FR3134936A1 - Circuit électrique comprenant une unité apte à fournir de l’énergie électrique - Google Patents

Circuit électrique comprenant une unité apte à fournir de l’énergie électrique Download PDF

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Nicolas Labbe
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F19/00Amplifiers using superconductivity effects
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N11/00Generators or motors not provided for elsewhere; Alleged perpetua mobilia obtained by electric or magnetic means
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Abstract

Circuit électrique générateur d’énergie électrique (1), notamment agencé pour être embarqué sur un véhicule, notamment un véhicule terrestre, aérien, maritime ou spatial, comprenant : - une source de tension (20), - un système de commutation (21) comprenant au moins deux bras de commutation (23), chaque bras comprenant au moins deux interrupteurs statiques montés en série et séparés par un point milieu, l’un au moins de ces deux interrupteurs statiques étant commandables, et - un étage de génération d’énergie électrique (22), disposé entre les deux points milieux, et comprenant au moins un composant (25) définissant une inductance, et une unité (26) de génération d’énergie électrique. Figure de l’abrégé : figure 1

Description

Circuit électrique comprenant une unité apte à fournir de l’énergie électrique
La présente invention concerne une unité apte à fournir de l’énergie électrique ainsi qu’un circuit électrique comprenant une telle unité.
Actuellement, pour faire fonctionner le moteur électrique d’un véhicule à propulsion électrique, la source d’énergie doit être stockée dans des batteries d’accumulateurs électrochimiques ou plus généralement des réservoirs, à embarquer dans ledit véhicule. Ces dispositifs de stockage sont coûteux et encombrants.
L’invention vise notamment à mettre à disposition une énergie électrique utilisable, notamment pour la mobilité électrique, qui ne nécessite ni d’avoir à stocker toute ou quasiment toute la source d’énergie électrique utile lors du fonctionnement du véhicule, ni d’avoir à reconstituer tout ou partie de ce stock, notamment par recharge.
L’invention vise également à approcher le plus, voire atteindre, la neutralité carbone, à la fois pour le transport de personnes ou de marchandises, et pour la production d’énergie électrique associée.
L’invention a ainsi pour objet une unité apte à fournir de l’énergie électrique, notamment agencé pour être embarqué sur un véhicule, notamment un véhicule terrestre, aérien, maritime ou spatial, cette unité comportant :
- une cellule comportant un premier matériau rendu à comportement supraconducteur granulaire à ses interfaces, avec présence de couplages par jonctions Josephson à ces interfaces entre régions supraconductrices, ce comportement supraconducteur et de couplage par jonctions Josephson entre régions supraconductrices se manifestant pour au moins une plage de température prédéterminée, notamment cette plage de température incluant une température de 20° Celsius, cette cellule contenant en outre un deuxième matériau semiconducteur mélangé au premier matériau, notamment ce deuxième matériau semiconducteur étant des grains de silicium ou de carbure de silicium,
- deux électrodes, par exemple en cuivre, placées en contact électrique avec la cellule, de manière à assurer un passage de courant électrique à travers la cellule, notamment à travers toute la cellule, lorsque l’unité est mise en fonctionnement,
unité dans laquelle :
- les jonctions Josephson du premier matériau forment des chaînes de jonctions Josephson connectées en série de sorte que le courant électrique soit sujet à une amplification paramétrique lorsqu’il passe dans ces chaînes de jonctions Josephson connectées en série, ce courant étant délivré sous forme impulsionnelle ayant, au début de chaque impulsion, une pente montante choisie suffisamment grande pour atteindre par exemple au moins 100 ampères par microseconde au début de l’impulsion apportée à la cellule,
- des paires de jonctions Josephson, chaque paire étant formée de deux jonctions Josephson connectées en parallèle formant une boucle appelée boucle JJP, dont au moins l’une des jonctions Josephson, ou les deux jonctions, appartient à une terminaison d’une chaîne de jonctions Josephson connectées en série, ces boucles étant capables de produire une excitation paramétrique du niveau énergétique fondamental du champ correspondant au vide au sens de l’électrodynamique quantique, de manière à générer des photons de ces excitations,
le deuxième matériau semiconducteur est capable de convertir, par effet photoélectrique interne, l’énergie des photons générés par les boucles JJP terminales, en une source de courant électrique supplémentaire par extraction d’électrons dans la bande de conduction du semiconducteur, qui apporte un excédent de charges électriques libres s’ajoutant au courant électrique qui traverse la cellule, ce courant supplémentaire étant à son tour sujet à amplification paramétrique lorsqu’il passe dans les chaînes de jonctions Josephson connectées en série.
