INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Selon un exemple de la présente divulgation, le système 100 peut être configuré pour réaliser une modulation F1 par canal sur une pluralité de transducteurs 22 du dispositif émetteur 20, de sorte que plus un transducteur 22 du dispositif 20 est éloigné d’un point focal d’intérêt dans le milieu M et plus la tension du signal de sortie SG1 envoyé sur ce transducteur 22 est faible (même forme d’onde mais avec une tension décroissante). En contrôlant la modulation F1 par canal, on peut avantageusement piloter les transducteurs 22 pour émettre des ondes selon une fonction d’apodisation, et ce avec plus de précision et de flexibilité. Par exemple, on peut configurer la modulation F1 pour qu’au moins un transducteur 22 soit bridé en tension (voire désactivé) pour limiter l’énergie délivrer par ce transducteur dans le milieu M. On peut ainsi adapter le pilotage des transducteurs 22 et éviter efficacement des problèmes de mauvaise focalisation des ondes W1 et d’échos W2 indésirables.
Dans le procédé de pilotage décrit ci-avant en référence notamment à la , la modulation F1 des signaux de sortie SG1 du pulseur 101 peut être réalisée de diverses manières, par exemple de façon déterministe ou quelconque, en prédéfinissant par exemple la manière dont les signaux SG1 doivent être modulés (sans tenir compte des performances réelles du système) ou en adaptant la modulation F1 en fonction du comportement ou des caractéristiques du système de pilotage 100, voire du système SY1 dans son ensemble. Dans les exemples de réalisation qui suivent, la modulation F1 des signaux de sortie SG1 est adaptée en fonction du comportement de la chaîne de transmission s’étendant du pulseur 101 au transducteur 22.
Des exemples de réalisation du système de pilotage 100 (figures 4-9), noté par la suite 200, qui mettent en œuvre le concept de la présente divulgation, vont à présent être décrits ci-après en référence aux figures 10-15. Sauf indication contraire, les éléments décrits ci-avant en référence au système de pilotage 10 s’appliquent de façon analogue au système de pilotage 100. Comme déjà indiqué, on suppose dans ce qui suit que le système 200 est un système d’imagerie ultrasonore bien que d’autres implémentations soient possibles. Par souci de simplification de l’exposé, certains éléments décrits ci-avant en référence aux figures 1-9 ne sont pas à nouveau décrits en détail ci-après.
Sauf indication contraire, on considère dans ce qui suit par souci de simplification de l’exposé de la divulgation que le système de pilotage 200 utilise un unique pulseur 101 pour piloter un transducteur 22 du dispositif transducteur 20, bien que des variantes soient possibles où une pluralité de pulseurs 101 sont utilisés pour piloter un ou des transducteurs 22 du dispositif 20. Les modes de réalisation de la présente divulgation s’appliquent de façon analogue au pilotage d’un ou de transducteurs 22 par une pluralité de pulseurs 101.
Plus précisément, la représente schématiquement selon un exemple le système de pilotage (ou système de commande) 200 comprenant l’unité de commande 12 configurée pour piloter le dispositif transducteur 20, à savoir un dispositif à ultrasons dans cet exemple. Le système de pilotage 200 et le dispositif transducteur 20 forment ensemble un système noté SY2.
Le système de pilotage 200 ( ) diffère principalement du système 100 ( ) en ce que la modulation F1 des signaux de sortie SG1 émis par le pulseur 101 est adaptée en fonction du comportement d’une chaîne de transmission 202 s’étendant du pulseur 101 au transducteur 22. Pour ce faire, le système de pilotage 200 comprend une unité de commande 140 configurée pour mesurer au moins un paramètre de fonctionnement PR1 de la chaîne de transmission 202 au travers de laquelle le pulseur 101 envoie les signaux de sortie SG1 au transducteur 22. L’unité de commande 140 est en outre configurée pour contrôler le ou les contrôleurs 122 inclus dans le système de pilotage 200, ou plus généralement dans le système SY2, en fonction du ou des paramètres PR1 mesurés. L’unité de commande 140 est par exemple configurée pour envoyer des commandes CMD1 aux contrôleurs 120 pour contrôler la modulation F1 des signaux de sortie SG1 au cours du temps. On peut ainsi améliorer le pilotage du transducteur 22 en ajustant la modulation F1 au comportement du système.
