INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
représente un exemple de coupe transversale d’un mandrin contenant la source d’énergie non thermique radio-voltaïque de fond de puits, selon certains modes de réalisation
représente un organigramme d’exemples d’opérations d’alimentation des dispositifs électriques de fond de puits, selon certains modes de réalisation.
Description détaillée La description qui suit comprend des exemples de systèmes, de procédés, de techniques et de flux de programmes qui mettent en œuvre certains aspects de la divulgation. Toutefois, il est entendu que cette divulgation peut être mise en œuvre sans ces détails spécifiques. Dans d’autres cas, des instructions, des protocoles, des structures et des techniques bien connus n’ont pas été présentés en détail afin de ne pas obscurcir la description.
Les modes de réalisation peuvent inclure une source d’énergie non thermique radio-voltaïque positionnée au fond d’un puits de forage pour générer de l’énergie indépendamment des conditions thermiques dans le puits de forage. Les sources d’énergie radio-voltaïques non thermiques peuvent être capables de produire de l’énergie pendant de nombreuses années, voire des décennies, dans les conditions de fond de puits, en raison de la nature solide de leur construction. En revanche, dans de telles conditions, une batterie traditionnelle peut avoir une durée de vie mesurée en semaines ou en mois. En outre, les sources d’énergie radio-voltaïques non thermiques peuvent alimenter n’importe quel type de dispositif en fond de puits (comme les capteurs et autres outils de fond de puits) sans câbles externes ni autres pièces mobiles. En conséquence, des modes de réalisation peuvent alimenter les dispositifs de fond de puits pour permettre à ces dispositifs de continuer à fonctionner même après la fermeture d’un puits et/ou longtemps après l’épuisement d’une batterie traditionnelle positionnée en fond de puits. Les problèmes liés à la dégradation des batteries dans les applications à haute température peuvent également être évités.
Exemple de source d’énergie non thermique radio-voltaïque en fond de puits
Un exemple de source d’énergie non thermique radio-voltaïque en fond de puits est maintenant décrit. représente un exemple de source d’énergie non thermique radio-voltaïque de fond de puits et un dispositif électrique alimenté par la source d’énergie non thermique radio-voltaïque de fond de puits, selon certains modes de réalisation. représente une source 100 d’énergie non thermique radio-voltaïque de fond de puits couplée électriquement à un dispositif électrique 106. La source 100 d’énergie non thermique radio-voltaïque de fond de puits peut comprendre une source 102 de radio-isotopes et une ou plusieurs couches semi-conductrices 104.
Dans certains modes de réalisation, la source 102 de radio-isotopes peut comprendre du tritium, mais un certain nombre de radio-isotopes différents peut être utilisé comme la source 102 de radio-isotopes. La source 102 de radio-isotopes peut se présenter sous la forme d’une feuille solide, bien que d’autres configurations soient possibles. La source 102 de radio-isotopes peut émettre des particules alpha, bêta et/ou gamma sous forme de rayonnement. La source 102 de radio-isotopes et les couches semi-conductrices 104 peuvent être configurées pour être positionnées à proximité l’une de l’autre. Les couches semi-conductrices 104 peuvent être configurées pour capturer les particules émises sous forme de rayonnement par la source 102 de radio-isotopes. La source 100 d’énergie non thermique radio-voltaïque de fond de puits peut produire de l’énergie électrique en convertissant les rayonnements alpha, bêta et/ou gamma émis par la source 102 de radio-isotopes et capturés par les couches semi-conductrices 104. Dans certains modes de réalisation, les couches semi-conductrices 104 peuvent faire partie d’une structure semi-conductrice multicouche à l’état solide comprenant une ou plusieurs jonctions P-N et des champs électriques entre les couches. Les couches semi-conductrices 104 peuvent comprendre un semi-conducteur de type P, un semi-conducteur de type N ou une combinaison d’un ou plusieurs semi-conducteurs de type P et de type N en couches. Dans certains modes de réalisation, les couches semi-conductrices 104 peuvent avoir différentes épaisseurs pour capturer les différents types de particules émises par la source 102 de radio-isotopes. Dans certaines mises en œuvre, les couches semi-conductrices 104 peuvent comprendre une ou plusieurs couches minces de silicium, de diamant ou d’autres matériaux qui ont une efficacité de conversion énergétique élevée et qui peuvent résister au rayonnement émis par la source 102 de radio-isotopes.
Le système 100 de l’invention utilise donc une ou des techniques de capture de ligands comprenant au moins une parmi les techniques SPR et les techniques de l’interférométrie MZ afin de fournir une ou des empreintes numériques (« empreintes ») des COV capturés. A titre d’exemple, les empreintes E A et E B de la représentent les COV émis par le mélange M.
