INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Tel qu’illustré aux figures 1 et 2, le système de production 1 comporte un système 5 d’approvisionnement en eau permettant d’alimenter en eau chacun des bacs 2 de chacune des piles 3. Tel que mentionné précédemment, pour accéder à l’intérieur des bacs, on utilise les fenêtres latérales 10 des bacs.
Le système d’approvisionnement en eau est conçu pour acheminer à chacun des bacs la quantité d’eau requise pour assurer un cycle d’élevage. On prévoit de préférence des cycles de distribution à des intervalles établis en fonction de l’élevage en cours. On peut également prévoir des capteurs pour adapter les apports en eau en fonction des conditions dans les bacs et/ou dans le bâtiment en général.
L’approvisionnement est prévu pour distribuer l’eau pile par pile, de façon successive. Cette distribution progressive et localisée au niveau d’une pile est mise en œuvre par une (ou plusieurs) colonne 6 mobile, conçue pour se déplacer dans les couloirs 18 formés entre les alignements 17 de piles 3.
La colonne 6 mobile est munie d’une série de buses 7 d’arrosage, agencées verticalement. La disposition verticale des buses 7 est prévue de façon à correspondre avec l’agencement vertical des fenêtres latérales 10 d’une pile de de référence.
Les buses 7 de la colonne mobile 6 sont alimentées en eau par un tuyau 8 connectable à une source d’alimentation en eau du bâtiment. Dans l’exemple illustré, le tuyau 8 est suspendu par sections à un rail 12 supérieur cheminant au-dessus d’un couloir 18. Des supports coulissants 13 permettent de soutenir le tuyau tout en assurant une mobilité le long du rail. En variante, le tuyau peut être stocké sur un enrouleur qui déroule la longueur nécessaire en fonction du déplacement de la colonne le long du couloir 18.
Une motorisation 11 assure les déplacements de la colonne 6 mobile le long du couloir où elle est implantée. Selon les configurations, la motorisation peut être agencée directement sur la colonne, ou déportée. Dans ce dernier cas, le système d’approvisionnement en eau prévoit alors un moyen de transmission par chaîne ou courroie ou autre, auquel la colonne est reliée.
La colonne mobile se déplace le long d’un alignement de piles de bacs pour alimenter successivement plusieurs piles alignées. La colonne se déplace pas à pas, et s’immobilise à chaque nouvelle pile, avec les buses alignées vis-à-vis des fenêtres latérales des bacs, pour procéder à l’alimentation en eau de cette nouvelle pile. La quantité d’eau distribuée à chaque pile est dosée en fonction du nombre de bacs de la pile et de la quantité d’eau prescrite pour chaque bac. Après approvisionnement d’une pile avec la quantité d’eau prévue, la colonne est déplacée vers la pile suivante, et ainsi de suite, jusqu’à l’extrémité de l’alignement de piles. L’alignement longitudinal de la colonne mobile devant chaque pile vis-à-vis des fenêtres latérales peut être géré soit par un compteur de déplacement disposé au niveau de la motorisation, ou un détecteur placé sur la colonne qui détecte la présence des fenêtres latérales ou d’un repère d’arrêt, prévu au sol ou sur chaque pile de l’alignement.
Pour assurer un cheminement de la colonne mobile parallèle à l’alignement de piles, un guide de translation est agencé le long du couloir 18. La colonne suit ce guide lors de ses déplacements, soit en mode sans contact, par exemple par détection visuelle ou magnétique du guide, ou par contact. Dans ce dernier cas, plusieurs exemples de réalisation sont possibles.