La chaîne de transmission 202 comprend un ensemble de composants matériels, du système SY2, s’étendant depuis le pulseur 101 au transducteur 22 et pouvant comprendre au moins un composant intermédiaire ou autre participant dans la transmission des signaux électriques SG1 depuis le pulseur 101 pour piloter le transducteur 22. Cette chaîne de transmission 202 comprend en particulier le pulseur 101 et le transducteur 22, voire d’autres composants tels qu’une liaison électrique reliant le pulseur 101 au transducteur 22.
Cette chaîne de transmission 202 peut se caractériser par un ou des paramètres de fonctionnement PR1 dont le nombre et la nature peuvent varier selon le cas d’usage.
L’unité de commande 140 peut en particulier comprendre, ou utiliser, de quelconques moyens appropriés pour mesurer le ou les paramètres de fonctionnement PR1 de la chaîne de transmission 202. Des exemples de mise en œuvre de ces moyens de mesure sont décrits ultérieurement en référence notamment aux figures 11-15.
Selon un exemple, le ou les paramètres de fonctionnement PR1 mesurés par l’unité de commande 140 caractérise au moins l’un parmi un état du pulseur et un état du transducteur 22 (ou plus généralement du dispositif transducteur 20).
Dans un deuxième mode de réalisation illustré en , les tubes T sont orientées dans le sens de la largeur du boîtier BT. Les barres de bus B1, B2 sont au-dessus et en dessous de la .
Le procédé de fabrication d’un tel module de batterie, peut comprendre les étapes suivantes : - introduire une à une les cellules C dans un tube T de dimensions adaptés aux cellules C ; - refermer le tube T avec un bouchon BT équipé d’un ressort RT pour maintenir le contact électrique entre les cellules C ; - disposer les tubes T pleins dans la direction souhaitée (longitudinale ou perpendiculaire à l’axe du véhicule dans le pack batterie) ; - connecter les modules B entre eux aux extrémités du pack batterie.
Par ailleurs les modules B peuvent être intégralement ou partiellement immergés pour être refroidis, de sorte à refroidir ainsi toutes les cellules C internes. Alternativement, les modules de batterie B peuvent être microperforés dans la longueur pour laisser passer un fluide frigorigène diélectrique, ce qui refroidit les cellules C de manière plus efficace.
Dans une autre variante, les tubes T des modules de batterie B, peuvent eux-mêmes être introduits dans un deuxième tube de section supérieure afin de faire passer un fluide frigorigène entre les deux sections de tubes.
Dans une autre variante, les interstices entre les tubes T parallèles, peuvent être utilisés pour conduire un fluide frigorigène. Selon cette topologie les tubes T des modules de batterie B, sont solidaires les uns des autres afin de créer des conduites étanches de part et d’autre du pack batterie.
Les autres avantages techniques de l’invention sont les suivants : - une optimisation du flux thermique des cellules C ; - la remplaçabilité des cellules C est facilitée puisqu’elles ne nécessitent pas d’être soudées ou collées entre elles ; - une amélioration de la résistance structurelle du pack batterie, les tubes T étant un apport solide en cas de collision ; - une facilitation et une accélération de l’assemblage du pack batterie ; - une réduction de la quantité de barres de bus utiles ; - une optimisation des contacts électriques inter-cellules, et donc une réduction des échauffements par effets joule.
En outre, cette technique rend le remplacement de cellules plus facile (utile au reconditionnement ou pour la seconde vie).
Membrane conductrice ionique, procédé de préparation et applications associées La présente invention concerne une membrane conductrice ionique. En particulier, l’invention concerne une membrane conductrice ionique, notamment une membrane anionique et/ou cationique, pour une pile à combustible, notamment de type PEM (« Polymer Exchange Membrane » en anglais).
