INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
la illustre, en vue de dessus, de manière schématique, un exemple de virage à droite lors de la mise en œuvre du procédé de la .
la est une vue schématique en coupe axiale d’une turbomachine du type turbopropulseur,
la est une vue schématique en perspective d’un réducteur mécanique selon un premier mode de réalisation de l’invention,
la est une vue schématique en coupe axiale du réducteur de la ,
la est une vue schématique en perspective d’un réducteur mécanique selon une variante de réalisation de l’invention, et
la est une vue schématique en coupe axiale du réducteur de la .
La illustre une turbomachine d’aéronef, et en particulier un turbopropulseur 1 d’aéronef, l’aéronef pouvant être par exemple un avion ou un hélicoptère.
De manière connue, le turbopropulseur 1 comprend un carter 2, une turbine à gaz 3 comprenant un arbre de turbine 4, une hélice 26 comprenant un arbre d'hélice 5, et un réducteur 210 configuré, d'une part, pour être entraîné par l'arbre de turbine 4 à une première vitesse et, d'autre part, pour entraîner l'arbre d'hélice 5 à une deuxième vitesse plus faible que la première vitesse.
Dans cet exemple, l'arbre de turbine 4 est entraîné en rotation à une vitesse élevée de l'ordre de 20 000 à 35 000 tours par minute tandis que l'arbre d'hélice 5 est entraîné en rotation à une vitesse réduite de l'ordre de 1000 à 2500 tours par minute. L’arbre d’hélice 5 est relié à l’hélice 26, 126.
Le réducteur 210 permet d'entraîner en rotation l'hélice 26, 126 à une vitesse optimale pour permettre le déplacement de l'aéronef sur lequel est monté le turbopropulseur 1.
La présente invention propose un réducteur 210 optimisé dont des modes de réalisation sont illustrés aux figures 4 et suivantes.
Un premier mode de réalisation du réducteur 210 est illustré aux figures 4 et 5 et comprend :
- un solaire 218 centré sur un premier axe X et mobile en rotation autour de ce premier axe X,
- une couronne 222 montée autour du solaire 218 et du premier axe X, et
- des satellites 220 montés entre le solaire 218 et la couronne 222 et engrenés avec le solaire 218 et la couronne 222.
Le solaire 218 est relié à un premier arbre A1 qui est équipé d’une roue 216, comme c’est le cas dans un réducteur du type offset. Dans l’exemple représenté, le solaire 218 comprend une denture externe 218a et est située à une extrémité longitudinale de l’arbre A1 dont l’extrémité longitudinale opposée est reliée à la roue 216 ( ).
L’acide ou les acides présents peuvent provenir de la propre acidité du jus à traiter, notamment quand le jus est obtenu par un prétraitement acide de biomasse et/ou d’un ajout d’acide(s) dans le jus.
Au sens de l’invention, le terme de « mélange en phase aqueuse de composés comprenant des sucres C5 avec 5 carbones et des sucres C6 avec 6 carbones » pourra aussi être désigné, par soucis de concision sous le terme de « jus sucré initial » ou « mélange initial M ». Au sens de l’invention, le terme « mélange M’ enrichi en sucres C5 sous forme monomérique et/ou en sucres C6 sous forme monomérique et appauvri en sucres C5 forme oligomérique et/ou en sucres C6 sous forme oligomérique» pourra aussi être désigné, par soucis de concision, sous le terme de « jus sucré traité » ou « mélange M’ traité ». Au sens de l’invention, on comprend par « appauvri » le fait que la concentration (ou la teneur) du sucre considéré dans le mélange diminue du fait du traitement et par « enrichi », a contrario, le fait que la concentration du sucre dans le mélange augmente du fait du traitement. Au sens de l’invention, on comprend par « sucres » des sucres sous leur forme monomérique et sous forme oligomérique, sauf s’il en est spécifié autrement. Au sens de l’invention, « jus » est équivalent à un mélange de composés en phase aqueuse : le jus est aqueux, et les sucres qu’il contient sont solubles dans l’eau.
