INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
L’unité de gestion 200 est reliée au système de chauffage 11 et peut ainsi déterminer l’état actif ou inactif du système de chauffage 11 à un instant donné. L’unité de gestion 200 peut en outre émettre des instructions d’activation ou de désactivation au système de chauffage 11.
L’unité de gestion 200 est en outre reliée, par le biais d’un réseau de communication tel qu’internet, à un service 16 de fourniture de données météorologiques prévisionnelles. L’unité de gestion 200 peut ainsi recevoir des valeurs météorologiques prévisionnelles de la température extérieure T ext et de rayonnement solaire 13, noté rayonnement solaire Gh , en fonction du temps. Selon un exemple de réalisation, l’unité de gestion 200 émet, à intervalles réguliers, une requête à destination du service 16 de fourniture de données météorologiques prévisionnelles et reçoit en réponse une pluralité de valeurs météorologiques prévisionnelles successives de température extérieure T ext et une pluralité de valeurs météorologiques prévisionnelles successives de rayonnement solaire Gh , chaque valeur météorologique prévisionnelle étant associée à un instant de prévision.
L’unité de gestion 200 enregistre et met à jour, à chaque réception de valeurs météorologiques prévisionnelles représentatives d’un paramètre météorologique donné tel que la température extérieure ou le rayonnement solaire, un vecteur prévisionnel dudit paramètre météorologique. Ledit vecteur prévisionnel comporte, pour chaque instant de prévision, la valeur météorologique prévisionnelle associée qui a été reçue la plus récemment. En outre, l’unité de gestion 200 construit un vecteur historique pour chaque paramètre météorologique comportant une pluralité d’instants passés et comportant, en association à chaque instant passé, la valeur météorologique prévisionnelle associée à un instant de prévision égal audit instant passé qui a été reçue en dernier, autrement dit reçue la plus récemment.
L’unité de gestion 200 est configurée pour enregistrer l’ensemble des mesures et valeurs météorologiques prévisionnelles qu’elle reçoit.
La illustre schématiquement un exemple d’architecture matérielle de l’unité de gestion 200. L’unité de gestion 200 comporte alors, reliés par un bus de communication 210 : un processeur ou CPU (« Central Processing Unit » en anglais) 201 ; une mémoire vive RAM (« Random Access Memory » en anglais) 202 ; une mémoire morte ROM (« Read Only Memory » en anglais) 203 ; une unité de stockage ou un lecteur de support de stockage, tel qu’un disque dur HDD (« Hard Disk Drive » en anglais) 204 ; et une interface 205 permettant de communiquer avec les premier et deuxième capteurs de température 14, 15, avec le système de chauffage 11, et avec un réseau de communication permettant d’accéder à un service 16 de fourniture de données météorologiques prévisionnelles.
Le processeur 201 est capable d’exécuter des instructions chargées dans la RAM 202 à partir de la ROM 203, d’une mémoire externe (non représentée), d’un support de stockage, ou d’un réseau de communication. Lorsque l’unité de gestion 200 est mis sous tension, le processeur 201 est capable de lire de la RAM 202 des instructions et de les exécuter. Ces instructions forment un programme d’ordinateur causant l’implémentation, par le processeur 203, de tout ou partie des algorithmes et étapes décrits ci-après en relation avec l’unité de gestion 200.
Ainsi, tout ou partie des algorithmes et étapes décrits ci-après en relation l’unité de gestion 200 peut être implémenté sous forme logicielle par exécution d’un ensemble d’instructions par une machine programmable, telle qu’un DSP (« Digital Signal Processor » en anglais) ou un microcontrôleur, ou sous forme matérielle par une machine ou un composant dédié, tel qu’un FPGA (« Field-Programmable Gate Array » en anglais) ou un ASIC (« Application-Specific Integrated Circuit » en anglais).
La illustre schématiquement une phase d’apprentissage du procédé de détermination d’un instant d’activation du système de chauffage 11, implémentée par l’unité de gestion 200.
Dans une première étape 300, l’unité de gestion 200 attend un déclenchement de la phase d’apprentissage. Par exemple, l’unité de gestion 200 effectue la phase d’apprentissage à intervalles réguliers, et attend ainsi l’écoulement d’une première durée prédéfinie comptée à partir d’une implémentation précédente de la phase d’apprentissage. La première durée prédéfinie est par exemple de 24h et peut être comprise entre 12h et sept jours. Le démarrage de la première implémentation de la phase d’apprentissage peut être déclenché manuellement par un utilisateur. Alternativement, le démarrage de la première implémentation de la phase d’apprentissage est déclenché par l’activation du système de chauffage 11, par exemple après une inactivité du système de chauffage 11 supérieure à plusieurs semaines, comme cela peut être le cas en fin de période estivale.