En se référant encore aux Figures 3 et 4, le système 100 comprend en outre un sous-système de contrôle (ou « sous-système ») 130. Le sous-système 130 emploie le modèle de profils olfactifs sortant du réseau neuronal pour contrôler le fonctionnement de l’installation de production 110 en réponse à la présence des composés cibles dans l’air ambiant de l’installation. Les capteurs du sous-système 130 peuvent déclencher lorsque le modèle de profils olfactifs sortant indique un décalage entre les propriétés physico-chimiques du mélange M en cours de production à l’installation de production 110 (représenté, par exemple, par l’empreinte E A , E B du mélange fourni par le dispositif 120) et les propriétés physico-chimiques attendues. Le dispositif 120 peut détecter la présence des composés cibles dans l’air ambiant autour de l’installation de production 110, ce qui déclenche le sous-système 130 (par exemple, de manière permettant de changer la vitesse de rotation des vis dans l’extrudeuse 112a). A titre d’exemple, le dispositif 120 peut détecter la présence des composés cibles à un niveau indiquant un mélange trop collant, permettant une modification des matières premières entrant dans à l’extrudeuse 112a. Dans un autre exemple, la détection de l’air ambiant par le dispositif 120 peut signaler un écoulement nécessitant un changement de vis (par exemple, les vis pouvant être choisies parmi des profils co-rotatifs interpénétrés avec profils conjugués, des profils conjugués ou non, des vis parallèles ou coniques, des profils mono-filets ou multi-filets, et des vis modulaire ou non).
En se référant encore aux Figures 3 à 5, et en outre à la , une description détaillée est donnée à titre d’exemple d’un procédé de contrôle de fabrication de produits caoutchouteux en réponse à l’entrée des données obtenues par le dispositif 120 (ou « procédé de contrôle de fabrication » ou « procédé ») 200 de l’invention réalisé par le système 100.
Le cycle de mélangeage peut également se faire en démarrant le cycle avec un produit déjà mélangé mais ne contenant pas tous les ingrédients de la recette de mélange choisie (appelé « masterbatch »). Par exemple, les résines et les agents de vulcanisation ne sont pas présents dans le masterbatch. Dans ce cas, soit le masterbatch est récupéré chaud en provenance d’un mélangeur en amont de l’installation de production 110 (tel qu’un mélangeur interne ou un mélangeur externe), soit le masterbatch est froid car il a été fabriqué et conditionné plusieurs heures voire plusieurs jours au préalable.
Pendant cette étape, le moyen de mélangeage 112 est mis en œuvre (par exemple, dans les cas où le moyen de mélangeage comprend l’extrudeuse 112a, la ou les vis de l’extrudeuse sont mises en rotation pour provoquer un mouvement du mélange caoutchouteux vers l’aval de l’extrudeuse dès l’introduction des matières premières) (voir la flèche B de la ). Il est entendu que le cycle de mélangeage peut être facilement adapté pour tous les modes de réalisation de l’installation de production 110 (par exemple, les modes de réalisation incorporant des mélangeurs internes au lieu de l’extrudeuse 112a). Pendant cette étape, les outils à cylindres 114 mettent en forme la bande 115 du mélange M sortant du moyen de mélangeage 112, et la bande 115 continue formée est enroulée en rouleaux 117 pour faciliter le stockage du mélange.
Le procédé de contrôle de fabrication de l’invention comprend aussi une étape de capture 204 de l’air ambiant autour de l’installation de production 110 pour obtenir un ou des échantillons gazeux pendant la production de la bande 115. Cette étape, étant réalisée par le dispositif 120 du système 100, peut être réalisée d’une manière itérative en fonction de nombre d’échantillons prévus pour alimenter le réseau neuronal. Dans les modes de réalisation du dispositif 120 incorporant une technique du type SPR, l’étape de capture met en œuvre un effet SPR utilisant un changement local de l'indice de réfraction du mélange caoutchouteux produit par l’installation de production 110. Dans les modes de réalisation du dispositif 120 incorporant une technique du type interférométrie MZ, l’étape de capture met en œuvre un effet interférométrie MZ utilisant un déphasage des faisceaux lumineux permettant une mesure des profils olfactifs émis produits par le mélange caoutchouteux en cours de production à l’installation de production 110.
