INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Une telle détermination s’appuie sur une modélisation particulière de la turbomachine hybride 1 par un système de type Linéaire Invariant dans le Temps, également désigné par l’acronyme LTI pour « Linear Time-Invariant » en anglais, où pour passer de l’indice k à l’indice k+1, le régime moteur est donné par une première équation, ou équation (1) :
(eq.1)
L’équation (1) est un modèle de synthèse. Elle constitue une description mathématique du système permettant de relier les entrées, à savoir la commande de débit de carburant 9, la consigne de débit de carburant, la commande de couple électrique 11, et/ou la consigne de couple électrique, et la sortie, à savoir le régime moteur.
Le terme A de l’équation (1) est une matrice d’état. Le terme A de l’équation (1) peut être assimilé à une constante de temps, notamment caractéristique du temps de réponse lié à l’inertie de la turbomachine hybride 1.
Le terme B de l’équation (1) est une matrice de commande. Le terme B de l’équation (1) est susceptible de contenir une information d’un gain du système, notamment un gain statique établissant un lien entre un incrément de consigne (débit de carburant et/ou couple électrique) et un incrément de régime obtenu par cet incrément de consigne une fois le régime stabilisé.
Pour annuler une erreur dynamique, également dénommée trainage, consistant en un retard entre une variation linéaire de la consigne et la variation correspondante du régime moteur, il est proposé d’utiliser un modèle de synthèse « augmenté ».
A cet effet, le modèle de synthèse « augmenté » utilise en plus de la différence ∆NH k entre la dernière mesure et l’avant-dernière mesure du régime moteur 5 : l’écart ENH k associé à la dernière mesure du régime moteur 5, correspondant notamment à une erreur d’asservissement et la somme de tous les écarts IENH k , correspondant notamment à l’intégrale de l’erreur d’asservissement,
selon une deuxième équation, ou équation (2), plus générale que la première équation, ou équation (1) :
Enfin, la bâche 400 de protection recouvre le dispositif 100, procurant alors une protection contre les intempéries, notamment les chutes de neige importantes, le gel ou la grêle. La bâche 400 est préférablement fabriquée au moyen de fibres de polyester et de polypropylène tissées, plus communément appelé géotextile. De plus, la bâche 400 peut être renforcée ou souple afin de s’adapter aux différentes configurations de terrains et zones géographiques où se trouvent les cultures.
Avantageusement, lors du déploiement de la bâche 400, celle-ci est en partie enfoncée dans le sol S, et ces bords 401 sont recouverts de terre, ce qui leste la bâche 400. Ce lestage permet à la bâche 400 de ne pas se défaire lors de rafales de vent, et permet également d’isoler la masse d’air présente sous la bâche 400, de l’air environnant.
Par ailleurs, les efforts longitudinaux, dans le sens la longueur de la rangée de culture 300 sont contenus dans les extrémités 111a et 111b de l’arceau 11, enfoncées dans le sol S, et dans la mâchoire 115.
Comme évoqué précédemment, et afin de renforcer le maintien de l’arceau 11 sur le piquet bas 10, ledit arceau peut être attaché audit piquet au moyen d’un lien supplémentaire (non représenté ici), qui s’insère au niveau du trou 106. Ce lien supplémentaire peut être un collier de serrage plastique, ou tout autre moyen d’attache adapté que l’homme du métier connaît. Cette attache complémentaire est effectuée au moment de l’installation du dispositif en configuration de protection, et avant le déploiement de la bâche 400. L’arceau 11 est alors plus solidement maintenu sur le piquet 10, et dans le cas de régions présentant de forts vents, résiste mieux aux soulèvements de la bâche 400, si le vent s’engouffre sous ladite bâche.