Dans une étape 302 suivante, l’unité de gestion 200 sélectionne au moins une séquence de relance. Chaque séquence de relance comporte des mesures de la température intérieure T int et de la température extérieure T ext et des valeurs météorologiques prévisionnelles du rayonnement solaire Gh associées à des instants de mesure ou de prévision passés. Les mesures proviennent des premier et deuxième capteurs de température 14 et 15 et sont enregistrées par l’unité de gestion 200. Les valeurs météorologiques prévisionnelles proviennent du service 16 de fourniture de données prévisionnelles et sont enregistrées sous forme de vecteurs historiques par l’unité de gestion 200.
Alternativement, chaque séquence de relance comporte des valeurs météorologiques prévisionnelles de la température extérieure T ext . Selon un mode de réalisation particulier, chaque séquence de relance comporte en outre des informations représentatives de l’activation du système de chauffage 11.En outre, chaque séquence de relance j débute par un instant initial, noté , et est définie par une pluralité d’instants successifs, dits instants sélectionnés, notés ( i et j étant des entiers), pour lesquels les mesures et/ou valeurs météorologiques prévisionnelles et/ou informations représentatives de l’activation du système de chauffage 11 vérifient au moins un critère prédéfini. L’unité de gestion 200 sélectionne ainsi, parmi des données enregistrées, des mesures ou données météorologiques prévisionnelles dont les instants de mesure ou de prévision correspondent aux instants sélectionnés de chaque séquence de relance j sélectionnée.
Lorsqu’une mesure ou une valeur météorologique prévisionnelle n’est pas définie audit instant , ladite mesure ou une valeur météorologique prévisionnelle peut être déterminée par interpolation linéaire entre deux mesures ou valeurs météorologiques prévisionnelles représentatives du même paramètre définies pour l’une à un instant antérieur et pour l’autre à un instant postérieur audit instant de la séquence de relance j .
Avantageusement, les mesures et les informations représentatives de l’activation du système de chauffage 11 de chaque séquence de relance sélectionnée vérifient cumulativement un premier, un deuxième et un troisième critères prédéfinis. Le premier critère prédéfini requiert que le système de chauffage 11 soit actif à chacun desdits instants successifs. Le deuxième critère prédéfini requiert que la température intérieure T int soit croissante. Par exemple, la température intérieure T int doit être plus élevée à chacun desdits instants successifs qu’à l’instant précédent de la séquence de relance j , avec une variation temporelle de température supérieure à 0,2°C par heure. Le troisième critère prédéfini requiert que la température intérieure T int mesurée à tout instant de la séquence de relance j soit inférieure à une température de consigne T cons de la programmation temporelle devant être atteinte subséquemment audit instant , et associée à l’instant de consigne t cons survenant en premier après ledit instant .
Selon un mode de réalisation, l’unité de gestion 200 sélectionne toutes les séquences de relance sur une période passée d’une deuxième durée prédéfinie, la deuxième durée prédéfinie est par exemple comprise entre 7 jours et 2 mois. Ainsi, il est possible de sélectionner un nombre important de séquences de relance, autrement dit des séquences de relance obtenues dans des conditions suffisamment variées, pour obtenir un modèle précis. En outre, la variabilité liée à des différences entre saisons est limitée. Par exemple, l’effet du rayonnement solaire sur la température intérieure étant différent d’une saison à l’autre en raison de la course du soleil et de l’inclinaison du rayonnement solaire par rapport à une paroi vitrée 12, la deuxième durée prédéfinie est suffisamment restreinte pour que l’effet du rayonnement solaire reste stable.
La réaction est opérée en phase liquide ou en phase gaz.
Les procédés en phase gaz décrits dans la littérature mettent en œuvre essentiellement des catalyseurs hétérogènes solides, alors que les procédés en phase liquide utilisent des systèmes catalytiques homogènes ou hétérogènes.
La synthèse de l’isophorone par condensation de l’acétone en phase liquide est réalisée quasi exclusivement dans des conditions alcalines à température élevée et sous haute pression ; la catalyse alcaline étant effectuée le plus souvent par mise en œuvre d’une solution aqueuse de soude ou de potasse.