D’un point de vue électrique, chaque chaîne de jonctions Josephson connectées en série, présentes de fait dans le matériau granulaire, peut être assimilée à une succession de schémas électriques LC (inductance et capacitance) avec L (inductance) variable.
Une jonction Josephson est habituellement assimilée à une inductance non-linéaire, et la connexion en série de telles jonctions étant considérée comme formant une ligne de transmission non-linéaire (encore appelée NLTL désignant en anglais « Non-Linear Transmission Line ») apte à amplifier de manière paramétrique le courant électrique qui la traverse. Ainsi, le long de trajets entre les électrodes, se forment des lignes de transmission non-linéaires NLTL à telles jonctions Josephson fonctionnant en amplificateurs paramétriques de courant à onde progressive (encore appelés TWPA désignant en anglais « Traveling wave parametric amplifier »). On peut se référer, à ce sujet, à l’article « Traveling-wave parametric amplifier based on three-wave mixing in a Josephson metamaterial » par A. Zorin (IEEE, 2017, 16th International Superconductive Electronics Conference, ISEC).
Comme on peut s’en apercevoir en se référant à l’article « Soliton production with nonlinear homogeneous lines, with ability to amplify voltage » par J. Elizondo (IEEE Transactions on Plasma Science, 2015), où en amplification de tension électrique, cette fois avec capacitances non-linéaires, il peut être obtenu avec 24 motifs périodiques en série une amplification d’un facteur 10 environ, de 7 à 75 kV, il est remarquable qu’une amplification de 22 décibels en courant a été ainsi mesurée par A. Zorin avec 300 motifs périodiques LC en série avec inductances non-linéaires représentant habituellement des jonctions Josephson.
Pour chaque paire de jonctions Josephson qui se trouvent être connectées électriquement en parallèle plutôt qu’en série dans le matériau constitué, il est formé un agencement en SQUID, désignant en anglais un « Superconducting Device Quantum Interference Device».
Alors que ces agencements de jonctions Josephson (c’est-à-dire à effet tunnel entre régions supraconductrices), en boucles dites « SQUID » sont le plus souvent considérés comme des instruments de mesure -- notamment des interféromètres -- extrêmement sensibles pour le champ magnétique, on s’intéresse ici à une tout autre de leurs propriétés dynamiques remarquables, qui est de générer des photons par extraction depuis le niveau énergétique fondamental du champ correspondant au vide au sens de l’électrodynamique quantique, ce dernier étant en moyenne de niveau nul comme pour le vide au sens de la physique classique, mais présentant des fluctuations de caractère exclusivement quantique, dont il est alors possible d’obtenir un effet à partir d’une excitation paramétrique, en l’occurrence à partir d’un dispositif de type SQUID fonctionnant en régime micro-ondes en terminaison de ligne de transmission. Il s’agit de l’effet Casimir dynamique (ou effet DCE), comme cela est expliqué en référence soit à l’article « Observation of the Dynamical Casimir Effect in a superconducting circuit » par C. Wilson et P. Delsing (Nature, 2011), soit à l’article « Dynamical Casimir Effect in a Josephson metamaterial » par P. Lähteenmäki et P. Hakonen (PNAS, Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, 2012), soit à l’article « Stimulating uncertainty: Amplifying the quantum vacuum with superconducting circuits » par P. Nation et F. Nori (American Physical Society, Reviews of Modern Physics, 2012). Il est important de noter que ces trois articles font état de résultats expérimentaux en validation de théories émises plusieurs décennies auparavant, et que dans ce cadre le mode opératoire par boucle de jonctions Josephson en terminaison de ligne pour générer des photons est évalué plus efficace de plusieurs ordres de grandeur, comparativement à la disposition initiale de principe à miroir mobile, pour l’effet DCE dont il est question.
En conclusion, dans la présente invention, les boucles JJP ne sont pas utilisées comme ces SQUID qui servent d’instrument de mesure mais pour générer des photons comme expliqué plus haut, chacun de ces photons, caractérisé par une fréquence nu, étant aussi porteur d’un quantum d’énergie de niveau égal au produit (h x nu), où h est la constante de Planck, environ égale à 6,626 x10^-34 Joule.seconde.
