 24% 5 100 20 5 100 84,1 0 0 0,60 21% 6 100 25 5 97,4 81,1 0 -3,9 0,59 24% 7 115 15 5 104,9 87,1 1,8 2,6 0,83 27% 8 115 20 5 102,3 84,2 1,8 0 0,82 25% 9 115 25 5 99,8 81,2 1,8 -3,9 0,81 22% Tableau 4
Le tableau 5 (issu de la combinaison des 2 tableaux précédents) présente la différence de production de froid ΔQ evap (kW) et la différence de production d’électricité ΔW tot (kW) entre le cycle de la et celui de la ou 9.
# T gen [°C] T cond [°C] T evap [°C] Δ Q evap [kW] ΔW tot [kW] Absolute Δ η ex Relative Δ η ex Nom du cas 1 85 15 5 -3,33 -0,7189 -7% - 31% #1 2 85 20 5 61,1 -3,2663 +12% + 124% #2 3 85 25 5 81,15 -7,4311 +25% + #3 4 100 15 5 -1,41 2,55399963 +10% + 74% #4 5 100 20 5 0 -3,863E-07 0% 0% #5 =design 6 100 25 5 58,38 -3,8710004 +16% + 190% #6 7 115 15 5 6,11 4,6534 +19% + 234% #7 8 115 20 5 5,91 2,08869997 +12% + 95% #8 9 115 25 5 5,7 -1,798 +5% + 28% #9 Tableau 5
De ce tableau de comparaison, on tire les informations suivantes vis-à-vis de l’intérêt de l’invention quand les températures des sources fluctuent autour du point de design :
Dans 1 cas (#1) le dispositif selon l’invention n’est pas utile, car elle permet de produire moins de froid tout en consommant plus d’électricité. Ceci est également mis en évidence par le rendement exergétique du cycle, qui diminue. Dans ce cas, il est donc préférable de n’utiliser aucun des organes de compression réversible 300,400.
Dans 1 cas (#4), le dispositif selon l’invention produit 1.4 kW de froid en moins un dispositif de production de froid à éjecteur simple classique, mais permet de produire 2.5 kW d’électricité supplémentaire. C’est intéressant quand le besoin de froid est constant puisque la production de froid reste la même que dans le point de design, mais de l'électricité supplémentaire est produite. En fait, même dans ce cas, le rendement exergétique du cycle augmente avec l'invention.
Dans 3 cas (#2, #6 et #9), le dispositif selon l’invention produit plus de froid (gain de 61.1kW, 53.38kW et 5.7kW) qu’un dispositif sans l’invention, au prix d’une consommation électrique plus importante (surconsommation électrique de 3.2kW, 3.8kW et 1.7kW respectivement). Cependant, le COP électrique de la production de froid supplémentaire, COP elec,sup = ΔQ evap / ΔW tot , est très élevé (19, 14 dans le cas #2 et #6), et effectivement le rendement exégétique du cycle augmente aussi. Sur ces points, le dispositif selon l'invention permet de continuer à satisfaire la demande de refroidissement de design avec l'utilisation d'une puissance électrique supplémentaire modeste, de manière beaucoup plus efficace qu'un cycle à compression de vapeur normal par exemple.
Dans 1 cas (#3), le dispositif selon l’invention permet de faire fonctionner le cycle alors qu’il serait à l’arrêt sans l’invention. Le gain de production de froid est de 81.1kW pour un cout de 7.4kW électrique (COP elec,sup = 11)
Dans 2 cas (#7 et #8), le dispositif selon l’invention permet à la fois de produire plus de froid (gain de 6.1kW et 5.9kW) tout en produisant plus d’électricité (gain de 4.6kW et 2kW respectivement).
En conclusion de cette analyse quantitative : il est à noter que le dispositif selon l’invention est particulièrement utile dans tous les cas où l'on a besoin d’une puissance froide constante et on a de sources de chaleur à températures fluctuantes.
