INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le contrôleur 1 peut être un appareil dédié à cet usage ou un ordinateur doté d’un programme applicatif. Le contrôleur comporte une unité centrale 2 typiquement un microcontrôleur fabriqué par MICROCHIP avec pour référence PIC33EP128MC502 reliée à une mémoire 3 contenant des programmes exécutables et à une mémoire de données 4 contenant notamment des données de configuration et une mémoire de type FIFO (de l’anglo-saxon « First In First Out ») dont la fonction sera décrite plus loin dans ce document. Le contrôleur dispose d’une interface sonore 5 pour recevoir et traiter les signaux sonores reçus de l’extérieur à travers un connecteur. Les signaux sonores peuvent être captés par un microphone 6 ou provenir de la sortie d’un amplificateur ou encore être reçus via un réseau sans fil à courte portée. Le contrôleur dispose d’une interface utilisateur 7 comprenant notamment des éléments d’affichage par LEDs, écran à cristaux liquide ou voyants lumineux, ces éléments d’affichage permettent par exemple d’afficher l’état actuel de l’appareil, une valeur de rythme, une indication de la mise sous tension, un vumètre informant de l’intensité du signal sonore en entrée. L’interface utilisateur comporte éventuellement un réglage du gain du signal sonore réalisé à l’aide d’un potentiomètre 8. Le contrôleur 1 comporte une alimentation stabilisée 9 alimentée par le réseau électrique à l’aide d’un connecteur 10, un interrupteur (non représenté sur la figure) permet de commander la mise sous tension. L’alimentation 9 fournit une tension continue adaptée à tous les circuits du contrôleur. Le contrôleur dispose de circuits 11 pour générer des signaux de synchronisation permettant de commander des sources lumineuses, ces signaux sont émis par le contrôleur via un connecteur 12.
Selon un perfectionnement et à titre optionnel, le contrôleur 1 dispose d’un connecteur 13 pour la liaison avec un dispositif d’affichage extérieur 14 tel qu’un écran de visualisation. L’écran permet de reproduire les indications présentes sur la face avant du contrôleur (mode, valeur du tempo, indication de l’intensité sonore, ..), ce qui les rend facilement visibles dans le cas où le contrôleur est intégré dans un ensemble non visible de l’opérateur. L’écran 14 est éventuellement complété par un clavier pour l’introduction de données de configuration du contrôleur, le gain de l’amplificateur par exemple.
Selon un autre perfectionnement et à titre également optionnel, le contrôleur 1 dispose d’une interface de réception de signaux infrarouges 13 pour recevoir des signaux d’un clavier ou d’une télécommande 16. Selon une variante, le support de communication est la radio en utilisant un réseau à courte portée (du Bluetooth – marque déposée - par exemple).
La représente un schéma électrique de l’interface 5 pour le traitement analogique et numérique du signal audio reçu par le contrôleur 1, selon un exemple de réalisation. Le signal audio, provenant éventuellement d’un microphone, est reçu par un connecteur 20 et isolé électriquement par un couplage galvanique 21, typiquement un transformateur à large bande et de rapport 1:1. Ce transformateur a typiquement une impédance de 600 Ohms pour limiter les parasites dus au réseau électrique. Le signal sonore isolé est transmis en entrée à un amplificateur opérationnel différentiel 22 qui sert à mesurer le signal du transformateur. Cet amplificateur dispose d’un gain réglable par l’utilisateur (un potentiomètre en face avant par exemple). Ce réglage de gain a pour but d’obtenir une amplitude du signal suffisante pour permettre le décodage de rythme tout en évitant une saturation du signal. Le milieu de course dudit réglage correspond à un niveau d’entrée à 0dB.