VARIANTE AVEC COLONNE MOBILE SUSPENDUE A UN RAIL SUPERIEUR
Tout d’abord, selon un exemple de réalisation non illustré aux figures, le guide de translation comporte un rail supérieur 12 agencé à une hauteur supérieure à celles des piles 3 de bacs 2. Le rail 12 a une double fonction, à savoir de guidage latéral et de transmission. A cet effet, la colonne 6 mobile est suspendue au rail supérieur 12. La motorisation 11 comprend un moteur disposé en extrémité du rail supérieur qui entraîne une courroie ou un câble agencé le long du rail supérieur. La colonne mobile est connectée à la courroie ou câble et peut suivre son déplacement le long du rail. Le rail suit une trajectoire préétablie et procure le guidage latéral requis pour être à la bonne distance des piles de bacs.
Tel que préalablement énoncé, il est courant que le sol des bâtiments de grande dimension soit irrégulier, avec des zones dont la hauteur peut fluctuer de plusieurs mm, voire même quelques cm. Le rail supérieur est rectiligne et donc à une position verticale constante sur tout le parcours du rail. A contrario, la position verticale des différentes piles posées sur différentes zones du sol le long d’un alignement de piles est susceptible de varier le long du parcours. La position verticale des fenêtres latérales 10 varie de la même façon. Il existe ainsi un risque important que les buses 7 de la colonne mobile ne soient pas à la bonne position verticale pour certaines piles de l’alignement.
Dans cet exemple de réalisation, le risque de mauvais positionnement vertical relatif est géré par le fait que la colonne mobile 6 comporte au moins un capteur de position pour détecter la position verticale des fenêtres 10 latérales des bacs. A chaque arrêt en face d’une pile de bacs, le capteur détecte la position verticale d’au moins une fenêtre ou d’une référence prévue à cet effet. En cas de détection d’un écart d’alignement vertical entre les buses et les fenêtres, au moins un actionneur permet d’ajuster la position des buses 7 d’arrosage en regards de la position verticale détectée des fenêtres. L’ajustement peut être mis en œuvre au niveau des buses, ou au niveau de la colonne, selon les cas.
VARIANTE AVEC COLONNE MOBILE ROULANT SUR UN RAIL AU SOL
Pour régler de façon simple, fiable et peu coûteuse le problème de l’alignement vertical des buses avec les fenêtres, un autre mode de réalisation est prévu. Le guide comporte un rail inférieur 9, posé sur le sol 4 au voisinage de l’alignement de piles 3 de bacs 2, la colonne 6 étant montée mobile sur ledit rail inférieur 9.
Le rail inférieur est configuré pour être à la même hauteur que la pile de bacs située juste en face du rail. Avec la colonne mobile se déplaçant sur le rail, on obtient un agencement auto-ajustable en hauteur. Si la hauteur du sol varie, celle du rail varie de façon similaire en fonction des irrégularités du sol, procurant un auto-ajustement de la hauteur des buses en regard des fenêtres latérales. L’approvisionnement en eau des bacs est ainsi toujours assuré et les risques d’inondation du sol sont maîtrisés.
Dans cet exemple, la motorisation comprend un moteur, disposé sur la colonne mobile et couplé à des roues d’entraînement de la colonne sur le rail inférieur.
Pour déposer le matériau électrochimiquement actif, éventuellement associé à un liant et/ou un conducteur électronique sur le collecteur de courant, il peut être avantageusement mélangé à un solvant tel que de l’eau ou de la N-méthyl pyrrolidone.
Ainsi, selon un aspect préféré du procédé selon l’invention, ledit matériau électrochimiquement actif est appliqué sous forme d’une suspension d’une poudre dans un liquide, ou semi liquide, comprenant un solvant. Ledit matériau électrochimiquement actif peut comprendre du carbone microporeux, du graphite, un oxyde lithié tel que LiFePO 4 , Li(Ni,Mn,Co)O 2 (aussi dénommé NMC, la somme atomique des trois éléments étant égale à 1), LiMn 2 O4, LiNi 0,5 Mn 1,5 O 4 ou Li 4 Ti 5 O 12 , et/ou une poudre de carbone revêtue de palladium et/ou de IrO 2 . Ladite composition peut comprendre un additif conducteur électronique tel que du noir de carbone, et peut, en outre, comprendre un liant.