Du fait de la faible solubilité de la base minérale dans l’acétone, il est recherché des procédés visant à favoriser le contact de l’acétone avec le catalyseur. Ainsi, il est connu du document US 2,344,226 de réaliser la synthèse en réacteur agité. Le document FR 1 238 954 divulgue une synthèse utilisant un réacteur tubulaire avec garnissage interne. Le document US 2,399,976 divulgue une synthèse utilisant un réacteur tubulaire équipé d’un système de recirculation. Les documents CN 102367223 et CN 102516051 divulguent une synthèse utilisant un système de prémélange, tel qu’un mélangeur statique. Il est également connu du document FR 1042057 de remplacer la solution aqueuse alcaline par une solution alcoolique alcaline.
La synthèse peut être opérée en continu en réacteur tubulaire sans équipement particulier de mélangeage via la mise en œuvre de très faibles concentrations pondérales de soude ou de potasse. Généralement, les concentrations en catalyseur sont inférieures à 1 % en poids, voire de l’ordre de 0,1 % en poids par rapport au poids total du mélange réactionnel. Cette faible concentration permet un mélange monophasique. Ces procédés sont décrits dans les documents FR 1 316 515, DD145096, EP 2 649 032, EP 2 707 352, EP 2 837 618.
La synthèse peut également être réalisée par distillation réactive via l’injection d’acétone et d’une solution aqueuse de soude ou de potasse dans une colonne de distillation réactive de façon à maintenir une faible concentration en soude ou en potasse (< 0,1 % en poids par rapport au poids total du mélange réactionnel) et à faire réagir l’acétone à contre-courant avec la soude ou la potasse. Ce procédé est décrit dans les documents FR 1 315 788, FR 2 271 191 et FR 2 328 686.
La réaction d’autocondensation de l’acétone et/ou l’hydrolyse des intermédiaires réactionnels et des sous-produits de polycondensation génère un effluent aqueux alcalin. Outre la solution aqueuse alcaline initiale mise en œuvre, cet effluent comprend l’eau résultant de la réaction d’autocondensation de l’acétone en isophorone et contient de faibles quantités de produits organiques (principalement l’isophorone). Cet effluent doit faire l’objet d’un traitement spécifique coûteux pour limiter son impact environnemental lors de son rejet.
Il est connu du document US 8,889,914 B2 un procédé dans lequel la phase aqueuse de la colonne d’hydrolyse est traitée par distillation et par évaporation flash, afin de recycler une partie des composés organiques et de l’eau contenue dans ce flux. Ce procédé permet de récupérer la majeure partie des organiques et de l’eau, mais pas le catalyseur. Ainsi, la totalité du catalyseur injecté dans la réaction est perdue. Le problème de gestion de l’effluent aqueux résiduel se pose toujours : il doit être neutralisé, puis les sels issus de cette neutralisation doivent être éliminés avant rejet de l’eau dans le milieu naturel.
Il existe donc un besoin pour un procédé de synthèse d’isophorone plus économique en réactif, plus économique en énergie et plus respectueux pour l’environnement. Le procédé recherché doit générer moins de déchets, sans pour autant perdre en sélectivité, ni en productivité.
Brève description de l’invention La présente invention porte sur un procédé, de préférence continu, de synthèse en phase liquide d’isophorone par autocondensation alcaline de l’acétone comprenant les étapes successives suivantes : a) réaction de condensation de l’acétone au sein d’un réacteur en milieu alcalin puis b) distillation, éventuellement réactive, du mélange réactionnel issu du réacteur, puis c) séparation du flux récupéré en pied de la colonne de distillation, éventuellement réactive, de l’étape b) de manière à séparer la phase aqueuse alcaline de la phase organique, puis d) extraction et/ou purification de la phase organique de manière à récupérer l’isophorone, caractérisé en ce que le procédé comporte les étapes successives suivantes : e) traitement par électrodialyse, en continu ou en batch, de la phase aqueuse alcaline récupérée à l’issue de l’étape c) f) recyclage vers le réacteur de l’étape a) de la phase aqueuse issue de l’électrodialyse qui présente une teneur en hydroxyde alcalin supérieure à la teneur en hydroxyde alcalin de la phase aqueuse récupérée à l’issue de l’étape c).
D’autres caractéristiques avantageuses du procédé selon l’invention sont précisées dans la suite :
-l’électrodialyseur comporte au moins une membrane échangeuse d’ions comprenant une matrice à base de polymères comprenant au moins un polymère ou copolymère fluoré, de préférence du PVDF,
-l’électrodialyseur présente une surface active totale d’échange comprise entre 1 et 10 m 2 par tonne de phase aqueuse alcaline à traiter, et de préférence comprise entre 2 et 5 m 2 par tonne de phase aqueuse alcaline à traiter,
-une densité de courant comprise entre 20 et 200 mA/cm 2 et de préférence comprise entre 30 et 100 mA/cm 2 est appliquée à l’électrodialyseur,
-l’électrodialyseur comprend plusieurs unités d’électrodialyse en parallèle ou en série,
-la solution aqueuse d’hydroxyde alcalin est une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium ou d’hydroxyde de potassium,
3.2. Morphologie. Une analyse par diffraction des Rayons X (« DRX ») en utilisant le diffractomètre Brücker D8 Advance (Bragg–193 Brentano u–2u geometry, CuKa radiation l =1.54060 Å), montre que le matériau en acier présente une structure 100 % austénitique.
