INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La première couche structurelle sert notamment à réaliser la membrane 131 du piston 13, la membrane 1511 des électrodes mobiles 151-152 et les éléments d’isolation étanches 161 (membranes d’étanchéité). Elle présente une épaisseur inférieure à celle du substrat, de préférence comprise entre 100 nm et 10 µm, par exemple égale à 1 µm. Elle est de préférence constituée du même matériau que le substrat, par exemple le silicium.
La première couche sacrificielle a vocation à disparaître en partie lors de la fabrication du système électromécanique 2 pour libérer la membrane 131 du piston 13, la membrane 1511 des électrodes mobiles 151-152et les éléments d’isolation étanches 161. Son épaisseur définit notamment la distance entre la membrane 1511 et les portions inférieures des contre-électrodes 153-156 (entrefer inférieur). Cette couche sert également de couche d’arrêt lors de la gravure du substrat, de la membrane 152a et de la deuxième couche structurelle (couche dite « MEMS » décrite ultérieurement). Les parties restantes de la première couche sacrificielle forment les joints annulaires 103, 105 et les piliers 104 inférieurs. La première couche sacrificielle peut être constituée d’un matériau diélectrique, de préférence un nitrure de silicium ou un oxyde de silicium, par exemple le dioxyde de silicium (SiO 2 ). Son épaisseur est par exemple comprise entre 100 nm et 10 µm.
Comme décrit dans les brevets précités, une deuxième couche sacrificielle est déposée sur la première couche structurelle et une deuxième couche structurelle est formée sur la deuxième couche sacrificielle, de préférence par épitaxie.
La deuxième couche structurelle est gravée pour délimiter la structure de rigidification 132 du piston 13, la structure de rigidification 1512 des électrodes mobiles 151-152, les lames de torsion 162, les portions supérieures des contre-électrodes 153-156, les premières portions 101 et la deuxième portion annulaire 102 du bâti 10. Elle est avantageusement formée du même matériau que la première couche structurelle, par exemple de silicium. L’épaisseur de la deuxième couche structurelle est de préférence comprise entre 5 µm et 50 µm, par exemple égale à 20 µm.
La structure de rigidification 1512 de chaque électrode mobile 151, 152 est fusionnée au dispositif de transmission 14a, 14b correspondant, en faisant croître la deuxième couche structurelle directement depuis le substrat, à l’emplacement des articulations pivot 16a, 16b (les première et deuxième couche sacrificielles ayant été ouvertes au préalable). Les piliers 146 des dispositifs de transmission 14a, 14b sont formés au cours de cette croissance par épitaxie.
La deuxième couche sacrificielle sert notamment de couche d’arrêt lors de la gravure de la deuxième couche structurelle. Elle est éliminée en partie pour libérer la membrane 131 du piston 13, la membrane 1511 des électrodes mobiles 151-152 et les éléments d’isolation étanches 161. Son épaisseur définit la distance entre la membrane 1511 et les portions supérieures des contre-électrodes 153-156 (entrefer supérieur). La deuxième couche sacrificielle est avantageusement formée du même matériau diélectrique que la première couche sacrificielle, par exemple un oxyde de silicium. Son épaisseur peut être comprise entre 100 nm et 10 µm.
Le système électromécanique 2 ne comprend pas nécessairement les deux électrodes mobiles 151-152 et les deux dispositifs de transmission 154a-154b. Il peut comprendre une unique électrode mobile et un unique dispositif de transmission (cf. Figs.7-9), ou une unique électrode mobile et deux dispositifs de transmission reliés à cette unique électrode mobile (cf. ).
Bien entendu, la forme de ce dispositif mobile de signalisation est non limitative et la présente description s’applique à tout type de dispositif mobile destiné à être utilisé sur la chaussée pour signaler un danger, des travaux ou un changement de voie.
