INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Comme énoncé précédemment, la distance selon l’axe radial A2 entre l’aimant 62, ou l’axe de rotation A1, et le premier et le deuxième interrupteur à lame souple 64 et 66 est un facteur important. En effet, une distance trop faible nuit à la précision de la détection de la position angulaire de l’aimant 62 et de la pièce rotative 4 alors qu’une distance trop importante empêche toute aimantation des interrupteurs à la souple. Dès lors, le premier interrupteur à lame souple 64 et le deuxième interrupteur à lame souple 66 sont distants de l’axe de rotation A1 d’une longueur prédéfinie L, représentée en . A titre d’exemple indicatif, la longueur prédéfinie L est une longueur comprise entre 10 millimètres et 30 millimètres. Selon une configuration préférentielle, la longueur prédéfinie L entre l’axe de rotation A1 et le premier et le deuxième interrupteur à lame souple 64 et 66 est une longueur comprise entre 12 millimètres et 20 millimètres et idéalement est une longueur de 16 millimètres.
En outre, il est à noter que la présence de chaleur aux abords d’un interrupteur à lame souple peut nuire à l’aimantation des bords ou contacts. Or, trois sources de chaleur peuvent être identifiée comme pouvant interférer avec le dispositif tournant 1 pour une activité spatiale : Le rayonnement solaire traversant le dispositif tournant, La conduction des pertes thermiques du stator 2 du moteur via les roulements puis le rotor 2, Le rayonnement transmis et/ou réfléchi ainsi que la conduction thermique de la structure du satellite.
Dans l’optique de se prémunir de la chaleur générée notamment par le rayonnement solaire, l’aimant 62 est compris dans une première pièce 80 obtenue dans un matériau thermoplastique haute performance, comme représenté en . La première pièce 80 est, à titre d’exemple, en polyétheréthercétone (PEEK). En variante, tout matériau ayant une forte résistance à la chaleur est envisagé.
De plus, le premier interrupteur à lame souple 64 et le deuxième interrupteur à lame souple 66 sont compris dans une deuxième pièce 82 obtenue dans un matériau thermoplastique haute performance solidaire de la partie fixe 2. La deuxième pièce 82 est, à titre d’exemple, en polyétheréthercétone (PEEK). En variante, tout matériau ayant des caractéristiques telles qu’une bonne isolation électrique, avec un taux de dégazage adéquat pour un environnement spatial et une forte résistance à des cycles thermiques est envisagé.
La deuxième pièce 82 présente également l’avantage d’améliorer le positionnement relatif du premier interrupteur lame souple 64 par rapport au deuxième interrupteur à lame souple 66.
Afin de protéger du mieux possible le premier interrupteur à lame souple 64 et le deuxième interrupteur à lame souple 66, la deuxième pièce en matériau thermoplastique 82 peut être composée en deux parties 820 et 822 positionnées de manière à englober chaque interrupteur à lame souple, comme représenté en .
Selon une variante préférentielle, la première pièce 80 et la deuxième pièce 82 sont des circuits imprimés (PCB). La première pièce 80 et la deuxième pièce 82 présentent également l’avantage de permettre le maintien du premier interrupteur à lame souple 64 et du deuxième interrupteur à lame souple 66 entre la première pièce 80 et la deuxième pièce 82 tout en mettant en série le premier interrupteur à lame souple 64 et le deuxième interrupteur à lame souple 66. L’utilisation de la deuxième pièce 82 présente l’avantage de ne pas devoir cambrer les pates du premier interrupteur à lame souple 64 et du deuxième interrupteur à lame souple 66.
Selon une autre configuration, le premier interrupteur à lame souple 64 et le deuxième interrupteur à lame souple 66 peuvent être des composants montés en surface (CMS) de la première pièce 80, comme représenté en .
Le boitier 18 comporte une paroi 20 de forme générale de révolution autour de l’axe central X.
La paroi 20 est pourvue d’ouvertures 22 d’entrée de gaz d’échappement. Les ouvertures 22 sont par exemple alignées circonférentiellement, avec une portion courbe de paroi entre deux ouvertures circonférentiellement consécutives.
Chaque ouverture d’entrée 22 comporte une première ailette de guidage 24 s’étendant depuis la paroi 20 vers l’extérieur du boitier 18, et une seconde ailette de guidage 26 s’étendant depuis la paroi 20 vers l’intérieur du boitier 18.
Les première 24 et seconde 26 ailettes de chaque ouverture d’entrée 22 sont sensiblement parallèles entre elles.
