INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Selon une mise en œuvre de l'invention, la séquence de températures sous atmosphère inerte selon l’invention peut être précédée par une phase de montée en température du four de pyrolyse, qui peut être sous la forme d’un gradient thermique, par exemple compris entre 1 et 50°C/min, de préférence entre 20 et 25°C/min, ou de tout autre forme de courbe de montée en température du four de pyrolyse. Cette phase préliminaire de montée en température du four de pyrolyse permet de mettre le four de pyrolyse à la température initiale de la séquence de températures en atmosphère inerte selon l’invention. Cette phase préliminaire peut contribuer à débuter le craquage thermique des composés dont la température de craquage est inférieure à la température initiale de la séquence de températures sous atmosphère inerte selon l'invention, notamment dans le cas de tissus biologiques frais.
Selon une mise en œuvre de l'invention, la séquence de températures sous atmosphère inerte selon l’invention peut être suivie par une phase d’abaissement de la température du four de pyrolyse, qui peut être sous la forme d'un gradient thermique, par exemple compris entre -1 et -50°C/min, de préférence entre -20 et -25°C/min, ou de tout autre forme de courbe de baisse en température du four de pyrolyse. Cette phase terminale d’abaissement de la température du four de pyrolyse permet, si besoin, de terminer le craquage thermique des composés associés à la température finale de la séquence de températures sous atmosphère inerte selon l'invention.
2) Séquence de chauffe sous atmosphère oxydante (oxydation)
Au cours de cette deuxième étape, le résidu solide de l'échantillon obtenu à l’issue de la séquence de de chauffe sous atmosphère inerte telle que décrite à l’étape 1 ci-dessus est soumis à une oxydation selon une séquence de températures prédéfinie, dont la température initiale (notée T0’ par la suite) est comprise entre 100 et 300 °C et vaut préférentiellement 200°C, et la température finale (notée TF’ par la suite) est comprise 700 et 1000°C, et valant de préférence 850°C (de manière à épuiser le stock de carbone minéral). De plus, selon l’invention, la séquence de températures de cette chauffe sous atmosphère oxydante comprend au moins un gradient thermique compris entre 1 et 50°C/min, de préférence entre 15° et 35°C/min, et vaut de préférence 25°C/min.
De manière générale, la gamme de températures préférentielle pour la température initiale T0’ de la séquence de températures sous atmosphère oxydante permet d'éviter des épisodes de combustion instantanée du résidu de l'échantillon au début du cycle d’oxydation.
Selon une mise en œuvre de l’invention, la séquence de températures sous atmosphère oxydante peut en outre comprendre un palier isotherme à la température initiale T0’ d’une durée prédéterminée non nulle (par exemple supérieure à une demi-minute), et peut être préférentiellement comprise entre 1 et 5 minutes, très préférentiellement 3 minutes.
Selon l’invention, on mesure, en continu, au moins une quantité de CO 2 (et optionnellement une quantité de CO) libéré pendant cette seconde séquence de températures. Selon une mise en œuvre de l’invention, cette mesure peut être réalisée au moyen d’un détecteur du type infrarouge (IR). A noter qu’un tel capteur fournit des valeurs mesurées en millivolts (mV). De manière classique, on détermine une quantité de CO 2 libéré pendant cette seconde séquence de températures, notée par la suite, en déterminant une aire sous la courbe mesurée (éventuellement entre des températures prédéfinies) par ce capteur, selon une formule du type :
où correspond à l’aire sous la courbe (aussi appelée thermogramme) représentative la quantité de CO 2 libéré pendant cette seconde séquence de températures, correspond à la masse de l’échantillon, et où est exprimé en mg/g d’échantillon. En variante, d’autres moyens de mesure de la quantité de CO 2 peuvent être utilisés.