Le niveau énergétique fondamental du champ quantique correspondant au vide au sens de l’électrodynamique quantique est également appelé « vide quantique ». Il présente des fluctuations qui peuvent faire l’objet d’une excitation paramétrique, la densité d’énergie de ces fluctuations de champ relatif au vide étant estimée au niveau colossal de 10^94 g/cm^3, en comparaison aux densités nucléaires de l’ordre de 10^14 g/cm^3 dans le cadre relativiste où est établie l’équivalence entre masse et énergie, comme expliqué dans l’ouvrage Geometrodynamics » par J. Wheeler (Academic Press, 1962), lui-même cité au chapitre « 44.3 - Vacuum fluctuations: their prevalence and final dominance » dans l’ouvrage « Gravitation » par C. Misner et J. Wheeler (Princeton University Press, 1973).
Concernant le premier matériau qui a subi un traitement (matériau non à l’état naturel), les comportements supraconducteur et de couplage Josephson entre régions supraconductrices se manifestent avantageusement pour au moins une plage de température prédéterminée qui présente une borne inférieure égale à -30° Celsius environ et/ou une borne supérieure égale à 100° Celsius environ. Bien entendu, d’autres bornes inférieures et/ou supérieures peuvent être utilisées.
Ainsi les comportements supraconducteur et de couplage Josephson entre régions supraconductrices se manifestent dans des conditions facilement maîtrisables, notamment pouvant se manifester à température ambiante.
L’invention permet notamment d’éviter d’avoir recours à des systèmes de refroidissement complexes et onéreux dont beaucoup de supraconducteurs ont besoin pour leur fonctionnement supraconducteur.
L’invention permet ainsi une mise à disposition d’énergie électrique in situ, par exemple permet une production électrique, à neutralité carbone, sur un véhicule.
Selon l’invention, l’unité est apte à fournir de l’énergie électrique en réponse à une stimulation dynamique en courant, dans une certaine plage de fréquence. Le courant est délivré sous forme impulsionnelle, de front montant en valeur absolue suffisamment abrupte pour que son spectre contienne suffisamment de composantes à suffisamment haute fréquence, par exemple au moins 100 ou 150 ampères par microseconde au début de l’impulsion apportée à la cellule.
Selon l’un des aspects de l’invention, le premier matériau rendu à comportement supraconducteur granulaire à ses interfaces comprend des grains de carbone, notamment des grains de graphite, de préférence ayant une taille caractéristique de 10 microns, ces grains de carbone, notamment ces grains de graphite restant mélangés avec de l’eau pure après avoir été préalablement brassés pendant une durée prédéterminée, par exemple de l’ordre de 24 heures.
Ces propriétés supraconductrices granulaires et surtout la présence de couplages Josephson à ces interfaces granulaires pour le graphite est décrit dans l’article « Evidence of Josephson-coupled superconducting regions at the interfaces of highly oriented pyrolytic graphite » par A. Ballestar et P. Esquinazi (New Journal of Physics, 2013).
L’effet Josephson aux interfaces du premier matériau consiste notamment en un effet tunnel entre deux zones supraconductrices distantes l’une de l’autre d’une distance notamment de l’ordre du nanomètre ou plusieurs nanomètres, et la supraconductivité est une supraconductivité granulaire aux interfaces des grains de carbone, notamment de grains de graphite. Compte tenu des tailles des jonctions Josephson et boucles JJP en présence, dans un volume cylindrique défini par un diamètre de l’ordre de plusieurs centimètres et une épaisseur de l’ordre de plusieurs millimètres, ces jonctions et boucles sont facilement présentes à des millions d’exemplaires. Cette évaluation est à rapporter à une amplification connue « x10 en tension » avec 24 motifs en série à capacitance non-linéaire (voir l’article « Soliton production with nonlinear homogeneous lines, with ability to amplify voltage » par J. Elizondo (IEEE Transactions on Plasma Science, 2015)), et « +22 dB en courant » avec 300 motifs en série à inductance non-linéaire (voir l’article « Traveling-wave parametric amplifier based on three-wave mixing in a Josephson metamaterial » par A. Zorin (IEEE, 2017)). Les processus non-linéaires d’amplification paramétrique ayant précisément pour caractéristique de présenter un effet de cumul multiplicatif plutôt qu’additif, donc d’amplitude à croissance exponentielle, on peut s’attendre raisonnablement dans le cadre de l’invention, à un effet significatif en courant