INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Un aspect important de ce type de dispositif est la nécessité de conserver des faces mouillées, au contact desquelles l’eau puisse être évaporée au contact de l’air, ce qui génère le refroidissement de la plaque. Cela suppose une gestion appropriée d’une phase liquide, par exemple de l’eau, de façon à maintenir une humidité suffisante le long des faces mouillées d’une multitude de canaux. L’invention exposée par la suite répond à ce besoin. .
le dispositif étant tel que, dans l’empilement : deux plaques adjacentes délimitent un canal, le canal étant : soit un canal sec, délimité par deux faces sèches de deux plaques adjacentes, soit un canal humide, délimité par deux faces mouillées de deux plaques adjacentes ; les plaques sont disposées de façon à former une alternance entre canaux secs et canaux humides, chaque canal sec étant adjacent d’un canal humide; chaque canal sec s’étend, selon un axe longitudinal, entre une entrée d’air (20 d,in ), reliée à l’admission d’air, et une sortie froide (20 d,out ), la sortie froide étant destinée à une évacuation d’air refroidi suite à l’écoulement de l’air dans le canal sec ; chaque canal humide (20 w ) s’étend selon l’axe longitudinal, entre une entrée humide (20 w,in ) et une sortie humide (20 w,out ), la sortie humide étant destinée à une évacuation d’air humidifié suite à l’écoulement dans le canal humide, le canal humide étant configuré de façon à recevoir une partie de l’air débouchant du canal sec ;
le dispositif étant caractérisé en ce que : chaque canal humide comporte une première structure capillaire, formée d’un premier matériau capillaire, configuré pour être mouillée par de l’eau, la première structure capillaire étant disposée au contact d’au moins une face mouillée délimitant chaque canal humide ; au moins une face mouillée de chaque canal humide comporte une deuxième structure capillaire, la deuxième structure capillaire s’étendant à partir de la première structure capillaire, le long de la face mouillée, la deuxième structure capillaire étant plus mince que la première structure capillaire ; l’empilement comporte une arrivée d’eau, configurée pour recevoir de l’eau, l’arrivée d’eau étant en contact fluidique avec au moins une première structure capillaire.
La deuxième structure capillaire peut être formé d’un deuxième matériau capillaire, différent du premier matériau capillaire. Le deuxième matériau capillaire peut être un tissé ou un non tissé ou un papier.
De préférence, la hauteur de remontée capillaire du premier matériau capillaire est inférieure à la hauteur de remontée capillaire du deuxième matériau capillaire, la hauteur de remontée capillaire correspondant à une hauteur atteinte, par pompage capillaire, dans le premier ou du deuxième matériau disposés verticalement.
La deuxième structure capillaire peut être formée par une structuration de chaque face mouillée.
Selon une possibilité, deux premières structures capillaires, s’étendant le long de deux canaux humides adjacents, sont en contact l’une de l’autre, de façon à permettre une circulation de l’eau d’une première structure capillaire à l’autre. Le contact entre les premières structures capillaire peut être effectué par un contact direct ou par un matériau capillaire de liaison.
Chaque canal humide peut être délimité par deux bordures latérales, s’étendant parallèlement à l’axe longitudinal, chaque canal humide comportant une première structure capillaire s’étendant le long d’au moins une bordure latérale.
La première structure capillaire d’au moins un canal humide peut s’étendre, selon l’axe transversal, selon une épaisseur supérieure à 0.3 mm et/ou inférieure à 10 mm.
Avec cette membrane, les pressions de travail intéressantes sont situées entre 20 et 25 bar. Dans ces conditions, la rétention en oléacéine est globalement inférieure à 20 % et les rétentions en matières sèches et polyphénols voisines de 60 % et 50 %, ce qui va permettre une purification au moins partielle du composé cible.
A ces pressions, des densités de flux entre 25 et 29 kg∙h -1 ∙m -2 sont atteintes pour les margines clarifiées issues de procédés d’extraction en deux phases ½ (P2,5) et 21 et 22 kg∙h -1 ∙m -2 pour la margine clarifiée issue d’un procédé d’extraction en trois phases (P3). Nous nous situons donc dans des zones plus basses qu’avec la membrane DK (polyamide-TFC), les valeurs restant compatibles avec une application industrielle.