Avantageusement, la séquence de températures sous atmosphère oxydante peut en outre comprendre un palier isotherme à une température comprise entre 500 et 600°C, de préférence entre 570 et 580°C, et valant préférentiellement 576°C. Ce palier isotherme permet de mieux séparer, dans une courbe représentative de l’évolution en fonction de la température de la quantité de CO 2 libéré pendant la chauffe sous atmosphère oxydante, une composante attribuée au biochar ou au charbon d’une composante attribuée à la matrice minérale ou organo-minérale présentes dans l’échantillon considéré. Cela permet notamment de contribuer à améliorer le résultat de l’étape 3) du procédé selon l’invention décrite ci-dessous. Ce palier isotherme peut être d’une durée prédéterminée non nulle (par exemple supérieure à une demi-minute), préférentiellement comprise entre 1 et 5 minutes, très préférentiellement 3 minutes. Selon ce mode de réalisation, la séquence de températures sous atmosphère oxydante peut en outre comprendre un gradient thermique additionnel (c’est-à-dire en plus du au moins un gradient thermique de la séquence de températures de l’étape 2) du procédé selon l’invention), compris entre 1°C et 50°C/min, de préférence entre 15 et 35°C/min, et valant très préférentiellement 25°C/min. Ainsi, selon cette mise en œuvre, le palier isotherme à une température comprise entre 500 et 600°C, de préférence entre 570 et 580°C, et valant préférentiellement 576°C peut être à la fois précédé et suivi par les au moins deux gradients thermiques de ce mode de mise en œuvre.
3) Déconvolution gaussienne Au cours de cette étape, à partir d’une courbe représentative de l’évolution en fonction de la température de ladite quantité de CO 2 libéré pendant la chauffe sous atmosphère oxydante, on applique une déconvolution gaussienne à ladite courbe, de manière à déterminer (au moins) une première et une deuxième gaussiennes centrées respectivement sur une première et une deuxième température, ladite première température étant comprise entre 380°C et 540°C, de préférence entre 415°C et 425°C, et valant très préférentiellement 420°C, et ladite deuxième température étant comprise entre 500 et 600°C, de préférence entre 570 et 580°C, et valant préférentiellement 576°C.
Par déconvolution gaussienne, on entend une décomposition d’une courbe (en l’espèce la courbe représentative de l’évolution en fonction de la température de la quantité de CO 2 libéré pendant la seconde séquence de températures) en composantes élémentaires correspondant chacune à une distribution gaussienne.
Ainsi, cette étape vise à approximer la courbe représentative de l’évolution en fonction de la température de la quantité de CO 2 libéré pendant la seconde séquence de températures par deux gaussiennes, plus précisément, une première gaussienne centrée sur une température comprise entre 380°C et 540°C, de préférence entre 415°C et 425°C, et valant très préférentiellement 420°C, et une deuxième gaussienne centrée sur une température comprise entre 500 et 600°C, de préférence entre 570 et 580°C, et valant préférentiellement 576°C. En effet, la gamme de températures de la première gaussienne, comprise entre 380°C et 540°C, est caractéristique de la gamme de températures du pic principal d’une courbe représentative de la quantité de CO 2 libérée par un échantillon de matrice minérale ou organo-minérale pure, et ce quel que soit le type de matrice minérale ou organo-minérale, comme par exemple décrit dans le document (Sebag et al. 2018). En effet, il a été montré que pour ce type d’échantillons (matrice minérale ou organo-minérale), le plus grand pic de CO 2 est émis à de telles températures lors de la phase d’oxydation. Ces températures sont inférieures à celles où le maximum de CO 2 est émis pour les biochars ou charbons, du fait de la plus faible stabilité thermique de la matrice minérale ou organo-minérale. Par ailleurs, la gamme de températures de la deuxième gaussienne, comprise entre 500 et 600°C, est caractéristique de la gamme de températures du pic d’une courbe représentative de la quantité de CO 2 libérée par un échantillon de charbon et/ou de biochar pur, et ce quel que soit le type de charbon et/ou de biochar, comme par exemple décrit dans le document (Aubertin et al., 2022). En effet, il a été montré que les échantillons de biochar ou charbon émettent une majorité de CO 2 sur cette gamme de températures. Autrement dit, les températures des pics des deux gaussiennes selon l’invention sont en quelque sorte des « signatures » des matrices minérales ou organo-minérales et du charbon et/ou du biochar, quelle que soit leur origine et leur composition.