Le signal amplifié est filtré à l’aide d’un filtre passe bas 23 à 15Hz pour privilégier les fréquences basses du signal audio. Le signal filtré est transmis à un extracteur d’enveloppe à double alternance 24, qui inverse le signal et l’intègre à l‘aide d’un réseau RC 25. Le signal est ensuite filtré à l’aide d’un second filtre passe bas 26 à 15Hz. Les composants et l’alimentation du prototype réalisé permettent de fournir un signal analogique traité variant entre 0 Volt et 12 Volts. Ce signal est abaissé par un pont diviseur résistif 27 pour abaisser l’amplitude de 12 Volts à 3.3 Volts qui est l’amplitude maximale à l’entrée du Convertisseur Analogique Numérique ADC intégré dans le microcontrôleur 2. Une diode limite la tension d’entrée du convertisseur pour éviter toute surtension. Le traitement numérique effectué par le microcontrôleur exécutant un programme fournit un signal numérique qui est converti par un Convertisseur Numérique Analogique CNA 28 commandé par le microcontrôleur 2. Dans le prototype, le CNA 28 est réalisé par un potentiomètre numérique fabriqué par la société MICROCHIP et référencé MCP4011.
Selon une variante de réalisation, les signaux de synchronisation générés par le contrôleur sont de nature digitale, évitant ainsi l’utilisation du CNA 28. Comme les calculs réalisés par l’unité centrale 2 ne sont pas complexes, et notamment ne réalisent pas de transformée de Fourrier, ce composant peut être un microcontrôleur ayant une puissance de calcul limitée et bon marché. Les signaux de synchronisation ainsi générés sont avantageusement compatibles avec des signaux existants pour commander des jeux de lumière, les signaux DMX par exemple. Les signaux sortant sur le connecteur 12 sont représentés par des flèches sortant à droite de la figure : le signal d’enveloppe issu du traitement analogique qui est pris en amont du microcontrôleur 2 et sur lequel ne s’applique aucun traitement numérique, un signal numérique (en dents de scie ou de forme triangulaire par exemple) dont la périodicité est celle du rythme détecté dans le contenu sonore et deux sorties numériques 29 formant une valeur binaire (4 valeurs possibles) représentant l’état actuel du contrôleur 1, cette valeur binaire représentant les quatre types de fonctionnement que le contrôleur 1 possède et qui seront décrits plus loin dans ce document.
Après avoir détaillé les différents composants matériels du contrôleur 1, il est maintenant décrit comment ces composants coopèrent.
La illustre le prétraitement analogique et numérique des signaux sonores reçus par le contrôleur 1. La courbe supérieure montre l’amplitude du signal audio en fonction du temps, on constate des pics brusques et cycliques du signal qui correspondent généralement à des bruits de batterie. Pour détecter chaque pic de signal, le microcontrôleur 2 calcule la dérivée représentée par la courbe du milieu, le point le plus haut de ce signal dérivé correspond à la plus forte accélération du signal et donc au moment de l’accent maximal. La détection de crête se fait à l’aide d’un écart par hystérésis lorsque le signal parcourt un aller-retour dont l’amplitude est supérieure à une valeur donnée. La courbe inférieure montre par des traits verticaux la position des pics audio, la hauteur du trait étant proportionnelle à l’amplitude du pic. Les données d’enveloppe numérisées par le CAN sont enregistrées chronologiquement dans une mémoire tampon du type « First In First Out » (FIFO en abrégé). La mémoire tampon FIFO qui fait partie de la mémoire 4 contient une image du signal sonore, la durée du signal enregistrée en mémoire FIFO est typiquement de 10 secondes mais l’expérimentation a montré qu’un traitement sur les trois dernières secondes suffit pour obtenir un très bel effet au niveau des sources lumineuses. En parallèle au remplissage de la mémoire FIFO, un autre programme compare les données enregistrées avec des données acquises à un autre moment. Cette opération d’autocorrélation des données permet de rechercher au fil du temps des similitudes afin de rechercher la période rythmique du signal sonore.
