INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Pour cela, l’invention consiste à proposer un circulateur de fluide, notamment de gaz, assurant une fiabilité du système dans le temps en fonctionnement continu et en assurant une vitesse de circulation du fluide prédéterminée, par exemple entre 0,1 m/s et 2m/s, tout en limitant la consommation d’énergie.
L’invention concerne un circulateur de fluide, de préférence de gaz, comprenant un cylindre et un piston ferromagnétique apte à se déplacer longitudinalement dans le cylindre, le long de l’axe du cylindre, le cylindre délimitant une chambre d’entrée et une chambre de sortie séparées par le piston, le cylindre comprenant une entrée du fluide connectée à la chambre d’entrée et une sortie du fluide connectée à la chambre de sortie, le circulateur comprenant un premier clapet de non-retour dans le piston configuré pour s’ouvrir lorsque le piston se déplace en direction de la chambre d’entrée de manière à permettre le passage du fluide de la chambre d’entrée à la chambre de sortie et un deuxième clapet de non-retour positionné au niveau de ladite sortie du fluide, le deuxième clapet de non-retour étant configuré pour s’ouvrir lorsque le piston se déplace en direction de la chambre de sortie, pour laisser le fluide sortir du circulateur. De plus, le circulateur comprend au moins un électroaimant pour entraîner directement le piston en translation en mouvement de va et vient dans le cylindre, au moins un électroaimant étant disposé autour du cylindre, et chacune des chambres d’entrée et de sortie comprend un ressort fixé d’une part à une extrémité longitudinale du cylindre et d’autre part au piston.
Selon un aspect de l’invention, la détermination du délai de propagation de sillage peut prendre en compte une distance limite de sillage. En effet, les perturbations dans le champ de vent dues à une turbine i deviennent moins importantes au fur et à mesure que la distance à son rotor augmente et que le vent retrouve des conditions similaires au flux libre à l’entrée de la ferme, son effet de sillage peut donc être négligeable au-delà d’une certaine distance. Ainsi, grâce à cette distance limite, le délai de propagation jusqu’à toute turbine j située au-delà de cette distance peut ne pas être pris en compte pour calculer le délai de réception de la récompense.
Par exemple, on peut déterminer une matrice de temps de propagation de sillage D i,j pour chaque paire de turbines (i, j) de la ferme d’éoliennes. Cette matrice de temps de propagation de sillage D i,j peut s’écrire, pour tous couples de turbines i, j avec , avec M le nombre d’éoliennes de la ferme d’éoliennes :
Avec m un coefficient multiplicateur supérieur à 1, délai de propagation (par exemple issu de l’hypothèse de turbulence figée de Taylor) de la turbine en amont i à une turbine en aval j, une distance entre les deux turbines i et j selon l’axe de la direction du vent, une distance limite de sillage.
Lors de cette étape, pour chaque éolienne, on détermine une valeur d’une récompense représentant l’impact d’un contrôle de l’éolienne notamment sur la somme des puissances produites par toutes les éoliennes de la ferme d’éoliennes, la récompense étant déterminée en fonction du délai de propagation du sillage déterminé à l’étape 2. La récompense est un paramètre de la méthode d’apprentissage par renforcement, qui sera décrite à l’étape 4. Autrement dit, la récompense est une valeur d’une fonction récompense d’une méthode d’apprentissage automatique par renforcement, qui sera décrite à l’étape 4. La récompense associée à un état permet à la méthode d’apprendre automatiquement une action. Si la récompense est positive, l’action prise antérieurement est favorable, ce qui favorise cette action par l’apprentissage automatique. Etant donné qu’une modification d’un angle de lacet d’une éolienne (ou tout autre point de fonctionnement) a un impact avec retard sur les éoliennes en aval, la récompense est déterminée en retard en fonction du délai de propagation du sillage déterminé à l’étape 2.
Selon un mode de réalisation, on détermine la récompense en mesurant la production d’énergie des turbines en aval d’une éolienne considérée au moment de l’impact estimé au moyen du délai de propagation. Ainsi la présente invention permet de réduire les incertitudes. Chaque éolienne reçoit donc une fonction de récompense différente en fonction de son emplacement dans le parc éolien. Enfin, pour réduire l’influence de la puissance nominale sur l’évaluation de l’impact des différents lacets, des augmentations en pourcentage plutôt qu’en valeurs brutes peuvent être prises en compte. On peut utiliser le signe de la variation mesurée comme signal de récompense et on peut appliquer un seuil pour filtrer le bruit. Par exemple, on peut définir, pour chaque turbine i (compris entre 1 et M, M étant le nombre d’éoliennes de la ferme d’éoliennes), une récompense r i,k pour chaque pas de temps k :
Avec un seuil positif, et , P j,k la puissance produite par l’éolienne j au pas de temps k, la puissance produite par l’éolienne j au pas de temps k auquel on ajoute le délai de propagation de sillage D i,j entre la turbine i et j (déterminé à l’étape précédente). Ainsi, la récompense est positive si la somme des puissances a augmenté d’une quantité (positive) supérieure à un seuil positif, la récompense est négative si la somme des puissances a diminué d’une quantité inférieure ou égale à un seuil négatif, et la récompense est nulle dans l’intervalle.
