INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
, une vue schématique d’un dispositif de mise en œuvre de deux canaux quantiques optiques entre un satellite et deux stations terrestres de communication quantique pour distribution ou échange quantique de clés par satellite (QKD) selon l’art antérieur et mettant en œuvre un protocole par intrication.
, une vue schématique de la mise en œuvre d’un canal quantique optique entre un satellite et une station terrestre de communication quantique
, une vue schématique d’une architecture de génération de clé par nœud de confiance de l’art antérieur,
, une vue schématique d’une méthode de distribution de clés secrètes sûres selon l’invention,
, une vue schématique d’un système de distribution de clés secrètes selon un mode de réalisation de l’invention
, une vue schématique d’une méthode de distribution de clés selon un mode de réalisation préféré de la méthode de l’invention
, une vue schématique d’une méthode d’émission de requête d’établissement’un canal quantique selon l’invention
La illustre schématiquement une méthode de distribution de clé secrète par canal quantique via un satellite Sat selon un mode de réalisation de l’invention.
La illustre schématiquement un système de communication 1 selon l’invention qui comprend le satellite Sat et des stations terrestres de communications quantiques SCQ1-SCQ5 terrestres.
Il est important de noter que la méthode de l’invention s’applique à l’établissement d’un canal quantique pour la distribution de clés secrètes par tout protocole connu de l’homme de l’art. Par exemple, selon un mode de réalisation, l’invention est mise en œuvre avec un protocole d’échange de clés secrètes par canal quantique de type Préparation et Mesure (Preparation and measure P&M en anglais) dans lequel le satellite distribue directement une clé secrète à une unique station terrestre de communication quantique. Alternativement, selon un autre mode de réalisation, l’invention est mise en œuvre avec un protocole d’établissement de clés secrètes par canal quantique basé sur l’intrication quantique ( EB en anglais pour Entaglement Based ). Dans ce mode de réalisation, le satellite envoie à deux stations terrestres de communication quantique des paires de photons intriqués (un à chaque station), par un canal quantique respectif. Ainsi, ces deux stations partagent une même clé secrète.
Dans la suite de la description, sauf lorsque cela est explicitement spécifié, on décrira la méthode de l’invention mise en œuvre avec un protocole d’échange de clé secrète par canal quantique de type préparation et mesure (P&M) afin de simplifier la description de l’invention. Cependant, l’homme de l’art comprendra que la méthode de l’invention (et le satellite adapté pour mettre en œuvre cette méthode) peut être généralisée à tout protocole de distribution par canal connu de l’homme de l’art.
Ainsi, les stations terrestres de communications quantiques SCQ1-SCQ5 sont toutes aptes à établir un canal quantique avec le satellite Sat par le biais de leur terminal quantique TQ. Le canal quantique permet d’échanger des qubits afin par exemple d’échanger des clés secrètes. Alternativement, le terminal quantique TQ permet l’établissement, via le satellite Sat, d’au moins une clé secrète partagée par deux stations terrestres de communication quantique, sous la forme d’une paire de photons intriqués. Le terminal quantique TQ comprend les éléments nécessaires à l’établissement d’un canal quantique pour échanger des clés sécrètes selon un protocole donné comme par exemple le protocole BB84 (Bennett et Brassard 1984). Le terminal TQ comprend un télescope, un système de pointage et de poursuite du télescope vers le télescope du satellite Sat, un dispositif d’émission et de réception des signaux optiques de communications quantiques et un dispositif de contrôle de protocole pour échanger des clés secrètes.
A titre d’exemple non limitatif, la illustre un mode de réalisation dans lequel le système 1 comprend cinq stations terrestres de communications quantiques SCQ1-SCQ5. Alternativement, selon un autre mode de réalisation, le système 1 comprend un nombre de stations de communications différent de cinq.
La mesure infra-rouge est réalisée par transformée de Fourier, par exemple au moyen d’un spectromètre de type Spectrum 100 de la marque Perkin Elmer équipé d’un accessoire de Polarisation ATR simple réflexion, dont la précision est de 8cm -1 .
La spectroscopie infra-rouge à transformée de Fourier est l’analyse des vibrations émises, absorbées ou diffusées par les molécules. Cette technique est sensible aux interactions dites courtes (influence de la maille unitaire sur les liaisons). Dans la majorité des cas, les spectres infra-rouges à transformée de Fourier de différents systèmes cristallins diffèrent de manière significative. Le spectre infra-rouge à transformée de Fourier reflète donc les détails de la structure cristalline d’un composé chimique.