Ainsi, dans la suite de la description, le dispositif mobile de signalisation routière sera dénommé cône de signalisation sans que cette dénomination puisse être interprétée de manière limitative.
Comme illustré à la , le cône de signalisation 10 a une forme de structure conique 12 qui s’étend en utilisation selon une direction verticale z. La forme de structure conique est creuse, la base 12a de la structure de forme conique 12 débouchant dans le socle 11. La distance séparant la portion de sommet 12b et la base 12a de la structure de forme conique est typiquement de l’ordre d’1m. Le diamètre à la base 12a de la structure de forme conique 12 est compris par exemple entre 300 et 400 mm, et par exemple égal à 350 mm. Le diamètre de la portion de sommet 12b de la structure de forme conique 12 est compris par exemple entre 40 et 60 mm.
La structure de forme conique 12 est réalisé en plastique rigide. De manière usuelle, la surface externe 12c de la structure de forme conique 12 est peinte en couleur, par exemple orange ou jaune, et comporte des bandes périphériques tronconiques 12d en matériau réfléchissant. De manière non limitative, le cône de signalisation 10 illustré à la comporte deux bandes périphériques tronconiques 12d en matériau réfléchissant.
Le socle 11 est par exemple de forme circulaire ou carré, de telle sorte que le cône de signalisation 10 est symétrique autour de son axe central vertical parallèle à la direction verticale z. Afin d’assurer la stabilité du cône de signalisation 10, le socle 11 peut être formé d’un bloc plein, en matériau plastique. Typiquement, le poids du cône de signalisation est compris entre 8 et 12 kg, et de préférence de l’ordre de 10 kg.
Comme schématisé à la et visible aux figures 2A et 3, le cône de signalisation 10 comprend des moyens de projection 20 d’un motif lumineux de signalisation routière sur une voie de la chaussée. On a illustré ici une flèche de rabattement, mais le motif lumineux peut être adapté et varié selon les utilisations, comme cela ressortira ultérieurement de la description.
Dans son principe, les moyens de projection 20 sont montés à l’intérieur de la structure de forme conique 12, dans la portion de sommet 12b de la structure de forme conique 12. La structure de forme conique 12 étant creuse, la portion de sommet 12b forme un logement 13 adapté à loger les moyens de projection 20.
Comme visible aux figures 2B et 3, le logement 13 a une forme tronconique. Etant situé dans la portion de sommet 12b de la structure de forme conique 12, des cônes de signalisation 10, 10’ de forme similaire restent empilables.
Les moyens de projection 20 sont montés dans une portion de sommet 12b ayant une hauteur inférieure à 25% de la hauteur totale de la structure de forme conique 12 dans la direction verticale z. La hauteur du logement 13 situé dans la portion de sommet 12b du cône de signalisation 10 est déterminée de telle sorte que les moyens de projection 20 n’entrent pas en contact avec le sommet d’un cône de signalisation similaire 10’ inséré pour stockage à l’intérieur de la structure de forme conique 12 du cône de signalisation 10.
De préférence, la hauteur du logement 13 dans la portion de sommet 12b est compris entre 10% et 25% de la hauteur totale de la structure de forme conique 12 du cône de signalisation 10. Pour un cône de signalisation d’une hauteur d’environ 1m, le logement 13 a une hauteur d’environ 10 cm par exemple.
La paroi de la structure de forme conique 12 est transparente dans la portion de sommet 12b de sorte que le motif lumineux projeté par les moyens de projection 20 traverse la paroi de la structure de forme conique 12 pour être projeté à l’extérieur du cône de signalisation 10.
Comme bien illustré aux figures 4 et 5, les moyens de projection 20 comprennent des moyens de réglage d’orientation de la direction de projection du motif lumineux.
Ces moyens de réglage d’orientation permettent d’orienter la projection sur le sol du motif lumineux, le cône de signalisation 10 lui-même étant difficilement orientable une fois posé approximativement sur la voie, notamment du fait de son poids.