De plus, pour tenir compte de la variation de la puissance instantanée due à la turbulence du vent, on peut faire une moyenne des mesures de puissance produite par chaque turbine : en définissant λ ≥ 1 la taille de la fenêtre de moyenne. En d’autres termes, on peut déterminer la récompense en prenant en compte une moyenne des puissances produites par les éoliennes pendant un intervalle de temps prédéterminé (taille de la fenêtre moyenne λ).
Conformément à une mise en œuvre de l’invention, on peut déterminer, pour chaque éolienne, la récompense, si la durée écoulée depuis le dernier contrôle antérieur est supérieure au délai de propagation de sillage déterminé. Ainsi, on détermine la récompense uniquement lorsque suffisamment de temps s’est écoulé depuis la réalisation du dernier contrôle antérieur, de manière à bien pouvoir observer l’impact du dernier contrôle antérieur sur les puissances produites par les éoliennes.
Lors de cette étape, pour chaque éolienne, on applique une méthode d’apprentissage automatique par renforcement pour déterminer un angle de lacet cible (ou point de fonctionnement cible) de l’éolienne, en fonction de la récompense déterminée à l’étape 3, et en fonction de l’angle de lacet antérieur (ou du point de fonctionnement antérieur). L’angle de lacet cible correspond à une consigne de l’angle de lacet pour l’éolienne. Le point de fonctionnement cible correspond à une consigne du point de fonctionnement. L’apprentissage par renforcement consiste pour un agent autonome (en l’occurrence une éolienne de la ferme d’éoliennes), à apprendre les actions à prendre (en l’occurrence modifier l’angle de lacet) à partir d’expériences, de façon à optimiser une récompense quantitative au cours du temps (en l’occurrence la récompense déterminée à l’étape 3 qui prend en compte le délai de propagation du sillage). L’agent est plongé au sein d’un environnement (en l’occurrence la ferme d’éoliennes, et le vent), et prend ses décisions en fonction de son état courant (en l’occurrence l’angle de lacet actuel). En retour, l’environnement procure à l’agent une récompense, qui peut être positive ou négative. Pour l’invention, l’approche est à récompense différée. L’agent cherche au travers des réalisations passées, une stratégie optimale, en ce sens qu’il maximise la somme des récompenses au cours du temps. Cette approche d’apprentissage en ligne est particulièrement intéressante en raison des incertitudes de modélisation. De plus, cette approche permet une détermination en temps réel. Une telle méthode d’apprentissage est appliquée à chaque éolienne de la ferme d’éoliennes, ce qui permet de décentraliser l’optimisation.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la méthode d’apprentissage par renforcement peut être une méthode de Q-learning de Watkins. Une telle méthode d’apprentissage par renforcement est décrite notamment dans le document : « C. WATKINS, P. DAYAN, TECHNICAL NOTE – Q-Learning , Machine Learning 8, 279-292 (1992), 1992 Kluwer Academic Publishers, Boston, Manufactured in the Netherlands ». En variante, d’autres méthodes d’apprentissage par renforcement peuvent être utilisées, notamment des méthodes d’apprentissage dites « policy-gradient » de type acteur-critique, ou toute méthode d’apprentissage analogue. Dans ces approches, chaque agent dispose de deux éléments : un acteur qui essaie de prédire le contrôle optimal pour l’état courant, et une critique qui évalue l’efficacité du contrôle prédit par la critique. Les algorithmes de ce type ont pour nom, par exemple : A2C (Advantage Actor Critic), DDPG (Deep Deterministic Policy Gradient), PPO (Proximal Policy Optimization).
Formellement, pour le mode de réalisation mettant en œuvre la méthode d’apprentissage par renforcement mettant en œuvre la méthode de Q-learning, on peut définir un processus de décision de Markov (MDP) {S, A, r, P}, avec S l’espace d’état, A un espace d’action, P la matrice des probabilités de transition de l’environnement et r∶ S × A → R une fonction de récompense. En d’autres termes, à l’instant t, un agent situé en un état , choisit une action et reçoit une récompense associée . Dans la suite, le pas de temps continu est noté t, et le temps discret est noté k.
