INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
À titre d’exemples d’huiles de silicone, on peut citer par exemple, organopolysiloxanes linéaires tels que diméthylpolysiloxanes, méthylphénylpolysiloxanes, méthylhydrogénopolysiloxanes et similaires ; organopolysiloxanes cycliques tels que octaméthylcyclotétrasiloxane, décaméthylcyclopentasiloxane, dodécaméthylcyclohexasiloxane, et similaires ; et leurs mélanges.
À titre d’exemples d’huiles végétales, on peut citer huile de lin, huile de camélia, huile de noix de macadamia, huile de tournesol, huile d’abricot, huile de soja, huile d’arara, huile de noisette, huile de maïs, huile de vison, huile d’olive, huile d’avocat, huile de sasanqua, huile de ricin, huile de carthame, huile de jojoba, huile d’amande, huile de pépin de raisin, huile de sésame, huile d’arachide et leurs mélanges. À titre d’exemples d’huiles animales, on peut citer squalène, perhydrosqualène et squalane.
À titre d’exemples d’esters d’un acide gras et/ou d’un alcool gras, qui sont avantageusement différents des huiles animales ou végétales ainsi que des glycérides synthétiques cités ci-dessus, on peut citer notamment esters de mono- ou polyacides aliphatiques saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés en C 1 -C 26 et de mono- ou polyalcools aliphatiques saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés en C 1 -C 26, le nombre total de carbone des esters étant supérieur ou égal à 10.
Parmi les monoesters, on peut citer béhénate de dihydroabiétyle, béhénate d'octyldodécyle ; béhénate d'isocétyle ; lactate de cétyle ; lactate d'alkyle en C 12 -C 15 ; lactate d'isostéaryle ; lactate de lauryle ; lactate de linoléyle ; lactate d'oléyle ; octanoate d'(iso)stéaryle ; octanoate d'isocétyle ; octanoate d'octyle ; octanoate de cétyle ; oléate de décyle ; isostéarate d'isocétyle ; laurate d'isocétyle ; stéarate d'isocétyle ; octanoate d'isodécyle ; oléate d'isodécyle ; isononanoate d'isononyle ; palmitate d'isostéaryle ; ricinoléate de méthylacétyle ; stéarate de myristyle ; isononanoate d'octyle ; isononate de 2-éthylhexyle ; palmitate d'octyle ; pélargonate d'octyle ; stéarate d'octyle ; érucate d'octyldodécyle ; érucate d'oléyle ; palmitates d'éthyle et d'isopropyle, palmitate de 2-éthylhexyle, palmitate de 2-octyldécyle, myristates d'alkyle tels que myristate d'isopropyle, de butyle, de cétyle, de 2-octyldodécyle, de mirystyle ou de stéaryle, stéarate d'hexyle, stéarate de butyle, stéarate d'isobutyle ; malate de dioctyle, laurate d'hexyle, et laurate de 2-hexyldécyle.
La composition peut également comprendre, en tant qu’ester gras, des esters et diesters de sucre d’acides gras en C 6 -C 30 et préférentiellement en C 12 - C 22 . Le terme « sucre » désigne les composés à base d'hydrocarbures porteurs d'oxygène contenant plusieurs fonctions alcool, avec ou sans fonctions aldéhyde ou cétone, et qui contiennent au moins 4 atomes de carbone. Ces sucres peuvent être des monosaccharides, des oligosaccharides ou des polysaccharides.
Des exemples de sucres convenables qui peuvent être cités incluent saccharose, glucose, galactose, ribose, fructose, maltose, mannose, arabinose, xylose et lactose, et leurs dérivés, notamment les dérivés d'alkyle, tels que les dérivés méthyliques, par exemple le méthylglucose.
Les esters de sucre d'acides gras peuvent être choisis notamment dans le groupe comprenant les esters ou les mélanges d’esters des sucres décrits précédemment et d’acides gras linéaires ou ramifiés, saturés ou insaturés en C 6 -C 30 , et préférentiellement en C 12 -C 22 . S’ils sont insaturés, ces composés peuvent comprendre une à trois doubles liaisons carbone-carbone conjuguées ou non conjuguées.