De plus, la bâche 400 étant positionnée proche du sol S, la hauteur du dispositif 100 en configuration de protection étant de l’ordre de 60 cm, la protection est plus efficace et plus robuste vis-à-vis des intempéries et conditions climatiques extrêmes. En effet, la prise au vent de la bâche 400 est ainsi minimisée, et ladite bâche est en capacité de supporter des charges importantes de neige, sans avoir besoin de déblayer la neige tombée : cette protection est conçue pour résister aux contraintes mécaniques conséquentes à des conditions climatiques à l’échelle de temps des saisons. Autrement dit, après de fortes chutes de neige, il n’est pas nécessaire de retirer la neige de la bâche 400 car la bâche 400 et le dispositif 100 sont suffisamment robustes pour continuer à protéger la rangée de culture 300.
Dans un mode de réalisation particulier, la bâche 400 de protection est un filet.
Avantageusement, lors du changement de la configuration de protection, vers la configuration de culture du dispositif 100, la bâche 400 est aisément enroulable lorsque celle-ci est retirée des arceaux 11 par l’engin agricole 900. Cela permet de faciliter le stockage de la bâche 400 et de la réutiliser lors de la période hivernale suivante.
DISPOSITIF DE LAMIER POUR L’ÉLAGAGE ET LE BROYAGE DE VÉGÉTAUX Le domaine technique de l’invention est celui des dispositifs pour l’entretien de végétaux, en particulier pour l’élagage de végétaux, permettant notamment la taille de haies, l’élagage des arbres de bord de route ou la taille arboricole.
La présente invention porte en particulier sur un dispositif de lamier pour l’élagage et le broyage de végétaux.
L’entretien des végétaux, notamment aux abords des routes et des chemins, nécessite de régulières opérations d’élagage, qui elles-mêmes génèrent des opérations de broyage des végétaux coupés pour permettre l’enlèvement et le transport des déchets obtenus.
Les opérations d’élagage sont de manière générale réalisées au moyen de dispositifs de lamier d’élagage, tels que celui décrit dans la demande de brevet FR2787966 A1. Un tel dispositif de lamier d’élagage comporte une pluralité d’outils de coupe répartis dans un châssis, lequel est monté à l’extrémité d’un bras mobile, lui-même porté par un engin tracteur.
Cependant, avec de tels dispositifs d’élagage, le broyage intervient ultérieurement à l’opération de coupe, notamment au moyen de broyeurs à végétaux, ce qui augmente la durée des opérations d’élagage. De plus, il existe un risque de blessure lors de l’opération d’élagage, des végétaux coupés de dimensions importantes pouvant être projetés à l’extérieur du dispositif d’élagage.
Pour pallier ces inconvénients, il a été proposé de broyer les végétaux coupés, avant de les laisser tomber au sol pour constituer un paillis.
Un tel dispositif d’élagueuse broyeuse est, par exemple, divulgué dans la demande de brevet FR2917571 A1. Ce dispositif comprend un carter dans lequel agit un broyeur et sur le bord duquel est disposé, en avant dudit broyeur, un lamier.
L’inconvénient d’un tel dispositif à broyeur et lamier distincts réside essentiellement dans son encombrement, lequel nuit énormément à sa maniabilité.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif de lamier permettant de réaliser non seulement une coupe franche de la végétation à traiter, mais également le broyage des végétaux issus de la coupe, tout en étant d’une conception peu encombrante et donc d’une maniabilité aisée.
(eq.2)
Le terme ∆NHCk = NHCk – NHCk-1 correspond à la différence entre la dernière consigne de rang k et l’avant-dernière consigne de rang k-1.
L’équation (2) peut être utilisée pour déterminer une troisième équation, ou équation (3), exprimant la variation de débit de carburant ∆WF k et la variation de couple électrique ∆TRQ k en fonction de la différence ∆NH k entre la dernière mesure et l’avant-dernière mesure du régime moteur 5, l’écart ENH k associé à la dernière mesure du régime moteur 5, et la somme de tous les écarts IENH k
sous la forme d’une troisième équation, ou équation (3) :
dans laquelle, le terme « K » est une matrice de gain.
La variation de débit de carburant ∆WF k et la variation de couple électrique ∆TRQ k sont obtenues, notamment simultanément, par le produit de la matrice de gain K et d’un vecteur formé de la différence ∆NH k entre la dernière mesure et l’avant-dernière mesure du régime moteur 5, l’écart ENH k associé à la dernière mesure du régime moteur 5 et la somme IENH k de tous les écarts.