De manière générale, et sauf indication contraire, le diagramme de diffraction des rayons X et le spectre infra-rouge sont obtenus à 20°C et à une pression de 1 atmosphère absolue (101 325 Pa).
La forme cristalline du sel de sodium de l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique a une énergie minimale d’inflammation supérieure à 500 mJ, préférentiellement supérieure à 1000 mJ (1 mJ = 10 -3 joule).
L’énergie minimale d’inflammation représente l’énergie minimale qui doit être fourni à un produit (composé chimique) pour provoquer son inflammation. L’énergie peut être électrique ou thermique. L’énergie minimale d’inflammation est une donnée essentielle pour la prise en compte du risque d’explosion lors de la manipulation du produit (transfert, stockage, réaction, mise en forme...).
L’énergie minimale d’inflammation dépend des propriétés de la poudre (composition) ainsi que de sa structure macromoléculaire (granulométrie, forme cristalline, surface spécifique).
Dans le cadre des solides, cette énergie est l’énergie minimale d’une étincelle électrique susceptible d’enflammer un nuage de poussière. Plus la valeur de l’énergie minimale d’inflammation est élevée, moins le solide présente un risque lors de son utilisation, manipulation, stockage.
La mesure de l’énergie minimale d’inflammation est réalisée selon la norme NF EN 13821.
La forme cristalline du sel de sodium de l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique présente 4 phénomènes thermiques avec la technique de calorimétrie différentielle à balayage, à 49,8°C ; 144,8°C ; 169,8°C et 254,3°C. L’incertitude relative à l’observation de ces phénomènes est généralement de l’ordre de 10°C, avantageusement 5°C ou moins.
Les phénomènes thermiques sont mesurés par calorimétrie différentielle à balayage (DSC). Cette technique exploite la mesure de la variation de chaleur associée à la dénaturation thermique du composé lorsque celui-ci est chauffé à vitesse constante, par exemple avec une rampe de chauffe de 10°C/minute.
Procédé de fabrication de la forme cristalline du sel de sodium
Le procédé de fabrication de la forme cristalline du sel de sodium de l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique comprend au moins les étapes successives suivantes : 1) mélange d’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique avec une solution aqueuse SA 1 et au moins un sel de sodium, avantageusement pendant au moins 1 minute, afin de former une solution aqueuse ou une suspension aqueuse SA 2 ; 2) distillation à une pression inférieure à la pression atmosphérique de la solution aqueuse ou de la suspension aqueuse SA 2 afin de former une suspension S 1 ; 3) séparation solide / liquide de la suspension S 1 et isolement des cristaux de la suspension S 1 obtenus à l’issue de l’étape 2) sous la forme d’une composition C 1 . Les cristaux obtenus sont sous forme cristalline du sel de sodium de l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique.
Par sel(s) de sodium dans l’étape 1), on entend au moins un sel(s) inorganique(s), par exemple l’hydroxyde de sodium, le carbonate de sodium, le bicarbonate de sodium ou leurs mélanges.
La température et le temps de mélange de l’étape 1) peuvent varier en fonction notamment de la concentration en acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique. L’homme du métier saura adapter la variation de température et le temps de mélange pour optimiser la formation des cristaux.
Le procédé de fabrication de la forme cristalline du sel de sodium peut se faire sur n’importe quelle forme de l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique, comme par exemple la forme aiguille ou la forme hydratée.
Le procédé de fabrication peut être réalisé sur n’importe quelle dégrée de pureté de l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique.
Les gros rouleaux de presse 50A présentent respectivement de préférence la même masse. Les petits rouleaux de presse 50B présentent respectivement de préférence la même masse.
La masse de chaque gros rouleau de presse 50A est avantageusement comprise entre 16 kg et 40 kg, de préférence entre 18 kg et 30 kg, mieux entre 18 kg et 25 kg, par exemple égale à 20 kg.
La masse de chaque petit rouleau de presse 50B est avantageusement comprise entre 3 kg et 16 kg, de préférence entre 8 kg et 14 kg, par exemple égale à 12 kg.
Un séparateur de phase 10B selon un deuxième mode de réalisation va maintenant être décrit, en référence à la . Seules les différences entre le premier mode de réalisation 10A et le deuxième 10B vont être décrites ci-dessous.
Dans le deuxième mode de réalisation, chaque rouleau de presse 38 est raccordé individuellement et séparément au bâti 16.
En d’autres termes, chaque rouleau de presse 38 est retenu séparément au bâti 16.