L’invention a donc mis au point un traitement qui va transformer au moins une partie des sucres sous forme oligomérique en sucres sous forme monomérique, par un traitement acide à chaud, qui va de fait provoquer une hydrolyse de tout ou partie des oligomères en monomères. Ce qui est très avantageux, c’est qu’on parvient ainsi à réduire/supprimer les composés indésirables, à savoir les sucres sous forme oligomérique, pour les convertir en sucres sous forme monomérique, qui sont les produits recherchés : il ne s’agit pas simplement de les retirer du jus sucré initial, mais de les convertir à la forme recherchée.
Les conditions de cette hydrolyse, notamment l’acidité du milieu et la température, sont ajustées en fonction, notamment, de la nature de la biomasse, du type de prétraitement qu’elle a eu quand le jus sucré provient d’un traitement/prétraitement de biomasse lignocellulosique, qui conditionnent la teneur en oligomères du mélange, ou encore des spécifications de pureté en sucre monomérique s’il est valorisé tel quel. On peut ainsi moduler la sévérité du traitement en fonction du jus sucré à traiter et de la pureté en sucre monomérique à atteindre, en modulant température, acidité et durée de traitement, ou encore moduler un des paramètres en fonction des deux autres.
Avantageusement, la température T du traitement peut être d’au moins 70°C, notamment d’au moins 75°C, ou d’au moins 80°C, ou d’au moins 90°C, ou d’au moins 100°C.
Avantageusement encore, la température T du traitement peut être d’au plus 140°C, notamment d’au plus 130°C. En effet, il est utile de ne pas trop monter en température le jus, afin d’éviter toute réaction parasite du type réaction de Maillard qui viendrait dégrader les sucres.
Avantageusement, la durée du traitement peut être d’au moins 5 minutes, notamment d’au moins 10 minutes, notamment d’au moins 30 minutes, et de préférence d’au plus 3 heures, notamment d’au plus 2 heures. Tout comme pour la température de traitement, il est en effet préférable de ne pas trop prolonger la durée de traitement afin d’éviter des réactions parasites type réaction de Maillard. On choisit donc le couple température/durée pour cet objectif.
Comme évoqué plus haut, on peut moduler la sévérité du traitement de l’invention en jouant sur les paramètres de sa mise en œuvre, par exemple en choisissant une température pas trop élevée, mais couplée à une acidité élevée et/ou à une durée de traitement élevée, ou, au contraire choisir une température plus élevée couplée à une acidité moins élevée et/ou une durée de traitement plus courte. Comme déjà évoqué également, cette sévérité s’adapte au type de jus sucré initial et à sa teneur en sucres sous forme oligomérique.
Avantageusement, le traitement du mélange initial M en condition acide peut être opéré de façon à ce qu’il y ait au moins 0,1% poids d’acide dans le mélange M total (sucres+ eau), notamment entre 0,2 et 2,8% poids d’acide dans ledit mélange. Cette teneur en acide dans le mélange M total (sucres + eau) correspond à un ajout d’acide dans le jus sucré initial. L’acide est de préférence ajouté sous forme d’une solution d’acide dilué dans l’eau. La teneur en acide indiquée plus haut tient compte de cet apport en eau en prenant en compte le jus et la solution aqueuse d’acide ajoutée au mélange initial M.
A noter que le mélange initial peut lui-même être déjà acide, par exemple quand il est issu prétraitement en milieu acide de biomasse lignocellulosique : dans ce cas de figure, il peut déjà être à un pH de par exemple 0,5 à 2,5, l’ajout d’acide supplémentaire permettant, le cas échéant, d’ajuster le pH à la valeur voulue. Si le prétraitement est plutôt basique, il est nécessaire alors d’ajouter de l’acide en quantités appropriées pour atteindre la même acidité.
Avantageusement, l’acide est choisi parmi au moins un des acides forts suivants : acide sulfurique, acide chlorhydrique et/ou au moins parmi au moins un des acides organiques suivants : acide acétique, acide oxalique, acide formique …
Avantageusement, le traitement du mélange initial M en présence d’acide(s) selon l’invention est opéré à un pH d’au plus 4,5, notamment d’au plus 4 ou d’au plus 3,5 ou d’au plus 3. Il est de préférence choisi entre 0,5 et 2,5.