En fait, le dispositif selon l'invention permet au cycle de toujours fonctionner dans son point de design, dans certains cas grâce à l'utilisation très efficace d'une petite puissance électrique, et dans d'autres permettant même la production d'une petite puissance électrique en plus du froid.
DISPOSITIF DE REDUCTION DU BRUIT D’UNE UNITE EXTERIEURE DE POMPE A CHALEUR, ET ENSEMBLE DE POMPE A CHALEUR AFFERENT La présente invention se rapporte au domaine technique général des accessoires et équipements destinés à être associés à des pompes à chaleur, plus précisément pour réduire le bruit généré par ces dernières, en particulier le bruit généré par des unités extérieures de pompe à chaleur.
La présente invention concerne plus particulièrement un dispositif de réduction du bruit d’une unité extérieure de pompe à chaleur, laquelle comprend une entrée d’air pour alimenter en air ladite unité, ledit dispositif de réduction du bruit comprenant au moins : une enveloppe conçue pour accueillir en son sein ladite unité extérieure de pompe à chaleur, et un premier moyen de mise en communication de l’intérieur de l’enveloppe avec l’extérieur pour alimenter ladite entrée d’air avec de l’air extérieur.
La présente invention concerne plus particulièrement un ensemble de pompe à chaleur, comprenant une unité extérieure de pompe à chaleur et un dispositif de réduction du bruit tel que mentionné ci-avant.
Circulateur de fluide, dispositif et procédé de prélèvement d’un fluide dans une conduite L’invention concerne un circulateur de fluide et un dispositif et un procédé de prélèvement et de réinjection d’un fluide, tel qu’un gaz, dans une conduite, comprenant le circulateur de fluide, notamment pour réaliser une analyse du fluide de la conduite.
Les gestionnaires des réseaux de gaz doivent s’assurer de la qualité du gaz qu’ils exploitent, que ce gaz soit issu du gaz conventionnel (veine à grand débit, basse ou haute pression) ou de veines secondaires provenant de la production du gaz renouvelable (veine à petit débit, basse ou haute pression), tel que le biométhane.
Le développement de la production du gaz renouvelable est en très forte expansion. La loi de Transition Énergétique pour la Croissance Verte n°2015-992 du 17 Août 2015 fixe un objectif de 10 % de gaz renouvelable dans les réseaux traditionnels d’ici 2030.
Chacun de ces sites de production de gaz renouvelable possède un Shelter (ou « abri ») pour abriter le système d’odorisation du gaz ainsi que les analyseurs chromatographes en phase gazeuse pour contrôler la composition du gaz et son taux d’odorisation qui doivent respecter des contraintes réglementaires. Actuellement, les Shelter sont installés à plus ou moins grandes distances de la conduite du réseau de transport de gaz, entre 20 et 100 mètres, et les chromatographes sont alimentés en gaz à analyser par une ligne de faible diamètre, piquée directement sur la conduite du réseau de transport de gaz. Cette boucle de dérivation est ouverte, ce qui signifie qu’elle analyse le gaz et rejette l’excèdent de gaz, non utilisé par les analyseurs, ainsi que le gaz sortant de ces analyseurs, à l’atmosphère.
Les acteurs du secteur gazier ont pris récemment conscience de l’impact environnemental de ces rejets de gaz, notamment lorsque le gaz est du méthane dont l’impact sur la couche d’ozone est pire que le dioxyde de carbone.
La illustre un système de prélèvement d’un gaz, du méthane, selon l’art antérieur. Du gaz est transporté dans une conduite 1 vers le réseau de transport de gaz. Pour être admis à être introduit dans le réseau de transport de gaz, le gaz doit respecter des critères spécifiques définis soit par la réglementation, soit par l’exploitant du réseau de transport de gaz.