Le procédé de contrôle de fabrication 200 de l’invention comprend en outre une étape de détection des profils olfactifs, y compris les COV, présents dans l’air ambiant et capturés par les capteurs du dispositif 120. Pendant cette étape, ces profils olfactifs détectés sont enregistrés dans une ou des bases de données 205. Des paramètres différents, tels que les caractéristiques des gaz (y compris la nature et la concentration des produits chimiques, les propriétés physico-chimiques des produits chimiques, par exemple, solubilité, pression de vapeur saturante et biodégradabilité), les conditions d'exploitation et les variations du taux d'humidité de l’environnement peuvent influencer la durée de cette étape.
Dans les modes de réalisation du système 100 incorporant un filtre 140, cette étape comprend une étape de suppression de la pollution COV de l’air ambiant avant son entrée dans le dispositif 120.
Le procédé de contrôle de fabrication 200 de l’invention comprend en outre une étape d’identification 208 d’un profil olfactif pour identifier le mélange caoutchouteux en cours de production et son état de production. Cette étape est réalisée à partir d’au moins un échantillon de l’air ambiant capturée par le dispositif 120. Les identifications peuvent être réalisées en fonction du nombre d’échantillons d’être capturé. Pendant cette étape, les données extraites sont traitées et normalisées par le dispositif 120 pour que les COV puissent être mesurés (soit par les techniques SPR soit par les techniques interférométrie MZ). Le dispositif 120 fournit une empreinte des COV présents dans chaque échantillon mesuré (voir, par exemple, les empreinte E A et E B représentées dans la ). Cette empreinte « olfactive », étant une image du profil olfactif à l’instant de sa mesure, varie en fonction des traitements réalisés sur le mélange ou son évolution attendue pendant la réalisation d’un cycle de mélangeage.
Dans les modes de réalisation du système 100 incorporant le condenseur 144, cette étape comprend une étape de diminution de l’humidité et/ou de la température dans l’air ambiant capturée par le dispositif 120.
Le procédé de contrôle de fabrication 200 de l’invention comprend en outre une étape de construction du modèle de profils olfactifs sur la base des propriétés physico-chimiques du mélange caoutchouteux identifié. Pour réaliser la construction du modèle de profils olfactifs, cette étape comprend une étape d’introduction 214 au réseau neuronal des propriétés physico-chimiques du mélange caoutchouteux identifié, cette étape étant réalisée par le système 100. Pendant cette étape, des propriétés physico-chimiques du mélange caoutchouteux identifié sont obtenues par le dispositif 120. Les propriétés physico-chimiques obtenues comprennent des données correspondantes à l’empreinte fournie par le dispositif 120. Ces données sont enregistrées (par exemple, dans une ou des bases de données 150 du système 100) (voir la ), et elles sont mises à jour pendant la durée du procédé de contrôle de fabrication sur une base continue ou sur une base intermittente.
Le procédé de gestion thermique comprend ensuite une quatrième étape E4, qui comprend : - une sous-étape E41 d’application de la première consigne C1 par le compresseur 111, et - une sous-étape E42 d’application de la deuxième consigne C2 par l’élément chauffant électrique 13, la première et la deuxième sous-étape 41, 42 pouvant s’exécuter simultanément.
Dans la première sous-étape E41, sur réception de la consigne C1, le superviseur 14 détermine la quantité de chaleur à transmettre par le condenseur 111. A cet effet, le superviseur 14 peut alors mettre un œuvre un régulateur PID afin de calculer un débit du deuxième fluide caloporteur circulant dans le condenseur 111, le débit étant calculé de sorte à annuler - soit un écart de température entre la première consigne C1 et la température courante de l’habitacle T2 calculée ou mesurée, - soit un écart de température entre la première consigne C1 et une cinquième température T5 correspondant à la température courante du premier fluide caloporteur circulant à proximité du condenseur 111. La puissance P1 du condenseur est ensuite adaptée de sorte à mettre en œuvre le débit du deuxième fluide caloporteur calculé par le régulateur PID.
En parallèle, comme cela est illustré par la , dans la deuxième sous-étape E42, sur réception de la consigne C2, l’élément de chauffage électrique 13 ou le superviseur 14 peuvent également mettre un œuvre un régulateur PID afin de calculer une puissance électrique P2 nécessaire pour annuler - soit un écart de température entre la deuxième consigne C2 et la température courante de l’habitacle T2 calculée ou mesurée, - soit un écart de température entre la deuxième consigne C2 et une sixième température T6 correspondant à la température courante du premier fluide caloporteur circulant en entrée de l’élément de chauffage électrique 13. L’élément de chauffage électrique 13 applique alors la puissance P2 calculée par le régulateur PID.
Une nouvelle itération du procédé précédemment décrit peut ensuite être exécutée.