On peut ainsi conjointement opérer l’hydrolyse enzymatique à la fois - sur le résidu solide issu de la séparation solide/liquide b), car ce résidu contient encore des composés convertibles en sucres par hydrolyse enzymatique, - et sur de la biomasse prétraitée issue directement du prétraitement, ce qui permet de maintenir un rendement de conversion par hydrolyse enzymatique élevé par rapport à la quantité de biomasse initiale, malgré le prélèvement d’une portion de biomasse prétraitée pour en récupérer les sucres solubles.
L’étape b) de séparation solide/liquide peut, selon un mode de réalisation préféré, comporter une première étape de contactage entre la biomasse lignocellulosique prétraitée et de l’eau, puis une deuxième étape de filtration, et optionnellement un lavage.
Lorsque l’étape b) de séparation solide/liquide comprend une étape de contactage de la biomasse prétraitée avec un fluide puis une étape de lavage, celle-ci peut s’effectuer en co-courant ou contre-courant, en utilisant notamment une partie de la fraction liquide récupérée comme fluide de lavage et/ou de contactage.
L’étape b) de séparation solide/liquide peut, selon un mode de réalisation préféré, être effectuée sur une unité de filtration, notamment un filtre à bande ou un filtre-presse, par centrifugation ou par décantation.
Le procédé selon l’invention peut également comprendre une étape f) de fermentation par des troisièmes micro-organismes de l’hydrolysat sous forme de sucre(s) obtenu à l’étape c), afin d’obtenir une biomasse fermentée comprenant au moins un alcool, notamment de l’éthanol. Il s’agit alors d’un procédé de production d’alcool type éthanol qui peut servir de biocarburant.
Et dans ce cas, selon un mode de réalisation préféré, les étapes d’hydrolyse enzymatique b) et de fermentation f) peuvent être réalisées simultanément. On parle alors de SSCF pour « Simultaneous Saccharification and Co-Fermentation » en anglais.
De préférence, on recycle dans l’étape d) de purification au moins une partie de la deuxième fraction solide comprenant les premiers micro-organismes obtenus à l’étape e). En effet, les micro-organismes conservent une certaine activité pendant un certain temps pour une certaine concentration en sucres, ici en sucres C6, activité qui va au-delà d’une seule production quand la purification se fait, par exemple, de façon discontinue, en batch dans un réacteur dédié : on peut ainsi récupérer les micro-organismes de la fraction liquide purifiée et les réintroduire dans le réacteur où se déroule la purification, pour les n productions suivantes avec éventuel apport de micro-organismes supplémentaires si nécessaire, au fur et à mesure que leur activité décroît.
Avantageusement, la deuxième fraction liquide contenant des sucres C5 et appauvrie en sucres C6 obtenue à l’étape e) contient de l’alcool, notamment de l’éthanol, obtenu par conversion de tout ou partie des sucres C6 sous l’action des premiers micro-organismes, comme vu plus haut. On peut alors, selon l’invention, séparer dans une étape g), notamment par évaporation ou stripage, ladite deuxième fraction liquide en une troisième fraction liquide enrichie en sucres et une quatrième fraction liquide enrichie en alcool. Cette séparation entre sucre(s) et alcool peut en effet présenter différents avantages selon le produit/les produits qu’on veut valoriser. Ainsi, si on veut valoriser une fraction liquide très pure en sucres C5, il peut être nécessaire, pour respecter un taux de pureté donné, d’en retirer l’alcool qu’elle contient. On peut aussi n’en retirer qu’une partie, pour qu’une teneur résiduelle en alcool dans la solution de sucres lui garantisse un effet anti-microbien. Par ailleurs, l’éthanol est en soi un produit valorisable, de deux manières : soit directement en tant que produit valorisable, soit en le réintégrant dans le procédé de l’invention, s’il vise une conversion de biomasse en alcool (éthanol) : on peut ainsi, par exemple, l’ajouter à l’éthanol obtenu dans le procédé par hydrolyse enzymatique/fermentation, puis distillation (pour le déshydrater) : on peut mélanger les deux flux d’éthanol soit en amont, soit en aval du dispositif de déshydratation type colonne de distillation de l’installation. On peut ainsi augmenter le rendement de conversion de la biomasse en éthanol du procédé.
