INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La composition finale ainsi obtenue est ensuite calandrée par exemple sous la forme d'une feuille ou d'une plaque, notamment pour une caractérisation au laboratoire, ou encore extrudée (ou co-extrudée avec une autre composition de caoutchouc) sous la forme d'un semi-fini (ou profilé) de caoutchouc utilisable par exemple comme panneaux anti-vibrations, bandes anti-vibration ou coussinets d’isolation (« pads » en anglais). La composition finale peut alternativement être moulée et réticulée selon des techniques connues de l’homme du métier afin de produire des supports (« mount » en anglais), des douilles (ou bagues, « bushes » en anglais). Ces produits peuvent ensuite être utilisés pour la fabrication d’articles antivibratoires, selon les techniques connues de l’homme du métier.
II-6 Articles antivibratoires
La présente invention a également pour objet un article antivibratoire comprenant au moins un élément en caoutchouc qui comprend une composition de caoutchouc selon l’invention.
Par exemple, l’article antivibratoire comprenant au moins un élément en caoutchouc selon l’invention peut être choisi dans le groupe constitué par les appuis, supports, douilles, coussinets, paliers, poulies d'amortisseurs, tuyaux, tampons et panneaux anti-vibrations.
Les appuis peuvent être par exemple des appuis antisismiques, des appuis pour ponts. Les supports peuvent être des supports de toutes formes, par exemple des supports cylindriques ou des support coniques. Les coussinets peuvent être par exemple des coussinets nervurés, des coussinets sandwich ou encore des coussinets multicouches nervurés. Les paliers peuvent être des paliers centraux ou des paliers à glissières.
De préférence, l’article antivibratoire comprenant au moins un élément en caoutchouc est choisi dans le groupe constitué par les supports et les panneaux anti-vibrations, de préférence dans le groupe constitué par les supports anti-vibrations.
De manière avantageuse, la composition de caoutchouc selon l’invention constitue l’élément en caoutchouc de l’article antivibratoire. En d’autres termes, l’élément en caoutchouc de l’article antivibratoire selon l’invention ne comprend pas d’autre composition que la composition de caoutchouc selon l’invention. Ainsi, de préférence, l’article antivibratoire selon l’invention comprend un au moins un élément en caoutchouc constitué de la composition de caoutchouc selon l’invention.
Tous ces propulseurs utilisent généralement des bobines et/ou des aimants permanents pour produire un champ magnétique qui participe au processus d’accélération en confinant les électrons dans la cavité appelée la chambre d’ionisation.
A titre d’exemple et en référence à la , le fonctionnement et la structure d’un ensemble propulseur plasmique à effet Hall conventionnel 1 est décrit plus en détail ci-dessous.
L’ensemble propulseur à effet Hall 1 comprend un circuit magnétique 20 et un corps de support 10.
Le corps de support 10 présente une forme de révolution autour d’un axe longitudinal AA’. Le corps de support 10 comprend un canal annulaire 11 dans lequel est reçu le circuit magnétique 20. L’ensemble propulseur comprend une première extrémité 2 ayant une ouverture annulaire et une seconde extrémité 3. Les surfaces intérieures du canal annulaire 11 sont pourvues de parois 26, 27 permettant de délimiter physiquement la zone d’ionisation et d’accélération. Les parois sont par exemple réalisées en matériau céramique.
Le circuit magnétique 20 est formé par des éléments à forte susceptibilité magnétique positive 21A, 21B, 24A, 24B et des aimants permanents générateurs de champ magnétique 22, 23 agencés dans le canal annulaire 11, autour d’un axe central longitudinal AA’ pour former une chambre annulaire d’ionisation et d’accélération 40 dans le canal annulaire 11.
Un circuit d’alimentation en gaz propulsif 4 est positionné dans une partie inférieure du corps 10. La direction d’injection du gaz est représentée par une flèche à l’entrée du circuit sur la . L’ensemble propulseur comprend un ou plusieurs trous d’entrée de gaz formés dans le fond du canal annulaire reliés au circuit d’alimentation en gaz ionisable 4. Le gaz est introduit dans la chambre annulaire d’ionisation et d’accélération 40 à travers les trous d’alimentation en gaz. A titre d’exemple, sur la , deux trous d’alimentation 5 sont représentés.
La polarisation de chaque aimant permanent est choisie de manière à créer des lignes de champ magnétique 6, assurant le confinement des électrons fournis par la cathode 8. Leur configuration géométrique est responsable de l’effet de « lentille magnétique » au niveau de la première extrémité 2 du canal annulaire 11. Cette configuration spécifique des lignes de champ magnétique est désignée par le terme « lentille magnétique » ou « barrière magnétique » qui est essentielle au mode de fonctionnement d’un propulseur à effet Hall et est responsable de l’ionisation des atomes neutres et de l’accélération des ions.