Les déplacements longitudinaux respectifs des rouleaux de presse 38 sont de préférence libres les uns par rapport aux autre.
Le système de raccordement 40 comprend alors avantageusement, pour chaque rouleau de presse 38, un lien 52 s’étendant entre une première extrémité solidaire du rouleau de presse 38 et une deuxième extrémité 54 solidaire du bâti 16.
Les liens 52 sont alors de préférence tous distincts.
Le lien 52 est par exemple un câble.
Plus précisément, lesdits liens 52 sont propres à empêcher la dérive vers l’aval des rouleaux lors de l’écoulement de la matière à séparer vers l’aval, mais sont propres à autoriser des mouvements libres des rouleaux de presse 38 les uns par rapport aux autres.
Chaque lien 52 est inélastique. En d’autres termes, chaque lien 52 est rigide.
Les liens 52 sont aussi de préférence flexibles, de sorte à permettre lesdits déplacements longitudinaux et verticaux de chaque rouleau de presse 38 par rapport au bâti 16.
Comme illustré sur la , de préférence, les deuxièmes extrémités des liens 52 solidaires du bâti 16 sont alignées selon une ligne. La ligne s’étend alors par exemple longitudinalement, c’est-à-dire parallèlement à la direction longitudinale X.
Lorsque les rouleaux de presse 38 sont tendus vers l’aval, pour chaque rouleau de presse 38, le centre de section transversale est longitudinalement disposé entre deux arbres rotatifs 32 voisins.
Dans le deuxième mode de réalisation, les termes « lorsque les rouleaux de presse 38 sont tendus vers l’aval » font notamment référence au cas de figures où les liens 52 sont tendus vers l’aval.
Selon un mode de réalisation, lorsqu’il existe un nombre de station(s) visible(s) supérieur à un nombre de canaux quantiques disponibles sur le satellite, l’étape D comprend une sous étape de classement par priorité desdites requêtes d’établissement d’un canal quantique en fonction d’informations comprises dans lesdites données, lesdites informations étant choisies parmi la liste suivante : un recueil chronologique des établissements d’un canal quantique précédemment établies avec les stations, un accord préalable d’établissement d’un canal quantique avec les stations et des consignes émises par le centre de contrôle de mission, ladite sélection de la ou des stations sélectionnées consistant à choisir la ou les N stations visibles ayant émis une requête d’établissement d’un canal quantique présentant une priorité classée parmi les N premières. De manière préférentielle, lesdites informations comprennent une durée de visibilité optique des stations visibles calculée par l’unité de traitement à partir de ladite position desdites stations, de ladite position du satellite et d’une prévision d’une trajectoire du satellite.
Selon un mode de réalisation, l’étape C comprend : détecter un signal laser dit signal de visibilité optique émis par au moins une station terrestre de communication quantique comprise dans ledit sous ensemble, puis identifier cette ou ces stations terrestre(s) de communication quantique comme station(s) visible(s).
Selon un mode de réalisation, préalablement à l’étape C, une des stations terrestres de communication quantique transmet une requête d’établissement d’un canal quantique vers un centre de contrôle de mission puis ledit centre de contrôle de mission transmet ladite requête au satellite, et dans laquelle lesdites données comprennent ladite requête, l’étape C comprenant l’identification de cette station terrestre de communication quantique comme station visible lorsqu’elle est en visibilité optique du satellite.
Selon un mode de réalisation la méthode comprend une étape ultérieure F consistant à transmettre à un centre de contrôle de mission, par un canal de télécommande-télémesure du satellite, un signal représentatif du nombre et des durées d’établissement d’un canal quantique et représentatif de la station terrestre de communication quantique avec laquelle chaque canal quantique a été établi.
Selon un mode de réalisation, l’étape A est répétée jusqu’à ce que ledit sous ensemble de stations terrestres de communication quantique soit déterminé en étape B, et dans laquelle, les étapes A et B sont répétées jusqu’à ce que la ou les stations visibles soient identifiées dans l’étape C, et dans laquelle, les étapes A, B et C sont répétées jusqu’à ce que la ou les stations sélectionnées soient sélectionnées dans l’étape D.
Selon un mode de réalisation, l’étape E consiste à échanger, par canal quantique via ledit satellite, au moins une clé secrète avec la ou les stations sélectionnées.
Alternativement, selon un autre mode de réalisation, l’étape E consiste à établir, via ledit satellite, au moins une clé secrète partagée par au moins deux stations sélectionnées.