Avantageusement, on peut aussi envoyer tout ou partie de la quatrième fraction liquide contenant l’alcool obtenue à l’étape g) vers l’étape f) de fermentation, ou, comme détaillé plus haut, mélanger tout ou partie de ladite quatrième fraction liquide avec la biomasse fermentée comprenant au moins un alcool obtenu à l’issue de l’étape f) de fermentation.
Le procédé selon l’invention peut également comprendre une étape h) de production d’enzymes à partir de deuxièmes micro-organismes, notamment des champignons, afin d’utiliser lesdites enzymes pour assurer l’hydrolyse enzymatique de l’étape c). Et dans ce cas, on peut envoyer tout ou partie de la deuxième fraction liquide contenant des sucres C5 et appauvrie en sucres C6 obtenue à l’étape e) ou de la troisième fraction liquide enrichie en sucres obtenue à l’étape g) vers ladite étape h) en tant que substrat de croissance des deuxièmes micro-organismes et/ou de production d’enzymes par lesdits micro-organismes. On est ici dans le cas de figure où le procédé intègre une production in situ d’enzymes pour opérer l’hydrolyse enzymatique de la biomasse prétraitée (l’autre alternative étant d’amener sur le site de production des enzymes produites sur un autre site). Et dans ce cas, les fractions liquides (en tout ou partie) obtenues selon l’invention du fait de l’introduction de l’étape de purification, et qui contiennent des sucres C5, sont particulièrement appropriées pour la croissance de champignons et pour la production d’enzymes.
A noter qu’on peut, également ou alternativement, envoyer tout ou partie de l’hydrolysat obtenu à l’issue de l’hydrolyse enzymatique et contenant des sucres, notamment du glucose, à l’étape h) de production d’enzyme en tant que substrat de croissance des deuxièmes micro-organismes, ou de production d’enzymes par ceux-ci.
Le procédé selon l’invention peut également comprendre une étape i) de propagation de troisièmes micro-organismes de fermentation, afin d’utiliser lesdits micro-organismes, notamment des levures, pour assurer la fermentation de l’étape f) quand elle est prévue. On est ici dans le cas de figure où les micro-organismes sont propagés in situ, sur le site de traitement de la biomasse. Et dans ce cas, on peut envoyer tout ou partie de la deuxième fraction liquide contenant des sucres C5 et appauvrie en sucres C6 obtenue à l’étape e) ou la troisième fraction liquide enrichie en sucres obtenue à l’étape g) vers ladite étape i) en tant que substrat de propagation desdits troisièmes micro-organismes. Là encore, ces fractions (en tout ou partie) sont particulièrement appropriées pour aider à la propagation des micro-organismes de type levures utilisées pour la fermentation de la biomasse hydrolysée, appelée aussi hydrolysat.
Selon le procédé de l’invention, on peut aussi envoyer tout ou partie de la deuxième fraction liquide contenant des sucres C5 et appauvrie en sucres C6 obtenue à l’étape e) ou la troisième fraction liquide enrichie en sucres obtenue à l’étape g) à l’étape f) de fermentation. Dans ce cas, quand on vise la production d’alcool, les sucres en C5 contenus dans cette ou ces fractions poursuivent leur conversion en alcool avec l’hydrolysat issu de la biomasse.