- une troisième étape lors de laquelle le second anneau est réalisé par fabrication additive directement sur les tôles magnétiques au moyen du premier matériau, en déposant ce premier matériau sur ladite surface pour solidariser le second anneau aux secondes extrémités longitudinales des barres ;
- une première étape d’assemblage des tôles magnétiques avec les barres conductrices, et
- une deuxième étape lors de laquelle au moins l’un des anneaux est réalisé au moins en partie par fabrication additive, ou est fixé aux barres conductrices par fabrication additive ;
+ lors de la première étape, les tôles magnétiques et les barres conductrices sont assemblées ensemble et avec un premier des anneaux qui comprend des orifices de passage de premières extrémités longitudinales des barres, ces orifices comportant chacun un évasement du côté opposé aux tôles magnétiques, les extrémités longitudinales des barres étant en saillie au fond de ces évasements à l’issue de la première étape, et dans lequel, lors de la deuxième étape, l’évasement de chacun de ces orifices est comblé par fabrication additive pour solidariser les extrémités longitudinales des barres à l’anneau ;
+ lors de la première étape, les tôles magnétiques et les barres conductrices sont assemblées ensemble et avec une préforme d’un premier des anneaux qui comprend des orifices de passage de premières extrémités longitudinales des barres, les extrémités longitudinales des barres étant en saillie sur une surface annulaire de la préforme opposée aux tôles magnétiques à l’issue de la première étape, et dans lequel, lors de la deuxième étape, l’anneau est complété par fabrication additive et les extrémités longitudinales des barres sont solidarisées à l’anneau en déposant un matériau par fabrication additive sur ladite surface de la préforme ;
+ lors de la première étape, les tôles magnétiques et les barres conductrices sont assemblées ensemble, des premières extrémités longitudinales des barres dépassant des tôles magnétiques et étant en saillie sur une première surface de ces tôles à l’issue de la première étape, et dans lequel, lors de la deuxième étape, un premier anneau est réalisé par fabrication additive et les extrémités longitudinales des barres sont solidarisées à cet anneau en déposant un matériau par fabrication additive sur ladite surface des tôles ;
+ les deux anneaux sont réalisés au moins en partie par fabrication additive, ou sont solidarisés aux extrémités longitudinales des barres de la même façon ;
+ la fabrication additive est réalisée par une technique appelée cold spray ou projection à froid (aussi appelée CSAM, acronyme de Cold Spray Additive Manufacturing ) ; en variante, d’autres types de fabrication additives seraient envisageables ;
+ les anneaux et les barres sont réalisées dans un même matériau ;
+ les anneaux et les barres sont réalisées dans un matériau choisi parmi de l’aluminium pur, un alliage à base d’aluminium, du cuivre pur, et un alliage à base de cuivre ;
-- les évasements présentent chacun un chanfrein ;
-- les extrémités longitudinales libres des barres sont chanfreinées ;
-- la préforme d’un anneau se présente sous la forme d’un disque ;
-- les orifices ont une forme quelconque, et/ou les barres ont chacune une section quelconque, cette forme ou section étant par exemple ronde, elliptique, polygonale, etc.
Le solaire 218 est ici formé d’une seule pièce avec l’arbre A1, c’est-à-dire que sa denture 218a est directement formée sur l’arbre A1.
La roue 216 ou sa denture 216a pourrait également être formée d’une seule pièce avec l’arbre A1. Dans l’exemple représenté toutefois, la roue 216 comprend des cannelures internes 216b configurées pour coopérer avec des cannelures externes complémentaires de l’arbre A1 afin que la roue 216 soit solidaire en rotation de l’arbre A1 et du solaire 218.
L’arbre A1 peut être rigide ou au contraire avoir une certaine souplesse et donc avoir une capacité de déformation, en particulier en direction radiale. Dans l’exemple représenté, l’extrémité longitudinale de l’arbre A1 reliée à la roue 216 a une souplesse prédéterminée en direction radiale. Ceci est rendu possible dans l’exemple représenté par une forme particulière de cette extrémité longitudinale, qui a ici en section axiale une forme en C. L’extrémité longitudinale de l’arbre A1 comprend ainsi deux parois annulaires coaxiales qui se rejoignent à une de leurs extrémités axiales, la paroi externe étant reliée à la roue 216 et portant par exemple les cannelures externes précitées, et la paroi interne étant reliée au reste de l’arbre A1.