Pour utiliser un correcteur, il est nécessaire au préalable de déterminer la matrice de gain K, ce qui revient à effectuer « une synthèse du correcteur multi-variable ».
Une telle synthèse est du type « retour d’état linéaire quadratique » (Commande linéaire quadratique LQ) et consiste à minimiser un critère ou une quantité ‘J’ dans laquelle apparaissent des matrices de pondération Q, R et S.
Celles-ci sont fixées en début de calcul en fonction du comportement souhaité du moteur, et, en particulier, en fonction de l’absence de trainage souhaitée.
Plus précisément, c’est le choix des matrices de pondérations Q, R et S qui permet d’obtenir différents réglages du correcteur et le comportement moteur souhaité, par exemple la suppression du trainage, c’est-à-dire une minimisation du transfert entre la consigne et l’erreur d’asservissement au sens de la norme 2 en contraignant la dynamique de l’erreur.
La minimisation du critère par le Lagrangien permet de travailler avec une expression analytique de la matrice de gain sous la forme :
où les termes R, B, A et S sont des matrices connues. Seule la matrice P reste à être déterminée selon l’expression de l’unique solution de l’équation algébrique de Riccati discrète :
Cette dernière équation permet de déterminer la matrice P et par, conséquent, la matrice de gain K.
Le dispositif de commande peut également comprendre un calculateur 33 configuré pour déterminer, notamment en temps réel, la commande de débit de carburant 9 et la commande de couple électrique 11, par exemple à partir des données reçues, telles que par exemple la mesure du régime de l’arbre haute-pression 4, la mesure du régime de l’arbre basse-pression 5, de la mesure de la pression extérieure 6 et/ou la consigne de régime de l’arbre basse-pression 7, et/ou enregistrées, telles que par exemple la séquence de consignes de régime moteur 7, la séquence de mesures du régime de l’arbre haute-pression 4, la séquence de mesures du régime de l’arbre basse-pression 5 et/ou les indicateurs 13.
Le dispositif de commande 3 présenté à la peut correspondre à une architecture de type « Plusieurs Entrées - Une seule Sortie », également désignée par l’acronyme « MISO » pour « Multiple Input Single Output » en anglais, puisqu’il fournit deux entrées à la turbomachine hybride 1 en fonction d’une seule sortie de celle-ci.
Procédé de commande Le dispositif de commande 3 selon l’invention permet de mettre en œuvre un procédé de commande de la turbomachine hybride 1 comprenant les étapes suivantes.
Dans une première étape, une séquence de consignes de régime de l’arbre basse-pression 7, notamment d’une vitesse angulaire de l’arbre basse-pression de la turbomachine hybride 1, est enregistrée. L’enregistrement de la première étape s’effectue par exemple dans la mémoire 31 du dispositif de commande 3. L’enregistrement de la séquence de consignes de régime de l’arbre basse-pression 7 peut avoir lieu avant une mise en fonctionnement de la turbomachine hybride 1 et/ou avant toute mesure du régime moteur sur la turbomachine hybride 1.
La séquence de consignes de régime de l’arbre basse-pression 7 peut s’écrire sous la forme de valeurs NLC p , où p est un indice variant de 0 à N et représente une position de la valeur dans la séquence.
Dans une deuxième étape, une séquence de mesures du régime de l’arbre haute-pression 4, notamment de la vitesse angulaire de l’arbre haute-pression, et une séquence de mesures du régime de l’arbre basse-pression 5, notamment de la vitesse angulaire 5 de l’arbre basse-pression, sont enregistrées.
Une fois la turbomachine hybride 1 mise en fonctionnement, les régimes moteurs sont surveillés et des mesures successives relatives à l’arbre haute-pression et à l’arbre basse-pression sont transmises au dispositif de commande 3, formant deux séquences de mesures du régime de l’arbre haute-pression et du régime de l’arbre basse-pression, comprenant donc de plus en plus de mesures au cours du temps. L’enregistrement de la deuxième étape s’effectue dans la mémoire 31 du dispositif de commande 3.