L’ensemble propulseur comprend en outre une anode 9 positionnée à l’intérieur du canal annulaire 11, à proximité du fond du canal. L’anode 9 a généralement une fonction de diffusion du gaz propulsif et peut présenter une structure étagée comme proposé dans le document US10723489B2. Une cathode creuse 8 est située en dehors du canal annulaire 11, au niveau de la première extrémité aval ouverte 2 du canal 11. La cathode est orientée en direction de la première extrémité ouverte du canal afin d’éjecter des électrons en direction de l’axe principal AA’ et de la zone située en aval de l’extrémité ouverte du canal. Lorsqu’une tension est appliquée entre la cathode et l’anode, la faible conductivité axiale des électrons provoquée par leur confinement dans la « barrière magnétique », génère un champ électrique dans la chambre d’ionisation 40 qui s’étend axialement par rapport l’axe longitudinal AA’.
Le fonctionnement d’un tel propulseur plasmique à effet Hall est brièvement décrit ci-dessous.
Les électrons éjectés par la cathode creuse 8 se dirigent en partie vers l’anode 9 et ils sont premièrement piégés et confinés par le champ magnétique radial intense au voisinage de la première extrémité 2 du canal annulaire. Les électrons entrent ensuite en collision avec les atomes ou molécules constituant l’ergol (injecté sous forme gazeuse depuis le fond du canal annulaire) et circulant de l’aval vers l’amont du canal pour atteindre l’anode 9. Ces électrons réalisent ainsi une ionisation partielle ou totale du gaz, et le mélange d’ions et d’électrons constituent alors l’état plasma. D’autre part, les électrons piégés par le champ magnétique créent le champ électrique axial responsable de l’accélération des ions entre l’anode et la sortie du canal, de telle sorte que ces ions sont éjectés à grande vitesse du canal, selon une direction d’éjection principalement parallèle à l’axe longitudinal AA’, générant ainsi une poussée dirigée vers l’amont. La direction d’éjection d’ions est représentée sur la par des flèches.
L’utilisation de bobines électromagnétiques et/ou d’aimants permanents pour former les circuits magnétiques 20 génèrent un moment magnétique résiduel dans le dispositif de propulsion. Lorsqu’un tel propulseur plasmique est implémenté dans les satellites, le moment magnétique résiduel du propulseur contribue au moment magnétique résiduel global du satellite. Dans le cas où les propulseurs sont destinés à des satellites en orbite terrestre basse (« Low Earth Orbit »), l’interaction entre le champ magnétique terrestre et le moment magnétique résiduel global du satellite est l’une des principales sources de désorientation et de perturbation au bon fonctionnement du satellite.
Première solution connue consiste à utiliser des dispositifs électromécaniques de stabilisation tels des roues à réaction ou actionneurs gyroscopiques pour réajuster l’attitude du satellite. Ces dispositifs permettent de garder le contrôle de l'orientation du satellite, mais de manière transitoire car il est nécessaire de dissiper l'énergie qu'ils ne font que stocker de manière transitoire. Ils sont aussi une source de consommation électrique. Traditionnellement, un satellite a toujours un dispositif d'orientation magnétique appelé magnéto-coupleur qui consiste en une bobine associée à une alimentation électrique. Ce système est actif seulement quand le satellite est opérationnel, consomme de l'électricité et contribue de manière significative à la masse du satellite. Il faut donc réduire sa taille en limitant les moments magnétiques parasites.
Une solution consiste en l’utilisation de bobines de génération de champ magnétique qui permettent de compenser le champ magnétique du propulseur et donc de minimiser, voire d’annuler le moment magnétique résiduel. Les documents WO2019229286A1 et US10752385 présentent des exemples de cette solution. Cette solution implique cependant une plus grande complexité dans l'alimentation électrique ainsi qu’une surconsommation électrique.
De manière générale, l’annulation, ou du moins la minimisation, du moment magnétique résiduel, peut se faire par l’ajout de dispositifs d’écrantage magnétique (blindage) et/ou par l’ajout de dispositifs magnétiques de compensation, qui seront dimensionnés et placés de manière à minimiser le moment magnétique résiduel. De telles solutions sont décrites dans les documents suivants : M de Soria-Santacruz et al., "An Approach to Magnetic Cleanliness for the Psyche Mission," (2020 IEEE Aerospace Conference, Big Sky, MT, USA, 2020, pp. 1-15), Noel Sebastian Janes, " Small Satellite Design for High Sensitivity Magnetic Measurements”, A. Lassakeur and C. Underwood, "Magnetic Cleanliness Program on CubeSats for Improved Attitude Stability," (2019 9th International Conference on Recent Advances in Space Technologies (RAST), Istanbul, Turkey, 2019, pp. 123-129).