La couronne 222 est fixe dans cette application du type réducteur épicycloïdal. La couronne 222 peut ainsi comprendre une bride annulaire 223 s’étendant radialement vers l’extérieur et configurée pour être fixée à une bride similaire d’un carter, tel que le carter 2 de la .
Les satellites 220 ont des seconds axes de rotation Y parallèles au premier axe X et sont portés par un porte-satellites 224 qui est mobile en rotation autour du premier axe X et qui est relié à un second arbre A2 qui est l’arbre d’hélice 5 de la .
Le porte-satellites 224 peut être relié à l’arbre A2 par des cannelures 224a, comme dans l’exemple représenté. Le porte-satellites 224 comprend plusieurs axes physiques 224b centrés sur les axes Y et autour desquels sont montés les satellites 220. Les satellites 220 peuvent être guidés en rotation sur ces axes physiques 224b par des paliers à billes, à rouleaux ou lisses.
L’arbre A2 comprend un tronçon A21 qui est situé d’un côté du porte-satellites 224, c’est-à-dire du côté de l’hélice. L’arbre A2 comprend en outre un prolongement axial A22 qui traverse le porte-satellites 224 et passe sur son côté opposé jusqu’à l’intérieur de la roue 216.
L’arbre A2 est tubulaire pour le passage de servitudes en direction axiale à travers lui. L’hélice est par exemple équipée d’un système 226 de changement de pas de ses aubes à calage variable (du type PCU). Ce système 226 est situé du côté du tronçon A21 et est relié par exemple à des canalisations d’huile qui traversent axialement l’arbre A2 et sont reliées à un circuit d’huile situé du côté de la roue 216.
Selon l’invention, le réducteur 210 comprend en outre deux pignons 230 d’entrée de couple, c’est-à-dire deux pignons 230 formant une ligne d’entrée comme dans le cas d’un réducteur compound.
Les deux pignons 230 sont tous les deux engrenés avec la roue 216 et sont chacun mobiles en rotation autour d’un troisième axe W parallèle au premier axe X.
Les deux pignons 230 sont parallèles et identiques dans l’exemple représenté.
Les deux pignons 230 comprennent chacun une denture externe 230a formée d’une seule pièce avec un troisième arbre A3.
Les arbres A3 sont destinés à être accouplés, directement ou indirectement, à des rotors de moteurs M1, M2.
Dans le cas où le turbopropulseur 1 a une motorisation hybride, l’un des moteurs M1 est une machine électrique et l’autre des moteurs M2 est une turbine à gaz, et en particulier la turbine à gaz 3 du turbopropulseur 1 de la .
Dans le cas où le turbopropulseur 1 a une motorisation 100% électrique, les deux moteurs M1, M2 sont des machines électriques, de préférence identiques.
Dans l’exemple représenté, les pignons 230 sont disposés de manière symétrique par rapport à un plan P1 passant par le premier axe X et entre les troisièmes axes Z. Ce plan P1 correspond au plan de coupe de la .
Dans ce cas, à l’étape E2, l’unité de contrôle 12 modifie automatiquement l’orientation de la base2 pour l’éloigner de la trajectoire cible Tc et ce afin de ramener la position de la partie mobile 8 de l’actionneur 5 entre les seuils 20 et 21. La direction D n+1 de la base 2 après l’étape E2 forme un angle compris entre 90° et 120° de la direction D n .
Dans l’exemple c), la direction D n d’avancement de la base 2 n’est pas parallèle à la trajectoire cible Tc, la base 2 se rapprochant de celle-ci, et l’opérateur déplace la partie mobile 8 de l’actionneur 5 vers la butée 10 pour maintenir l’outil 7 sur la trajectoire cible Tc, comme illustré par la flèche dY. De plus, la position Y(X) de la partie mobile 8 de l’actionneur 5 est comprise entre les seuils 20 et 21 de la plage prédéfinie.