La illustre une mise en œuvre de l’invention lorsque la température d’un air extérieur du véhicule est égale à 0 degrés Celsius.
L’axe des abscisses 41 représente le temps. L’axe 42 des ordonnées représente différentes grandeurs selon la courbe : - la courbe C1 représente l’évolution temporelle d’une consigne de température du premier fluide caloporteur, la consigne C1 étant transmise par le superviseur 14 au condenseur 111, - la courbe T3 représente l’évolution temporelle d’une température mesurée ou calculée d’un fluide caloporteur circulant en entrée de l’aérotherme 12, - la courbe P1 représente l’évolution temporelle d’une puissance mise en œuvre par le condenseur 111 pour annuler l’écart entre la consigne C1 et la température T3, et - la courbe P2 représente l’évolution temporelle d’une puissance mise en œuvre par l’élément chauffant électrique 13 pour annuler un écart entre une consigne C2 et la température T3, la consigne C2 (non représentée sur le graphe) étant égale à la consigne C1 moins 3 degrés Celsius.
A l’instant initial 101, la courbe T3 montre que la température du fluide caloporteur circulant en entrée de l’aérotherme est égale à 0°C.
De plus, à t l’instant initial 101, à partir d’une température requise dans l’habitacle, on détermine pour le condenseur une consigne C1 de température du fluide caloporteur égale à 60°C.
Dans le scénario illustré par la , l’utilisateur modifie la température souhaitée dans l’habitacle, ce qui entraine notamment des variations de la consigne C1. On observe ainsi que la consigne C1, diminue progressivement jusqu’à un instant 106 où elle atteint 37°C. La consigne C1 se stabilise alors à 37°C jusqu’à un instant 107. Puis entre l’instant 107 et un instant 109, la consigne C1 est maintenue à une valeur constante de 50°C. Puis au-delà de l’instant 109, la consigne C1 repasse à 37°C.
On compare ensuite l’évolution temporelle de la consigne C1 et de la température T3, et l’impact de cette évolution sur le fonctionnement du condenseur 111 et de l’élément de chauffage électrique 13.
Entre les instants 101 et 102, la température T3 est très inférieure à la consigne C1, le condenseur 111 et l’élément de chauffage électrique 13 sont donc tous les deux démarrés. La puissance déployée par l’élément de chauffage électrique 13 augmente très rapidement, alors que la puissance déployée par le condenseur 111 est plus faible. Grâce à la puissance fournie par l’élément de chauffage électrique 13, à l’instant 102, la température T3 est supérieure à la température de consigne C1. Un peu avant l’instant 102, la puissance de l’élément de chauffage électrique 13 commence à diminuer, jusqu’à devenir nulle à un instant 105. On relève également qu’une différence entre la consigne C1 et la température T3 est supérieure à 3°C (c’est-à-dire au seuil S1) entre les instants 103 et 104, ce qui est corrélé avec une augmentation temporaire de la puissance utilisée par l’élément de chauffage électrique 13.
Entre les instants 104 et 105, les courbes P1 et P2 se croisent. Ce croisement matérialise la montée en puissance du compresseur 111, dont la contribution devient majoritaire dans la gestion thermique du véhicule automobile 100.
Entre les instants 105 et 107, l’écart entre la consigne C1 et la température T3 est inférieur au seuil S1 (égal ici à 3 °C), donc la consigne C2 est inférieure à la température T3. L’élément de chauffage électrique 13 est donc arrêté.
Puis, entre les instants 107 et 108, lorsque la consigne C1 augmente brusquement de 37°C à 50°C, l’écart entre la consigne C1 et la température T3 est à nouveau supérieur au seuil S1 ; l’élément de chauffage électrique 13 est donc redémarré et fonctionne jusqu’à un instant 108 où l'écart entre la consigne C1 et la température T3 est à nouveau inférieur au seuil S1.
Ainsi, dans l’exemple illustré par la , l’utilisation de l’élément de chauffage électrique est relativement restreinte, puisqu’elle est réservée à des périodes transitoires de forte montée en température du liquide caloporteur. La plupart de temps, l’usage de la pompe à chaleur 11 est suffisant pour mettre en œuvre une température souhaitée dans l’habitacle 2 par l’usager du véhicule.
La représente les mêmes courbes que la , dans une situation où la température de l’air extérieur est égale à -15 °C.
Dans certains modes de réalisation du procédé de l’invention, une étape de simulation d’un nombre de mélanges permettant de réaliser au moins un mélange caoutchouteux ayant des propriétés physico-chimiques prédéterminées.