Ainsi le matériau actif peut avantageusement être mélangé à un conducteur électronique (noir de carbone par exemple), à un liant polymère (polyvinylydène-difluoride par exemple), et à un solvant (N-méthyl pyrrolidone par exemple) dans les proportions adéquates pour obtenir une encre déposable en surface des collecteurs de courant précédemment préparés. En effet, une fois dénudées au moins partiellement par le traitement laser, les fibres de carbone conservent leurs propriétés de conduction électronique et présentent une surface spécifique exacerbée par rapport à des fibres brutes revêtues de poudre de polymère (ensimage), ce qui en fait d’excellents collecteurs de courant pour matériaux d’électrodes dans des dispositifs de conversion (pile à combustible, électrolyseurs) ou de stockage d’énergie (batteries Li-ions, Na-ions, supercondensateurs, systèmes hybrides). Cette dernière voie est également transposable aux problématiques de désalinisation de l’eau de mer par déionisation capacitive. La présente invention concerne donc le décapage laser de matériaux composites déjà formés (rebuts, chutes de production, recyclage), qui avantage leur enduction avec un matériau actif de préférence sous forme d’encre, permettant de leur conférer des propriétés dans le stockage d’énergie (supercondensateurs et batteries), la production d’hydrogène (électrolyseurs), la conversion d’énergie chimique en énergie électrique (piles à combustibles), et la désalinisation de l’eau de mer (déionisation capacitive).
Aussi un autre objet de l’invention est une électrode obtenue ou pouvant être obtenue selon le procédé de l’invention décrit ci-dessus Cette électrode peut comprendre- un collecteur de courant à base d’un matériau, de préférence recyclé, comprenant des fibres de carbone et une résine, ledit matériau étant, au moins en partie, décapé, de préférence au laser et une composition comprenant un matériau électrochimiquement actif, celui-ci comprenant, de préférence du carbone microporeux, du graphite, un oxyde lithié tel que LiFePO 4 , Li(Ni,Mn,Co)O 2 (aussi dénommé NMC, la somme atomique des trois éléments étant égale à 1), LiMn 2 O4, LiNi 0,5 Mn 1,5 O 4 ou Li 4 Ti 5 O 12 , et/ou une poudre de carbone revêtue de palladium et/ou de IrO 2 ; et où ladite composition peut comprendre un additif conducteur électronique tel que du noir de carbone, et peut, en outre, comprendre un liant.
Cette électrode peut comprendre le ou les composants décrits ci-dessus en référence au procédé. Elle peut également comporter une surface comprenant à la fois une portion active décapée au laser, par exemple ayant une surface supérieure à 35%, et une portion non négligeable, par exemple supérieure à 10% dont les fibres de carbone sont recouvertes de résine.
Un autre objet de l’invention est l’utilisation d’une électrode telle que décrite ci-dessus, pour la fabrication d’un dispositif de stockage d’énergie, tel qu’une batterie ou un supercondensateur, d’un système de désalinisation capacitive d’eau salée, d’une pile à combustibles et/ou d’un électrolyseur dédié à la production d’hydrogène.
Un autre objet de l’invention est un dispositif de stockage d’énergie, tel qu’une batterie ou un supercondensateur, un système de désalinisation capacitive d’eau salée, une pile à combustibles et/ou d’un électrolyseur dédié à la production d’hydrogène comprenant une électrode selon l’invention. Le carbone microporeux est un matériau électrochimiquement actif préféré pour une utilisation de déionisation capacitive et dans un supercondensateur. Le graphite, le LiFePO 4 , le Li(Ni,Mn,Co)O 2 (aussi dénommé NMC, la somme atomique des trois éléments étant égale à 1), le LiMn 2 O4, le LiNi 0,5 Mn 1,5 O 4 , le Li 4 Ti 5 O 12 ou autres oxydes lithiés, sont particulièrement adaptés pour des batterie lithium-ion. L’utilisation de poudre de carbone revêtue de palladium et/ou de IrO 2 est, quant à elle, particulièrement adaptée à la fabrication d’une électrode pour un électrolyseur dédié à la production d’hydrogène
4. Description des figures et schémas A adapter selon les schémas que l’on gardera dans la version finale. Les légendes sont indiquées en dessous des figures dans ce qui suit.