La validation du procédé avec la membrane GE (polyamide composite), est réalisée en confirmant que les densités de flux initiales sont plus basses avec ce type de membrane, néanmoins elles diminuent moins vite qu’avec la membrane DK (polyamide-TFC). Finalement, la densité de flux cumulée obtenue est de 24 kg∙h -1 ∙m -2 (donc supérieure à 10) et reste donc compatible avec une application industrielle. Dans ces conditions, il est possible d’atteindre un FRM voisin de 3, correspondant à un rendement de production de perméat de 67 %.
Le tableau 6 permet de comparer les margines P2,5 clarifiées avant et après la nanofiltration : un facteur de purification en oléacéine proche de 2 est obtenu en relation avec les matières sèches et proche de 1,5 en relation avec la purification par rapport aux polyphénols totaux. Dans ce cas, le perméat final a une pureté en oléacéine de l’ordre de 3 % par rapport à la MS et de 27 % par rapport aux PPT ce qui fait de la nanofiltration une étape adaptée à la pré-purification et/ou à la purification du composé cible dans les margines brutes :
margines clarifiées initiales perméat après nanofiltration facteur de purification de l’oléacéine FRM MS (%) PPT (g/kg de MF) Oléacéine MS (%) PPT (g/kg de MF) Oléacéine MS PPT C (g/kg de MF) C (g/kg de MF) P MS (g/kg de MS) P PPT (g/100g PPT) 5,2 (0,0) 4,6 (0,0) 0,9 (0,0) 2,7 (0,0) 3,0 (0,0) 0,8 (0,0) 29,5 (2,1) 26,7 (2,1) 1,8 (0,2) 1,4 (0,1) 2,5
Aussi, dans ces conditions lorsque la microfiltration est combinée à la nanofiltration, les performances globales du procédé restent compatibles avec une application industrielle et permettent de purifier environ deux fois l’ oléacéine dans les margines par rapport aux polyphénols totaux et un peu plus de deux fois par rapport aux matières sèches totales : pour les margines de type P2,5 par exemple la pureté finale de l’oléacéine est de 2,7 - 3,5 % par rapport aux matières sèches et de 20 - 27 % par rapport aux polyphénols totaux.
L’utilisation de la membrane GE dans un procédé de nanofiltration à la suite d’une microfiltration permet avantageusement de pré-purifier les margines d’olives brutes à un moindre coût. De plus, en fonction de la technique choisie pour finaliser la purification du composé cible, la pureté de l’oléacéine par rapport aux polyphénols totaux obtenue à la fin du procédé (proche de 30 % par rapport aux polyphénols totaux) est avantageuse.
La nanofiltration tangentielle avec membrane DK permet ainsi une concentration en oléacéine (x 3) et une diminution de la quantité/du volume de produit à traiter (/ 3), réduisant la quantité de solvant et permettant de minimiser la dépense d’énergie nécessaire à d’éventuelles étapes de traitement additionnelles.
Ces données valident donc le protocole de nanofiltration ta n gentielle de l’ensemble des margines testées, e t l’application industrielle du couplage microfiltration / nanofiltration .
Exemple 2 : validation de s propriétés biologiques de l’ oléacéine issue de margines.
Les travaux réalisés ont pour objectif d’évaluer l’activité anti-âge et antioxydante de l’oléacéine produite selon un procédé de l’invention, sur le modèle in vivo de nématode Caenorhabditis elegans. C. elegans est un modèle de choix d’étude du vieillissement. En effet, de nombreuses voies majeures impliquées dans la longévité sont conservées du nématode jusqu’à l’Homme. Parmi elles, la voie Daf-16 (FOXO chez les mammifères), dont l’activation est impliquée dans l’augmentation de la longévité et la réduction du stress oxydant chez C. elegans .
Chez l’Homme, les protéines FOXO sont impliquées dans la maintenance des cellules souches et leur activation est également à l’origine de la transcription de gènes protégeant contre le stress oxydant. Plus particulièrement, FOXO3 est un inhibiteur du facteur NF-kB et donc de l’inflammation. La longévité exceptionnelle chez l’Homme a également été associée à un polymorphisme du gène FOXO3.