L’un des composants essentiels au bon fonctionnement d’une pile à combustible de type PEM est la membrane conduisant les ions à l’intérieur de la pile. Traditionnellement, ces piles fonctionnent en mode cationique et cette fonction est assurée par un matériau conducteur cationique (notamment protonique) ionomère tel que le Nafion®. Cependant, cela pose le problème technique d’imposer de fonctionner en régime cationique. Par ailleurs cela nécessite également de travailler avec le platine comme catalyseur. Ces problèmes techniques constituent un frein au développement de ces dispositifs. En effet, le platine est un métal rare et coûteux qu’il conviendrait de remplacer par exemple par d’autres métaux moins coûteux comme le nickel, etc. De tels métaux sont actuellement utilisés dans des installations stationnaires de grande puissance fonctionnant à haute température pour travailler en régime anionique et ainsi remplacer le platine. Cependant, ces procédés imposent de travailler à haute température et il conviendrait donc de disposer de membranes permettant de travailler à température ambiante. Ceci devrait ouvrir la porte aux piles à combustible anioniques miniatures.
Afin de surmonter ces difficultés, des matériaux conducteurs anioniques ont été développés.
WO 2015/044308 A1 décrit en ce sens des supports cationiques constitués d’un support inorganique poreux, la surface des pores duquel sont revêtues d’un gel de silice fonctionnalisé par des groupements cationiques. Les supports cationiques décrits sont destinés à être utilisés comme membrane anionique dans une pile à combustible.
Une autre stratégie a été de fonctionnaliser le Nafion® en vue de le convertir en un matériau conducteur anionique.
Une telle approche a notamment été décrite dans Salerno Holly L. S., et al. (« Anion exchange membranes derived from nafion precursor for the alkaline fuel cell », Journal of Polymer Science Part B : Polymer Physics, 2012, 50, pp 552-562). Cet article enseigne que des membranes conductrices d'hydroxyde robustes sont nécessaires à l’obtention de piles à combustible alcalines (PAC) solides, durables et peu coûteuses. Des membranes échangeuses d'anions (MEA) à base de Nafion® ont été synthétisées par amination de la membrane précurseur de Nafion® avec de la 1,4-diméthylpipérazine. Cette réaction initiale produit une MEA avec des cations diméthylpipérazinium fixés de manière covalente et neutralisés par des anions fluorure, tandis qu'une réaction ultérieure d'échange d'ions produit une membrane conductrice d'ions hydroxyde. Ces MEA possèdent une grande stabilité thermique et des températures de transition thermique différentes de celles du Nafion®.
Une membrane Nafion® modifiée est également connue de Min-suk J. Jung et al. (« A Perfluorinated Anion Exchange Membrane with a 1,4 Dimethylpiperazinium Cation » , J. Mater. Chem. , 2011, 21, (17), pp 6158-6160) qui ont démontré qu’une membrane échangeuse d'anions perfluorée avec un cation 1,4-diméthylpipérazinium présente une meilleure conductivité des ions hydroxyde et une absorption d'eau réduite par 3, par rapport à une MEA hydrocarbonée avec le même cation. La MEA perfluoré est stable pendant 30 jours dans du KOH 2 M à 60°C et a montré de bonnes performances dans les piles à combustible.
Une membrane Nafion® modifiée est également connue de Schmidt, C. et al. (« Modification of Nafion Membranes by Impregnation with Ionic Liquids », Chemical Engineering & Technology , 2008, 31, No. 1, pp 13-22) qui décrivent l’imprégnation de membranes Nafion® 117 avec différents imidazolium (1-hexyl-3-méthyl-imidazolium/HMI, 1-butyl-3-méthyl-imidazolium/BMI) et pyrrolidinium (1-butyl-1-méthyl-pyrrolidinium/BMPyr) porteurs des anions hydrophobes (tris(pentafluoroéthyl)trifluorophosphate/FAP, bis(trifluorométhylsulfonyl)imide/BTSI, hexafluorophosphate/PF 6) et plus hydrophiles (tétrafluoro-borate/BF4). Lors de ce traitement, les cations des liquides ioniques remplacent partiellement les protons des groupements acide sulfonique du Nafion®. D'après cet article, la modification du Nafion® par des liquides ioniques portant l'anion hydrophobe volumineux FAP semble prometteuse.