Selon une mise en œuvre de l’invention non limitative, on peut utiliser la méthode de déconvolution gaussienne résiduelle décrite dans le document (Sebag et al., 2006). Plus précisément, cette méthode consiste à soustraire progressivement les gaussiennes centrées sur les pics principaux du signal.
Le procédé est par exemple mis en œuvre par un ou plusieurs processeurs d’un ou plusieurs calculateurs embarqués dans le véhicule 10, par exemple par un calculateur contrôlant le système de vision.
Dans une première étape 21, le calculateur reçoit des premières données représentatives d’une première image acquise par une caméra 11 à un premier instant temporel d’acquisition t1.
Dans une deuxième étape 22, le calculateur reçoit des deuxièmes données représentatives d’une deuxième image acquise par une caméra 11 à un deuxième instant temporel d’acquisition t2.
Les deux images reçues correspondent à deux vues d’une même scène se déroulant aux alentours du véhicule 10.
Deux modes de réalisation de ce procédé sont ensuite définis. Ces différents modes peuvent être mis en œuvre indépendamment selon le type de système de vision mais peuvent également être combinés. Une combinaison des différents modes de réalisation peut par exemple permettre une supervision d’un système de vision utilisant un mode de réalisation par un autre système de vision utilisant un autre mode de réalisation.
Selon un premier mode de réalisation, les première et deuxième images sont prises par une même caméra 11 en mouvement, le véhicule 10 étant lui-même en mouvement. Les première et deuxième images sont prises à deux instants temporels distincts t1, t2, le deuxième instant temporel t2 étant antérieur à t1. Le système de vision est alors un système de vision monoscopique tel que présenté dans la .
Dans une étape 23, un deuxième ensemble de pixels de la deuxième image correspondant à un premier ensemble de pixels de la première image est déterminé et des données géométriques associant les pixels du premier ensemble de pixels aux pixels du deuxième ensemble de pixels sont obtenues.
Selon ce premier mode de réalisation, les premières données géométriques correspondent à l’obtention du déplacement de la caméra 11 entre les deux instants temporels t1 et t2 ainsi que la prédiction de profondeurs associées aux pixels de la première image.
Dans ce premier mode de réalisation, les paramètres extrinsèques du système de vision monoscopique sont, par exemple, déterminés par un calculateur associé à ce même système de vision monoscopique. La détermination des paramètres extrinsèques du système de vision monoscopique, dont le déplacement de la caméra 11 entre les deux instants temporels t1 et t2, est connue de l’homme du métier et présentée, par exemple, dans le document Unsupervised Learning of Depth and Ego-Motion from Video de Tinghui Zhou, Matthew Brown, Noah Snavely et David G. Lowe paru le 1 er août 2017.
Des profondeurs associées aux premiers pixels de la première image sont prédites par le système de vision monoscopique à partir d’un modèle de prédiction de profondeur, appris lors d’une phase d’apprentissage, appliqué à la première image. Une telle méthode est décrite dans le document : HR-Depth : High Resolution Self-Supervised Monocular Depth Estimation de Xiaoyang Lyu, Liang Liu, Mengmeng Wang, Xin Kong,Lina Liu, Yong Liu, Xinxin Chen, et Yi Yuan paru le 14 décembre 2020.
avec : - une matrice intrinsèque de la caméra 11 associée à la projection d’un point de l’espace aux coordonnées en 3 dimensions dans l’image aux coordonnées en 2 dimensions ; - une fonction de rétroprojection dans la scène d’un pixel en fonction de sa profondeur ; - est une profondeur du pixel de la première image prédite par le système de vision monoscopique.
avec : - une fonction pour passer de coordonnées homogènes à des coordonnées pixels en supprimant une dimension d’un vecteur ; - une matrice intrinsèque de la caméra 11 associée à la projection d’un point de l’espace aux coordonnées en 3 dimensions dans l’image aux coordonnées en 2 dimensions ; - une matrice de déplacement entre les positions de la caméra 11 au deuxième instant temporel d’acquisition t2 et au premier instant temporel d’acquisition t1 ; - une fonction de rétroprojection dans la scène d’un pixel en fonction de sa profondeur ; - est une profondeur du pixel de la première image prédite par le système de vision monoscopique.