Les moyens de projection comprennent par exemple une matrice de LED (Light Emitting Diodes ou Diodes Electroluminescentes) formant une matrice émissive 21 de lumière, associée à un système intégré de refroidissement. Un bloc optique 22 coopère avec la matrice émissive 21 pour projeter l’image du motif lumineux sur la chaussée. Un tel projecteur 20 associant une matrice émissive 21 et un bloc optique 22 est connu de l’état de la technique et n’a pas besoin d’être décrit plus en détails ici.
Dans ce mode de réalisation, le projecteur 20 est monté sur un support 23 associé des moyens de réglage d’orientation 24 autour de l’axe vertical z , parallèle à la hauteur de la structure de forme conique 12. Le support 23 forme ainsi une plateforme tournante dans un plan horizontal, à l’intérieur de la structure de forme conique 12 du cône de signalisation 10.
Les moyens de réglage d’orientation 24 comprennent un dispositif rotatif absolu adapté à entrainer en pivotement le projecteur 20 selon un angle de pivotement autour d’un axe parallèle à la hauteur de la structure de forme conique 12.
Un tel dispositif rotatif absolu peut être réalisé par exemple au moyen d’un moteur pas à pas 24 associé à au moins un repère angulaire, ou par un moteur continu associé à un codeur angulaire. Un tel dispositif rotatif absolu assure la rotation de l’ensemble du projecteur 20, avec sa matrice émissive 21 et son bloc optique 22, monté sur le support 23.
A titre d’exemple non limitatif, un moteur pas à pas peut avoir un pas angulaire de 1.8°, ce qui correspond à une précision de 16 cm pour la projection d’un motif lumineux à une distance de 5 m.
Les moyens de réglage d’orientation 24 autour de l’axe vertical z permettent de régler le positionnement du motif lumineux sur la voie, généralement dans une zone en amont du cône de signalisation 10.
Comme illustré à la , les moyens de projection 20 comprennent en outre des moyens de réglage d’orientation 25 autour d’un axe y s’étendant dans un plan transversal de la structure de forme conique 12.
Les moyens de réglage d’orientation 25 autour d’un axe horizontal y , s’étendant dans un plan horizontal et perpendiculaire à l’axe vertical z de la structure de forme conique 12, permet de sélectionner la voie autoroutière, en autorisant une projection du motif lumineux plus éloignée du cône de signalisation 10. Le cône de signalisation 10 peut ainsi être placé sur une première voie de circulation et projeter un motif lumineux sur une seconde voie de circulation, parallèle à la première voie de circulation.
Les moyens de réglage d’orientation 25 autour d’un axe horizontal y peuvent être du même type que ceux décrit précédemment, et comprendre un dispositif rotatif absolu adapté à entrainer en pivotement le projecteur 20 selon un angle de pivotement autour de l’axe horizontal y , tel qu’un moteur pas à pas.
Le couplage des moyens de réglage d’orientation 24, 25 autour de l’axe vertical z et de l’axe horizontal y permet ainsi de régler la projection du motif lumineux dans le plan de la chaussée s’étendant autour du cône de signalisation 10.
Avantageusement, comme illustré à la , et afin d’alimenter en courant les moyens de projection 20, le cône de signalisation 10 comprend une source de courant électrique rechargeable 30, également dénommée ci-après batterie 30.
De préférence, la batterie 30 est intégrée dans le socle 11, de telle sorte qu’elle participe au lestage du cône de signalisation 10 pour assurer sa stabilité sur la voie en utilisation.
Bien entendu, la batterie pourrait être logée dans une autre partie du cône de signalisation 10, et par exemple dans la portion de sommet 12b à proximité des moyens de projection 20.
Des moyens de connexion électrique 31 relient la source de courant électrique rechargeable 30 et les moyens de projection 20. Les moyens de connexion électrique 31 sont par exemple des fils électriques conducteurs.