WO 2021/083922 A1 décrit également un procédé de conversion du Nafion® par polymérisation dans les pores du matériau de monomères porteurs de groupements ammonium quaternaire susceptibles d’intéragir ioniquement avec les groupements sulfonates du Nafion®.
Dans ce qui précède, le repère XZ a une orientation quelconque par rapport à la direction de propagation de la fissure ayant conduit à la rupture du matériau.
Or on s’est aperçu que la déviation standard de l’auto-corrélation spatiale du champ S prise sur l’ensemble des échelles de résolution , pour un pas et une direction déterminés, était maximale pour une valeur de correspondant à la direction de propagation de la fissure, ce qui peut s’écrire de la manière suivante :
On peut de la sorte déterminer la direction de propagation de la fissure.
Ceci est illustré sur la figure 2, sur laquelle on peut voir, dans le plan XZ de la surface de rupture d’un échantillon en aluminium, la cartographie des différences de hauteur de la surface de rupture par rapport au plan moyen de cette surface (valeurs comprises entre -200 et +200 , comme indiqué sur l’échelle située sous la figure).
Sur cette , la direction de propagation de la fissure ayant conduit à la rupture du matériau est orientée parallèlement à l’axe X.
Sur l’axe des abscisses la figure 3, on a représenté l’angle , dont la valeur 0° correspond à la direction de propagation de la fissure, et sur l’axe des ordonnées, la valeur .
Comme on peut le voir sur la figure 3, cette valeur prend un maximum égal à environ 38 pour , c’est-à-dire dans la direction de propagation de la fissure.
De manière alternative, on peut déterminer comme étant la valeur de qui permet de maximiser l’intégrale sur de la déviation standard de l’auto-corrélation spatiale du champ S prise sur l’ensemble des échelles de résolution , ce qui peut s’écrire de la manière suivante :
Une fois obtenue cette direction de propagation de la fissure, on peut déterminer la valeur du pas qui permet de maximiser la déviation standard de l’auto-corrélation spatiale du champ S prise sur l’ensemble des échelles de résolution et dans la direction de propagation de la fissure :
Cette maximisation, obtenue dans la direction de propagation de la fissure pour une valeur de pas particulière = , appelée « échelle caractéristique d’endommagement », est représentée à titre d’exemple sur le graphique de la figure 4 pour un échantillon en aluminium : sur l’axe des abscisses de ce graphique sont représentées les valeurs de pas , et sur l’axe des ordonnées de ce graphique sont représentées les valeurs de la fonction
Dans cet exemple particulier, l’échelle caractéristique d’endommagement , correspondant au sommet de la courbe, vaut environ 33,6 .
Il est apparu que cette valeur maximisante du pas = , est représentative de la distance entre les micro-cavités qui se forment dans la zone de fissuration du matériau étudié.
Il est par ailleurs apparu que , à savoir l’auto-corrélation spatiale du champ S pour le pas et l’échelle de résolution , prise selon la direction de propagation de la fissure , prend une succession de maxima et minima relatifs lorsque le pas varie, et que ces maxima et minima relatifs sont dans une large mesure indépendants de l’échelle choisie.
Ceci est illustré par les figures 5 et 6 ci-annexées.
Sur la , on peut voir, dans le plan XZ de la surface de rupture d’un échantillon en aluminium, la cartographie du champ normalisé S (valeurs comprises entre -1 et 1, comme indiqué sur l’échelle située sous la figure), représentative des directions et des sens des pentes de cette surface.
Sur la figure 6, on a représenté une pluralité de courbes correspondant chacune à une échelle de résolution en indiquée sur la légende située à droite de la figure.