L’application qui associe à chaque état observé une action correspondante, ou une distribution de probabilités sur les actions possibles en cet état, est appelée politique π ; on dit qu’un agent suit une politique π. La séquence d’états, actions et récompenses observée par l’agent lorsqu’il interagit avec l’environnement est appelée une trajectoire. La trajectoire suivie dépend de la politique de l’agent, mais aussi de la dynamique de l’environnement ; pour une action prise en un état donné, l’état suivant et la récompense obtenue ne sont pas toujours identiques. On parle de probabilités de transition d’un état à l’autre. Dans notre cas par exemple, des facteurs exogènes comme les aléas du vent peuvent augmenter ou baisser la récompense. On cherche donc à maximiser l’espérance de son rendement.
On peut écrire A(s) le sous-ensemble d’actions a ∈ A disponibles dans l’état s. Un agent interagit avec l’environnement en suivant une politique stochastique a ∼ π(s), s ∈ S, a ∈ A(s), où π(a|s) est la probabilité de choisir l’action a lorsqu’il est dans l’état s. Si la politique est déterministe, il existe une action a′ pour lequel π(a′|s) = 1 et on peut écrire directement a′ = π(s). L’objectif de l’agent est alors de trouver une stratégie optimale π* qui maximise l’espérance E de la somme à l’infini de toutes ses récompenses actualisées, aussi appelé rendement actualisé :
avec 0 un état initial, G est le rendement actualisé, soit la somme des récompenses futures actualisées, et la trajectoire de l’agent dans l’environnement sous la politique π. Pour une politique π, on peut définir la fonction de valeur état-action (ou fonction q) pour π comme l’espérance du rendement actualisé pour une paire état-action (a,s) : . C’est-à-dire, pour toute paire état-action (s, a), est la valeur espérée pour un agent qui choisit l’action a dans l’état s, puis suit la politique π pour le reste de la trajectoire. On peut définir une fonction q optimale Q* telle que : .
Le procédé d’isolement programmé conforme au premier aspect de l’invention comprend avantageusement au moins un des perfectionnements ci-dessous, les caractéristiques techniques formant ces perfectionnements pouvant être prises seules ou en combinaison :
- l’étape de communication est du type d’une communication sans fil, telle que par exemple du type d’une télécommunication, notamment selon l’une des normes 3G, 4G, 5G ou ultérieure, ou encore selon un protocole de communication radiofréquence tel que par exemple le protocole longue distance LoRa, acronyme anglais de « Long Range », voire selon l’un des protocoles régis par la norme IEEE802.11 – connu sous le nom de wifi – ou IEEE 802.15 connue sous le nom de Bluetooth ;
- l’étape de communication est du type d’une communication filaire, telle que par exemple réalisée au travers d’une communication par courant porteur, au travers d’une fibre optique ou au travers d’un câble réseau, ou encore au travers d’une liaison série ;
- l'étape de réception de la commande d’isolement électrique est par exemple consécutive d’une étape de détection d’un événement climatique quelconque, tel que par exemple la détection d’un orage ou d’une tempête. Ainsi l’étape de configuration de l’organe de couplage électrique dans son état ouvert permet d’isoler électriquement et à distance le système photovoltaïque en prévision de l’événement climatique détecté, afin d’éviter que le module de commande ou l’onduleur ou le panneau photovoltaïque ne soit endommagé, par exemple par une éventuelle surtension électrique dans le réseau électrique domestique consécutive d’un coup de foudre.