et charge électrique du fait qu’on procède par millions de motifs élémentaires enchaînés à inductance non-linéaire, alors que chaque effet individuel est seulement quasi infinitésimal. L’effet en seule amplification paramétrique de courant sur plusieurs ordres de grandeur pour un seul motif LC élémentaire avec inductance non-linéaire, à l’échelle d’un circuit électrique macroscopique, étant décrit notamment par la société déposante dans le brevet FR3077439B1, "Dispositif de transmission de puissance sans contact par couplage inductif à résonance pour recharger un véhicule automobile". Le déposant démontre ainsi qu’il est possible d’avoir ici accès à des puissances électriques de l’ordre du kiloWatt à partir de mécanismes élémentaires de l’ordre du nanoWatt : cela, d’une part, en raison de la rétroaction positive mise en place, donc à auto-alimentation, où la conversion d’énergie de photons (issus d’une excitation paramétrique) en courant électrique supplémentaire donne lieu à une amplification paramétrique de ce courant elle-même en supplément ; et d’autre part, en raison des possibilités colossales prouvées expérimentalement depuis plusieurs années, en gain d’amplification lorsque sont mis en œuvre ces mêmes procédés paramétriques en électrodynamique non-linéaire ou optique quantique, comme exposé par exemple par N. Forget dans son mémoire de thèse de doctorat « Des amplificateurs laser aux amplificateurs paramétriques : études de l'amplification paramétrique optique (...) » (Ecole Polytechnique, 2005), ou par G. Mourou dans l’article « Exawatt-Zettawatt pulse generation and applications » (Optics Communications, Volume 285, Issue 5, pp. 720-724, 2012). Un ZettaWatt valant 10^21 Watt ou un milliard de milliards de kiloWatts.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’excédent de charges électriques apporté par l’unité permet que la quantité d’énergie électrique récupérée en sortie de l’unité soit plus grande que la quantité d’énergie entrant par les électrodes, sur un cycle de fonctionnement prédéterminé, cela en raison de l’expression de l’énergie électrique E en question, proportionnelle à Q² si elle est rapportée à une capacitance de valeur C, Q étant la charge électrique véhiculée, égale à l’intégrale temporelle du courant i(t) variable dans le temps (on a E = 1/2.Q²/C, avec Q = S(i(t).dt) , S étant le symbole de l’intégrale).
Selon l’un des aspects de l’invention, le courant électrique qui traverse la cellule présente une variation pseudo-périodique, c'est-à-dire en oscillation harmonique amortie.
Selon l’un des aspects de l’invention, ces variations du courant présentent une forme sensiblement sinusoïdale amortie.
Selon l’un des aspects de l’invention, le courant électrique sortant se présente sous la forme d’impulsions ayant une durée comprise entre 10 et 200 microsecondes, par exemple entre 60 et 120 microsecondes, étant par exemple d’environ 10, 30, 50 ou 200 microsecondes.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’impulsion de courant électrique (ia) sortant présente un maximum d’intensité supérieure à 100 Ampères, voire 1 000 Ampères voire 1 500 ampères, notamment une intensité supérieure à 2 000 ampères, ce maximum pouvant notamment être compris entre 2 500 et 3000 ampères, et dans lequel l’impulsion de courant électrique (ia) sortant présente en valeur absolue une pente montante supérieure à 100 ampères par microseconde, voire 500 ou 1000 ampères par microseconde.
Selon l’un des aspects de l’invention, le courant électrique entrant dans la cellule provient d’une source électrique externe à la cellule et faisant partie d’un étage résonant, par exemple une source de stockage électrique telle qu’un condensateur, et le courant électrique sortant de la cellule transporte une quantité d’énergie électrique plus grande que la quantité d’énergie transportée par le courant électrique entrant, pour un cycle prédéterminé.
Selon l’un des aspects de l’invention, la source électrique externe à la cellule comprend un condensateur de puissance initialement chargé à une tension comprise entre 1Volt et 1kVolts, notamment entre 100 Volts et 900 Volts. Selon un autre aspect de l’invention, la source électrique externe à la cellule comprend une source de courant pilotée à accroissement de pente di/dt prédéterminé.
Selon l’un des aspects de l’invention, la puissance relative au courant électrique simultanément sous une tension électrique, ou différence de potentiel électrique non-nulle aux bornes de la cellule est supérieure à 10 ou 50 kiloWatts.