est une vue de l’éprouvette composite P5 décapée par laser selon le procédé de l’invention de l’exemple 1 qui comprend une zone de travail 1 et une zone de prise de contact électrique 2 ;
sont des vues en microscopie optique des éprouvettes P1, P4, P5 et P6 ;
sont des vues par microscopie électronique à balayage des surfaces décapées des éprouvettes P1, P4, P5 et P6 ;
est une vue des zones décapées pour être utilisées pour la fabrication d’électrodes selon l’invention. ;
Voltammogrammes cycliques (CVs) des électrodes comprenant le matériau décapé P1, P4, P5 ou P6 avec encre E2 cyclées à 10 mV/s, 20 mV/s, 50 mV/s, 100 mV/s.
Voltammogramme cyclique (CV) d’une électrode comprenant le matériau décapé P5 avec encre E2 cyclée à 5 mV/s ;
représente la courbe de charge sous courant constant et de polarisation en tension et les courbes d’impédance électrochimique (EIS) pour l’eau à désaliniser, l’eau désalinisée et l’eau appauvrie en sel du dispositif et méthode 1 de l’exemple 3.
représente la courbe de charge sous courant constant et de polarisation en tension et les courbes d’impédance électrochimique (EIS) pour l’eau à désaliniser, l’eau désalinisée et l’eau appauvrie en sel de méthode 2 de l’exemple 3.
Cette configuration à deux foyers F1 et F2 permet, de par les propriétés mathématiques d’une ellipsoïde de révolution 29, de garantir que tous les rayons lumineux passant par le premier foyer F1 passeront par le second foyer F2, et inversement. Ainsi, selon les dimensions de l’ellipsoïde de révolution 29, la focalisation n’est plus limitée à la position du waist 15 mais est disponible au second foyer F2, permettant de s’affranchir d’une distance faible entre le module d’émission de lumière 31 et l’objet à mesurer 21. Autrement dit, un premier waist est disponible au niveau du premier foyer F1, ledit premier waist étant imagé en un deuxième waist au niveau du second foyer F2, à son tour imagé en un troisième waist au niveau du premier foyer F1. Des objets chauds ou en mouvement sont alors plus facilement mesurables. L’ellipsoïde de révolution 29 permet également de s’affranchir partiellement de l’angle entre le grand axe et la surface de l’objet à mesurer. En effet, même si la surface est inclinée, un rayon lumineux issu du second foyer passera par le premier foyer et pourra être collecté par le module de collecte de lumière 35.
Dans un mode d’utilisation du dispositif de mesure 19, de la lumière est émise par le module d’émission de lumière 31, cette lumière étant principalement dirigée vers le premier foyer F1. Cette lumière est ensuite réfléchie sur un miroir 25 vers le second foyer F2. La lumière interagit avec l’objet à mesurer 21 au niveau du second foyer F2 puis est réfléchie ou diffusée vers un miroir 25, puis à nouveau réfléchie vers le premier foyer F1. Le module de collecte 35 permet alors de collecter une grande partie de la lumière passant par le premier foyer F1.
Le dispositif de mesure 19 est par exemple intégré dans un interféromètre ou un profilomètre.
Ainsi, dans un mode de réalisation particulier, un interféromètre comprend un bras optique de référence et un bras optique de mesure comprenant le dispositif de mesure 19. Une différence de marche entre le bras optique de référence et le bras optique de mesure peut ainsi être mesurée afin de mesurer une distance à laquelle se trouve l’objet à mesurer 21, ou un angle de sa surface, ou encore afin de contrôler un mouvement. En particulier, le module de collecte 35 envoie par exemple de la lumière vers un écran 45, tout comme le bras optique de référence, formant ainsi des interférences qui peuvent ensuite être étudiées pour finaliser la mesure.