La première barrière thermique 8 comporte un premier compensateur thermique 10 configuré pour compenser la dilatation thermique et/ou pour compenser la contraction thermique de la conduite interne 3 relativement à l’enveloppe extérieure 2.
Le premier compensateur thermique 10 comporte une première portion élastique 10, par exemple un premier soufflet élastique 10.
La conduite interne 3 est configurée pour permettre au fluide cryogénique de circuler à l’intérieur de la conduite interne 3 sans être en contact avec le premier compensateur thermique 10. Ainsi, la conduite interne 3 forme une cloison d’isolation entre le premier compensateur thermique 10 et le fluide cryogénique.
La conduite interne 3 du premier tronçon 4 comporte un portion rigide ou semi-rigide, s’étendant notamment sur toute la longueur du premier tronçon 4.
Le premier tronçon 4 comporte en outre une deuxième barrière thermique 11 s’étendant à l’intérieur de l’espace interne 14, 15, 16 en étant configurée pour séparer l’espace interne de manière étanche.
Ainsi, comme représenté sur la , la première barrière thermique 8 et la deuxième barrière thermique 11 sont configurées pour maintenir, ensemble, la première portion de l’espace interne 14 sous vide après avoir été mise sous vide.
Dans l’exemple représenté à la , la deuxième barrière thermique 11 comporte un deuxième compensateur thermique 11 configuré pour compenser la dilatation/contraction thermique de la conduite interne 3 relativement à l’enveloppe extérieure 2.
La représente une variante du premier tronçon 4 de la dans laquelle : la conduite interne 3 comporte un compensateur thermique de conduite 13, ménagé sur la paroi de la conduite interne 3 ; et la deuxième barrière thermique 12 comporte une barrière fixe 12.
La barrière fixe 12 comporte des parois rigides ou semi-rigides.
Dans une autre variante du premier tronçon 4 de la , la conduite interne 3 peut comporter le compensateur thermique de conduite 13 tel que représenté à la .
Comme représenté à la , la canalisation 1 comporte un premier tronçon 4 tel que décrit ci-dessus.
La canalisation 1 comporte en outre un tronçon de raccordement 5 raccordé de manière étanche au premier tronçon 4 par l’une des extrémités du tronçon de raccordement 5.
La canalisation 1 comporte en outre un troisième tronçon 6 raccordé de manière étanche au tronçon de raccordement 5 par l’autre des extrémités du tronçon de raccordement 5.
Le tronçon de raccordement 5 est raccordé au premier tronçon, du côté de la première barrière thermique 8. Plus précisément, la première barrière thermique 8 s’étend longitudinalement à l’intérieur de l’espace interne, depuis au moins l’une de ses extrémités 7, 9 en direction du tronçon de raccordement 5.
Le tronçon de raccordement 5 est raccordé au premier tronçon 4 par a moins une soudure ménagée sur l’enveloppe extérieure 2 et sur la conduite interne 3.
Comme représenté à la , le tronçon de raccordement 5 est configuré de sorte que sa longueur varie uniquement sous l’effet de sa propre dilatation/contraction thermique. Plus précisément, le tronçon de raccordement 5 est dépourvu de compensateur thermique au niveau de la conduite interne 3 et au niveau de l’enveloppe extérieure 2.
Selon une mise en œuvre de l’invention, l’échantillon comprenant une matrice organo-minérale ou minérale ainsi que du charbon et/ou du biochar peut être un échantillon d’un sol comprenant du charbon et/ou du biochar. Par sol ("soil" en anglais), on entend l’ensemble des couches externes des formations superficielles de la Terre. Un échantillon de sol peut être prélevé manuellement dans une fosse ou par carottage à l’aide d’une tarière.