Dans ce cas, à l’étape E2, l’unité de contrôle 12 commande automatiquement l’orientation de la base 2 pour la ramener dans une position parallèle à la trajectoire cible Tc. et ce afin de maintenir la position de la partie mobile 8 de l’actionneur 5 entre les seuils 20 et 21. La direction D n+1 de la base 2 après l’étape E2 forme un angle β avec la direction D n égale à adY/dX, où a est une constante, par exemple comprise entre 0,8 et 1,2, notamment égale à 1.
Par exemple, pour un pas dX égal 5 mm, c’est-à-dire que la base a avancé de 5 mm, et un dY égal à 1,5 mm, l’angle β est de 16,7°.
D’une manière plus générale, la variation l’orientation en radian de la base 2 à l’étape E2 peut être égale à adY/dX + b(Y-Yref), Y augmentant dans la direction de la butée maximum 11, et où : a = 1 et b = 0, lorsque la position Y de la partie mobile 8 de l’actionneur 5 est comprise entre les seuils 20 et 21, a = 1 et b est compris entre -5 et -1, lorsque la position Y de la partie mobile 8 de l’actionneur 5 est inférieure au seuil minimum 20 et que la partie mobile 8 de l’actionneur 5 se déplace vers la butée 10, a = 0 et b = 0 lorsque la position Y de la partie mobile 8 de l’actionneur 5 est inférieure au seuil minimum 20 et que la partie mobile 8 de l’actionneur 5 se déplace vers la butée 11, a = 1 et b est compris entre 1 et 5, lorsque la position Y de la partie mobile 8 de l’actionneur 5 est supérieure au seuil maximum 21 et que la partie mobile 8 de l’actionneur 5 se déplace vers la butée 11, a = 0 et b = 0 lorsque la position Y de la partie mobile 8 de l’actionneur 5 est supérieure au seuil maximum 21 et que la partie mobile 8 de l’actionneur 5 se déplace vers la butée 10,
On a illustré sur la un autre exemple de procédé selon l’invention dans lequel le traitement se fait sur des pièces P formant un angle non nul avec l’horizontal, par exemple compris entre 10° et 90°, notamment sur des pièces verticales. L’unité de contrôle 12 agit automatiquement sur l’orientation et l’avancement donnés à la base 2 selon les mêmes règles que dans l’exemple précédent.
Comme illustré, dans un tel cas de figure, l’orientation D donnée à la base 2 par l’unité de contrôle 12 n’est pas parallèle à la trajectoire cible Tc. Cette orientation D permet à la base 2 de compenser automatiquement sa tendance à s’écarter de la trajectoire de traitement cible Tc sous l’effet de son poids g lors du déplacement. Ainsi, le déplacement réel Dr de la base 2 est sensiblement parallèle à la trajectoire cible Tc.
Cette orientation compensatrice de la base 2 est déterminée par l’unité de contrôle 12 en fonction de la position latérale de l’outil 7 relativement à la base 2 et/ou de son évolution.
A titre de comparaison, on a illustré la direction réelle Ds d’une base mobile dont l’orientation serait parallèle à la trajectoire cible Tc, sans compensation du déplacement sous l’effet du poids g. On voit que dans ce cas, la base s’éloigne de la trajectoire cible Tc.
Le travail de l’opérateur est ainsi simple, car il ne gère que la partie mobile 8 de l’actionneur 5 et éventuellement les paramètres de l’outil 7, mais pas les contraintes du déplacement sous l’effet du poids g.
Comme illustré sur la , le procédé selon l’invention permet également de suivre une trajectoire cible Tc courbe. Dans ce cas et comme précédemment, l’opérateur contrôle via la télécommande le mouvement de la partie mobile 8 de l’actionneur 5 pour maintenir l’outil 7 sur la trajectoire Tc et l’unité de contrôle 12 contrôle automatiquement l’orientation de la base2.
On a représenté, sur la , la position à trois instants T n , T n+1 et T n+2 .
A l’instant T n , la base 2 avance dans une direction D n non parallèle à la trajectoire cible Tc mais l’opérateur n’a pas modifié la position de la partie mobile 8 de l’actionneur 5 et celle-ci est entre les seuils 20 et 21. L’unité de contrôle 12 décide dans ce cas de ne pas modifier l’orientation de la base 2.