Dans un autre mode de réalisation, un profilomètre comprend un unique bras de mesure comprenant le dispositif de mesure 19 et un détecteur 47 relié au module de collecte de lumière 35. Le temps mis par la lumière entre son émission et sa détection par le détecteur 47 peut alors être étudié pour déterminer la distance à laquelle se trouve la surface 23, et donc pour déterminer un profil de surface 23.
Dans un mode de réalisation, le module d’émission de lumière 31 comprend une fibre optique 48 guidant la lumière émise par la source de lumière 43, par exemple un laser, vers une extrémité de la fibre optique 48 débouchant à proximité du premier foyer F1. L’extrémité de la fibre optique est par exemple semblable à l’extrémité 1 présenté sur la , dont le waist 15 est préférentiellement positionné au niveau du premier foyer F1.
La fibre optique 48 du module d’émission 31 est par exemple une fibre optique à maintien de polarisation, ce qui permet une biréfringence dans la fibre optique et la manipulation de deux modes d’émission de lumière orthogonaux.
La fibre optique 48 du module d’émission 31 est par exemple monomode, permettant d’être particulièrement adapté pour la formation d’interférence, notamment dans un interféromètre, et comprend un cœur de diamètre compris entre 5 et 100 microns.
Dans un mode de réalisation, le module de collecte de lumière 35 comprend une fibre optique 49 guidant la lumière collectée, par exemple vers un détecteur 47 ou un écran 45.
La fibre optique 49 du module de collecte 35 est par exemple une fibre optique à maintien de polarisation.
La fibre optique 49 du module de collecte 35 est par exemple monomode ou multimode, et comprend un cœur de diamètre compris entre 100 et 1000 microns afin de pouvoir collecter un maximum de lumière. Optionnellement, la fibre optique 49 du module de collecte 35 comprend un cœur étendu thermiquement (« thermally expanded core » en termes anglo-saxons) de manière à optimiser le couplage entre la fibre optique et l’espace libre dans lequel évolue la lumière entre le module d’émission 31 et le module de collecte 35, l’espace libre comprenant de l’air.
L’extrémité de la fibre optique 49 du module de collecte 35 est par exemple semblable à l’extrémité 1 présenté sur la , à la différence qu’elle sert à collecter de la lumière plutôt qu’à en émettre.
Dans un mode particulier de réalisation, le dispositif de mesure 19 comprend une lame de verre 51 plane à faces parallèles configurées pour être positionnée sur la surface 23 de l’objet à mesurer 21.
On a représenté schématiquement sur la une lame de verre 51 plane configurée pour être positionnée sur la surface 23 de l’objet à mesurer 21. La lame 51 comprend une première surface 53 comprenant un revêtement anti-reflet et une deuxième surface 55 destinée à être en contact avec l’objet à mesurer 21, la deuxième surface 55 comprenant un traitement miroir. La lame de verre 51 permet de mesurer l’angle C entre la surface 23 de l’objet à mesurer 21 et la direction du grand axe. Pour cela, la mesure d’une différence de marche induite par la traversée de la lame de verre 51 par la lumière est nécessaire, cette mesure d’angle C ne fonctionnant que dans le cadre d’un interféromètre. Dans cette configuration, l’objet à mesurer 21 est positionné de sorte que le second foyer F2 est positionné dans la lame de verre 51.
On a représenté schématiquement sur la un deuxième mode de réalisation du dispositif de mesure 19 identique au premier mode de réalisation, et dans lequel le module de collecte de lumière 35 comprend en outre une fibre optique 49 et une lentille de collecte 57 configurée pour focaliser un flux lumineux reçu depuis l’objet à mesurer 21 dans la fibre optique 49. Cette lentille de collecte 57 permet d’augmenter la quantité de lumière collectée.