Pour ce faire, le gaz acheminé dans la conduite peut être traité en amont pour atteindre un taux de pureté suffisant, une odorisation suffisante (teneur en THT pour TétraHydroThiophène), un taux d’humidité inférieur à une certaine valeur par exemple. Afin de vérifier que le gaz dans la conduite vérifie ces différents paramètres, du gaz est prélevé au sein de la conduite par une canne de prélèvement 2 puis est acheminé par un conduit 3 vers un système d’analyse 4 permettant une ou plusieurs mesures. Le système d’analyse 4 peut comprendre plusieurs moyens d’analyse pour réaliser différentes mesures (humidité, teneur en THT pour l’odorisation par exemple). Puis, le gaz est rejeté dans l’atmosphère par un évent 5. Le système peut également comprendre plusieurs autres évents (non représentés).
Ainsi, la boucle de prélèvement de gaz de la est ouverte et se termine à l’évent 5.
Pour des raisons environnementales, relâcher du gaz, notamment du méthane, dans l’atmosphère, n’est plus envisageable, notamment en raison de ces effets sur la couche d’ozone.
La présente le cas d’une conduite de gaz mais bien-entendu, un autre fluide, tel qu’un liquide, un gaz supercritique, un fluide multiphasique comprenant ou non des particules solides pourrait remplacer le gaz et le rejet dans l’environnement de ce fluide, est pour les mêmes raisons, problématique voir néfaste à l’environnement.
Pour éviter ce rejet à l’atmosphère du fluide contenu dans la conduite, la réinjection du fluide, après l’analyse, dans la conduite est une des solutions recherchées. Toutefois, cette réinjection est complexe, notamment pour les raisons suivantes : La vitesse de circulation du fluide dans la conduite est élevée, jusqu’à plusieurs mètres par seconde environ pour assurer un temps entre le prélèvement et la réinjection du gaz inférieur à une durée prédéterminée. En respectant cette durée prédéterminée, on peut s’assurer que si le fluide analysé est non conforme, on peut isoler ce fluide du réseau de transport de gaz grâce à une vanne d’isolement située en aval de la conduite, la durée prédéterminée dépendant du débit de fluide dans la conduite, du diamètre de la conduite et de la distance en aval de la vanne d’isolement par rapport au prélèvement et à la réinjection ; La pression du fluide pour la réinjection du fluide et des pertes de charges induites dans les conduites ; La consommation d’énergie nécessaire à la réinjection qui peut être élevée en raison de la vitesse de circulation, de la pression et du fonctionnement continu ; La fiabilité dans le temps d’un tel système ; Les aspects sécurité en zone ATEX (ATmosphère EXplosive) ; Les faibles débits de circulation.
Pour assurer la réinjection du fluide, on connait notamment la demande de brevet EP 3,919,839 qui concerne un système de prélèvement et de réinjection d’un fluide dans un circuit. Pour assurer la réinjection du fluide, le système comprend ici une pompe. L’utilisation d’une pompe (ou d’un compresseur) envisagée comme circulateur nécessite une vitesse de rotation très élevée, de l’ordre de 15 000 à 20 000 tours par minute pour assurer la vitesse de circulation du fluide. Cette vitesse de rotation, en fonctionnement continu, risque de réduire la durée de vie de la pompe ou d’entraîner des dysfonctionnements. En cas de dysfonctionnement, la distribution du fluide, le biométhane notamment, devrait être interrompu et le fluide stocké par ailleurs. En outre, une telle pompe ou un tel compresseur nécessite une consommation d’énergie très élevée.
Pour réinjecter le fluide dans la conduite, l’invention consiste à proposer un circulateur de fluide permettant à la fois d’atteindre la vitesse de circulation du fluide pour assurer un temps entre le prélèvement et la réinjection inférieur à la durée prédéterminée, de manière continue, tout en assurant la pression nécessaire à la réinjection, voir à comprimer le fluide si nécessaire, en limitant la consommation d’énergie et en assurant une fiabilité dans le temps.
L’objectif de l’invention est donc de limiter voire de supprimer les rejets de fluide prélevé en le réinjectant dans la conduite et ainsi l’introduire dans le réseau de transport de fluide, c’est-à-dire en créant une boucle fermée.