Matériel et méthodes Souches C.elegans Toutes les souches de C. elegans utilisées ont été fournies par le Caenorhabditis Genetic Center (CGC, Université du Minnesota, USA). Le transgène daf-16::GFP (souche TJ356) est une souche de C. elegans dans laquelle le facteur de transcription DAF-16 est marqué par la protéine fluorescente GFP, permettant de visualiser sa localisation au sein des cellules (localisation cytoplasmique, intermédiaire ou nucléaire).
La souche N2 correspond à la souche sauvage (sans modification). Il s’agit d’une souche référence.
Origine de l’oléacéine Trois types d’oléacéine sont ici évaluées : extrait d’huile commercial (90 % - Toronto Research Chemicals) extrait de margines obtenues selon un procédé de l’invention à 93 % molécule de synthèse 99 % (Université de Tsukuba)
L’effet des préparations testées sur la longévité de C. elegans est comparé à celui de l’hydroxytyrosol (> 98 % - H4291 Sigma Aldrich). Les nématodes sont placés directement en contact avec l’oléacéine en milieu liquide.
La illustre la partie inférieure d’une cuve de stockage d’eau chaude selon un mode de réalisation non limitatif conforme à l’invention, en position installée verticale sur un sol S. L’échangeur d’énergie calorifique, (ici un échangeur de chaleur) y est représenté vu en coupe.
On retrouve ainsi certains des éléments déjà décrits en référence à la , à savoir : - une cuve 1, de préférence en acier, et de préférence émaillée sur sa paroi interne, la cuve 1 comportant une virole 1a de forme généralement cylindrique dont l’axe longitudinal ZZ’ est vertical en position installée ; - un fond bombé inférieur 1b fermant la virole 1a à sa base ; - de préférence, des pieds 1d pour supporter la cuve 1 sur le sol S et la maintenir en position verticale ; - un échangeur d’énergie calorifique à serpentin tubulaire 4’, destiné à être immergé dans l’eau de la cuve 1 pour transporter un fluide caloporteur entre une canalisation d’entrée 5 de fluide caloporteur et une canalisation de sortie 6 de fluide caloporteur d’un système de chauffage externe, la canalisation d’entrée 5 de fluide caloporteur et la canalisation de sortie 6 de fluide caloporteur étant respectivement reliées à une première extrémité, ici supérieure, et à une deuxième extrémité, ici inférieure, de l’échangeur de chaleur à serpentin tubulaire 4’ afin de chauffer l’eau présente en partie basse de la cuve 1 en position installée ; - un ou plusieurs thermostats 7 pour contrôler la température de l’eau contenue dans la cuve 1 ; et - une trappe d’accès 9 partielle visible fermant une ouverture traversante pratiquée à hauteur d’homme (par exemple dont le centre est à environ 900 millimètres au-dessus du sol) sur la virole 1a.
Bien que non visibles sur la , la cuve 1 comporte également (voir , vue (b)) un fond supérieur 1c, de préférence également bombé, pour fermer la partie supérieure de la virole 1a, un piquage d’entrée 2 pour faire entrer de l’eau froide dans la cuve 1 (dans le sens de la flèche F1), et un piquage de sortie 3 pour faire sortir de l’eau chauffée contenue dans la cuve 1 (dans le sens de la flèche F2).
Un exemple non limitatif d’échangeur d’énergie calorifique (ici de chaleur) 4’ conforme à l’invention est montré sur la et les différentes figures 4 à 7 :
A l’instar de l’échangeur de chaleur 4 connu de la , l’échangeur d’énergie calorifique à serpentin tubulaire 4’ comprend un premier tronçon tubulaire formant une spirale cylindrique dont les spires 40’ sont non coplanaires et coaxiales à l’axe longitudinal ZZ’, ainsi qu’un deuxième tronçon tubulaire dont une extrémité, ici supérieure, est connectée en série avec une première extrémité, ici inférieure, du premier tronçon tubulaire.
