INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La cellule électrochimique selon l’invention est destinée à être intégrée dans un module de batteries, par exemple un module de batteries d’un véhicule automobile. La cellule électrochimique comprend une portion de stockage d’énergie électrique qui correspond à une zone au sein de laquelle ont lieu les réactions d’oxydo-réduction nécessaires à la charge et à la décharge de la cellule électrochimique ; elle est ainsi constituée d’un empilement de couches de matériaux parmi lesquelles au moins une anode et au moins une cathode. Cette portion de stockage d’énergie électrique est reliée à des terminaux permettant une connexion électrique à d’autres cellules électrochimiques ou à des bornes électriques. La portion de stockage d’énergie électrique est disposée au sein du boîtier de sorte à être entourée par celui-ci. Le boîtier, qui est par exemple une poche souple, présente une couche interne qui est la plus proche de la portion de stockage d’énergie électrique et une couche externe opposée à celle-ci, cette couche externe constituant une enveloppe périphérique de la cellule électrochimique. En d’autres termes, la couche externe délimite un espace interne de la cellule électrochimique, en opposition à un espace extérieur à celle-ci. La couche externe et la couche interne correspondent ainsi aux parois du boîtier.
La cellule électrochimique comprend un dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques, qui permet de vérifier son état de dégradation. Ce dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques est disposé au sein de la cellule électrochimique, c'est-à-dire au sein de son espace interne délimité par sa couche externe. Le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques est ainsi disposé au plus proche de la portion de stockage d’énergie électrique dont il doit déterminer l’état de santé et où ont lieu les dégradations, sans pour autant interférer avec cette portion. Une telle disposition limite par ailleurs les pertes de signal puisque les ondes acoustiques n’ont pas à traverser la couche externe.
La cellule électrochimique peut, selon les variantes de réalisation, présenter un unique dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques ou une pluralité de tels dispositifs. Quelle que soit la variante de réalisation, la présence du ou des dispositifs de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques autorise l’association de la cellule électrochimique à d’autres cellules électrochimiques en vue de former un module de batteries, puisque ce ou ces dispositifs n’entraînent pas de perte de place en dehors de la cellule électrochimique.
La présence d’un unique dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques élimine le besoin d’ajouter d’autres détecteurs ponctuels en des endroits différents de la cellule électrochimique et permet d’obtenir des informations sur un état de santé général de la cellule électrochimique.
À l’inverse, la présence d’une pluralité de dispositifs de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques localisés permet d’effectuer une cartographie en deux dimensions au sein de la cellule électrochimique, autorisant ainsi une détection des dégradations plus précise.
Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques comprend au moins une couche en un matériau piézoélectrique.
Le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques est ainsi un film mince piézoélectrique. Le matériau piézoélectrique est par exemple une céramique de type PZT (titano-zirconate de plomb), ZNO (oxyde de zinc), AIN (nitrure d’aluminium), ou encore un piézopolymère tel que le polyvinylidène fluoride.
La forme prise par le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques, à savoir une couche, permet une insertion facilitée au sein des couches composant le boîtier ou encore entre ce boîtier et la portion de stockage d’énergie électrique, tout en limitant l’encombrement et notamment la formation de protubérances trop importantes au sein de la cellule électrochimique.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques comprend une première électrode et une deuxième électrode, la couche en un matériau piézoélectrique étant disposée entre la première électrode et la deuxième électrode.
En d’autres termes, le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques est ici constitué par une superposition de la première électrode, la couche en un matériau piézoélectrique et la deuxième électrode. La première électrode et la deuxième électrode sont par exemple formées en aluminium ou en un alliage d’aluminium, de fer, de silicium et/ou de manganèse, ou encore en un polymère conducteur de type polyéthylène dioxythiophène. Ces électrodes sont, à l’instar du matériau piézoélectrique, sous la forme de couche.
Selon une caractéristique, une épaisseur de chacune de la première électrode et de la deuxième électrode est comprise entre 10 et 100 µm et une épaisseur de la couche en un matériau piézoélectrique est comprise entre 1 et 50 µm, ces épaisseurs étant mesurées selon une direction perpendiculaire à un plan d’extension de l’une ou l’autre des électrodes.
De telles épaisseurs sont obtenues à l’issue d’une opération de laminage, qui permet de réduire l’épaisseur des électrodes et de la couche en un matériau piézoélectrique afin de limiter l’encombrement du dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques au sein de la cellule électrochimique.