Lorsque la batterie 30 est intégrée dans le socle 11 du cône de signalisation 10, les moyens de connexion électrique 31 peuvent être en contact avec la paroi interne ou être incorporés dans la paroi de la structure de forme conique 12. Les moyens de connexion électrique 31 sont ainsi protégés de l’arrachement. Ils n’entravent pas et ne sont pas détériorés lors de l’empilement, les unes dans les autres, de structures de forme conique de plusieurs cônes de signalisation 10, 10’ pour leur stockage.
La batterie 30 qui alimente les moyens de projection 20 doit avoir une capacité adaptée à générer une puissance lumineuse (en lux) suffisante afin que le motif lumineux soit visible dans des conditions d’éclairement usuelles en extérieur, et notamment la nuit.
La batterie doit aussi permettre une durée d’autonomie des moyens de projection 20 suffisante pendant toute la durée d’intervention, par exemple estimée à 3h.
A titre d’exemple non limitatif, on utilise une batterie 30 de capacité de 600 Wh, permettant une consommation de 100 W pendant une durée de fonctionnement de 3h des moyens de projection 20 (les règles habituelles d’utilisation des batteries préconisant de n’utiliser que la moitié de leur capacité afin d’assurer la fiabilité et une bonne durée de vie de la batterie).
A titre purement illustratif, si les moyens de projection 20 comportent une matrice de LED ayant un rendement de 100 lumen/W, on obtient un flux lumineux de 10 000 lumen.
Pour que la position de l’empilement des cônes de signalisation 10, 10’, 10’’ sur le socle de chargement 140 soit détrompée en rotation autour de l’axe vertical z par rapport à la polarité, les deux dispositifs de connexion 115, de polarité positive et négative, d’un même socle 11 ne sont pas placés de manière symétrique par rapport à l’axe vertical z du cône de signalisation 10. De manière avantageuse par rapport à l’encombrement, ils sont placés dans deux coins non opposés du socle 11 de chaque cône de signalisation 10.
On a illustré à la un troisième mode de réalisation d’un dispositif de rechargement de batterie 30 intégrée dans un socle 11 de cône de signalisation 10.
Dans ce mode de réalisation, les connexions électriques de chargement de la batterie sont disposées le long de la structure de forme conique 12 du cône de signalisation 10. En pratique, la structure de forme conique 12 comporte deux anneaux conducteurs 217, 218, l’un de polarité positive, l’autre de polarité négative, disposés sur la face extérieure, dans la partie inférieure de la structure de forme conique 12. Chaque structure de forme conique 12 comporte au moins deux plots de connexion 227, 228, l’un de polarité positive, l’autre de polarité négative, disposés sur la face intérieure de la structure de forme conique 12.
Le socle de chargement 240 a une forme tronconique, de forme complémentaire à la base de la structure de forme conique 12, et comporte deux anneaux conducteurs 241, 242, l’un de polarité positive, l’autre de polarité négative.
Lorsque, par exemple, deux cônes de signalisation 10, 10’ sont empilés sur la base de chargement 240, leurs plots de connexion respectifs 227, 227’ de même polarité positive viennent en contact avec un anneau conducteur respectif 217’, 241 de même polarité positive, situé sur l’élément situé immédiatement en dessous, soit le cône de signalisation 10’ ou le socle de rechargement 240. De même les plots de connexion respectifs 228, 228’ de même polarité négative viennent respectivement en contact avec les anneaux conducteurs respectifs 218’,242 de même polarité négative situés respectivement sur le cône de signalisation 10’ et sur le socle de chargement 240. Pour assurer la transmission de l’alimentation électrique entre les cônes de signalisation empilés 10, 10’, les plots de connexion 227 et 228 d’un même premier cône de signalisation 10 sont l’un et l’autre reliés électriquement aux bandes de même polarité, soit respectivement aux anneaux conducteurs 217 et 218. De même, dans un second cône de signalisation 10’, les plots de connexion 227’ et 228’ sont reliés électriquement aux bandes de même polarité, soit respectivement aux anneaux conducteurs 217’ et 218’.