Les précipités d'oxydes sont incorporés dans la matrice des grains qui constituent le matériau en acier ou dans les joints entre ces grains. La densité moyenne avec laquelle ces précipités se répartissent dans la matrice est de 6 précipités/µm³.
La taille des précipités d'oxyde est comprise entre 10 nm et 150 nm.
Une des particularités du matériau est une microstructure telle que les grains qui composent ce matériau sont non colonnaires et se rapprochent d’une structure équiaxe. En particulier, lorsque le matériau est obtenu par fabrication additive, ses grains sont quasi-équiaxes dans un plan parallèle à la direction d'une fabrication additive (ce qui correspond généralement à un plan sensiblement perpendiculaire aux surfaces de lit de poudre consolidées par la source d’énergie en mouvement lors de la fabrication).
Cette particularité microstructurale du matériau est telle que la structure quasi-équiaxe des grains est selon un plan respectivement parallèle et un plan perpendiculaire à la direction z de fabrication additive du matériau en acier. La taille des grains est inférieure à 40 µm (taille moyenne de 25 µm).
Comme illustré par la , les grains du matériau en acier sont eux-mêmes constitués de cellules sub-micrométriques de taille nanométrique (plus particulièrement une taille inférieure à un diamètre moyen de 500nm). La ainsi que la montrent également la sous-structure cellulaire nanométrique qui s’organise directement à l’intérieur des cellules sub-micrométriques de plus grandes tailles, tout en faisant en outre apparaître les petits précipités inférieurs à 10 nm et incorporés dans la matrice, en particulier au niveau des parois cellulaires qui apparaissent quant à elle dans une teinte plus claire.
1. Essai de corrosion Des essais de corrosion ont été réalisés.
Une éprouvette faite du matériau en acier obtenu par le procédé décrit au paragraphe 2 et présentant la triple structuration illustrée sur la a été immergée dans une solution d’acide nitrique présentant un pH entre -1 et 0 pendant une durée d’essai de 240 heures. La température de la solution d’acide nitrique a été maintenue à 107 °C pendant toute la durée d’essai, de manière à maintenir la solution en ébullition et augmenter son pouvoir oxydant. La concentration en acide nitrique de la solution était de 5 M. La solution comportait en outre l’ion oxydant V(V) dans une concentration de 4.10-3 M. L’ion oxydant V(V) a été ajouté dans la solution d’acide nitrique pour simuler les effets du Pu et du Np.
Par ailleurs, une éprouvette comparative faite d’un acier 316L obtenu par fabrication additive à partir d’une poudre classique et qui est exempte de structure cellulaires internes aux cellules mésoscopiques, et une éprouvette comparative faite d’un acier 316 L forgé, présentant les mêmes dimensions que l’éprouvette faite de l’acier à triple structuration ont subi le même test de corrosion.
Comme cela est observé sur la , les éprouvettes fabriquées par fabrication additive présentent une vitesse de corrosion plus faible que l’éprouvette en acier forgé. Au bout de 240 heures, la perte de masse est plus de deux fois plus faible pour les éprouvettes obtenues par fabrication additive.
L’éprouvette en acier à triple structuration présente en outre une perte de masse semblable, bien que plus faible, que l’éprouvette comparative fabriqué par fabrication additive L-PBF. Cependant, ces éprouvettes présentent des profils de corrosion différents, bien que leur perte de masse soit semblable.
Comme cela est observé sur la , l’éprouvette comparative en acier forgé (haut) et l’éprouvette comparative obtenue par fabrication additive (milieu) présente de nombreuses attaques localisées aux joints de grains qui se sont propagées depuis la surface, en contact avec la solution d’acide nitrique. Ces attaques aux joints de grains, d’une profondeur supérieure à 10 µm, voire 20 µm, sont typiques de sillons formés par corrosion intergranulaire. L’éprouvette du matériau à triple structuration (bas) est au contraire exempte de sillons intergranulaires profonds, ce qui indique une corrosion homogène du matériau, sans manifestation d’une corrosion intergranulaire excessive au cours de l’essai.