Néanmoins ici, et conformément à l’invention, le deuxième tronçon tubulaire forme une spirale dont les spires 41’a, 41’b, 41’c, 41’d et 41’e sont non coplanaires, et sensiblement coaxiales à l’axe longitudinal ZZ’ et ont un rayon de courbure dégressif entre un rayon de courbure maximum et un rayon de courbure minimum, de manière à ce qu’une enveloppe externe du deuxième tronçon suive sensiblement la surface interne du fond bombé inférieur 1b. Dans l’exemple non limitatif de la , correspondant à une cuve d’environ 2000 Litres de contenance, le deuxième tronçon comporte plus précisément quatre spires consécutives 41’a de rayon de courbure identique (formant une portion de spirale cylindrique), reliées à l’extrémité inférieure du premier tronçon, suivies d’une spire 41’b dont le rayon de courbure diminue à partir du rayon de courbure des spires 41’a, suivie d’une spire 41’c dont le rayon de courbure continue de diminuer par rapport à la spire 41’b, suivie d’une spire 41’d dont le rayon de courbure continue de diminuer par rapport à la spire 41’c, suivie d’une dernière spire 41’e dont le rayon de courbure continue de diminuer par rapport à la spire 41’d.Ainsi, les spires 41’b à 41’e ne possèdent pas un rayon constant. Dans la pratique, pour faciliter la fabrication, on peut prévoir de préférence des rayons par quart de tour. Ainsi, chaque spire 41’b à 41’e possèdera alors quatre rayons avec des zones de transition entre chaque rayon.
Dans le mode de réalisation non limitatif de la , l’échangeur d’énergie calorifique 4’ est particulièrement adapté pour le fond bombé inférieur 1b de type normalisé dit semi-elliptique, comprenant une calotte sphérique, un rayon de carre et un bord droit cylindrique dont le rayon correspond au rayon de la virole 1a, par exemple un fond normalisé GRC (initiales mise pour « à Grand Rayon de Carre »).
En effet, au moins une première spire, ici supérieure, du deuxième tronçon tubulaire à un rayon de courbure maximum (ici les spires 41’a) et s’étend dans la hauteur du bord cylindrique, la dernière spire 41’e, ici inférieure, du deuxième tronçon tubulaire a rayon de courbure minimum et s’étend dans la hauteur de la calotte sphérique, et les trois spires intermédiaires 41’b, 41’c et 41’d ont un rayon de courbure qui décroît.
Dans l’exemple non limitatif de cuve illustrée sur les figures, le rayon de courbure maximum est égal au rayon de courbure des spires 40’ du premier tronçon tubulaire. Dans d’autres modes de réalisation, particulièrement ceux dont la hauteur du bord cylindrique du fond bombé inférieur est faible, le rayon de courbure maximum pour les spires 41’a pourrait être inférieur au rayon de courbure des spires 40’.
Par ailleurs, différents profils peuvent être utilisés pour le premier tronçon tubulaire et le deuxième tronçon tubulaire. De manière préférentielle, l’échangeur d’énergie calorifique à serpentin tubulaire 4’ a un profil 43’ de section ovale ou elliptique comme représenté sur les deux vues (a) et (b) de la . Dans d’autres variantes non représentées, la section transversale pourrait être oblongue ou rectangulaire. Dans tous ces cas, cela permet, à surface d’échange calorifique égale, de compacter encore plus l’échangeur 4’ et réduire sa hauteur intrinsèque. Dans ce cas, l’axe de plus grande longueur L du profil de section transversale ovale ou elliptique est de préférence perpendiculaire à l’axe longitudinal ZZ’. Par exemple, pour une cuve de capacité 1000 Litres, on peut choisir un profil de section elliptique dans laquelle la plus grande longueur L de l’ellipse est de l’ordre de 50 à 60 millimètres, et la plus petite longueur de l’ellipse est de 25 ou de 30 millimètres.
Dans l’exemple non limitatif des figures est pratiquement intégralement situé dans la hauteur du fond bombé inférieur 1b.
Néanmoins, un gain en compacité est obtenu grâce à l’invention même dans le cas où l’échangeur d’énergie calorifique à serpentin tubulaire 4’ a un profil de section transversale circulaire.