Une autre objet de l’invention est une méthode d’émission de requête d’établissement d’un canal quantique mise en œuvre par un module de traitement d’une station terrestre de communication quantique comprenant un terminal quantique apte à établir un canal quantique avec le satellite, ladite méthode comprenant les étapes suivantes : Identifier un besoin d’établissement d’un canal quantique à partir de paramètres stockés dans ledit module de traitement, lesdits paramètres comprenant un accord préalable d’établissement d’un canal quantique à ladite station terrestre de communication quantique, un recueil chronologique du nombre et durées d’établissement d’un canal quantique précédemment établie avec la station et un nombre et durées d’établissement de canal quantique attribué à ladite station, Si un besoin est identifié, identifier un satellite présentant une position dans laquelle il est apte à établir un canal quantique avec ladite station terrestre de communication quantique, puis déterminer une prévision d’une trajectoire dudit satellite depuis ladite position, A partir de données météorologiques et à partir de ladite prévision de la trajectoire, déterminer une fenêtre temporelle de visibilité optique durant laquelle un d’établissement d’un canal quantique entre ledit satellite et ladite station est possible, Emettre une requête d’établissement d’un canal quantique transmise directement ou indirectement audit satellite.
Selon un mode de réalisation de la méthode d’émission de requête d’établissement d’un canal quantique, la requête de d’établissement d’un canal quantique est transmise directement audit satellite, ladite requête étant alors un signal laser dit signal de visibilité optique émis par ladite station.
Selon un mode de réalisation de la méthode d’émission de requête d’établissement d’un canal quantique, les données météorologiques comprennent des relevés météorologiques locaux à la station terrestre de communication quantique et des prévisions météorologiques locales à la station terrestre de communication quantique pour une durée comprise entre 1 minute et 15 minutes.
Un autre objet de l’invention est un satellite apte à établir un canal quantique, ledit satellite comprenant : au moins un terminal quantique de satellite adapté pour établir un canal optique avec une station terrestre de communication quantique, un déterminateur et propagateur d’orbite adapté pour déterminer une position du satellite, une unité de traitement dans laquelle sont stockées des données associées à une pluralité de stations terrestre de communication quantique, lesdites données comprenant une position desdites stations ladite unité de traitement étant reliée au déterminateur et propagateur d’orbite et adaptée pour mettre en œuvre les étapes suivantes : déterminer une zone d’établissement de canal quantique du satellite à partir de ladite position du satellite déterminée par le déterminateur et propagateur d’orbite à partir de ladite position desdites stations, déterminer un sous ensemble de stations terrestre de communication quantique formé par au moins une des stations terrestre de communication quantique comprise dans ladite zone d’établissement de canal quantique du satellite Identifier au moins une station terrestre de communication quantique, dite station visible : comprise dans ledit sous ensemble, ayant émis une requête d’établissement de canal quantique, et qui est en visibilité optique du satellite, établir un canal quantique entre ledit satellite et la ou les stations sélectionnées au moyen d’un terminal quantique de satellite.
Selon un mode de réalisation, le satellite comprend un dispositif optique de détection relié à l’unité de traitement, et adapté pour que l’étape C comprenne les sous étapes suivantes : détecter, par ledit dispositif optique de détection, un signal laser dit signal de visibilité optique émis par au moins une station terrestre de communication quantique comprise dans ledit sous ensemble, puis identifier cette ou ces stations terrestres de communication quantique comme station(s) visible(s).
Un autre objet de l’invention est une station de communication comprenant : un terminal quantique apte à établir un canal quantique avec le satellite, un module de propagation d’orbite adapté à déterminer les positions et les trajectoires du ou des satellites à partir de données d'orbitographie du ou des satellites, un module de traitement adapté pour recevoir ou déterminer des données météorologiques locales et adapté pour mettre en œuvre les étapes suivantes : Identifier un besoin d’établissement de canal quantique à partir de paramètres stockés dans ledit module de traitement, lesdits paramètres comprenant un accord préalable d’établissement d’un canal quantique avec ladite station et un recueil chronologique du nombre et des durées d’établissement d’un canal quantique avec ladite station, Si un besoin est identifié, identifier un satellite présentant une position dans laquelle il est apte à établir un canal quantique avec ladite station, puis déterminer une prévision d’une trajectoire dudit satellite depuis ladite position, A partir desdites données météorologiques et à partir de ladite prévision de la trajectoire, déterminer une fenêtre temporelle de visibilité optique dudit satellite durant laquelle un établissement de canal quantique entre ledit satellite et ladite station de communication est possible, Emettre une requête d’établissement de canal quantique transmise directement ou indirectement audit satellite.