Le développement d’une corrosion intergranulaire est observée sur les micrographies de la ainsi que sur les cartographies d’interférométrie. La microstructure de l’éprouvette en acier forgé (photographie A et cartographie B) présente une corrosion intergranulaire sévère. Cette corrosion localisée aux joints de grains du matériau se propage rapidement en profondeur et entraine un déchaussement des grains à la surface du matériau, altérant ainsi la durabilité (cartographie B agrandie).La microstructure de l’éprouvette comparative formée par fabrication additive (photographie C et cartographie D) est marquée par une corrosion intergranulaire modérée (ne conduisant pas à la perte de grains en surface) et une corrosion intragranulaires localisées dans les cellules de la structure mésoscopique. Dans la solution d’acide nitrique, la cinétique de corrosion du cœur de la cellule est plus importante que celle de la paroi cellulaire. La microstructure de l’éprouvette à triple structuration, les cellules des structures microscopiques, d’environ 30 nm de diamètre, limitent la corrosion localisée en protégeant le cœur des cellules mésoscopiques. Ainsi, le matériau de l’invention présente des propriétés en corrosion améliorée en comparaison avec celles de l’éprouvette en acier forgé et celles comparative formée par fabrication additive. Plus précisément, concernant la résistance à la corrosion intergranulaire, l’absence de sillon qui se développe en profondeur pour le matériau de l’invention garantit une meilleure tenue et durabilité pour ce matériau. D’autre part, la présence de la triple structuration joue un rôle bénéfique pour le matériau de l’invention car elle permet d’empêcher le phénomène de corrosion cellulaire se produisant traditionnellement dans les cellules mésoscopiques de l’acier comparatif formé par fabrication additive. La protection contre la corrosion des cellules mésoscopiques est assurée par la présence d’une structure cellulaire nanométrique interne aux grandes cellules
Procédé de dépôt d’une couche d’un matériau inorganique ou hybride organique/inorganique sur un substrat L’invention concerne le dépôt par sublimation de couches de matériaux inorganiques tels que les pérovskites. En particulier, l’invention concerne le dépôt par sublimation en utilisant des cibles comprenant un lit de poudre et permettant le dépôt de couches uniformes sur une grande surface (typiquement sur une surface supérieure ou égales à 25 cm 2 ). Notons que l’invention pourra également s’appliquer à des surfaces <25 cm².
ARRIERE-PLAN Le dépôt de couches de matériaux inorganiques ou hybrides organiques/inorganiques est utilisé dans diverses applications, telles que la fabrication de dispositifs électroniques, optiques ou optoélectroniques à base de matériaux inorganiques ou hybrides organiques/inorganiques (par exemple, il peut s’agir de LEDs, de photo-détecteurs, de scintillateurs, ou encore de transistors). Actuellement, il est possible de déposer une couche de matériaux inorganiques ou hybrides organiques/inorganiques, tels que les pérovskites, en utilisant une méthode de sublimation à faible distance (ou CSS pour « Close Space Sublimation »). Pour cela, une cible comprenant les matériaux inorganiques ou hybrides organiques/inorganiques est placée sur un suscepteur, face à un substrat sur lequel la couche doit être déposée, dans un four de sublimation à faible distance. Le four comprend également un système de chauffage ainsi qu’un système de pompage permettant d’atteindre un vide dans le four. Lorsque la cible est chauffée avec le système de chauffage, les matériaux de la cible sont sublimés et se condensent sur le substrat. Le dépôt est directif, c’est-à-dire que la géométrie de la cible se retrouve dans celle du dépôt (par conséquent la géométrie du dépôt est identique à celle de la cible). En effet la sublimation est normale à la surface de la cible et le libre parcourt moyen des espèces en phase vapeur étant supérieur ou comparable à la distance entre la cible et le substrat.
En variante, l’unité de gestion 200 sélectionne un nombre prédéfini de séquences de relance.
Selon une autre variante, l’unité de gestion 200 sélectionne toutes les séquences de relance sur une période passée de deuxième durée prédéfinie si le nombre de séquences de relance sélectionnées est supérieur à nombre minimal prédéfini, et sélectionne le nombre minimal prédéfini de séquences de relance précédentes sinon, lesdites séquences de relance s’étendant alors sur une période passée supérieure à ladite deuxième durée prédéfinie.
Selon un exemple de réalisation, l’unité de gestion 200 sélectionne les séquences de relance vérifiant en outre un quatrième critère. Le quatrième critère requiert que la différence de température intérieure T int entre l’instant initial et un instant final correspondant au dernier instant de la séquence de relance j soit supérieure à une différence de température intérieure prédéfinie égale par exemple à 1°C.