L’invention concerne aussi un système de fabrication de produits caoutchouteux qui réalise un procédé (200) de contrôle de fabrication de produits caoutchouteux, caractérisé en ce que le système (100) comprend : - une installation de production qui met en œuvre des étapes successives de mélangeage, l’installation de production comprenant au moins un moyen de mélangeage duquel un ou des mélanges caoutchouteux sortent; - un dispositif de détection d’odeur qui capture un air ambiant autour de l’installation de production pour obtenir au moins un échantillon gazeux pendant le cycle de mélangeage ; et - un sous-système de contrôle qui emploie un modèle de profils olfactifs à partir des caractéristiques physico-chimiques des mélanges caoutchouteux reconnus par moyens d’une ou des techniques de capture de ligands choisie parmi au moins une entre : - une ou des techniques de la résonance plasmonique de surface (SPR) ; et - une ou des techniques de l’interférométrie Mach-Zehnder (MZ) ; de sorte que le dispositif reconnaît la présence des composés organiques volatiles odorants (COV) présents dans l’air ambiant capturé en capturant des ligands associés aux COV à détecter; et de sorte que le modèle de profils olfactifs apprend les propriétés physico-chimiques des (COV) associées avec les mélanges sortant du moyen de mélangeage pendant les cycles de production de produits caoutchouteux réalisés par l’installation de production.
Dans certains modes de réalisation du système de l’invention, le sous-système comprend un ou des capteurs qui déclenchent lorsque le modèle de profils olfactifs sortant indique un décalage entre les propriétés physico-chimiques du mélange en cours de production à l’installation de production et les propriétés physico-chimiques attendues.
Dans certains modes de réalisation du système de l’invention, le sous-système ajuste le fonctionnement de l’installation de production en réponse aux capteurs déclenchés pour obtenir un niveau de collant du mélange à partir d’une empreinte fournie par le dispositif.
Dans certains modes de réalisation du système de l’invention, le moyen de mélangeage est choisi parmi une ou des extrudeuses et/ou un ou des mélangeurs internes.
La nature et les divers avantages de l’invention vont devenir plus évidents à la lecture de la description détaillée qui suit, conjointement avec les dessins annexés, sur lesquels les mêmes numéros de référence désignent partout des parties identiques, et dans lesquels : La représente un ensemble des groupes chimiques obtenus à partir d’un caoutchouc chauffé. La représente un mode de réalisation d’un interféromètre Mach-Zehnder caoutchouc chauffé. La représente un mode de réalisation d’un système de fabrication de produits caoutchouteux de l’invention. La représente une schématique d’un principe de détection par capture des ligands réalisé par un dispositif de détection d’odeur du système de la . La représente un mode de réalisation du système de la . La représente un mode de réalisation d’un procédé de contrôle de fabrication de produits caoutchouteux réalisé par le système de l’invention.
Description détaillée En se référant maintenant aux Figures, sur lesquelles les mêmes numéros identifient des éléments identiques, la représente un système de fabrication de produits caoutchouteux (ou « système ») 100 de l’invention. Le système 100 réalise un procédé de contrôle de fabrication de produits caoutchouteux en réponse à l’entrée des données obtenues par un outil de détection permettant une classification physico-chimique (aussi appelé un « nez électronique ») du système. Le système 100 est utilisable dans les installations où des produits caoutchouteux sont fabriqués (y compris des pneumatiques). Il est entendu que le système 100 peut fonctionner dans plusieurs environnements physiques sans connaissance de leurs paramètres en avance (par exemple, un arrangement initial d’une ligne de production de produits caoutchouteux de laquelle le système 100 fait partie).
Le système 100 comprend une installation de production (ou « installation ») 110 qui met en œuvre des étapes successives de mélangeage et de fin de ligne. Comme représenté dans la , l’installation de production 110 comprend au moins un moyen de mélangeage 112 qui met en œuvre des étapes successives de mélangeage d’un mélange caoutchouteux. A titre d’exemple, le moyen de mélangeage 112 peut comprendre au moins une extrudeuse 112a avec un châssis avec des parties communes assemblées, qui peuvent comprendre, sans limitation, un ensemble vis-fourreau (avec ou sans ses accessoires facultatifs de chauffage et de refroidissement ), un groupe d’entraînement (du réducteur et accouplement), un moteur principal, des dispositifs pour l’alimentation en matière (par exemple, des doseurs ou des trémies 112b), une armoire de pilotage qui réunit les variateurs des moteurs, des organes de démarrage et de sécurité, et des dispositifs de régulation, de commande, d’affichage et de mesure. L’extrudeuse 112a peut être une extrudeuse mono-vis, une extrudeuse bi-vis ou une extrudeuse à plusieurs vis.