Selon une caractéristique de l’invention, les parois du boîtier comprennent une couche interne, le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques étant disposé entre la couche externe et la couche interne du boîtier.
La couche en un matériau piézoélectrique est disposée entre les deux couches constituant les parois du boîtier. La couche en un matériau piézolélectrique est plus précisément disposée entre les deux électrodes, ces électrodes étant elles-mêmes intercalées entre la couche externe et la couche interne.
L’arbre 20 présente des variations de diamètre inférieures à 5% entre le diamètre le plus faible de l’arbre 20 dans la région de fixation 30 et le diamètre le plus élevé de l’arbre 20 dans la même région de fixation 30 et avantageusement sur toute la longueur de l’arbre à l’exception des extrémités 28 ou y compris sur les extrémités 28.
De plus, au moins dans chaque région de fixation 30, de préférence sur toute la longueur de l’arbre 20 à l’exception des extrémités 28 ou y compris sur les extrémités 28, l’arbre 20 présente une conicité inférieure ou égale à 1:12 et/ou des rayons de raccordement supérieurs à 1/12 ème du diamètre extérieur de l’arbre dans la région de fixation 30.
Avantageusement, au moins dans chaque région de fixation 30, de préférence sur toute la longueur de l’arbre 20 à l’exception des extrémités 28 ou y compris sur les extrémités 28, en projection dans tout demi-plan passant par l’axe principal Z-Z, la surface extérieure de l’arbre 20 est continûment dérivable, la surface extérieure ne présentant ainsi pas de discontinuité de pente sur la courbe projetée de la surface extérieure de l’arbre 20.
Une région de fixation 30 est illustrée en . Les régions de fixation 30 constituent la région où s’appliquent les paliers 38.
Dans la région de fixation 30, l’arbre 20 comporte de préférence au moins une gorge 32 annulaire ou hélicoïdale ménagée dans la surface extérieure de l’arbre 20.
En référence à la , l’élément tubulaire 34 définit un logement central et une surface extérieure cylindrique avantageusement équipée de patins pour prendre appui sur la paroi du puits tout en laissant circuler la boue de forage. L’élément tubulaire 34 est orienté selon l’axe principal Z-Z du puits, dans le prolongement du train de tiges 14. L’élément tubulaire 34 reçoit l’arbre 20 dans le logement central selon le même axe d’orientation Z-Z.
La longueur selon l’axe principal Z-Z de l’élément tubulaire 34 coïncide avec la longueur du corps central 26 de l’arbre 20. Dans l’exemple de la , l’élément tubulaire 34 est d’un seul tenant sur toute sa longueur. Avantageusement, au moins une extrémité 28 de l’arbre 20, avantageusement les deux extrémités 28 de l’arbre 20 dépassent de part et d’autre par rapport à l’élément tubulaire 34.
Le logement central de l’élément tubulaire 34 débouche à ses extrémités par des ouvertures axiales 36.
L’élément tubulaire 34 délimite à ses extrémités des cavités annulaires pour loger les paliers 38 entre l’arbre 20 et l’élément tubulaire 34. Les cavités annulaires prolongent axialement le logement central.
L’élément tubulaire 34 est destiné à entrer en appui sur la paroi du puits foré et à rester fixe ou sensiblement fixe en rotation par rapport à la paroi du puits.
Chaque palier 38 forme une liaison de type pivot, pivot glissant, rotule ou linéaire annulaire entre l’élément 34 et l’arbre 20. L’arbre 20 est entraîné en rotation par le train de tiges 14, l’élément tubulaire 34 restant fixe ou sensiblement fixe en rotation autour de l’axe Z-Z par rapport à la paroi du puits en cours de forage par le biais de la liaison formée par les paliers 38.
Un exemple de palier 38 est représenté en .
Le palier 38 comporte un roulement à rotule sur rouleaux à alésage conique 40 assurant la liaison précitée rotule ou linéaire annulaire.
Le palier 38 comporte en outre une butée arrière 42 présentant une surface extérieure cylindrique et un alésage conique. Il comprend en outre une bague conique fendue 44 de montage de la butée arrière 42.
La butée 42 coopère avec la bague conique 44 de sorte qu’elles forment un arrêt axial. La butée 42 est positionnée sur l’arbre 20 dans la région de fixation 30 opposée axialement de l’extrémité 28 de l’arbre 20.