Le document WO202120187A1décrit un ensemble propulseur à effet Hall qui comprend un propulseur à effet Hall et un ensemble de montage couplé à une extrémité du propulseur à effet Hall. L’ensemble de montage est configuré pour supporter le propulseur à effet Hall et pour fixer le propulseur à effet Hall sur un engin spatial. L’ensemble de montage comprend une pluralité d’éléments magnétiques qui peuvent être des bobines électromagnétiques ou des aimants permanents qui permettent de produire un moment dipolaire magnétique pour atténuer ou réduire le moment magnétique du propulseur à effet Hall. Les éléments magnétiques sont positionnés éloignés du propulseur à effet Hall afin de ne pas perturber le champ magnétique généré par le circuit magnétique à proximité de l’extrémité d’éjection des ions du propulseur.
Une telle solution n’est pas entièrement satisfaisante. Les aimants qui forment le circuit magnétique du propulseur sont proches de la chambre d’ionisation et subissent ainsi un échauffement important. Les parois formant la chambre d’ionisation peuvent atteindre généralement plus de 300°C, et les aimants plus de 200°C. Les propriétés magnétiques des aimants, en particulier leur rémanence, peuvent changer avec la température. La rémanence et donc le moment magnétique résiduel est différent selon que le propulseur est allumé, donc chaud, ou éteint, donc froid. En outre, cette rémanence peut décroître dans le temps de manière irréversible. Le fait de disposer d’un ou plusieurs aimants de compensation à des emplacements éloignés de la chambre d’ionisation, et donc dans une zone plus froide, ne permet pas de prendre en compte cette dépendance de la rémanence des aimants principaux en température. La compensation produite par les aimants de compensation n’est donc pas parfaite.
Les figures 1 à 13 illustrent ainsi, schématiquement, une résistance électrique 1 selon l’invention. La résistance électrique 1 est par exemple un rhéostat. Cette résistance électrique 1 est représentée selon un premier mode de réalisation à la , selon un deuxième mode de réalisation aux figures 2 et 3, selon un troisième mode de réalisation à la , selon un quatrième mode de réalisation aux figures 5 à 8 et selon un cinquième mode de réalisation aux figures 9 à 13. Les caractéristiques décrites en relation avec l’un quelconque de ces modes de réalisation pourront s’appliquer, mutatis mutandis , à l’un ou l’autre des autres modes de réalisation dès lors que cela n’est pas incompatible.
La résistance électrique 1 présente sur les figures une forme générale torique. On pourrait cependant imaginer, sans sortir du cadre de l’invention, une résistance électrique 1 présentant une forme générale rectiligne. Selon les modes de réalisation, la résistance électrique présente soit une section carrée ou polygonale, comme c’est le cas sur le mode de réalisation des figures 9 à 13, soit une section circulaire, comme c’est le cas sur les modes de réalisation des figures 1 à 8. La résistance électrique 1 s’étend entre une première extrémité 2 et une deuxième extrémité 4. Chacune de ces extrémités 2, 4 est équipée d’une plaque d’extrémité 6, 8 ; il y a ainsi une première plaque d’extrémité 6 disposée à la première extrémité 2 et une deuxième plaque d’extrémité 8 disposée à la deuxième extrémité 4, ces plaques d’extrémité 6, 8 étant notamment visibles aux figures 1, 5 et 9.
La résistance électrique 1 étant configurée pour la circulation d’un fluide de refroidissement, chacune des plaques d’extrémité 6, 8 est reliée à un circuit de fluide de refroidissement. La première plaque d’extrémité 6 est par exemple reliée à un conduit d’arrivée de fluide de refroidissement tandis que la deuxième plaque d’extrémité 8 est reliée à un conduit d’évacuation de fluide de refroidissement. Des dispositifs de filtration, tels que des grilles, peuvent être disposés à une interface entre ces conduits d’arrivée et d’évacuation de fluide de refroidissement d’une part et les plaques d’extrémité 6, 8 d’autre part en vue d’éviter l’introduction et/ou le passage de corps étrangers au sein de la résistance électrique 1.