Selon une première exploitation du procédé d’isolement électrique conforme au premier aspect de l’invention, l’invention vise à proposer une fonction d’antivol de l’au moins un système photovoltaïque. A cet effet, le procédé d’isolement électrique conforme au premier aspect de l’invention comporte au moins un des perfectionnements suivants :
- l’organe de couplage électrique est configuré pour demeurer dans son état ouvert tant que le module de commande ne reçoit pas une commande de reconnexion électrique. En d’autres termes, le procédé d’isolement électrique comporte une étape de verrouillage de l’organe de couplage électrique dans son état ouvert, de sorte qu’il n’est plus possible de raccorder le système photovoltaïque au réseau électrique domestique. De manière avantageuse, l’organe de couplage est configuré pour pouvoir demeurer dans son état ouvert même en l’absence d’alimentation électrique du module de commande. Eventuellement, de manière alternative, l’organe de couplage peut être configuré pour pouvoir demeurer dans son état fermé même en l’absence d’alimentation électrique du module de commande. En outre, lorsque la commande de reconnexion électrique a été envoyée précédemment, elle est enregistrée dans un zone mémoire du module de commande, de sorte à ce que lorsque le module de commande est raccordé électriquement au réseau électrique domestique, alors l’organe de couplage s’ouvre de sorte à isoler électriquement le système photovoltaïque dudit réseau électrique domestique;
- le procédé d’isolement électrique conforme au premier aspect de l’invention comporte une étape de déverrouillage consécutive de la réception d’une commande de reconnexion électrique du système photovoltaïque par le module de commande, l’étape de déverrouillage comportant une étape de configuration de l’organe de couplage électrique dans son état fermé. Ainsi, la réception d’une commande de reconnexion électrique particulière, transmise par exemple depuis le serveur distant auquel le module de commande est raccordé, permet de déverrouiller le module de commande et de reconnecter le système photovoltaïque au réseau électrique domestique ;
Selon une deuxième exploitation du procédé d’isolement électrique conforme au premier aspect de l’invention, l’invention vise à proposer une fonction de réduction d’une consommation électrique durant des périodes non adaptées à l’utilisation de l’au moins un système photovoltaïque. A cet effet, le procédé d’isolement électrique conforme au premier aspect de l’invention comporte au moins un des perfectionnements suivants :
- le procédé d’isolement électrique conforme au premier aspect de l’invention comporte une étape de définition de premières plages horaires à l’intérieur desquelles l’organe de couplage électrique est configuré dans son état fermé, et des deuxièmes plages horaires à l’intérieur desquelles l’organe de couplage électrique est configuré dans son état ouvert. Les premières plages horaires correspondent à des heures diurnes du lieu d’établissement du système photovoltaïque, durant lesquelles il est souhaitable et attendu que le système photovoltaïque soit raccordé au réseau électrique domestique ; et les deuxièmes plages horaires correspondent à des heures nocturnes durant lesquelles il n’est pas nécessaire que le système photovoltaïque soit raccordé au réseau électrique domestique. Cette configuration avantageuse permet ainsi d’éviter que le système photovoltaïque ne consomme une énergie électrique inutile. Cela correspond à une mise en veille ;
- selon une première alternative, les premières plages horaires et les deuxièmes plages horaires sont définies et enregistrées sur le serveur distant, le serveur distant transmettant (i) la commande d’isolement électrique au début des deuxièmes plages horaires, (ii) la commande de reconnexion électrique au début des premières plages horaires ;
- selon une deuxième alternative, le module de commande comporte une horloge interne, les premières plages horaires et les deuxièmes plages horaires étant définies et enregistrées sur le module de commande, le module de commande pilotant l’organe de couplage électrique de sorte à isoler électriquement le système photovoltaïque au début des deuxièmes plages horaires, et à coupler électriquement le système photovoltaïque au réseau électrique domestique au début des premières plages horaires
Selon une troisième exploitation du procédé d’isolement électrique conforme au premier aspect de l’invention, l’invention vise à proposer une fonction de redémarrage à distance de l’au moins un système photovoltaïque. A cet effet, le procédé d’isolement électrique conforme au premier aspect de l’invention comporte une étape de redémarrage du module du système photovoltaïque, l’étape de redémarrage comportant l’étape d’isolement électrique, une étape de temporisation consécutive de l’étape d’isolement, et une étape de fermeture de l’organe de couplage électrique réalisée à l’issue de l’étape de temporisation.
Selon un deuxième aspect de l’invention, il est proposé un ensemble électrique comportant un réseau électrique domestique et au moins un système photovoltaïque, chaque système photovoltaïque comportant :
- un panneau photovoltaïque configuré pour générer un signal électrique continu de sortie à partir d’une énergie solaire ;
- un onduleur configuré pour transformer le signal électrique continu de sortie généré par le panneau photovoltaïque en un signal électrique alternatif adapté au réseau électrique domestique ;
- un câble électrique dont une première extrémité est reliée électriquement à l’onduleur et une deuxième extrémité comporte un dispositif de connexion électrique permettant de coupler électriquement le système photovoltaïque sur le réseau électrique domestique ;
De manière préférentielle, dans le mode de réalisation M1, la détermination de l’étape A est effectuée à partir d’une pluralité d’informations sur les paramètres de vol de l’aéronef observées ou mesurées sur un intervalle de temps prédéterminé. Répartir temporellement la prise d’informations permet de déterminer avec plus de certitude une incapacité du pilote ou des pilotes. Par exemple, la durée de l’intervalle de temps est comprise entre quelques dizaines de secondes quelques minutes (mais reste inférieur à 5 minutes).