Selon l’un des aspects de l’invention, la puissance relative au courant électrique et à la charge électrique véhiculée à la traversée de la cellule est supérieure au ratio de 1 Joule par 100 microsecondes ou 2 Joules par 40 microsecondes, c'est-à-dire supérieure à 10 ou 50 kiloWatts.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’unité est agencée de sorte qu’un seul apport externe est effectué vers la cellule depuis une source électrique, comme une batterie ou un condensateur, ou depuis une source de courant pilotée à accroissement de pente prédéterminée, les quantités d’énergie pour les excitations suivantes de la cellule provenant toutes des excédents procurés par l’effet des précédentes excitations en remontant jusqu’à l’excitation initiale, seule à provenir d’une source extérieure.
Selon l’un des aspects de l’invention, lors du fonctionnement électrique, le premier matériau est placé entre les électrodes qui sont métalliques, notamment en cuivre, notamment en alliage de cuivre, et poreuses immergées dans de l’eau distillée comme celle mélangée au premier matériau, ou ces électrodes sont pleines, imperméables et séparées par une disposition des premier et deuxième matériaux en une incorporation à un gel aqueux.
En variante, lors du fonctionnement électrique, le premier matériau est incorporé à un fluide à base de polymère hydrophile hautement absorbant.
Par exemple le premier matériau est à base de graphite activé à l’eau, les grains de graphite étant le plus possible en contact avec de l’eau en vue de conserver les propriétés de type supraconducteur granulaire à ses interfaces.
Selon l’un des aspects de l’invention, ces grains proviennent notamment d’une poudre de graphite.
Selon l’un des aspects de l’invention, les grains de graphite présentent un diamètre caractéristique de l’ordre de 10 micromètres.
Selon l’un des aspects de l’invention, la cellule présente au moins une dimension supérieure à 1 cm.
Par exemple, la cellule présente une épaisseur d’au moins 1 mm, notamment d’au moins 5 mm, cette épaisseur étant notamment comprise entre 1 mm et 100 mm.
Par exemple le volume du premier matériau est d’au moins 1 cm3, notamment d’au moins 5 cm3, par exemple 10 voire 100 cm3.
Selon l’un des aspects de l’invention, les électrodes sont placées sur deux côtés opposés de la cellule de sorte que ces électrodes soient séparées par l’épaisseur de la cellule.
Selon l’un des aspects de l’invention, le deuxième matériau semiconducteur peut être fourni sous forme de grains.
La présente invention trouve des applications notamment dans des applications électrotechniques, par exemple comme source d’énergie électrique pour alimenter le moteur de propulsion ou traction électrique d’un véhicule, terrestre, aérien, maritime ou spatial. Lorsqu’il s’agit d’un véhicule terrestre, il peut comprendre un nombre de roues quelconque, par exemple deux, trois, quatre roues ou plus.
L’invention a encore pour objet un procédé pour convertir de l’énergie, notamment agencé pour être embarqué sur un véhicule, ce procédé comportant les étapes :
- fournir une cellule comportant un premier matériau rendu à comportement supraconducteur granulaire à ses interfaces, avec présence de couplages par jonctions Josephson à ces interfaces entre régions supraconductrices, ce comportement supraconducteur et de couplage par jonctions Josephson entre régions supraconductrices se manifestant pour au moins une plage de température prédéterminée, notamment cette plage de température incluant une température de 20° Celsius, cette cellule contenant en outre un deuxième matériau semiconducteur mélangé au premier matériau, notamment ce deuxième matériau semiconducteur étant des grains de silicium ou de carbure de silicium,
- assurer un passage de courant électrique à travers la cellule, notamment à travers toute la cellule, lorsque la cellule est mise en fonctionnement, à l’aide de deux électrodes, par exemple en cuivre, placées en contact avec la cellule,
procédé dans lequel :
- les jonctions Josephson du premier matériau forment des chaînes de jonctions Josephson connectées en série de sorte que le courant électrique soit sujet à une amplification paramétrique lorsqu’il passe dans ces chaînes de jonctions Josephson connectées en série, ce courant étant délivré sous forme impulsionnelle ayant, au début de chaque impulsion, une pente montante choisie suffisamment grande pour atteindre par exemple au moins 100 ampères par microseconde au début de l’impulsion apportée à la cellule,
- des paires de jonctions Josephson, chaque paire étant formée de deux jonctions Josephson connectées en parallèle formant une boucle appelée boucle JJP, dont au moins l’une des jonctions Josephson, ou les deux jonctions, appartient à une terminaison d’une chaîne de jonctions Josephson connectées en série, ces boucles étant capables de produire une excitation paramétrique du niveau énergétique fondamental du champ correspondant au vide au sens de l’électrodynamique quantique, de manière à générer des photons de ces excitations,
- convertir par effet photoélectrique interne, à l’aide du deuxième matériau semiconducteur, l’énergie des photons générés par les boucles JJP terminales, en une source de courant électrique supplémentaire par extraction d’électrons dans la bande de conduction du semiconducteur, qui apporte un excédent de charges électriques libres s’ajoutant au courant électrique qui traverse la cellule, ce courant supplémentaire étant à son tour sujet à amplification paramétrique lorsqu’il passe dans les chaînes de jonctions Josephson connectées en série.