La séquence de mesures du régime de l’arbre haute-pression 4 peut s’écrire sous la forme de valeurs NH p , où p est un indice variant de 0 à k et représente une position de la valeur dans la séquence. L’indice k est l’indice de la dernière mesure NH k reçue.
La séquence de mesures du régime de l’arbre basse-pression 5 peut s’écrire sous la forme de valeurs NL p , où p est un indice variant de 0 à k et représente une position de la valeur dans la séquence. L’indice k est l’indice de la dernière mesure NL k reçue.
Dans une troisième étape, le calculateur 33 détermine une séquence d’écarts entre la mesure du régime de l’arbre basse-pression 5 et la consigne de régime de l’arbre basse-pression 7, chaque écart étant égal à une différence entre une mesure du régime de l’arbre basse-pression 5 et une consigne de régime de l’arbre basse-pression 7 associée à la mesure du régime de l’arbre basse-pression 5. La séquence de mesures du régime de l’arbre basse-pression 5 et la séquence de consignes de régime de l’arbre basse-pression 7 ne contiennent pas nécessairement le même nombre de valeurs, mais elles sont référencées temporellement l’une par rapport à l’autre. Autrement dit, à chaque mesure du régime de l’arbre basse-pression 5 est associée une consigne de régime de l’arbre basse-pression 7, la mesure du régime de l’arbre basse-pression 5 et la consigne de régime de l’arbre basse-pression 7 étant en coïncidence temporelle. L’objectif de la régulation est de rendre chaque mesure du régime de l’arbre basse-pression 5 la plus proche possible de sa consigne du régime de l’arbre basse-pression 7.
La séquence d’écarts peut s’écrire sous la forme de valeurs ENL p , où p est un indice variant de 0 à k, les écarts sont calculés indice par indice selon le calcul :
ENL p = NL p - NLC p .
Dans une quatrième étape, le calculateur 33 détermine, notamment simultanément, une variation de débit de carburant ∆WF p égal à une différence de la commande de débit de carburant 9 entre un instant p et un instant précédent p-1, soit :
∆WF p = WF p – WF p-1
Le deuxième coefficient de transfert thermique H2, exprimé en W/m²/K, mesuré dans l’évidement 620 du bouclier thermique 610 est inversement proportionnel à la hauteur h de l’évidement 620 du bouclier thermique 610. La hauteur h de l’évidement 620 du bouclier thermique 600 doit donc être relativement importante afin d’obtenir un volume d’air important de l’évidement 620 du bouclier thermique 600 et donc un deuxième coefficient de transfert thermique H2 très faible. Par ailleurs, la l’augmentation de la valeur de la hauteur h provoque l’augmentation la masse totale de l’ensemble fixe 246. La valeur maximale de la hauteur h de l’évidement 620 du bouclier thermique 600 dépend des contraintes de fabrication liées au mode de fabrication de la paroi isolante 610 du bouclier thermique 600. Préférentiellement, la hauteur h de l’évidement 220 du bouclier thermique 600 est comprise entre 10mm et 50mm.
La valeur de l’épaisseur e de la paroi isolante 610 du bouclier thermique 600 a une influence sur la résistance mécanique de la paroi isolante 610, sur la flexion de la virole annulaire 20 et sur la masse totale de l’ensemble fixe 246. La variation de l’épaisseur e de la paroi isolante 610 est proportionnelle à la variation de la masse totale de l’ensemble fixe 246 et inversement proportionnelle à la variation de la résistance mécanique de la paroi isolante. Avantageusement, l’épaisseur e de la paroi isolante 610 du bouclier thermique 600 est constante entre l’extrémité amont 610A et l’extrémité aval 610B de la paroi isolante 610 et est comprise entre 1mm et 5mm.
La portion intermédiaire 20C de la virole annulaire 20 étant une zone de pilotage du jeu radial J entre la virole annulaire 20 et l’aube mobile 40, l’isolation thermique de la portion intermédiaire 20C de la virole annulaire 20, par le bouclier thermique 600, doit être assurée du bord d’attaque 40A jusqu’au bord de fuite 40B de l’aube mobile 40 et les valeurs des distances d et d’ doivent être strictement supérieures à zéro.