Dans ce troisième mode de réalisation, l’empilement des cônes de signalisation 10, 10’ sur la base de chargement 240 peut être réalisé sans contrainte d’orientation pour la connexion électrique lors de la recharge d’une batterie intégrée dans le socle 11, 11’ d’un cône de signalisation 10, 10’.
On a décrit ci-dessus des modes de réalisation dans lesquels la batterie 30 intégrée dans le socle 11 du cône de signalisation 10 est rechargée sur un socle de chargement 40, 140, 240. Dans un mode de réalisation alternatif ou complémentaire, un panneau photovoltaïque souple, disposé sur la structure de forme conique 12, peut permettre d’alimenter en courant électrique la batterie 30, notamment dans la journée.
Le cône de signalisation 10 tel que décrit précédemment peut ainsi être électriquement autonome pour la projection d’un motif lumineux et le réglage de la direction de projection de ce motif lumineux sur la voie.
Dans un mode de réalisation (non illustré), le cône de signalisation peut comporter des boutons de commande accessibles sur la structure de forme conique 12 permettant à un opérateur de commander un moteur pas à pas pour régler la direction de projection du motif lumineux comme décrit précédemment. Une telle utilisation est particulièrement bien adaptée pour une utilisation des cônes de signalisation 10 sur un chantier routier.
Dans un autre mode de réalisation tel qu’illustré schématiquement à la , le cône de signalisation 10 comprend un module électronique de communication et de commande 50 adapté à communiquer à distance avec un appareil de commande (non illustré) et à commander les moyens de réglage d’orientation des moyens de projection 20 à partir d’instructions de réglage adressées par l’appareil de commande.
L’appareil de commande peut par exemple être localisé dans un camion patrouilleur ou véhicule d’intervention sur site. Le système de communication peut être global (GSM, satellite) ou local (du type réseau WiFi). Un réseau local a l’avantage de ne pas être dépendant de l’accessibilité du réseau, et d’être utilisable en zone blanche tels que dans les tunnels. Tout type de réseau de communication sans fil, à courte ou longue distance, peut être mis en œuvre.
A cet effet, le module électronique de communication et de commande 50 coopère avec des moyens de réception de signaux de communication 51, tels qu’une antenne de réception de signaux WiFi, afin de réceptionner des instructions de réglage de l’orientation des moyens de projection du motif lumineux. Le module électronique de communication et de commande 50 comprend en outre des moyens de traitement 52 des signaux de communication réceptionnés et des moyens de pilotage 53 du déplacement angulaire des moyens de projection 20, en fonction des instructions de réglage réceptionnées. La commande à distance d’un dispositif rotatif absolu, tel qu’un moteur pas à pas, est connue et n’a pas besoin d’être détaillée ici.
Dans un mode de réalisation, les moyens de projection 20 peuvent être couplés à une caméra 54 permettant à l’opérateur de visualiser le champ balayé par les moyens de projection 20 afin de régler la direction de projection. Dans un tel cas, le module électronique de communication et de commande 50 coopère avec une antenne de réception et d’émission de signaux afin d’assurer une communication bidirectionnelle entre le module de communication et de commande 50 et l’appareil de commande distant.
Dans un autre mode de réalisation, le cône de signalisation 10 est autonome et embarque tous les moyens nécessaires pour le réglage de la direction de projection du motif lumineux.
On a représenté à la un exemple d’architecture d’un tel système embarqué. Pour un réseau de communication local, une technologie radio de communication sans fil peut être mise en œuvre à partir d’un réseau d’antennes 61 en communication avec un modem radio 62.