Pour illustrer ces avantages, on peut faire le calcul suivant à l’aide des données de chaleur spécifique pour les fibres végétales d’une part et de chaleur spécifique du PVC rigide d’autre part : On note Cp1 la chaleur spécifique du PVC rigide (J.kg -1 .K -1 ), soit 880 J/kg°C On note Cp2 la chaleur spécifique de la fibre végétale, soit 2300 J/kg°C
On connaît l’égalité suivante :
m1.Cp1.T1 + m2.Cp2.T2 = m.Cp.T
Ainsi, pour un premier mélange dans le mélangeur à froid 2 comprenant, en masse par rapport à la masse du premier mélange :
- 50% de pré-mélange, à 120°C,
- 50% de fibres végétales, à 20°C.
On obtient l’égalité suivante :
(1 kg * 880 * 120°C) + (1 kg * 2300 *20°C) = 151600 J = 2 kg * 1590 * T
La température T finale obtenue au sein du mélangeur à froid est donc de T=47,6°C.
Le pré-mélange est ainsi refroidi à une température de 47,6°C par simple contact avec les fibres végétales, sans qu’il soit nécessaire d’apporter des frigories additionnelles.
Par ailleurs, le préséchage des fibres végétales augmente le rendement du co-malaxeur 4.
Le premier mélange ainsi obtenu dans le mélangeur à froid 3 est introduit dans la première entrée 15 du co-malaxeur 4 et est gélifié au sein dudit co-malaxeur 4 par malaxage et chauffage jusqu’à une température d’environ 170°C. Contrairement au PVC, la fibre végétale ne fond pas dans le co-malaxeur. Cependant, elle va consommer une partie non négligeable de l’énergie de friction au détriment du PVC. Par ailleurs, la configuration des internes du co-malaxeur assure un mélange intime et une répartition homogène fibre végétale/PVC.
Dans cette zone de gélification 24 portée à 170°C, des additifs, des pigments, des produits recyclés peuvent être ajoutés au premier mélange. Ces composés additionnels sont incorporés et intimement mélangés au premier mélange afin de fabriquer une pâte de matière homogène.
Un taux de fibres végétales élevé introduit dans un co-malaxeur peut générer une élévation de la pression en bout de vis du co-malaxeur. Le procédé selon l’invention résout cette difficulté en incorporant les fibres végétales sur au moins deux entrées séparées du co-malaxeur.
Ainsi, une deuxième portion de fibres végétales est introduite dans la dernière entrée 16 du co-malaxeur 4 et est ajoutée au premier mélange issu de la zone de gélification 24 pour obtenir un mélange final. La teneur de la deuxième portion de fibres végétales représente environ 15% à environ 50%, de préférence environ 15% à environ 30%, en masse par rapport à la masse totale des fibres végétales introduites dans le co-malaxeur . Les fibres végétales de cette deuxième portion sont par exemple introduites directement dans le co-malaxeur 4 sans préséchage préalable. Les fibres végétales peuvent présenter un taux d’humidité allant d’environ 8% à environ 12%.
Le mélange final est gélifié au sein du co-malaxeur, par malaxage et chauffage jusqu’à une température d’environ 170°C. Lors de cette étape, l’humidité des fibres végétales de la deuxième portion de fibres végétales est évacuée par la sortie de dégazage 21. Puis le mélange final gélifié est extrudé à la sortie 20 du co-malaxeur 4 pour obtenir ledit compound.
La surface de fond S3 prolonge, en direction de la première extrémité longitudinale 42, en particulier selon l’axe longitudinal X1, la première surface de recouvrement S448 formée par la deuxième extrémité longitudinale 44. En d’autres termes, la jonction entre la surface de fond S3 et la première surface de recouvrement S448 est une ligne contenue dans le plan formé par la première surface de recouvrement S448. Dans le premier mode de réalisation et de façon avantageuse, la surface de fond S3 est dans le plan π. Les surfaces S3 et S448 sont donc coplanaires. La troisième surface de fond S3 est dans le prolongement, selon l’axe longitudinal X1 et au-delà de la surface périphérique 31, de la première face transversale 28 du maillon 2. Dans le premier mode de réalisation et de façon avantageuse, la surface S3 et la première face transversale 28 sont également coplanaires.