Plus particulièrement, le jeu radial J entre la virole annulaire 20 et l’extrémité supérieure 44 de l’aube mobile 40, au niveau du bord d’attaque 40A de l’aube mobile 40, a un impact direct sur les performances de la turbomachine. L’isolation thermique du premier écoulement 230 de l’air par le bouclier thermique 600 sur la virole annulaire 20 au niveau du bord d’attaque 40A de l’aube mobile 40 permet de limiter de manière optimale la variation du jeu radial J entre la virole annulaire 20 et l’extrémité supérieure 44 de l’aube mobile 40, au niveau du bord d’attaque 40A de l’aube mobile 40, et ainsi d’augmenter les performances de la turbomachine. Avantageusement, la distance d est sensiblement égale à 10% de la longueur L1 de l’aube mobile 40 afin d’améliorer l’efficacité du bouclier thermique 600 sur la virole annulaire 20 au niveau du bord d’attaque 40A de l’aube mobile 40.
Plus particulièrement, le jeu radial J entre la virole annulaire 20 et l’extrémité supérieure 44 de l’aube mobile 40, au niveau du bord de fuite 40B de l’aube mobile 40, a un impact secondaire sur les performances de la turbomachine, l’isolation thermique du premier écoulement 230 de l’air par le bouclier thermique 600 sur la virole annulaire 20 au niveau du bord de fuite 40B de l’aube mobile 40 permet de limiter de manière optimale la variation du jeu radial J entre la virole annulaire 20 et l’extrémité supérieure 44 de l’aube mobile 40, au niveau du bord de fuite 40B de l’aube mobile 40, et ainsi et ainsi d’augmenter les performances de la turbomachine. Avantageusement, la distance d’ est sensiblement égale à 10% de la longueur L1 de l’aube mobile 40 afin d’améliorer l’efficacité du bouclier thermique 600 sur la virole au niveau du bord de fuite 40B de l’aube mobile 40.
L’angle α formé à l’amont de la paroi isolante 610 du bouclier thermique 600 doit être le plus important possible pour minimiser les pertes de charge dues au frottement de l’air contre la paroi isolante 610 du bouclier thermique 600, lors de l’écoulement de l’air extérieur. La valeur maximale de l’angle α dépend des contraintes de fabrication liées au mode de fabrication de la paroi isolante 610 du bouclier thermique 600. Avantageusement, l’angle α est supérieur ou égale à 110°, de préférence compris entre 130° et 140°.
La virole annulaire 20, le bouclier thermique 600 et les rangées d’aubes fixes 50 forment un ensemble fixe 246.
Selon certains modes de réalisation de l’ensemble fixe 246 représenté à la , l’ensemble fixe 246 est monobloc de manière à former une seule et même pièce pour minimiser le nombre total de pièces de l’ensemble de turbomachine 10. Avantageusement, la virole annulaire 20, le bouclier thermique 600 et les rangées d’aubes fixes 50 de l’ensemble fixe 246 sont formés dans la même matière.
Le procédé de fabrication de l’ensemble fixe 246 selon un mode de réalisation de l’invention comprend une étape de fabrication additive de la virole annulaire 20 et de la paroi isolante 610 du bouclier thermique 600 par dépôt et solidification de couches successives d’une poudre.
Le procédé de fabrication additive utilise par exemple la technologie par fusion laser sur lit de poudre. Cette technologie consiste à former des couches successives de particules de poudre métallique fusionnées au moyen d’un laser.
L’étape de fabrication additive du procédé de fabrication de l’ensemble fixe 246 comprend les sous-étapes suivantes : construction de la virole annulaire 20, et construction de la paroi isolante 610 du bouclier thermique 600 à partir de la surface supérieure 24 de la virole annulaire 20 préalablement construite.