Il est à noter que la première ailette 24 présente un intrados provoquant une surpression repoussant le flux de gaz d’échappement vers l’intérieur du boîtier 18. De même, la seconde ailette 26 présente un extrados provoquant une dépression et aspirant donc le flux vers l’intérieur du boîtier 18. Le parallélisme des ailettes 24, 26 permet un équilibre de ces deux forces d’aspiration et de repoussement, ce qui permet d’optimiser l’aspiration du gaz d’échappement dans le boitier, et la formation du tourbillon.
On notera que différentes formes d’ailettes sont envisageables. On a représenté sur la deux ouvertures 22 adjacentes, avec des ailettes découpées, avant pliage de ces ailettes vers l’intérieur et l’extérieur respectivement, le long des lignes de pliage 30.
Dans cet exemple de la , les ailettes 24, 26 présentent une forme générale rectangulaire. En outre, ces ailettes 24, 26 présentent les mêmes dimensions.
D’autres formes sont toutefois envisageables.
Sur l’exemple de la , les ailettes 24, 26 ne présentent pas les mêmes dimensions, l’une étant plus large que l’autre. Par exemple, la première ailette 24 est plus large que la seconde ailette 26, ou en variante la seconde ailette 26 est plus large que la première ailette 24.
Sur la , les ailettes 24, 26 présentent une forme trapézoïdale. Les ailettes étant réalisées par découpe de tôle, l’une des ailettes présente sa grande base en haut, et l’autre sa grande base en bas. Sur l’exemple représenté, la première ailette 24 présente sa grande base en bas, mais en variante, c’est la seconde ailette 26 qui présente sa grande base en bas.
Sur la , les ailettes 24, 26 présentent une autre forme géométrique envisageable, avec un épaulement séparant deux parties rectangulaires.
La forme des ailettes est choisie en fonction de l’effet souhaité pour la génération du tourbillon. Il est ainsi possible de s’adapter à la direction du flux de gaz d’échappement, à sa vélocité, mais aussi à la taille du mélangeur, et à tout autre situation envisageable.
Il est à noter que les ailettes intérieur et extérieure des figures 2 à 5 peuvent être interchangées, en fonction du sens de rotation souhaité pour le tourbillon.
On notera que les ailettes des différentes ouvertures peuvent présenter des formes différentes d’une ouverture à l’autre, et/ou des angles de pliage différents, tant que les ailettes d’une même ouverture restent sensiblement parallèles l’une par rapport à l’autre.
Par exemple, dans une variante non représentée, le mélangeur comporte deux boitiers dont l’un est logé dans l’autre, les ouvertures des boitiers étant disposées en regard les unes des autres pour former des ouvertures du mélangeur. Dans ce cas, le boitier extérieur porte les premières ailettes s’étendant vers l’extérieur, et le boitier intérieur porte les secondes ailettes s’étendant vers l’intérieur.
Une telle architecture photonique occupe une surface importante de la puce ou du substrat. En particulier, la partie d’adressage a1 présente une surface non négligeable par rapport à celle de la partie de projection p1.
Il existe donc un besoin consistant à diminuer l’encombrement de telles architectures photoniques, de façon à libérer de la surface pour pouvoir intégrer davantage de composants et/ou densifier les systèmes photoniques. Un objectif de l’invention est de répondre à ce besoin.
En particulier, un objet de l’invention est un dispositif de rétro-propagation multiniveaux permettant de superposer différents niveaux de guides d’onde, par exemple un niveau d’adressage et un niveau de projection. Un autre objet de l’invention est un projecteur intégré comprenant un niveau d’adressage et un niveau de projection superposés.
RESUME Pour atteindre cet objectif, selon un mode de réalisation on prévoit un dispositif de rétrocouplage multiniveaux pour un rayonnement lumineux, comprenant au moins un premier niveau s’étendant selon un premier plan et un deuxième niveau s’étendant selon un deuxième plan parallèle au premier plan, lesdits premier et deuxième niveaux étant au moins en partie superposés selon une direction normale aux premier et deuxième plans, le premier niveau comprenant au moins un premier guide d’onde destiné à guider une propagation du rayonnement lumineux selon un premier sens et le deuxième niveau comprenant au moins un deuxième guide d’onde destiné à guider la propagation du rayonnement lumineux selon un deuxième sens opposé au premier sens.
Avantageusement le dispositif comprend : une portion de couplage dans laquelle les premier et deuxième guides d’onde sont couplés par rapprochement de sorte que le rayonnement électromagnétique se propage depuis le premier niveau vers le deuxième niveau, et au moins un réflecteur à une extrémité de la portion de couplage, configuré pour réfléchir le rayonnement électromagnétique.