Selon un mode de réalisation, la requête d’établissement de canal quantique est transmise directement audit satellite, ladite requête étant alors un signal laser dit signal de visibilité optique émis ledit terminal quantique.
une vue schématique d’un dispositif de mise en œuvre d’un canal quantique optique entre un satellite et une station terrestre de communication quantique pour distribution ou échange quantique de clés par satellite (QKD) selon l’art antérieur et mettant en œuvre un protocole de type Préparation et Mesure,
De manière générale, un évaporateur est un dispositif comprenant une entrée de solution à traiter (solution aqueuse ou suspension aqueuse SA 2 ), une sortie pour évacuer le solvant distillé (l’eau et d’éventuels solvants organiques) et une sortie pour évacuer la suspension S 1 .
Le temps de résidence de la solution aqueuse ou de la suspension aqueuse SA 2 dans le dispositif de distillation (avantageusement sous vide), qui est avantageusement un évaporateur, autrement dit la durée de distillation à une pression inférieure à la pression atmosphérique, est avantageusement compris entre 1 seconde et 600 secondes, préférentiellement entre 3 secondes et 300 secondes, plus préférentiellement entre 30 secondes et 100 secondes. Le temps de résidence correspond à la durée nécessaire à la réalisation de l’étape 2), c’est-à-dire à la durée de la préparation de la suspension S 1 par distillation de la solution aqueuse ou de la suspension aqueuse SA 2 . En d’autres termes, dans le cas d’un évaporateur, il s’agit du temps de séjour de l’acide acrylamido-2-méthyl-2-propane sulfonique (et/ou sa forme cristalline de sel de sodium), entre l’entrée et la sortie du dispositif. Ce temps de résidence dépend de la quantité d’eau (et des éventuels solvants organiques), d’acide 2-acrylamido-2-propane sulfonique, et de sel de sodium présent dans la solution aqueuse ou la suspension aqueuse SA 2. L’homme du métier saura adapter ce temps de séjour afin d’obtenir de l’acide 2-acrylamido-2-propane sulfonique sous forme cristalline de sel de sodium en fonction de la quantité des constituants de la solution aqueuse ou de la suspension aqueuse SA 2 .
La distillation peut être effectuée dans un évaporateur vertical ou horizontal. Préférentiellement, elle est effectuée dans un évaporateur vertical.
La solution aqueuse ou la suspension aqueuse SA 2 peut circuler à co-courant ou à contre-courant par rapport aux vapeurs générées par l’évaporation. Préférentiellement, elle circule à contre-courant des vapeurs dans le dispositif de distillation. En d’autres termes, la solution aqueuse ou la suspension aqueuse SA 2 est préférentiellement introduite dans le dispositif de distillation, avantageusement un évaporateur, à co-courant ou à contre-courant par rapport au solvant distillé.
La solution aqueuse ou la suspension aqueuse SA 2 peut circuler dans un ou plusieurs évaporateurs en série avant d’obtenir la suspension S 1 . Préférentiellement, elle circule dans un évaporateur unique.
La pression lors de la distillation est avantageusement comprise entre 1 et moins de 1000 mbar absolu (1 mbar = 100 Pa). Elle est préférentiellement inférieure à 900 mbar absolu, plus préférentiellement inférieure à 800 mbar absolu, plus préférentiellement inférieure à 700 mbar absolu, plus préférentiellement inférieure à 600 mbar absolu, plus préférentiellement inférieure à 500 mbar absolu, plus préférentiellement inférieure à 400 mbar absolu, plus préférentiellement inférieure à 300 mbar absolu, plus préférentiellement inférieure à 200 mbar absolu, plus préférentiellement inférieure à 100 mbar absolu et encore plus préférentiellement inférieure à 50 mbar absolu, et avantageusement supérieure à 1 mbar absolu. La pression absolue correspond à la pression par rapport à la pression zéro (vide).
Dans un mode particulier, l’étape 2) comprend une étape 2’) (optionnelle), permettant de faciliter l’évaporation du solvant. L’étape 2’) consiste alors en une augmentation de la température de la solution aqueuse ou de la suspension aqueuse SA 2 , autrement dit la distillation selon l’étape 2’) se fait à chaud.
Le chauffage durant la distillation peut se faire par diverses technologies. A titre d’exemple et de manière non limitative, nous pouvons citer le chauffage avec de la vapeur, à l’eau chaude, par électricité, par compression de vapeur, ou encore à l’aide d’une pompe à chaleur. Ainsi, le dispositif de distillation peut être de type double paroi, un fluide caloporteur chaud circulant entre les deux parois.