La illustre un mode de réalisation M2, pouvant être combiné avec le mode de réalisation M1, dans lequel l’étape de détermination de l’incapacité est effectuée à partir d’au moins une information Inf transmise par l’aéronef et représentative de paramètres vitaux du ou des pilotes. De préférence, comme illustré dans la , le module MC est lui-même configuré pour transmettre cette ou ces informations. Plus précisément, la ou les informations sont représentatives d’une défaillance physique du ou des pilotes. A titre d’exemple non limitatif, ces paramètres vitaux sont choisis parmi une liste comprenant : une pulsation cardiaque, un taux d’oxygène, l’analyse rétinienne, une observation de tenue corporelle, un niveau de pression sur les commandes ou les sièges, une absence de réaction sur évènement, une absence de réaction prolongée, la détection d’une absence d’activité cérébrale .
De manière préférentielle, dans le mode de réalisation M2, la détermination de l’étape A est effectuée à partir d’une pluralité d’informations Inf transmise par l’aéronef dans un intervalle de temps prédéterminé. Répartir temporellement la prise d’informations permet de déterminer avec plus de certitude une incapacité du ou des pilotes. Par exemple, la durée de l’intervalle de temps est comprise entre 1 minute et 5 minutes.
Après l’étape A, la méthode de l’invention comprend une étape B consistant à réceptionner, avec le module de communication MC, un premier signal codé S1 avec un code prédéterminé CP et émis par la station de communication terrestre SCT. En outre, dans l’étape B, le module MC est configuré pour décoder le premier signal S1 avec le code prédéterminé CP.
Le code prédéterminé CP est stocké par le module MC et dans la station SCT préalablement au décollage de l’aéronef A, par exemple lors du dépôt du premier plan de vol. La nature de ce code CP dépend du type de module MC utilisé.
Ainsi, selon un premier mode de réalisation, le module MC est un module SELCAL. Un module SELCAL est un système d'appel sélectif qui permet à un opérateur radio ou à un contrôleur ATC de la station SCT d'avertir l'équipage de l’aéronef A lorsqu'il souhaite entrer en communication avec l'appareil. Quand l'opérateur ou le contrôleur souhaite communiquer avec l’aéronef alors que l’ équipage ne veille pas la fréquence (c’est-à-dire que l’équipage n’est pas en mesure de répondre sur un simple appel vocal de l’opérateur ou du contrôleur), il sélectionne le code CP (code SELCAL) du module MC consultable dans le plan de vol officiellement déposé et le transmet sur la fréquence veillée par le module MC. Tous les aéronefs veillant la fréquence reçoivent l'alerte SELCAL diffusée mais seul l’aéronef A programmé avec le code CP sélectionné diffuse alors une alerte visuelle et/ou sonore dans le poste de pilotage.
Alternativement, selon un deuxième mode de réalisation, le module MC est un module DATALINK. En effet dans le cas où l’aéronef est déjà doté d’une capacité de communication avec l’Air Traffic Control par DataLink, il existe nativement la possibilité d’alerter l’équipage avec les éléments fonctionnels mis en œuvre pour établir cette chaine de communication DataLink bord-sol, sans avoir obligatoirement recours à un module MC spécifique de type SELCAL. En fonction des solutions DataLink déployées, un signal entrant (Sol vers bord) pourrait être utilisé pour remplacer l’alerte SELCAL.
Selon le premier et le deuxième mode de réalisation de l’invention, le premier signal S1 est réceptionné par le module de communication MC via un canal de communication C1 (spécifique dans le premier mode de réalisation) entre l’aéronef et la station de communication terrestre SCT. Dans ces modes de réalisation, le canal C1 est sécurisé via le code prédéterminé CP.
Alternativement, selon un troisième mode de réalisation, le premier signal S1 est réceptionné par le module de communication MC via un canal de communication C1 clair et commun à une pluralité d’autres aéronefs pour communiquer avec la station de communication terrestre SCT. Par exemple, ce canal est un canal VHF pour communication vocale. Dans ce troisième mode de réalisation, le code prédéterminé est alors un message vocal spécifique et prédéterminée et le premier signal S1 est un message vocal comprenant le code prédéterminé CP. En outre, le module MC comprend un processeur adapté pour effectuer une reconnaissance vocale des messages échangés sur le canal C1 de sorte que, dans l’étape B, le décodage du premier signal S1 soit alors effectué par la reconnaissance vocale du code prédéterminé CP compris dans le premier signal S1.