Avantageusement, la succession de couches de poudre de la sous-étape de construction de la virole annulaire 20 est réalisée selon la direction radiale R, de la surface inférieure 22 vers la surface supérieure 24 de la virole annulaire 20 pour former l’épaisseur de la virole annulaire 20. La succession de couches de poudre de la sous-étape de construction de la paroi isolante 610 du bouclier thermique 600 est par exemple réalisée selon la direction radiale R, des extrémités amont 610A et aval 610B vers le sommet de la parabole de la paroi isolante 610.
Selon certains mode de réalisation de l’ensemble fixe 246, l’étape de fabrication additive comprend aussi une sous-étape de construction de la rangée d’aubes fixes 50 à partir de la surface inférieure 22 de la virole annulaire 20 préalablement construite. La succession de couches de poudre de la sous-étape de construction de la rangée d’aubes fixes 50 est par exemple réalisée selon la direction radiale R, de l’extrémité supérieure 54 vers l’extrémité inférieure 52 de l’aube fixe 50.
Préférentiellement, le procédé de fabrication peut comprendre une étape additionnelle de vidage de la poudre présente entre la partie intermédiaire 24C de la surface supérieure 24 de la virole annulaire 20 et la surface interne 612 de la paroi isolante 610 du bouclier thermique 600, l’étape de vidage étant réalisée après l’étape de fabrication additive.
L’ensemble de turbomachine 10 selon l’invention muni d’un bouclier thermique 600 présente une masse sensiblement diminuée par rapport à celle des ensembles de turbine de turbomachine équipés de liaisons boulonnées 220 ou d’une partie en relief 30 qui est conçue pour rigidifier la virole annulaire 20. De plus, la présence d’un bouclier thermique 600 permet d’isoler thermiquement à la fois en séparant la portion intermédiaire 20C de la virole annulaire 20 du premier écoulement 230 de l’air et en présentant un deuxième coefficient de transfert thermique H2 très faible dans l’évidement 620 du bouclier thermique 600. Cette double isolation thermique permet d’augmenter le temps de réponse thermique de la portion intermédiaire 20C de la virole annulaire 20, en vis-à-vis de l’aube mobile 40, jusqu’à un temps de réponse thermique correspondant à une dilatation équivalente à celle de l’aube mobile 40 afin de limiter sensiblement la variation du jeu radial J entre la portion intermédiaire 20C de la virole annulaire 20 et l’aube mobile 40. La présence d’un bouclier thermique 600 permet donc d’augmenter le rendement de la turbomachine grâce à un contrôle optimisé du jeu radial J entre la virole annulaire 20 et l’aube mobile 40. De plus, le bouclier thermique 600, de part sa géométrie aérodynamique, est moins intrusif qu’une partie en relief 30 conçue pour rigidifier la virole annulaire 20, notamment tel qu’une nervure par exemple de section triangulaire, ce qui permet de minimiser les pertes de charge. En outre, l’ensemble fixe 246 de l’ensemble de turbomachine 10 présente une géométrie simplifiée permettant sa fabrication par un procédé de fabrication additive.
Ensemble de turbine pour une turbomachine Domaine technique de l’invention L’invention concerne un ensemble de turbine pour une turbomachine, destiné à équiper en particulier une turbine haute pression.
∆TRQ p = TRQ p – TRQ p-1 ,
destiné à être appliqué sur l’arbre basse-pression.
Les valeurs de la séquence temporelle de commande de carburant WF p et de la séquence de commande de couple électrique TRQ p sont indicées par un indice p variant de 0 à k, chaque commande étant associée à une même mesure.
La variation de commande de débit de carburant ∆WF p et la variation de commande de couple électrique ∆TRQ p se déterminent en fonction : d’une différence de régime haute-pression entre une dernière mesure et une avant-dernière mesure d’une séquence de mesures du régime de l’arbre haute-pression 4 de la turbomachine hybride 1, d’une différence de régime basse-pression entre une dernière mesure et une avant-dernière mesure de la séquence de mesures du régime de l’arbre basse-pression 5 de la turbomachine hybride 1, d’un écart ENL k associé à la dernière mesure du régime de l’arbre basse-pression 5, et d’une somme de tous les écarts.