Cela permet de superposer au moins deux niveaux comprenant des guides d’onde. L’architecture photonique classique de projecteur illustrée à la peut ainsi être « repliée » comme illustrée à la . Le niveau de projection p2 situé sur le deuxième niveau est ici superposé au niveau d’adressage a1 situé sur le premier niveau. Sur la , le rayonnement lumineux se propage de la gauche vers la droite dans le niveau d’adressage a1 ; il est couplé au niveau de projection p2 dans la région de couplage 3, et réfléchi par le réflecteur 4 ; le rayonnement lumineux se propage de la droite vers la gauche dans le niveau de projection p2.
Le dispositif de rétrocouplage multiniveaux présente une compacité significativement améliorée. Cela permet avantageusement de diminuer l’encombrement d’une architecture photonique comprenant un tel dispositif de rétrocouplage multiniveaux.
Un autre aspect de l’invention concerne un système de projection optique comprenant un dispositif de rétrocouplage multiniveaux tel que décrit ci-dessus, dans lequel le deuxième niveau correspond à un niveau de projection. Un tel système comprend en outre une électrode en-dessous du niveau de projection. Cette électrode, dite électrode inférieure, sert typiquement à activer des éléments d’extraction en surface du dispositif. L’activation peut notamment se faire par l’association d’une contre-électrode rapportée avec un composant disposé au-dessus du système de projection optique. L’activation se fait par exemple avec une couche de cristal liquide située entre l’électrode inférieure et la contre-électrode Cela permet d’extraire une partie du rayonnement lumineux guidé dans les guides d’onde du niveau de projection, en particulier lors de l’application d’une tension électrique entre l’électrode inférieure et la contre-électrode, dans le but d’émettre des points lumineux et d’afficher une image.
La illustre une architecture photonique classique de projecteur, selon l’art antérieur.
Les figures 3A et 3B illustrent schématiquement un dispositif de rétrocouplage multiniveaux selon un mode de réalisation de la présente invention, respectivement en vue de dessus et en coupe transverse.
Les figures 4B, 4C et 4D illustrent des résultats de simulation d’une propagation d’un rayonnement lumineux dans le dispositif de rétrocouplage multiniveaux illustré à la , respectivement dans un plan xy1 du premier niveau n1, dans un plan xy2 du deuxième niveau n2, et dans un plan transverse xz.
Les figures 5A et 5B illustrent schématiquement deux variantes de réflecteurs formés par des miroirs de Bragg, selon des modes de réalisation de la présente invention.
Un but de la présente invention est de proposer une solution de couplage optique ne présentant pas les contraintes d’alignement des solutions de couplage optique de l’art antérieur, et limitant également les pertes optiques liées au couplage optique.
Pour cela, la présente invention propose un dispositif de couplage optique configuré pour coupler optiquement un premier dispositif de guidage optique à un deuxième dispositif de guidage optique, comprenant au moins une première entrée-sortie optique par laquelle le premier dispositif de guidage optique est destiné à émettre et/ou recevoir un premier faisceau lumineux, et une deuxième entrée-sortie optique par laquelle le deuxième dispositif de guidage optique est destiné à recevoir et/ou émettre le premier faisceau lumineux, caractérisé en ce qu’il comporte en outre au moins une structure de diffraction holographique configurée pour guider et adapter le premier faisceau lumineux entre les première et deuxième entrées-sorties optiques du dispositif de couplage optique.
Le dispositif de couplage optique proposé permet, grâce à la structure de diffraction holographique assurant le guidage optique et l’adaptation du faisceau lumineux transmis entre les première et deuxième entrées-sorties optiques, d’améliorer le compromis entre la précision d’alignement requise entre les premier et deuxième dispositifs de guidage optique (qui est moindre que celle requise avec les solutions de l’art antérieur), le coût du couplage optique réalisé entre ces dispositifs de guidage optique, l’efficacité du couplage optique et sa complexité.
La structure de diffraction holographique utilisée dans le dispositif de couplage optique permet de coupler des modes de taille très différentes, avec des orientations presque quelconques et issus de dispositifs de guidage optique non positionnés précisément et pouvant être éloignés l’un de l’autre d’une distance de plusieurs centaines de microns, voire de plusieurs millimètres.
La structure de diffraction holographique permet par exemple de compenser des différences entre les modes optiques des deux dispositifs de guidage optique sans utiliser d’élément optique intermédiaire.
Lorsque le premier dispositif de guidage optique est destiné à émettre le premier faisceau lumineux, le deuxième dispositif de guidage optique est destiné à recevoir le premier faisceau lumineux via le dispositif de couplage optique. Lorsque le deuxième dispositif de guidage optique est destiné à émettre le premier faisceau lumineux, le premier dispositif de guidage optique est destiné à recevoir le premier faisceau lumineux via le dispositif de couplage optique.