La bague conique 44 présente un passage central complémentaire au profil d’au moins une gorge circulaire ou hélicoïdale de l’arbre et une surface extérieure conique.
Dans la présente demande de brevet, le coefficient d'absorption optique, noté α ou a, est défini par le rapport entre l'absorbance et la longueur du chemin optique parcouru par un rayonnement électromagnétique dans un milieu donné (exprimé en m -1 ou en cm -1 ).
Le coefficient d'extinction (aussi nommé coefficient d'atténuation) du milieu, noté k, mesure la perte d'énergie d'un rayonnement électromagnétique traversant ce milieu. Analogue au coefficient d'absorption, il prend aussi en compte, en plus de l'absorbance, les effets dus à la diffusion ainsi qu'à la luminescence. Il dépend du matériau et de la longueur d'onde. C'est la partie imaginaire de l'indice de réfraction complexe : n = n'+ in'' avec k = n''. Les matériaux transparents présentent un coefficient d'extinction faible alors que les matériaux opaques présentent un coefficient d'extinction élevé.
Dans le cadre de la présente invention, l’illumination est effectuée dans le domaine des longueurs d’onde de l’infrarouge, de préférence dans le domaine du proche infrarouge, pour des longueurs d’onde comprises entre 1 µm et 2,5 µm.
Un objet de l’invention est de transférer, via une structure de transfert et un procédé d’ablation laser IR, un dispositif semiconducteur ou optoélectronique sur un substrat receveur, par exemple un support d’écran. Un principe de l’invention consiste à effectuer les transferts et les collages par l’intermédiaire d’une couche de scission comprenant une couche de libération métallique et une couche d’absorption minérale. La couche de libération métallique est une couche sacrificielle dans le cadre du procédé de transfert. En particulier, la couche d’absorption absorbe la lumière IR et la transforme en chaleur. Cette chaleur se diffuse notamment vers la couche de libération métallique. Cela induit typiquement, à l'interface entre les deux couches, une fusion partielle ou une vaporisation partielle de la couche de libération métallique. L'interface entre les deux couches est alors dégradée et les deux couches peuvent se séparer. Une partie de la couche de libération qui n'a pas fondu peut rester du côté du dispositif qui est transféré.
Les figures 1A et 1B illustrent deux variantes dans lesquelles la couche de scission 20 est respectivement formée directement sur le substrat de transfert 3 ( ) ou directement sur le substrat donneur 1 ( ).
Selon un premier exemple illustré à la , un substrat donneur 1 comprenant typiquement une couche active 10 surmontée par une couche de collage 11 minérale, est fourni. Le substrat donneur 1 est de préférence à base de silicium.
La couche active10 peut être par exemple à base de GaN (p-GaN et/ou n-GaN), et/ou d’AlGaN, et/ou d’InGaN épitaxié sur le substrat donneur 1. Elle constitue typiquement une couche active, comprenant par exemple une jonction PN ou des puits quantiques, configurée pour former un dispositif semi-conducteur, par exemple une ou des LEDs. La couche active 10 peut également comprendre des structures tridimensionnelles disposées les unes à côté des autres, par exemple à base d’InGaN, tels que des nanofils ou des nano-pyramides. La couche active 10 peut également comprendre des sous-couches éventuellement structurées et destinées à former par exemple des contacts électriques, par exemple sur p-GaN et sur n-GaN, par exemple à base d’oxyde conducteur transparent (TCO).
La couche de collage 11 minérale est typiquement à base d’oxyde de silicium SiO2. Elle permet notamment de planariser la couche active 10 de manière à obtenir une face 201 plane apte au collage minéral, et permettant un collage direct SiO2 sur SiO2.
Le substrat de transfert 3 est à base de silicium. Dans cet exemple, la couche de scission 20 est formée sur une face 202 du substrat de transfert 3. La face exposée 203 de la couche de scission 20 est typiquement plane et apte au collage minéral. Le collage minéral peut par exemple être un collage moléculaire. Le collage minéral entre le substrat de transfert 3 et le substrat donneur 1 se fait ici entre les faces 201, 203.
La couche de scission 20 comprend au moins une couche d’absorption 22 minérale, et au moins une couche de libération 21 métallique. La couche d’absorption 22 minérale est formée du côté du substrat de transfert 3, par exemple directement sur la face 202. La couche de libération 21 métallique est formée sur la couche d’absorption 22 minérale, de sorte à ce que la couche d’absorption 22 minérale soit intercalée entre le substrat de transfert 3 et la couche de libération 21 métallique. La face exposée 203 de la couche de scission 20 correspond ici à une face de la couche de libération 21 métallique. Selon une possibilité non illustrée, une couche d’oxyde de silicium est formée sur la face 203 de la couche de scission 20. Le collage se fait alors par un collage moléculaire de type SiO2-SiO2.