Le modem radio 62 assure les fonctions d’émission et de réception : il comprend une chaîne radio-fréquence (RF) et une partie numérique (BB) réalisant a minima des traitements en bande de base de modulation/démodulation.
– le premier fil présente une première section comprise entre 10 millimètres carrés et 100 millimètres carrés et le deuxième fil présentant une deuxième section comprise entre 10 millimètres carrés et 100 millimètres carrés ;
- le premier fil est en acier et le deuxième fil est en acier ;
la première âme structurelle comprend une première portion de fil de premier côté et une première portion de fil de deuxième côté, la première portion de fil de deuxième côté et la première portion de fil de premier côté sont distantes l’une de l’autre suivant la première direction transversale d’une première distance d’au moins 20 centimètres, le premier support principal est fixé à la première portion de fil de premier côté et à la première portion de fil de deuxième côté, la deuxième âme structurelle comprend une deuxième portion de fil de premier côté et une deuxième portion de fil de deuxième côté, la deuxième portion de fil de deuxième côté et la deuxième portion de premier côté sont distantes l’une de l’autre suivant la deuxième direction transversale d’une deuxième distance d’au moins 20 centimètres, et le deuxième support principal est fixé à la deuxième portion de fil de premier côté et à la deuxième portion de fil de deuxième côté ;
- l’ensemble comprend un premier dossier et un deuxième dossier, le premier dossier comporte la première armature et le premier système de suspension, le deuxième dossier comporte la deuxième armature et le deuxième système de suspension, la première âme structurelle s’étend suivant la première direction d’élévation entre une première extrémité structurelle supérieure et une première extrémité structurelle inférieure, la première âme structurelle est fixée à la première armature à la première extrémité structurelle supérieure et à la première extrémité structurelle inférieure, et la deuxième âme structurelle s’étend suivant la deuxième direction d’élévation entre une deuxième extrémité structurelle supérieure et une deuxième extrémité structurelle inférieure, la deuxième âme structurelle est fixée à la deuxième armature à la deuxième extrémité structurelle supérieure et à la deuxième extrémité structurelle inférieure ;
- la deuxième armature est géométriquement identique à la première armature ;
le premier support principal, le premier support annexe, le deuxième support principal, le deuxième support annexe sont en matériau plastique ;
l’ensemble comprend en outre une première matelassure, une deuxième matelassure, une première coiffe et une deuxième coiffe, la première matelassure est disposée entre le premier support principal et la première coiffe, et la deuxième matelassure est disposée entre le deuxième support principal et la deuxième coiffe.
Le réseau d’antennes 61 permet une réception spatialement sélective, ainsi qu’une émission omnidirectionnelle. Comme cela sera décrit ci-après, le réseau d’’antennes 61 d’un premier cône de signalisation 10 permet la réception de signaux de communication émis par d’autres cônes de signalisation 10 disposés dans le voisinage dudit premier cône de signalisation 10.
A titre d’exemple, la technologie radio en bandes millimétriques (mmWave), opérant au-delà de 26 GHz sur de larges bandes de fréquence (typiquement jusqu’à plusieurs GHz), peut être indiquée pour cette application, que ce soit en raison des portées autorisées (~ 100m) ou de sa faculté à assurer des transmissions directives (du fait de l’utilisation d’antennes-réseaux). Bien entendu, toute autre technologie radio disposant des mêmes propriétés, qu’elle soit standardisée ou propriétaire, est également susceptible d’être appliquée.
Avantageusement, le réseau d’antennes 61 peut être disposé sur la face externe incurvée de la structure de forme conique 12 d’un cône de signalisation 10. Les moyens de réception de signaux de communication comprennent ainsi un réseau d’antennes 61 disposées sur tout ou partie d’une portion circonférentielle de la structure de forme conique 12 du cône de signalisation 10. Une étape de calibration du réseau d’antennes 61 pourra être nécessaire pour tenir compte de sa forme incurvée lors de la réception d’une onde radio incidente.