La résistance électrique 1 est composée d’une pluralité de modules 10 en un matériau électriquement isolant, notamment de la céramique ou de l’alumine. Ces modules 10, dont les configurations varient selon les modes de réalisation, sont disposés côte-à-côte de la première extrémité 2 à la deuxième extrémité 4 de la résistance électrique 1. En d’autres termes, les modules 10 sont assemblés les uns à la suite des autres de la première extrémité 2 de la résistance électrique 1 à sa deuxième extrémité 4 pour former un corps principal de celle-ci. Un bobinage 11, dont une portion est illustrée sur les figures 5 et 9, est enroulé autour des modules 10 sous la forme de spires, ce bobinage 11 étant enroulé de la première extrémité 2 à la deuxième extrémité 4.
Une interface entre la résistance électrique 1 et un espace extérieur à celle-ci correspond à une surface périphérique externe 12 des modules 10. Autrement dit, les surfaces périphériques externes 12 délimitent radialement les modules 10. Ces surfaces périphériques externes 12 sont de forme sensiblement ronde pour les modes de réalisation représentés sur les figures 1 à 8, et elles sont de forme sensiblement carrée pour le mode de réalisation des figures 9 à 13.
Lorsque la résistance électrique 1 est un rhéostat, dans les modes de réalisation représentés sur les figures 1 à 8 les surfaces périphériques externes 12 présentent une forme ronde à l’exception d’une portion plane 14 ménagée le long des modules de la première extrémité 2 de la résistance électrique 1 à sa deuxième extrémité 4, une telle portion plane 14 permettant le déplacement d’un dispositif de contact de la résistance électrique 1 en appui contre le bobinage 11. La portion plane 14 est visible à la . Elle est obtenue par usinage des modules 10, par exemple par ponçage. À l’inverse, dans le mode de réalisation présenté aux figures 9 à 13, les surfaces périphériques externes 12 présentent une forme carrée ; un usinage n’est donc pas nécessaire pour ménager une portion permettant le déplacement d’un dispositif de contact de la résistance électrique 1 en appui contre le bobinage 11. Un tel déplacement est alors réalisé le long de l’une des quatre faces des surfaces périphériques externes 12 des modules 10, ce nombre de quatre faces résultant de la forme carrée des surfaces périphériques externes 12. Le dispositif de contact, non représenté sur les figures, est mobile de la première extrémité 2 à la deuxième extrémité 4 afin de réguler une intensité du courant électrique traversant la résistance électrique 1. Aux interfaces entre les plaques d’extrémités 4, 6 et les modules 10, la résistance électrique 1 comprend des colliers métalliques, non illustrés sur les figures, ces colliers métalliques s’étendant autour des surfaces périphériques externes 12 de sorte à assurer les contacts électriques entre les modules 10 et les plaques d’extrémités 4, 6. Dans certains modes de réalisation, ces colliers métalliques sont continus tout autour des modules 10. Dans d’autres modes de réalisation, ils présentent une portion pleine en regard, selon les cas, de la portion plane 14 ou de la face recevant le dispositif de contact, et une portion pourvue de zones ouvertes sur les autres faces des surfaces périphériques externes 12. La portion pleine en regard de la portion plane 14 ou de la face recevant le dispositif de contact permet d’assurer un contact électrique optimal avec le dispositif de contact, tandis que la portion pourvue de zones ouvertes présente une fonction de solidarisation qui sera évoquée par la suite.
Les modules 10 sont en outre délimités par une surface périphérique interne 16, qui est radialement opposée à la surface périphérique externe 12. Cette surface périphérique interne 16 présente une forme ronde ou carrée selon les modes de réalisation. Une distance mesurée entre la surface périphérique externe 12 et la surface périphérique interne 16 d’un module 10 donné correspond à son épaisseur, une telle distance étant mesurée au droit des surfaces périphériques externe 12 et interne 16. Dans le cinquième mode de réalisation représenté aux figures 9 à 13, les surfaces périphériques internes 16 comprennent des nervures 17. Ces nervures 17 sont des excroissances des surfaces périphériques internes 16 qui s’étendent de la première extrémité 2 à la deuxième extrémité 4 de la résistance électrique 1.
Tel que cela a été évoqué précédemment, les modules 10 présentent des configurations différentes selon les modes de réalisation. Les modules 10 sont ainsi sous la forme de coques ou demi-coques 18 dans les premier et cinquième modes de réalisation, tandis qu’ils sont constitués par des tronçons annulaires 20 dans les deuxième, troisième et quatrième modes de réalisation. On comprend que sous la forme de demi-coques 18 un module 10 donné est composé d’au moins deux parties, tandis que sous la forme de tronçon annulaire il est réalisé d’un seul tenant.