Le dispositif de guidage optique réalisant l’émission du premier faisceau lumineux peut comporter un élément émissif laser, par exemple une diode laser, configuré pour émettre le premier faisceau lumineux vers la structure de diffraction holographique.
Le dispositif de couplage optique proposé peut être avantageusement utilisé pour coupler optiquement un circuit photonique, réalisé sous forme de puce active, avec un dispositif de guidage optique passif (par exemple un guide optique à base de silicium ou de SiN).
Dans un premier mode de réalisation, le dispositif de couplage optique peut être tel que :
- le premier dispositif de guidage optique soit destiné à émettre et/ou recevoir le premier faisceau lumineux au niveau de la première entrée-sortie optique du dispositif de couplage optique selon une première direction ;
- le deuxième dispositif de guidage optique soit destiné à recevoir et/ou émettre le premier faisceau lumineux au niveau de la deuxième entrée-sortie optique du dispositif de couplage optique selon une deuxième direction qui n’est pas parallèle à la première direction et qui croise la première direction dans la structure de diffraction holographique ;
- la structure de diffraction holographique soit représentative d’interférences destinées à se produire entre le premier faisceau lumineux, lorsque celui-ci est destiné à être émis dans la première entrée-sortie optique du dispositif de couplage optique selon la première direction, et un deuxième faisceau lumineux destiné à être focalisé sur la deuxième entrée-sortie optique du dispositif de couplage optique parallèlement à la deuxième direction et qui croise le premier faisceau lumineux dans une région de la structure de diffraction holographique.
Dans des deuxième et troisième modes de réalisation, le dispositif de couplage optique peut être tel que :
- le deuxième dispositif de guidage optique est destiné à recevoir et/ou émettre le premier faisceau lumineux au niveau de la deuxième entrée-sortie optique du dispositif de couplage optique selon une deuxième direction ;
et la structure de diffraction holographique peut comporter au moins :
l’organe de maintien et l’organe de rappel élastique étant reçus dans une même ouverture ménagée dans le support, et l’organe de rappel élastique étant configuré de manière à ce que :
lorsque l’organe de maintien coopère avec un profil de butée d’une portion circonférentielle d’une masse pendulaire et exerce un effort radial vers l’extérieur sur cette masse pendulaire sous l’effet de la force de rappel exercée par ledit organe de rappel élastique, cet organe de maintien reste à distance de l’extrémité radialement extérieure de l’ouverture.
Le motif élémentaire de durée est répété fois, en appliquant à chaque répétition un offset angulaire , de façon à combler les directions aveugles.
Procédé de détermination d’une élévation de la surface libre d’une étendue d’eau au moyen d’un radar et d’un drone La présente invention concerne le domaine de la caractérisation des vagues, en particulier pour le suivi, l’exploitation et la commande (contrôle) d’un système soumis à des vagues, flottant ou non.
Afin de caractériser les vagues au sein d’une étendue d’eau (par exemple : une mer, un océan, un lac), on utilise notamment des séries temporelles d’élévation de la surface libre de l’eau. Cette élévation de la surface libre donne la hauteur d’eau (donc la hauteur des vagues), par rapport à la situation où la surface n’est pas perturbée (mer plate, par exemple), en tout point de la surface d’eau. La mesure d’élévation de la surface libre est une problématique répandue, afin de répondre à plusieurs enjeux. Un des premiers enjeux est la caractérisation fine (à l’échelle des vagues individuelles) de l’état de la mer, qui est le plus souvent caractérisée par des descriptions de la distribution statistique des hauteurs des vagues individuelles, telles que le spectre, la hauteur significative et la période moyenne. Ces descripteurs, sont couramment utilisés pour le suivi d’une navigation, le suivi d’opérations en mer, la surveillance de plateforme de production d’énergie, la surveillance de site pour l’exploitation d’énergies marines. Disposer d’une mesure d’élévation de surface libre permet non seulement de réaliser des caractérisations statistiques plus précises, mais également de réaliser des prédictions à court terme (de quelques secondes à quelques minutes) de la hauteur de la houle et des mouvements d’un système flottant qui en découlent. Ces prédictions permettent par exemple de détecter l’arrivée d’un train de vagues potentiellement dangereuses pour une opération donnée (par exemple le transfert de personnel à bord d’une éolienne ou d’un bateau) ou, au contraire, d’une période d’accalmie, qui permettrait de réaliser l’opération en question. Un autre enjeu des prédictions de vagues et de houle réalisées à partir de l’élévation de surface libre est le contrôle de système flottant (notamment au moyen d’une commande prédictive) : par exemple, pour assurer la stabilisation d’un navire, pour assurer la compensation d’un mouvement, par exemple la compensation de pilonnement (qui peut être intéressant pour une plateforme flottante de production d’hydrocarbures), pour assurer le contrôle en temps réel d’éoliennes flottantes ou des systèmes houlomoteurs (notamment dans le but de maximiser l’énergie produite et/ou pour diminuer la fatigue des composants de tels systèmes).