La couche d’absorption 22 minérale est typiquement au moins partiellement électriquement conductrice et présente de préférence une résistivité comprise entre 50 µ.ohm.cm et 1 m.ohm.cm. Cela permet d’optimiser le transfert électronique de transfert de chaleur entre la couche d’absorption 22 minérale et la couche de libération 21 métallique. La couche d’absorption 22 minérale présente une épaisseur selon z de préférence comprise entre 10 nm et 100 nm. Elle présente typiquement un coefficient d’extinction optique k > 1 dans le domaine du proche infrarouge, pour des longueurs d’onde inférieures ou égales à 2,5 µm. Cela permet d’absorber au moins 20 %, voire au moins 30 % ou au moins 40 %, d’un rayonnement infrarouge du domaine du proche infrarouge. La couche d’absorption 22 minérale peut être à base d’un métal de transition, par exemple Ti, Ta, W, Zr, Nb, Hf. Elle peut être alternativement à base d’un nitrure de ces métaux de transition, appelé nitrure réfractaire de transition, par exemple TiN, TaN, VN, ZrN, HfN, NbN. Elle peut être alternativement à base d’un carbure de ces métaux de transition, appelé carbure réfractaire de transition, par exemple TiC, TaC, VC. Elle peut être alternativement à base d’un borure de ces métaux de transition, appelé borure réfractaire de transition, par exemple TiB2, TaB, TaB2, VB2, HfB2. La couche d’absorption 22 minérale peut être à base d’une combinaison ou d’un alliage de ces matériaux, par exemple C5HfTa4. La couche d’absorption 22 minérale présente de préférence une température de fusion supérieure ou égale à 1500°C. Cela évite que la couche d’absorption 22 minérale ne se dégrade thermiquement lors de l’illumination. Ainsi, après illumination, l’intégrité de la couche d’absorption 22 minérale est préservée.
La couche de libération 21 métallique est typiquement électriquement conductrice et présente de préférence une résistivité comprise entre 2,5 µ.ohm.cm et 50 µ.ohm.cm. La couche de libération 21 métallique présente une épaisseur selon z de préférence comprise entre 30 nm et 200 nm. Elle présente typiquement une réflectivité optique supérieure ou égale à 97 % dans le domaine du proche infrarouge, pour des longueurs d’onde inférieures ou égales à 2,5 µm. Lors de l’illumination au travers du substrat de transfert 3, le rayonnement infrarouge transmis par la couche d’absorption 22 minérale est ainsi réfléchi par la couche de libération 21 métallique. Cela permet de protéger du rayonnement IR la couche semi conductrice 10 et/ou un dispositif semi-conducteur formé à partir de la couche semi conductrice 10. La couche de libération 21 métallique peut être à base d’un métal simple, par exemple Al, Cu, Au, Ag, Ti. La couche de libération 21 métallique présente de préférence une température de fusion inférieure ou égale à 1100°C. La différence de température de fusion entre la couche de libération 21 métallique et la couche d’absorption 22 minérale est ainsi suffisamment grande pour garantir une fusion/vaporisation partielle (non illustrée) ou complète de la couche de libération 21 métallique en conservant l’intégrité de la couche d’absorption 22 minérale.
Les caractéristiques des différentes couches 10, 11, 21, 22, en particulier de la couche d’absorption 22 minérale et de la couche de libération 21 métallique, sont communes aux autres modes de réalisation décrits dans la suite.
Selon un deuxième exemple illustré à la , la couche de scission 20 est formée sur une face 201 du substrat donneur 1. La face exposée 204 de la couche de scission 20 correspond ici à une face de la couche d’absorption 22 minérale. Le collage minéral entre le substrat de transfert 3 et le substrat donneur 1 se fait ici entre les faces 202, 204. Selon une possibilité non illustrée, une ou des couches d’oxyde de silicium sont formées sur la face 204 de la couche de scission 20 et sur la face 202 du substrat de transfert 3. Le collage se fait alors par un collage moléculaire de type SiO2-SiO2.