On a représenté schématiquement sur la un troisième mode de réalisation similaire aux premier et deuxième modes de réalisation, le dispositif de mesure 19 comprenant en outre deux miroirs plans 59 parallèles au grand axe et orthogonaux au plan comprenant l’axe principal d’émission 33, l’axe principal de collecte 37 et le grand axe.
dans lequel la tête d’actionnement est montée de manière amovible sur l’entrée du réservoir de poudre et connectée de manière amovible à l’organe de distribution, de manière à pouvoir retirer la tête d’actionnement pour accéder au réservoir de poudre pour le remplir.
Ainsi, la tête d’actionnement est reliée de manière amovible à la fois à l’entrée du réservoir de poudre et à l’organe de distribution, de sorte qu’une fois retirée, le réservoir est largement accessible pour pouvoir le remplir, ou aussi pour l’inspecter ou le vidanger. On peut dire que la tête d’actionnement fait office de bouchon amovible pour le réservoir de poudre.
Selon une caractéristique intéressante de l’invention, la tête d’actionnement peut être vissée de manière amovible sur l’entrée du réservoir de poudre, de manière à pouvoir retirer la tête d’actionnement du réservoir de poudre par dévissage.
Selon un mode de réalisation pratique, la tête d’actionnement peut comprendre une bague filetée en prise filetée avec un filetage de l’entrée du réservoir de poudre, l’organe d’actionnement étant monté à coulissement axial dans la bague filetée.
Avantageusement, l’organe de distribution comprend une tige de transmission qui s’étend axialement à travers le réservoir de poudre et une partie de distribution en prise avec la sortie, la tige de transmission étant solidaire de la partie de distribution et connectée de manière amovible à l’organe d’actionnement. Dans ce cas, l’organe de distribution peut être entrainé en rotation sans déplacement axial dans le réservoir de poudre par l’organe d’actionnement, la partie de distribution étant avantageusement formée par un disque rotatif perforé disposé sur un fond du réservoir de poudre formant la sortie, de manière à pouvoir aligner par rotation la ou les perforation(s) du disque rotatif avec la ou les sortie(s) du réservoir de poudre. Le fond du réservoir peut par exemple définir trois trous de sorties et le disque rotatif peut définir trois perforations correspondantes, de sorte que les trous et les perforations peut être superposées axialement par rotation du disque entrainé par l’organe d’actionnement de la tête. De préférence, la tige de transmission peut comprendre plusieurs pales radiales définissant des extrémités libres qui s’étendent à proximité de la paroi interne du réservoir, de manière à maintenir la tige de transmission dans l’axe longitudinal du réservoir de poudre. On peut par exemple prévoir plusieurs paires de pales réparties sur la hauteur de la tige de transmission pour augmenter son maintien dans l’axe du réservoir. La fonction première de ces pales radiales est de désagglomérer, désagréger ou décompacter la masse de poudre stockée dans le réservoir de poudre. Ces pales radiales ont ici une seconde fonction, à savoir celle de maintenir l’organe de distribution parfaitement dans l’axe longitudinal, sur lequel la tige de transmission s’étend.
Selon un autre aspect intéressant de l’invention, l’organe d’actionnement et l’organe de distribution peuvent former ensemble un système de transformation d’une poussée axiale sur l’organe d’actionnement en une rotation de l’organe de distribution, le système de transformation comprenant une première partie formée par l’organe d’actionnement et une seconde partie formée par l’organe de distribution, ces deux parties venant en prise mutuelle de telle sorte qu’un déplacement axial de la première partie induise une rotation de la seconde partie, la première partie se désengageant de la seconde partie en la laissant statique, lors du retrait de la tête d’actionnement du réservoir de poudre. Avantageusement, le système de transformation peut comprendre au moins un chemin de came hélicoïdal formé par l’un parmi l’organe d’actionnement et l’organe de distribution et au moins un ergot formé par l’autre parmi l’organe d’actionnement et l’organe de distribution, l’ergot étant engagé dans le chemin de came hélicoïdal et le suit lors du déplacement axial de l’organe d’actionnement.