On voit ainsi que l’une, l’autre ou les deux fractions liquides (ou au moins une partie de l’une ou l’autre de ces fractions) contenant des sucres C5 et obtenues du fait de la purification prévue par l’invention, peuvent être utilisées selon au moins trois modes différents, chacun de ces modes pouvant être opéré alternativement ou cumulativement avec les deux autres. Le choix sera fait, notamment, selon que les micro-organismes de fermentation et de production d’enzymes sont produits in situ ou pas, selon que le produit visé final est une solution de jus de sucres C5 ou de l’alcool (éthanol) voire les deux, et même selon le type de biomasse, car la teneur relative en sucres C6 de la 1 ère fraction liquide avant purification est variable selon la biomasse choisie.
La première fraction liquide obtenue à l’étape b) peut aussi comprendre du furfural. C’est tout particulièrement le cas quand la fraction liquide à purifier est issue d’une biomasse prétraitée en conditions acides. Et les premiers micro-organismes peuvent avantageusement aussi consommer du furfural, notamment au moins en partie par conversion du furfural en alcool, notamment en alcool furfurylique. Là encore, cette consommation est très intéressante, dans la mesure où le furfural est connu pour être un inhibiteur vis-à-vis de réactions fermentaires (utilisant des levures): on améliore ainsi la productivité et les rendements d’éventuelles conversions biochimiques prévues pour le jus purifié. On a aussi pu observer que le furfural peut aussi être un inhibiteur vis-à-vis de la croissance de micro-organismes produisant des enzymes, notamment du champignon Trichoderma Reesei .
La première fraction liquide obtenue à l’étape b) peut aussi comprendre du 5-hydroxyméthyl furfural 5-HMF. C’est tout particulièrement le cas quand la fraction liquide à purifier est issue d’une biomasse prétraitée en conditions acides. Et les premiers micro-organismes peuvent avantageusement aussi consommer du 5-hydroxymethyl furfural, notamment au moins en partie par conversion du 5-hydroxymethyl furfural en alcool 5-hydroxyméthyfurfurylique. Là encore, cette consommation est très intéressante, dans la mesure où le 5-HMF est également connu pour être un inhibiteur vis-à-vis de réactions fermentaires : on améliore ainsi les rendements d’éventuelles conversions biochimiques prévues pour le jus purifié.
Le procédé 200 comporte ensuite une étape 210 d’enrobage du composant de puissance 110 avec la résine 140 chargée en particules. Pour cela, le mélange résine/particules peut être coulé dans un moule de sorte à enrober le composant.
Un champ électrique est ensuite appliqué sur le composant 110, comme montré à l’étape 220 de la , pour faire migrer les particules 142 au sein de la résine 141 vers les zones prédéfinies, par exemple les points triples 115. Le champ électrique est appliqué au composant 110, en introduisant, dans la résine 141, des électrodes 221, 222 en contact avec les substrats ou électrodes 111, 112 du composant 110. Les électrodes 221, 222 peuvent se présenter sous la forme d’aiguilles électriquement conductrices, insérées à travers la résine 141 jusqu’à entrer en contact avec les substrats 111, 112 du composant. Les aiguilles présentent l’avantage d’être fines de diamètre et de ne pas perturber la répartition des particules lors du retrait des aiguilles. Bien entendu, d’autres formes d’électrodes peuvent être envisagées. Les électrodes 221, 222 sont avantageusement positionnées en contact avec la ou les zones prédéfinies autour desquelles il est souhaité générer un gradient de permittivité. Dans l’exemple de la , les électrodes 221, 222 sont placées en contact avec le substrat 112 du composant, à proximité des points triples 115. L’application d’une tension électrique V de quelques volts (par exemple une dizaine de volts) aux électrodes 221, 222, et donc aux substrats du composant 110, permet de faire migrer les particules 142 de la résine chargée 140 à l’intérieur de ladite résine. Les particules 142 se déplacent alors de l’électrode positive vers l’électrode négative. Les électrodes négatives étant à proximité des points triples 115, les particules 142 migrent donc vers les points triples. Une fois les particules accumulées au voisinage des zones prédéfinies (ici les points triples), la tension électrique V est coupée et les électrodes 221, 222 sont retirées, laissant un gradient de concentration en particules – et donc un gradient de permittivité - autour des points triples.