Plusieurs technologies ont été développées pour mesurer et déterminer l’élévation de la surface libre.
Certaines de ces solutions permettent de mesurer une caractéristique résultante des vagues ou de la houle en seulement un point de mesure, par exemple au moyen d’une bouée instrumentée, ce qui ne permet pas d’avoir une indication de l’élévation de la surface libre en tout point d’une zone d’étendue d’eau.
Les radars maritimes, par exemple les radars à bande X, que l’on retrouve sur tous les gros navires et de nombreuses installations en mer, sont une technologie particulièrement intéressante pour mesurer les vagues à distance, bien que leur usage initial soit plutôt la navigation et la prévention de la collision. Les images produites par les radars maritimes détectent non seulement des cibles ou obstacles telles que les navires et les côtes, mais aussi les réflexions de la surface de la mer, connues sous le nom de "fouillis de mer", causées par l’interaction entre les ondes du radar et les petites ondulations de la surface provoquées par le vent. La rétrodiffusion de cette surface rugueuse révèle la forme sous-jacente des vagues. Avec un traitement approprié, il est en principe possible de réaliser des mesures de vagues, et ce, sur un vaste champ de vision (jusqu’à environ 5 km de portée, selon la hauteur d’installation de l’antenne radar et l’état de mer), avec une bonne résolution spatiale (de l’ordre de 5 m en distance et de 1° en azimut) et une résolution temporelle suffisante (une image toutes les 1 à 3 secondes) pour suivre les vagues individuellement.
Plus précisément, le principe de la mesure de vagues par radar est le suivant : les ondes électromagnétiques émises par le radar interagissent, en vertu de la loi de Bragg, avec les rides (variations de hauteur) de surface de l’eau, dont la longueur d’onde est d’ordre centimétrique (comme celles des ondes du radar). Il en résulte un signal rétrodiffusé, le fouillis de mer ou encore écho de mer, qui retourne au récepteur radar, et dont l’intensité est modulée par les vagues (qui peuvent avoir une longueur comprise entre une dizaine à plusieurs centaines de mètres) via un ensemble de mécanismes qui ne sont pas encore tous bien compris. Les images radar présentent donc des motifs qui ressemblent aux vagues, et à partir desquels celles-ci peuvent théoriquement être reconstruites, avec un traitement adéquat.
Les images radar peuvent fournir des estimations d’état de mer, c’est-à-dire des informations statistiques sur la hauteur des vagues, et leur contenu énergétique selon la fréquence et la direction. Mais elles devraient aussi permettre d’aller bien plus loin, avec une véritable reconstruction de l’élévation de surface libre (ESL) « vague à vague », tel un film en trois dimensions de la surface de la mer. Une telle reconstruction vague-à-vague, avec la vaste portée et la résolution du radar, se prête à de très nombreuses applications. Elle est notamment idéale à des fins de monitoring dans le domaine des énergies marines renouvelables, et ouvre la voie à la prédiction en temps réel des vagues, ou du mouvement d’un navire, sur des horizons de plusieurs minutes, permettant ainsi d’améliorer la faisabilité et la sécurité d’un grand nombre d’opérations en mer.
Toutefois, malgré leurs perspectives prometteuses, les radars ne donnent qu’une mesure très indirecte des vagues, via des images, ou des signaux d’intensité, du fouillis de mer. L’intensité du fouillis de mer est modulée par la vitesse orbitale du fluide à la surface et l’angle d’incidence du faisceau radar sur la surface de la mer, qui peuvent être linéairement reliés à l’élévation de surface libre que l’on cherche à mesurer. D’autres facteurs liés aux vagues viennent complexifier cette modulation, en particulier les effets d’ombrage (lorsque certaines zones de la surface de la mer sont cachées géométriquement par des vagues plus proches du radar) ou encore la présence de micro-déferlement. A ces modulations induites par les vagues, s’ajoutent d’autres facteurs qui altèrent le signal dû aux vagues, en particulier la fonction d’amplification du signal reçu par le radar, la présence de bruit de chatoiement, ou encore des facteurs météorologiques comme la pluie ou les embruns, qui peuvent générer de la rétrodiffusion.