La illustre le traitement d’autocorrélation effectué sur les données enregistrées dans la mémoire tampon FIFO. Cette figure montre 9 positions du déphasage du signal d’enveloppe référencées de « A » à « I » données à titre d’exemples et prises avec un déphasage régulier et croissant. Le signal source présent à la sortie du CAN sont comparées entre elles et les écarts sont calculés. Les 9 courbes représentent la progression du calcul. L’évaluation de l’autocorrélation est le résultat de la somme de tous les écarts entre le signal source et ce même signal déphasé d’un incrément pour chaque point de la courbe résultante. La plage de test se situe dans la zone d’intersection des deux courbes. Le volume de données décroît jusqu’à 0 lorsque que l’incrément de phase est égal à la longueur du signal et lorsqu’il n’y a plus de points à comparer. La courbe inférieure représente la somme des écarts entre le signal source et chaque signal déphasé, chaque minimum de la courbe représente le moment où les signaux se ressemblent le plus. La courbe inférieure montre que la position de la phase notée « F » représente l’instant où le signal retardé ressemble le plus au signal non retardé. La valeur d’abscisse du premier minimum de la courbe F correspond à la période rythmique du signal reçu, et la valeur d’ordonnée de ce premier minimum est inversement proportionnelle à la similitude des courbes.
Le traitement d’autocorrélation recherche le premier front montant qui apparaît en dessous d’un seuil égal au tiers du maximum de la courbe de la somme des écarts (courbe inférieure de la , le seuil étant représenté par le trait horizontal). La base de ce premier front montant démarre à partir du premier point de corrélation, dont le moment détermine la période rythmique. Il est possible de calculer un score représentatif de la qualité de la période rythmique du signal sonore. Ce score de corrélation est déterminé par la différence suivante : (hauteur maximale de la courbe avant le point de corrélation (F) – (hauteur du point de corrélation (F)), ce score équivaut à l’écart entre la somme maximale des différences moins la somme minimale des différences.
Dans le meilleur des cas, le traitement d’autocorrélation fournit un période rythmique régulière avec un score de corrélation élevé, dans ce cas, la génération du signal numérique de synchronisation est grandement facilitée. Mais à certains moments, le contenu sonore change de rythme. C’est le cas lorsque le light-jockey passe d’un contenu sonore à un autre par exemple, lorsque le contenu sonore n’a aucun rythme ou que son niveau audio ne permet pas d’en détecter. Lors de ces moments, le contrôleur 1 doit générer des signaux numériques de synchronisation les plus fiables possibles pour que les effets générés par les sources lumineuses correspondent le mieux au contenu sonore en cours de reproduction.
La période rythmique déterminée est utilisée pour sélectionner un jeu d’instruments rythmiques. Le contrôleur 1 dispose dans sa mémoire de données 4 d’un certain nombre de jeu d’instruments correspondant chacun à une période rythmique, si la période fournie par le traitement d’autocorrélation n’a pas son jeu d’instrument correspondant, alors il automatiquement créé. Un jeu d’instrument est un programme qui commande l’émission d’un signal de synchronisation associé à une période rythmique fournie en entrée.
Lors de la détection de chaque pic d’amplitude du signal, l’écart temporel avec le précédent pic est déterminé, cet écart est comparé avec celui fourni par l’instrument activé. Si les deux valeurs s’écartent d’un certain seuil, l’instrument actuellement sélectionné pour générer les signaux de synchronisation ne convient plus et les effets lumineux qui sont générés à partir de ces signaux risquent de ne plus être en correspondance avec le contenu sonore en cours de reproduction. Dans ce cas, un autre jeu d’instrument doit être activé en utilisant la période rythmique calculée à l’issue de l’étape d’autocorrélation et en choisissant le jeu qui est associé à la plus proche de cette valeur.