L’étape 220 d’application d’un champ électrique comporte, en particulier, une sous-étape d’installation d’une électrode positive en contact avec le composant de puissance 110, une sous-étape d’installation d’une ou plusieurs électrodes négatives en contact avec le composant de puissance 110, au voisinage des points triples, une sous-étape d’application de la tension de polarisation V entre l’électrode positive et les électrodes négatives pour faire migrer les particules et engendrer un gradient de concentration en particules autour des points triples, et une sous-étape de coupure de la tension de polarisation avec retrait des électrodes positive et négatives hors du circuit imprimé 120.
Une étape 230 de réticulation de la résine et des particules concentrées autour des points triples est ensuite réalisée de sorte à figer la structure et obtenir un composant enrobé 148 avec un gradient de concentration en particules autour des points triples. La réticulation consiste en un traitement thermique, par exemple réalisé à 150°C pendant 10 minutes. Le composant enrobé 148 ainsi obtenu à la fin du traitement thermique comporte donc une densité de particules variable en fonction de l’éloignement du point triple, les particules étant les plus denses au plus près du point triple.
Le procédé 200 comporte ensuite une étape 240 d’enfouissement du composant enrobé 148 obtenu après réticulation, dans le circuit imprimé 120. Cette étape 240 du procédé est une étape classique, bien connue dans le domaine de la fabrication de circuits imprimés, qui consiste à positionner le composant enrobé 148, obtenu à la fin de l’étape 230, dans des matériaux pré-imprégnés (ou matériaux composites), au-dessus d’un premier substrat conducteur 121. Les matériaux pré-imprégnés se présentent sous la forme d’une superposition de feuilles pré-imprégnées 131-135 déposées autour du composant enrobé, entre un premier et un second substrats conducteurs 121, 122 du circuit imprimé 120. La superposition de feuilles pré-imprégnées est destinée, à la fin du procédé 200, à former une résine d’encapsulation tout autour du composant de puissance. Pour cela, l’ensemble formé des matériaux pré-imprégnés 131-135, du composant enrobé 148 et des substrats conducteurs 121, 122 est laminé à chaud, par exemple au moyen d’une presse chauffante, de sorte à créer un circuit imprimé stratifié dans lequel est enfoui le composant de puissance. L’étape de laminage est réalisée suivant une technique bien connue dans les procédés de fabrication des circuits imprimés et n’est donc pas décrite en détails ici.
Après les étapes d’enfouissement et de lamination, le procédé 200 comporte une étape 250 de réalisation de vias 150 permettant la connexion du composant de puissance 110. Par définition, un via est un orifice de connexion, c'est-à-dire un trou métallisé permettant d'établir une liaison électrique entre deux couches d’un circuit imprimé. Un via traverse une partie de l’épaisseur du circuit imprimé 120, par exemple le second substrat conducteur 122 du circuit imprimé ainsi que la couche de résine d’encapsulation 130 située entre le composant de puissance 110 et le second substrat conducteur 122. Dans l’invention, certains vias 150 traversent le second substrat conducteur 122 du circuit imprimé, la résine chargée 140 et la partie supérieure de la résine d’encapsulation 130 (c'est-à-dire située au-dessus de la résine chargée) jusqu’à atteindre le second substrat 112 du composant 110. Certains autres vias 150 traversent le premier substrat conducteur 121, la partie de la résine d’encapsulation 130 située sous le composant 110 jusqu’à atteindre le premier substrat 111 du composant 110. Les vias peuvent être réalisés par perçage laser puis électrodéposition de cuivre, ou autre matériau électriquement conducteur. Selon l’invention, les vias 150 sont de préférence des micro-vias présentant un diamètre inférieur ou égal à 150 µm. A la fin de l’étape 250 de réalisation des vias 150, le module de puissance 100 est formé et prêt à être connecté.