Selon une mise en œuvre de l’invention, l’échantillon comprenant une matrice organo-minérale ou minérale ainsi que du charbon et/ou du biochar peut être un échantillon d’un amendement comprenant une matrice organo-minérale ou minérale ainsi que du charbon et/ou du biochar.
Selon une mise en œuvre de l’invention, l’échantillon comprenant une matrice organo-minérale ou minérale ainsi que du charbon et/ou du biochar peut être un échantillon de sol, un échantillon de sédiment naturel ou pollué par des résidus d’incendie, ou encore un échantillon de matériaux minéraux (béton, terres excavées, sédiments) mélangés avec des charbons/biochars. Le sol peut être un sol agricole ou un anthrosol volontairement enrichi en biochar.
Avantageusement, l’échantillon peut être tamisé au moyen d'un tamis dont les orifices ont un diamètre de 2 mm, séché à une température inférieure à 40°C, puis broyé jusqu'à obtenir des fragments ayant des dimensions inférieures à 200 µm.
De manière préférée, on peut en outre disposer d’un échantillon de ladite matrice organo-minérale ou minérale pure, c’est-à-dire ne comprenant ni de biochar ni de charbon.
De manière avantageuse, on peut en outre disposer d’un échantillon du biochar et/ou de charbon présent dans l’échantillon considéré.
Le procédé selon l’invention peut être avantageusement mais non limitativement mis en œuvre au moyen du dispositif ROCK-EVAL® (IFP Energies nouvelles, France), tel que décrit dans les brevets FR 2227797 (US 3953171) et FR 2472754 (US 4352673). En effet, le dispositif ROCK-EVAL® comprend au moins :
- un four de pyrolyse en atmosphère non oxydante,
- des moyens de transfert des résidus de pyrolyse dans un four d'oxydation,
- un four d’oxydation en atmosphère oxydante,
- des moyens de mesure de la quantité de composés hydrocarbonés (HC) libérés au cours de la pyrolyse,
- des moyens de mesure du monoxyde de carbone (CO) et du dioxyde de carbone (CO 2 ).
Le procédé peut également être mis en œuvre au moyen d’un unique four de pyrolyse, pouvant fonctionner à la fois en atmosphère non oxydante et en atmosphère oxydante, coopérant avec un dispositif de mesures de la quantité de composés hydrocarbonés libérés au cours de la pyrolyse, et un dispositif de mesure du monoxyde de carbone et du dioxyde de carbone.
1) Séquence de chauffe sous atmosphère inerte (pyrolyse)
La coque 8 est ensuite ébavurée.
L’épaisseur de la coque 8 est comprise entre 1 cm et 5 cm. Pour cela, la distance entre les deux empreintes 9, 10 et le corps 2 est comprise entre 1 cm et 5 cm.
De préférence, le matériau polymère liquide est du polyuréthane (PU). L’avantage est que la corrosion qui n’a que peu d’effet sur le polyuréthane. De plus, l’avantage d’utiliser des empreintes 9, 10 en silicone est qu’il ne colle pas au polyuréthane.
Une épaisseur de quelques centimètres de polyuréthane permet de limiter la pression hydrostatique sur les composants du corps 2 surmoulés et permet au drone sous-marin autonome 1 d’atteindre des profondeurs de l’ordre de 1000 m.
D’autres polymères ou élastomères, chargés ou non, peuvent être utilisés. En chargeant le matériau polymère avec des éléments « légers », c’est-à-dire ayant une densité plus faible que celle de l’eau, comme des microbilles de verre, par exemple, la coque 8 devient alors flottante et permet de s’affranchir de l’élément de flottabilité 5.
Le matériau polymère peut également être chargé en métal pour au contraire alourdir le drone sous-marin autonome 1.
Les empreintes 9, 10 du moule 7 comprennent au moins un premier élément protubérant 46 pour former au moins un premier évidement 47a dans la coque 8 destiné à recevoir le premier propulseur vertical 25a.