Il est proposé de coupler chaque système communicant (222, 232, 242) à sécuriser avec un récepteur TCFM (224, 234, 244) et d’utiliser une transmission TCFM issue d’une station d’émission TCFM (120) pilotée par un système de commande (200) pour renforcer la sécurisation des communications impliquant le système communicant (222, 232, 242) et le système de communication (210). De nombreuses références de récepteurs TCFM sont disponibles dans le commerce.
La fournit, dans un exemple particulier, une représentation interne appropriée d’un système communicant (222). Celui-ci comprend, au moins, un microcontrôleur (300), une mémoire de stockage de données (302) et une interface de communication locale (304) avec le récepteur TCFM (224) et avec le dispositif de communication (226).
A l’image des systèmes d’authentification existants permettant à un utilisateur humain de valider une opération bancaire avec son téléphone portable, un boîtier constitué d’un récepteur de signal TCFM, d’un microcontrôleur capable de décoder des ordres spécifiques et d’une interface de communication locale avec le système communicant, peut, de manière analogue, remplacer l’action manuelle de validation d’une opération par l’utilisateur humain dans l’exemple précédemment cité.
Selon un exemple, le système de commande (200) peut être informé d’une intention de transmettre un ou plusieurs signaux via le système de communication (210) et peut, sur cette base, déclencher l’émission d’un ou plusieurs signaux TCFM par la station d’émission TCFM (120).
Selon un autre exemple, le système de commande (200) peut commander, directement ou indirectement, à la fois la station d’émission TCFM (120) et le système de communication (210) et peut ainsi déclencher de manière rapprochée dans le temps à la fois l’émission d’un ou plusieurs signaux TCFM par la station d’émission TCFM et la diffusion d’un ou plusieurs signaux à travers le système de communication (210).
Les signaux TCFM émis peuvent correspondre à une séquence TCFM pouvant être reconnue par un système communicant protégé ou par un groupe de systèmes communicants protégés. Il peut s’agir par exemple d’un code de sécurité pouvant être reconstitué, au niveau de chaque système communicant visé, par des impulsions à une ou plusieurs fréquences données (par exemple à 175 Hz et/ou à 188 Hz) avant chaque communication préalablement classée comme critique par l’administrateur réseau, telle qu’une mise à jour de micrologiciel ou une opération de délestage.
Les stratégies de définition d’un code de sécurité, également couramment appelé « code PIN », et de reconnaissance de celui-ci par des microcontrôleurs embarqués au niveau des systèmes communicants visés doivent faire l’objet d’études dédiées avant d’arrêter une solution technique optimale. Parmi les solutions techniques envisageables, des mécanismes déjà existants peuvent être utilisés.
Les stratégies de définition de code PIN actuelles impliquent généralement l'utilisation d'un algorithme cryptographique pour générer un code PIN unique pour chaque système communicant protégé. Les algorithmes les plus couramment utilisés sont le chiffrement par bloc, le chiffrement asymétrique et le chiffrement par flux. Dans le cas du chiffrement par bloc, le code PIN est généré à partir d'un bloc de données cryptées. Dans le cas du chiffrement asymétrique, le code PIN est généré à partir de deux clés publique et privée, qui sont utilisées pour communiquer entre le serveur et le microcontrôleur embarqué. Dans le cas du chiffrement par flux, le code PIN est généré à partir d'un flux de données cryptées. La reconnaissance du code PIN par un microcontrôleur embarqué est généralement effectuée en comparant le code PIN reçu à un code PIN prédéfini stocké dans la mémoire du microcontrôleur. Si les codes correspondent, le microcontrôleur autorise l'accès à une application ou à un système. La plupart des microcontrôleurs embarqués utilisent des algorithmes de chiffrement pour sécuriser le code PIN et le protéger contre les attaques par force brute.
Un algorithme de code roulant, largement utilisé actuellement pour l’ouverture à distance d’un véhicule à partir de sa clé, est un mécanisme de sécurité qui fonctionne en utilisant un code PIN qui change à chaque transmission successive. Ce code est généré à partir de données cryptographiques stockées au niveau du récepteur et à partir d’informations contenues dans le signal reçu. Les principaux avantages de cette technologie sont la sécurité et l'efficacité. Le code de sécurité garantit que seuls des transmetteurs autorisés peuvent interagir avec le système communicant protégé. De plus, le code change à chaque utilisation, ce qui diminue le risque de piratage. De plus, le code est généré très rapidement, ce qui permet par exemple de déployer rapidement des mises à jour sur un parc de systèmes communicants protégés.