Bien que le procédé 200 ait été décrit pour un composant de puissance, l’homme du métier comprendra que plusieurs composants de puissance peuvent être formés simultanément au sein du circuit imprimé. De même des composants basse tension peuvent être formés en même temps que des composants de puissance (c'est-à-dire haute tension) en ajustant éventuellement les épaisseurs des préimprégnés dans le cas où il exite un écart d’épaisseur entre les deux types de composants (basse et haute tension).
En alternative du procédé 200, le module de puissance 100 décrit précédemment peut être réalisé au moyen d’un procédé 300 dont les étapes sont représentées sur la . Ce procédé 300 comporte une première étape 310 d’encapsulation du composant de puissance 110 avec un matériau sacrificiel 160. Le matériau sacrificiel 160 est un matériau solide ou solidifiable, pouvant être éliminé facilement par adjonction d’eau ou de produit chimique. Le matériau sacrificiel 160 peut, par exemple, être un matériau à base d’amidon pouvant être éliminé en ajoutant de l’eau.
Le procédé 300 comporte ensuite une étape 320 d’enfouissement du composant encapsulé 165 par le matériau sacrificiel, dans le circuit imprimé 120. Cette étape 320 du procédé 300 est une étape classique, bien connue dans le domaine de la fabrication de circuits imprimés, qui consiste à positionner le composant encapsulé 165, obtenu à l’étape 310, dans des matériaux pré-imprégnés. Les matériaux pré-imprégnés se présentent sous la forme d’une superposition de feuilles pré-imprégnées 131-135 déposées autour du composant encapsulé 165, entre un premier et un second substrats conducteurs 121, 122 du circuit imprimé 120 et destinées à former une résine d’encapsulation tout autour du composant de puissance.
Le procédé 300 comporte ensuite une étape 330 de lamination à chaud du circuit imprimé, c'est-à-dire de l’ensemble formé du composant encapsulé 165, des feuilles pré-imprégnées 131-135 et des substrats conducteurs 121, 122. Pour cela, l’ensemble formé du composant encapsulé 165, des feuilles pré-imprégnées 131-135 et des substrats conducteurs 121, 122 est introduit dans une presse chauffante, entre deux mors chauffants 180, de sorte à créer un circuit imprimé stratifié dans lequel est enfoui le composant encapsulé 165. L’étape de laminage 330 est réalisée suivant une technique bien connue dans les procédés de fabrication des circuits imprimés et n’est donc pas décrite en détails ici.
Le procédé 300 comporte ensuite une étape 340 de réalisation de vias 150, par exemple réalisés par perçage laser, permettant la connexion du composant de puissance 110. Comme pour l’étape 250 du procédé 200, l’étape 340 du procédé 300 consiste à réaliser des trous métallisés permettant d'établir une liaison électrique entre deux couches de circuit imprimé 120. Certains vias 150 traversent le second substrat conducteur 122, le matériau sacrificiel 160 et la partie de la résine d’encapsulation 130 située au-dessus du matériau sacrificiel 160 jusqu’à atteindre le second substrat 112 du composant 110. Certains autres vias 150 traversent le premier substrat conducteur 121 et la partie de la résine d’encapsulation 130 située sous le composant de puissance 110 jusqu’à atteindre le premier substrat 111 du composant 110. Les vias 150 peuvent, par exemple, être réalisés en deux temps : tout d’abord une gravure chimique permet d’enlever le matériau conducteur des substrats conducteurs 121, 122 du circuit imprimé ; ensuite un perçage laser permet de réaliser des trous dans la résine d’encapsulation 130 et/ou le matériau sacrificiel 160 ; enfin une électrodéposition de cuivre, ou d’un autre matériau conducteur, permet de métalliser les trous pour former les connexions du composant 110. Selon l’invention, les vias 150 sont de préférence des micro-vias présentant un diamètre inférieur ou égal à 150 µm.