La représente un chronogramme illustrant l’activation successive de plusieurs instruments et la génération de signaux de synchronisation. Les pics audios au cours d’une certaine durée sont représentés en partie supérieure, l’écart temporel entre les pics varie, un premier instrument est d’abord activé et représenté sur la figure par un premier rectangle référencé par le texte « Instrument 1 ». Les signaux de synchronisation émis par le contrôleur 1, apparaissent en partie basse de la figure sous la forme d’un signal en dents de scie, des lignes verticales en pointillé montrent la synchronisation de ces signaux et des pics audios. Lorsque la pointe du signal en dents de scie correspond temporellement au pic audio, un point noir apparaît dans le rectangle du jeu d’instrument activé à ce moment. S’il n’est plus possible de détecter un pic dans le contenu sonore, alors le score de corrélation diminue et un point blanc apparaît dans le rectangle « Instrument 1 ». Dans ce cas, le jeu d’instrument activé génère automatiquement une nouvelle impulsion ayant la même période rythmique pour assurer une continuité dans la génération d’effets lumineux.
Une valeur de classement est associée à tous les instruments enregistrés en mémoire. A la détection de chaque pic audio, chaque jeu d’instrument est testé en mesurant l’écart entre la nouvelle impulsion et le temps attendu par ce même instrument. Si le résultat est inférieur à une certaine marge, alors l’impulsion est validée par cet instrument. Pour chaque pic audio, le classement évalue la qualité de chaque instrument et sa correspondance avec la période rythmique actuellement déterminée. D’autres paramètres entrent dans le calcul du classement de chaque instrument tels que : sa durée de vie, sa stabilité en tempo, les scores de corrélation. Le classement permet de sélectionner l’instrument le plus pertinent en fonction des signaux sonores reçus et traités. Chaque instrument est asservi par boucle à verrouillage de phase, permettant ainsi que sa période propre puisse évoluer et suivre l’accélération du rythme.
Détermination de la microstructure des élastomères :
La microstructure des copolymères d’éthylène et de butadiène est déterminée par analyse RMN 1H, suppléée par l’analyse RMN 13C lorsque la résolution des spectres RMN du 1H ne permet pas l’attribution et la quantification de toutes les espèces. Les mesures sont réalisées à l’aide d’un spectromètre RMN BRUKER 500MHz à des fréquences de 500.43 MHz pour l’observation du proton et 125.83MHz pour l’observation du carbone. Pour les élastomères non solubles mais ayant la capacité de gonfler dans un solvant, est utilisée une sonde HRMAS 4mm z-grad permettant d'observer le proton et le carbone en mode découplé du proton. Les spectres sont acquis à des vitesses de rotation de 4000Hz à 5000Hz. Pour les mesures sur des élastomères solubles, est utilisée une sonde RMN liquide permettant d'observer le proton et le carbone en mode découplé du proton. La préparation des échantillons non solubles est faite dans des rotors remplis avec le matériau analysé et un solvant deutéré permettant le gonflement, en général du chloroforme deutéré (CDCl 3 ). Le solvant utilisé doit toujours être deutéré et sa nature chimique peut être adaptée par l’homme du métier. Les quantités de matériau utilisées sont ajustées de façon à obtenir des spectres avec une sensibilité et une résolution suffisante. Les échantillons solubles sont mis en solution dans un solvant deutéré (environ 25mg d'élastomère dans 1mL), en général du chloroforme deutéré (CDCl 3 ). Le solvant ou coupage de solvant utilisé doit toujours être deutéré et sa nature chimique peut être adaptée par l’homme du métier. Dans les deux cas (échantillon soluble ou échantillon gonflé). Pour la RMN du proton est utilisée une séquence simple impulsion de 30°. La fenêtre spectrale est réglée pour observer l’ensemble des raies de résonances appartenant aux molécules analysées. Le nombre d’accumulations est réglé afin d’obtenir un rapport signal sur bruit suffisant pour la quantification de chaque motif. Le délai de recyclage entre chaque impulsion est adapté pour obtenir une mesure quantitative. Pour la RMN du carbone est utilisée une séquence simple impulsion 30° avec un découplage du proton uniquement pendant l’acquisition pour éviter les effets « Overhauser Nucléaire » (NOE) et rester quantitatif. La fenêtre spectrale est réglée pour observer l’ensemble des raies de résonances appartenant aux molécules analysées. Le nombre d’accumulations est réglé afin d’obtenir un rapport signal sur bruit suffisant pour la quantification de chaque motif. Le délai de recyclage entre chaque impulsion est adapté pour obtenir une mesure quantitative. Les mesures de RMN sont réalisées à 25°C.