De préférence, les empreintes 9, 10 du moule 7 comprennent un deuxième élément protubérant pour former un deuxième évidement 47b dans la coque 8 destiné à recevoir le deuxième propulseur 25b, un troisième élément protubérant pour former un troisième évidement 47c dans la coque 8 destiné à recevoir le troisième propulseur 25c et quatrième élément protubérant pour former un quatrième évidement 47d dans la coque 8 destiné à recevoir le quatrième propulseur 25d.
Comme illustré sur la , la plaque de base 27 n’est pas entièrement enrobée par le matériau polymère pour lui permettre d’assurer une fonction de radiateur et dissiper les calories de la batterie 3.
La première empreinte 9 comprend un cinquième élément saillant permettant d’obtenir un cinquième évidement 29 sur la partie inférieure 30 du drone sous-marin autonome 1. Le cinquième évidement 29 forme une zone non recouverte par le matériau polymère à la partie inférieure 30 du drone sous-marin autonome 1 lors de l’étape de surmoulage.
Le corps 2 comprend également la protubérance 28, décrite précédemment et positionnée à une partie supérieure 45 du drone sous-marin autonome 1, pouvant loger un système acoustique pour la communication ou un sonar ou des instruments de mesure pour cartographier le fond marin, par exemple.
La protubérance 28 n’est pas recouverte par le matériau polymère lors du surmoulage.
Le drone sous-marin autonome 1 comprend un compartiment électronique 16 débouchant de la coque 8 par une ouverture 17, comme illustré sur les figures 5 et 6.
Le corps 2 comprend également un support de fixation 31 positionné à la partie supérieure 45 du drone sous-marin autonome 1. Le support de fixation 31 est recouvert par le matériau polymère de façon à former une bordure 36 de matériau polymère sur le support de fixation 31.
La protubérance 28 et le support de fixation 31 sont positionnés entre les deux propulseurs verticaux 25a, 25b.
Le support de fixation 31 comprend des goujons 37 qui ne sont pas recouverts par le matériau polymère.
L’étape iii) de génération E3 du modèle de sortie G i+1 peut notamment comprendre les étapes suivantes :
- calcul E33 de l’indicateur I i+1 d’échanges thermiques pour le modèle de sortie G i+1 , notamment par simulation numérique de l’écoulement de fluide et des échanges thermiques entre le fluide et l’échangeur thermique 10 en résolvant des équations de Navier-Stockes, l'écoulement de fluide entrant dans ledit volume 5 selon la direction incidente O,
- comparaison E34 de l’indicateur I i+1 d’échanges thermiques calculé pour le modèle de sortie G i+1 avec le premier seuil S1 et valider ou refixer le premier seuil S1 en fonction de cette comparaison.
Par exemple, comparer E34 l’indicateur I i+1 d’échanges thermiques avec le premier seuil S1 peut comprendre calculer la quantité selon l’équation suivante (I i+1 -S1)/S1 et comparer cette quantité avec un quatrième coefficient k4. Si la quantité calculée est inférieure ou égale à k4, alors on considère que la valeur du premier seuil S1 a permis d’aboutir à un modèle de sortie G i+1 correct. Si la quantité calculée est supérieure à k4, la valeur du premier seuil S1 est avantageusement refixée de sorte à réduire le gain visé par rapport à l’indicateur I init initial d’échanges thermiques. Le quatrième coefficient k4 peut être compris entre -5% et 5%. Cette étape permet de s’assurer que les résultats obtenus de l’optimisation sont corrects et que les résultats n’ont pas divergé.
L’étape iii) de génération de la géométrie optimisée peut en outre être réalisée au moyen d’un logiciel d’optimisation numérique de forme, ledit logiciel pouvant être un logiciel commercial tel que Ansys ou Fluent.
Il est fait référence à la représentant schématiquement des étapes plus détaillées de l’étape iii) de génération E3 du modèle de sortie G i+1, De préférence, l’étape iii) de génération du modèle de sortie est réalisée selon une méthode adjointe de résolution.