Les modules 10 sont en forme de deux demi-coques 18 dans le premier mode de réalisation illustré à la . Chaque module 10 comprend plus particulièrement une première demi-coque 18A disposée le long d’une périphérie interne de la résistance électrique 1 torique, et une deuxième demi-coque 18B disposée le long d’une périphérie externe de la résistance électrique 1 torique, les formes de la première demi-coque 18A et de la deuxième demi-coque 18B étant complémentaires pour faciliter leur association l’une à l’autre. La première demi-coque 18A et la deuxième demi-coque 18B sont ainsi jointes le long d’une ligne virtuelle correspondant à un axe principal de la résistance électrique 1. La première demi-coque 18A et les autres demi-coques 18 disposées le long de la périphérie interne de la résistance électrique 1 forment un sous-ensemble interne de demi-coques 18, tandis que la deuxième demi-coque 18B et les autres demi-coques 18 disposées le long de la périphérie externe de cette résistance électrique 1 forment un sous-ensemble externe de demi-coques 18. Les sous-ensembles interne et externe comprennent ici neuf demi-coques 18 chacun, soit dix-huit demi-coques 18 pour la résistance électrique 1 prise dans son ensemble.
Les demi-coques 18 sont associées les unes aux autres grâce à des moyens d’articulation 22. De tels moyens d’articulation 22 sont configurés pour faire coopérer une demi-coque 18 du sous-ensemble interne avec une demi-coque 18 du sous-ensemble externe d’une part, par exemple la première demi-coque 18A avec la deuxième demi-coque 18B, et pour faire coopérer les demi-coques 18 du sous-ensemble interne les unes avec les autres et les demi-coques 18 du sous-ensemble externe les unes avec les autres d’autre part. Les moyens d’articulation 22 comprennent ici un système de dents de blocage associées à des pions, les dents de blocage étant par exemple portées par les demi-coques 18 du sous-ensemble interne et étant disposées en butée contre les pions qui sont portés par les demi-coques 18 du sous-ensemble externe.
Similairement, dans le cinquième mode de réalisation illustré aux figures 9 à 13, chaque module 10 est en forme de deux demi-coques 18. Ces demi-coques 18 opposées selon un plan de symétrie de la résistance électrique 1 sensiblement perpendiculaire à un plan d’allongement principal de chacune des plaques d’extrémité 6, 8. Chaque module 10 comprend ainsi une première demi-coque 18A disposée d’un premier côté de ce plan de symétrie et une deuxième demi-coque 18B disposée d’un deuxième côté du plan de symétrie. Les formes de la première demi-coque 18A et de la deuxième demi-coque 18B sont complémentaires de sorte à faciliter leur association l’une à l’autre. La résistance électrique 1 présente, dans ce cinquième mode de réalisation, quatre modules 10 correspondant chacun à un quart de tore, soit huit demi-coques 18 au total. Dans ce cinquième mode de réalisation, chaque demi-coque 18 comprend deux nervures 17, soit une nervure interne et une nervure externe. Ces deux nervures 17 interne et externe sont disposées en quinconce au sein d’une demi-coque 18 donnée, de sorte que la nervure 17 interne s’étend au-delà de la demi-coque 18 à l’une de ses extrémités en direction d’une demi-coque 18 qui lui est adjacente et la nervure 17 externe s’étend au-delà de la demi-coque 18 donnée à l’autre de ses extrémités, en direction d’une autre demi-coque 18 qui lui est elle aussi adjacente.
Dans ce cinquième mode de réalisation, la face des modules 10 dédiée au déplacement du dispositif de contact est par exemple la plus grande face des premières demi-coques 18A. Ainsi, le dispositif de contact se déplace le long du bobinage entre le diamètre interne de la résistance électrique 1 et son diamètre externe.
De façon différente, les modules 10 sont des tronçons annulaires 22 pour les deuxième, troisième et quatrième modes de réalisation. Dans chacun de ces modes de réalisation, seize tronçons annulaires sont nécessaires pour former la résistance électrique 1 ; on pourrait cependant envisager, sans sortir du cadre de l’invention, des résistances électriques 1 comprenant un nombre différent de tronçons annulaires 22.
Ces tronçons annulaires 22 sont assemblés les uns aux autres à l’aide d’au moins un organe de maintien 24. L’organe de maintien 24 permet de solidariser un module 10 donné au module 10 qui lui est adjacent. À l’exception des modules 10 disposés contre les plaques d’extrémité 6, 8, chaque module 10 comprend deux organes de maintien 24 pour le solidariser aux modules 10 qui sont disposés de part et d’autre de lui.