Il existe actuellement plusieurs types de recyclage pour les batteries Li-ion, notamment la pyrométallurgique et l’hydrométallurgique. La pyrométallurgie utilise des fours et des réducteurs pour produire des alliages métalliques de Co, Cu, Fe et Ni. Ses principaux avantages par rapport à l'hydrométallurgie sont sa capacité à traiter différentes chimies de batterie et types de cellules, de limiter la nécessité de pré-traitement (mécanique ou pré-décharge), et sa sécurité de procédé. Les principaux inconvénients sont des coûts d'exploitation élevés en raison d'un apport d'énergie élevé, une efficacité de recyclage réduite, car Al, Li et Mn sont perdus dans les déchets finaux et qui recyclées dans l'industrie du béton, et également l’émission de gaz nocifs. Une étape de broyage et séparation peut également être réalisée pour séparer les éléments métalliques tels que l’aluminium et le cuivre. Dans le cas de la pyrolyse, l’extraction du Pvdf se fait en amont du traitement thermique pour éviter la dégradation du polymère. L'hydrométallurgie implique l'utilisation de solutions aqueuses pour lixivier les métaux cibles de la cathode. Les cellules doivent d'abord être ouvertes et manipulées les batteries lithium-ion sous atmosphère gazeuse ont prouvé être la méthode optimale de traitement des cellules utilisées. De nombreux procédés hydrométallurgiques à l'échelle pilote ont été exploités et les récupérations de 75% de la matière active ont été relatées. La complexité de la conception des cellules implique une première étape de fragmentation, suivie d'une série de lessivage et des étapes de séparation mécanique utilisant la densité, le ferromagnétisme et l’hydrophobicité pour séparer la « masse noire » (matière active séparée des collecteurs de courant). La flottation par mousse peut également être utilisée pour séparer les carbones provenant des oxydes métalliques, cependant pré-tri et labélisation des batteries avant le recyclage pourraient réduire le besoin de ces étapes, tout en augmentant la qualité des matériaux recyclés. Une étape de séparation des métaux tels que l’aluminium et le cuivre peut être réalisées en amont des traitements de lixiviation. L’extraction du polymère P1 peut être effectuée avant les étapes de séparation ou avant les étapes de lixiviation.
Une autre technique de recyclage consiste à coupler les deux techniques précédentes pour améliorer les rendements de lixiviation. Les cellules sont broyées. L’aluminium, le cuivre et les polymères du séparateur peuvent être séparés. Une étape de pyrolyse est alors réalisée à plus basse température que le procédé classique de pyrométallurgie. Cette masse noire est ensuite lixivier dans un processus classique d’hydrométallurgie. Dans ce troisième cas, l’extraction du Pvdf est réalisée avant les étapes de séparation ou avant les étapes de pyrolyse. Les avantages relatifs des différentes techniques de recyclage ont été résumées par Lv et al. (W. Lv, Z. Wang, H. Cao, Y. Sun, Y. Zhang and Z. Sun, A Critical Review and Analysis on the Recycling of Spent Lithium-Ion Batteries, ACS Sustainable Chem. Eng., 2018, 6, 1504–1521).