Dans tous les cas, l’échangeur d’énergie calorifique est fait à partir de tubes généralement en acier et de préférence émaillés sur leur paroi externe et/ou interne. Les tubes sont de préférence rigides.
Les deux tronçons tubulaires peuvent être conçus en une seule pièce, par exemple, ils peuvent être formés à partir d'un seul tube. En variante, ils peuvent également être fabriqués en reliant successivement plusieurs tubes les uns aux autres, par exemple par soudure, brasure ou collage.
Le pas utilisé pour les spires du premier tronçon et/ou du deuxième tronçon peut être constant.
Si la température mesurée est supérieure ou égale au deuxième seuil, alors on procède à la mise en position ouverte du moyen de fermeture et d'ouverture 30, ou on laisse en position ouverte si le moyen 30 est déjà en position ouverte. Cela a pour conséquence de refroidir la boîte de vitesses comme il sera précisé par la suite.
En particulier en cas de mesure de température effectuée sur l’huile de lubrification, le premier seuil est de préférence une température basse de la plage de fonctionnement optimale de l’huile, voire une température légèrement inférieure à cette plage. Dans ce cas, le deuxième seuil est de préférence une température haute de la plage de fonctionnement optimale de l’huile, voire une température légèrement supérieure à cette plage. Par plage de fonctionnement optimale de l’huile, on entend une plage de températures dans laquelle l’huile a un pouvoir lubrifiant optimal, voire maximal. Par exemple, cette plage est de 70 à 90 degrés Celsius.
La illustre une loi d’ouverture / fermeture du moyen 30 (niveau d’ouverture du volet d’admission exprimée en pourcentages en ordonnées) en fonction de la température mesurée de l’huile de la boîte de vitesse (température de l’huile de lubrification exprimée en degrés Celsius en abscisses).
Par exemple, sur la , la première valeur seuil de température de l’huile est de 70 degrés C et la deuxième valeur seuil de température de l’huile est de 90 degrés C. Ainsi, en cas de valeur de température mesurée inférieure ou égale à 70 degrés C, le volet 30 est, ou reste, fermé. En cas de valeur de température mesurée supérieure ou égale à 90 degrés C, le volet 30, est, ou reste, ouvert totalement. Dans la plage de températures comprise entre le premier seuil et le deuxième seuil, c’est-à-dire au-dessus de 70 degrés C et en-dessous de 90 degrés C, de préférence le volet est ouvert progressivement, proportionnellement à l’évolution de la température par exemple, selon une pente P illustrée sur la . Ces deux seuils permettent d’éviter des oscillations du volet susceptibles de générer du bruit et par conséquent de l’usure d’un tel volet et/ou de son moyen de pivotement le cas échéant. Grâce à un tel asservissement, la durée entre deux mesures de température peut être faible sans générer d’oscillations récurrentes du volet 30.
Alternativement, une seule valeur seuil de température est définie et le volet s’ouvre dès que la température mesurée dépasse cette valeur seuil et se ferme dès que la température mesurée passe sous cette valeur seuil. Ce fonctionnement engendre des oscillations du volet dès que les mesures sont autour de la valeur seuil. De préférence, dans ce cas, le temps entre deux mesures est augmenté de sorte à limiter les oscillations en ouverture / fermeture du volet 30.
En cas d’asservissement avec mesure de températures, le pilotage du volet est donc indépendant de la vitesse du véhicule. Pour rappel, le pilotage se fait donc en fonction de la température de l’huile et/ou de la température de la boîte de vitesses (par exemple de son carter externe), et/ou de la température du liquide de refroidissement du ou des moteurs connecté(s) à la boîte de vitesses.
Dans le cas de la première variante, c’est-à-dire sans moyen de fermeture et d’ouverture du conduit d’arrivée d’air, le refroidissement de la boîte de vitesses dépend de la vitesse du véhicule.
En résumé, la solution porte sur une enveloppe thermique pour une boîte de vitesses permettant un soufflage actif sur le carter externe de la boîte de vitesses.