En variante, les surfaces S3 et S448, donc la surface S3 et la première face transversale 28, sont sensiblement coplanaires sans être rigoureusement coplanaires, en formant entre elles un angle inférieur à 10°.
La première surface S1 est constituée par une portion d’un bord courbe 25 du maillon 2, qui est disposée du côté de la troisième surface de fond S3 selon une direction parallèle à l’axe longitudinal X1. En d’autres termes, la première surface S1 est constituée par une portion de la surface périphérique 31, au niveau d’une des zones de transition 26, où la largeur du maillon diminue en s’éloignant de l’œillet 22 selon l’axe longitudinal X1.
La deuxième surface latérale S2 est formée par une portion de la surface externe S4 qui s’étend en direction de la première extrémité longitudinale 42 à partir d’une ligne L44 qui forme l’intersection entre la surface externe S4 et la surface périphérique 31 du maillon 2. Au sein de la cavité C44, la ligne d’intersection L44 délimite la première surface S1. La ligne d’intersection L44 définit la jonction entre la première surface S1 et la deuxième surface S2. La deuxième surface S2 est dite latérale dans le sens où la deuxième surface S2 est non parallèle à l’axe transversal Y1. La deuxième surface latérale S2 s’étend donc globalement transversalement à l’axe Y1. La deuxième surface latérale S2 délimite la cavité C44 latéralement, c’est-à-dire selon l’axe transversal Y1, vers l’intérieur, c’est-à-dire en direction de l’axe longitudinal X1. La ligne d’intersection L44 est disposée au même niveau longitudinal que la deuxième surface de recouvrement S449. La ligne d’intersection L44 s’étend de la première face transversale 28 à la deuxième face transversale 29. En particulier la ligne d’intersection L44 s’étend de la première face de recouvrement S448 à la deuxième surface de recouvrement S449. La ligne d’intersection L44 s’étend, au sein de la cavité C44, à partir de la troisième surface de fond S3.
Sur l’insert A) de la , les première, deuxième et troisième surfaces S1, S2 et S3 sont identifiées par des zones avec des points, avec des densités différentes, afin de faciliter leur repérage. De même, un trait d’axe a été ajouté dans le prolongement de la ligne d’intersection L44, afin de faciliter son repérage.
La troisième surface de fond S3 s’étend latéralement, c’est-à-dire selon une direction parallèle à l’axe transversal Y1, et dans un sens d’éloignement de l’axe longitudinal X1, c’est-à-dire vers l’extérieur, par rapport à la partie du maillon 2 située dans la même zone que cette surface de fond S3 le long de l’axe longitudinal X1. En d’autres termes, la surface de fond S3 s’étend à une distance du plan comprenant les axes X1 et Z1 qui est non nulle et qui est supérieure à la distance entre ce plan et les portions de la surface périphérique 31 noyées dans la matière de la deuxième extrémité longitudinale 44, en particulier les bords latéraux 27 des pattes longitudinales 24.
Ainsi, chaque cavité C44 est décalée du maillon 2 parallèlement à l’axe transversal Y1.
En outre, chaque cavité C44 est avantageusement décalée du maillon 2 parallèlement à l’axe longitudinal X1. En d’autres termes, la troisième surface de fond S3 s’étend selon une direction parallèle à l’axe longitudinal X1, en direction de la première extrémité longitudinale 42, par rapport à la partie du maillon 2 située dans la même zone que cette surface de fond S3 le long de l’axe longitudinal Y1.
Dans ce cas, la cavité C44 est décalée du maillon 2 parallèlement à toutes les directions des faces transversales 28 et 29 de ce maillon, c’est-à-dire dans toutes les directions parallèles aux surfaces de recouvrement S448 et S449. En d’autres termes, la cavité C44 est disposée latéralement sur l’extérieur du maillon et longitudinalement au-delà, en direction de la première extrémité longitudinale 42, des parties du maillon non-recouvertes par la deuxième extrémité 44.