Le procédé de recyclage du polymère P1 consiste à mettre en contact la matière à recycler obtenue aux différentes étapes décrites ci-dessus avec au moins un solvant polaire avec un nombre donneur > 10. A titre d’exemple, un solvant polaire avec un nombre donneur > 10 peut être 1,3-dimethylurée, 1,3-dioxolan-2-one, 1,3-dioxolane, 2,2,2-trifluoro-N,N-dimethylacetamide, 2,2,4,4-tetramethyl-3-pentanone, 2,2,4-trimethylpentan-3-one, 2,2,5,5-tetramethylhexan-3-one, 2,2,6,6-tetramethyl-4-heptanone, 2,2-dimethylpentan-3-one, 2,3-butanedione, 2,4-dimethyl-3-pentanone, 2,6-dimethyl-4-heptanone, 2-butanone, 2-methyl-1-propanol, 2-methyl-2-butanol, 2-methyl-2-propanamine, 2-methyl-2-propanol, 2-methylpentan-3-one, 2-methylpropanenitrile, 2-methyltetrahydrofuran, 2-pentanone, 2-phenylacetonitrile, 2-phenylethanol, 2-propanol, 2-propanone, 3,3-dimethyl-2-butanone, 3-methyl-1-butanol, 3-methyl-2-butanone, acétonitrile, cyclohexanol, cyclohexanone, cyclopentanone, methyl acetate, methyl benzoate, methyl propanoate, methyl propyl ether, ethyl 2,2-dimethylpropanoate, ethyl 2-methylpropanoate, ethyl acetate, ethyl benzoate, ethyl butanoate, ethyl chloroacetate, ethyl chloroformate, N,N-diethylacetamide, N,N-diethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylaniline, N,N-dimethylbenzylamine, N,N-dimethylcarbamoyl chloride, N,N-dimethylformamide, N-methylaniline, N-methylformamide, N-methylpyrrolidone, tetrahydrofuran, tert-butyl acetate, sulfolane. Le contact peut être réalisé à une température comprise entre 10 et la température d’ébullition du solvant dans les conditions de pression du procédé. L’extraction peut être conduite sous une pression allant de 1 bar à 150 bars absolus. Cette extraction peut être réalisée en batch ou en continue pour améliorer les rendements et les temps de contact. Les temps de contact peuvent aller de 1 min jusqu’à 15 jours. La solution obtenue peut optionnellement être concentré par toutes les méthodes connues de l’homme de l’art. Au moins un solvant non polaire avec un nombre donneur P1 tel que décrit dans la présente demande, i.e. avec les teneurs définies dans la présente demande.
Lorsque le polymère P1 est issu du recyclage de membrane, il est obtenu par une étape de broyage des membranes, éventuellement précédée d’une étape de nettoyage. L’étape de broyage est suivie d’une étape de regranulation selon les techniques connues de l’homme du métier.
Le polymère P1 peut également être issu de scraps de production de cathodes, ou de cathodes séparées mécaniquement si elles sont issues de cellules de production éventuellement déjà imbibées d’électrolytes, ou de cathodes en fin de vie séparées mécaniquement lors d’une première étape de recyclage. Les cathodes ainsi récupérées sont soumises à des étapes de dissolution, précipitation et lavage jusqu’à l’obtention de la composition décrite dans la présente demande. Le recyclage mécanique est une méthode en voie de développement, même si elle est moins répandue que l’hydrométallurgie et la pyrométallurgie.
Polymère P2 a et P2b
Comme mentionné ci-dessus, ladite composition peut comprendre, outre le polymère P1 , un polymère P2 a ou un polymère P2b tel que décrit ci-dessous. Lorsque ladite composition comprend un mélange entre ledit polymère P1 et ledit polymère P2a , P2b ou les deux, ladite composition comprend de préférence au moins 1% en poids dudit polymère P1 , avantageusement au moins 5% en poids dudit polymère P1 , de préférence au moins 10% en poids dudit polymère P1 , plus préférentiellement au moins 20% en poids dudit polymère P1 , en particulier au moins 30% en poids dudit polymère P1 , plus particulièrement au moins 40% en poids dudit polymère P1 , de manière privilégiée au moins 50% en poids dudit polymère P1 sur base du poids total desdits polymères P1 , P2a et P2b dans celle-ci.