A l’instant T n+1 , la base 2 avance dans une direction D n+1 non parallèle à la trajectoire cible Tc et l’opérateur a modifié la position de la partie mobile 8 de l’actionneur 5 en direction de la butée 10 et celle-ci est encore entre les seuils 20 et 21. L’unité de contrôle 12 décide dans ce cas de modifier l’orientation D n+1 de la base 2 pour ramener la partie mobile 8 de l’actionneur vers la position de référence Yref.
A l’instant T n+2 , la base 2 avance dans une direction D n+2 sensiblement parallèle à la trajectoire cible Tc et l’opérateur a modifié la position de la partie mobile 8 de l’actionneur 5 en direction de la butée 10 en-dessous du seuil minimum 20. Cependant, la variation de la position de la partie mobile 8 de l’actionneur 5 se fait à partir de cet instant vers la butée 11.
L’unité de contrôle 12 décide dans ce cas de ne pas modifier l’orientation D n+ 2 de la base 2 pour ramener la partie mobile 8 de l’actionneur entre les seuils 20 et 21.
On rappelle le chemin réactionnel qui conduit, lors du prétraitement opéré aux étapes 2-3-4, à obtenir un jus sucré (flux 6) : on part d’une biomasse lignocellulosique qui comprend de la cellulose et des hémicelluloses. Après prétraitement, en sortie de l’étape 2, on obtient un marc prétraité acide où : - la cellulose est au moins en partie convertie en monomères et oligomères de sucres en C6, comme le glucose, - les hémicelluloses, à savoir, le galactane, le mannane, l’arabinane, le xylane sont au moins en partie convertis en monomères et oligomères de sucres en C5 et en C6, comme le galactose, le mannose, l’arabinose et le xylose. Le jus sucré récupéré 6 en sortie du dispositif de séparation contient ces sucres en C5 et en C6 qui se présentent sous forme monomérique, mais aussi, dans une plus faible proportion, sous forme oligomérique. Il peut en outre contenir des composés très minoritaires, comme déjà évoqué, comme le 5-HMF et le furfural. Il ne contient pas de sucres sous forme polymérique, qui sont insolubles et qui restent donc dans la fraction solide 7 en sortie du dispositif 4 de séparation.
L’invention consiste à traiter à chaud et en conditions acides ce type de jus sucré, afin d’hydrolyser les sucres sous forme oligomérique en sucres sous forme monomérique, tout en conservant les sucres monomériques déjà présents dans le jus sucré initial.
On a illustré à la un exemple de système 1 selon l’invention, pour réaliser un traitement, par exemple une soudure entre deux pièces P à assembler.
Le système 1 comporte une base mobile 2, dans cet exemple un chariot, comportant quatre roues 3, dont deux roues droites 3a couplées motorisées et deux roues gauches 3b couplées motorisées, les roues 3a et 3b étant à l’avant du chariot 2.
La base 2 comporte une plateforme 4 sur laquelle différents organes sont montés.
Le système 1 comporte un actionneur 5, dans cet exemple une glissière comportant une partie fixe 9 relativement à la base 2 et une partie mobile 8 relativement à la partie fixe 9, et donc mobile relativement à la base 2. La partie mobile 8 porte à une extrémité un support 6 sur lequel est monté de manière amovible un outil 7.
La partie mobile 8 de l’actionneur 5 permet de déplacer l’outil selon un axe Y transversal à la base 2. Dans cet exemple, l’axe Y est parallèle à la surface supérieure de la plateforme 4 et orthogonal à la direction d’avancement Dd de la base 2 lorsque celle-ci avance en ligne droite.
La partie mobile 8 de l’actionneur 5 se déplace entre une butée Ymin 10 et une butée Ymax 11. L’écart entre les butées 10 et 11 selon l’axe Y est dans cet exemple de 65 mm environ.
Le déplacement de la partie mobile 8 de l’actionneur 5 peut être piloté à distance par un opérateur à l’aide d’une télécommande, non représentée dans un souci de clarté.
L’outil 7 est par exemple une torche de soudage standard MIG ou MAG.
Le système comporte un poste de soudage à l’arc standard MIG ou MAG (non représenté).
Le système 1 comporte également une unité de contrôle 12 montée sur la plateforme 4 du chariot 2 sur une zone de réception comportant une série de connecteurs.