En particulier, la solution est adaptée pour une boîte de vitesses couplée à un moteur électrique en vue d’améliorer le rendement de la boîte de vitesses, notamment engendrer un temps de chauffe de la boîte de vitesses plus court, en particulier en vue du cycle d’homologation WLTP, venant de l’expression anglo-saxonne « Worldwide harmonised Light vehicles Test Procedure », généralement de l’ordre de 30 minutes. Pour rappel, réduire le temps de chauffe de la boîte de vitesses permet de réduire les frottements au sein de celle-ci.
A noter que la solution peut être utilisée pour une boîte de vitesses couplée à une motorisation hybride ou encore adaptée à un réducteur ou à une boîte de vitesses à changement de rapports manuel.
Avantageusement, l’enveloppe thermique ou coque 11 autour de la boîte de vitesses est agencée essentiellement en face avant et/ou sous la boîte de vitesses.
Au démarrage, en particulier par temps froid, la coque 11 crée une enceinte isolée et facilite la montée en température de la boîte de vitesses. Par exemple, la coque est en polyamide, éventuellement calfeutrée, isolée sur au moins une face de la coque. Ainsi, un volume d’air se réchauffe rapidement entre la coque 11 et le carter externe 3, en particulier en cas d’absence de roulage du véhicule et/ou en cas de volet 30 fermé. Le faible volume d’air rapidement chauffé au niveau de l’espace E favorise la montée en température de la boîte de vitesse ce qui améliore rapidement son rendement et limite la consommation d’énergie électrique et/ou de carburant. En effet, on atteint rapidement la valeur basse de la plage de températures optimale de la boîte de vitesses. Autrement dit, les inconvénients d’une huile à basse température, notamment en termes de viscosité, ne perdurent que peu de temps.
Une fois la boîte de vitesses chaude, par exemple à partir d’une valeur seuil de température mesurée comme vu précédemment, de l’air frais est introduit entre la coque 11 et le carter externe 3 de la boîte de vitesses par l’intermédiaire de l’ouverture de l’admission 21 du conduit d’arrivée d’air frais 20. L’ouverture du volet 30 permet de faire circuler de l’air frais dans l’espace E et d’éviter que le carter externe 3 ainsi que l’huile présente au sein de la boîte de vitesses n’atteignent des températures trop élevées. En limitant ainsi la température maximale de l’huile, on évite l’atteinte de températures pour lesquelles le film d’huile entre les pignons est trop faible. Autrement dit, on garantit la fiabilité de la boîte de vitesses à haute température, en particulier à haut régime, par exemple en cas de roulage sur autoroute. Pour rappel, ce soufflage est obtenu par une captation d’air de préférence en face avant, par exemple devant ou au niveau du radiateur 6.
Comme vu précédemment, de préférence le moyen de fermeture et d’ouverture 30 du conduit d’arrivée d’air 20 est piloté en fonction de la température de l’huile de la boîte de vitesses 3 de sorte à favoriser un abaissement de la température de l’huile (en cas de sollicitations importantes de la boîte de vitesses, notamment lors d’un roulage sur autoroute et/ou de températures extérieures élevées) ou à favoriser une élévation de la température d’huile (en cas de démarrage à froid, en particulier par temps froid, par exemple de températures extérieures négatives).
Grâce à la solution, l’huile de la boîte de vitesses, et sa structure, peuvent être maintenues au sein d’une plage de températures optimales, par exemple comprise entre 60 ou 70 degrés Celsius et 90 degrés Celsius. Il en résulte un rendement amélioré de la boîte de vitesses ainsi enveloppée et dotée d’un carter externe ventilé si besoin. La solution permet donc de réduire les pertes thermiques de la boîte de vitesses à froid tout en garantissant sa fiabilité à chaud.
En outre, en évitant d’atteindre des températures trop élevées, par exemple de l’ordre de 100 degrés Celsius, on évite notamment toute dégradation de la tenue mécanique des dentures et/ou paliers et/ou roulements de la boîte de vitesses. En réduisant le temps de fonctionnement en-dessous de la plage de températures, par exemple en dessous de 60 degrés Celsius, on améliore le rendement de la boite de vitesses.