Selon l’un des aspects de l’invention, la mise en fonctionnement initiant l’apport d’excédent électrique est réalisée en appliquant à la cellule un champ électrique interne par l’intermédiaire d’une tension électrique à ses bornes via ses électrodes, notamment supérieure à 100 Volts, notamment par la décharge d’un condensateur ou par un accroissement de courant de pente prédéterminée, notamment supérieure à 100 ampères par microseconde.
Selon l’un des aspects de l’invention, est réalisé un apport d’énergie externe prédéterminé vers la cellule depuis une source de courant pilotée à accroissement de pente prédéterminée, les quantités d’énergie pour les excitations suivantes de la cellule provenant toutes des excédents procurés par l’effet des précédentes excitations en remontant jusqu’à l’excitation initiale, seule à provenir d’une source extérieure.
Selon l’un des aspects de l’invention, le premier matériau est fabriqué de la manière décrite ci-après. De la poudre de graphite ultra pure est mélangée dans de l’eau distillée et ce mélange est agité ou brassé en continu à température ambiante. Au début de la préparation, les grains de graphite nagent à la surface de l'eau en raison de leur propriété hautement hydrophobe. Après une heure environ, on peut observer que la poudre de graphite forme une suspension au sein de l'eau, qui est bien homogène environ une heure plus tard. Après une nouvelle agitation ou un nouveau brassage pendant 22 heures environ, la poudre obtenue est récupérée par filtration avec un filtre non métallique propre et il est procédé au séchage à 100 °C pendant 8 heures à 12 heures environ.
Pour la fabrication du premier matériau, il est possible de se référer à l’article “Can doping graphite trigger room temperature superconductivity? Evidence for granular high-temperature superconductivity in water-treated graphite powder” par T. Scheike, W. Böhlmann, P. Esquinazi, J. Barzola-Quiquia, A. Ballestar, A. Setzer (Advanced Materials, Volume 24, Issue 43, pp. 5826-5831, 2012).
L’invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un circuit électrique générateur d’énergie électrique, notamment agencé pour être embarqué sur un véhicule, notamment un véhicule terrestre, aérien, maritime ou spatial, comprenant :
- une source de tension,
- un système de commutation comprenant au moins deux bras de commutation, chaque bras comprenant au moins deux interrupteurs statiques montés en série et séparés par un point milieu, l’un au moins de ces deux interrupteurs statiques étant commandables, et
- un étage de génération d’énergie électrique, disposé entre les deux points milieux, et comprenant au moins un composant définissant une inductance, et l’unité précitée, apte à fournir de l’énergie électrique à la source de tension, le système de commutation étant commandé de manière à ce que l’étage de génération d’énergie électrique soit alimenté par des impulsions de courant.
L’invention permet ainsi de bénéficier d’un montage électrique permettant d’alimenter l’unité de manière à ce qu’elle puisse fonctionner comme décrit ci-dessus en fournissant de l’énergie électrique, tout en permettant également de récupérer cette énergie électrique au niveau de la source de tension. L’étage de génération d’énergie électrique est avantageusement dépourvu de composant définissant un condensateur. On peut contrôler de façon précise le courant traversant un tel étage de génération d’énergie purement inductif, notamment la dynamique de ce courant, son amplitude maximale ou la durée de ses impulsions. L’absence d’un composant définissant un condensateur au sein de cet étage de génération d’énergie électrique permet de ne pas avoir un comportement imposé par une résonance dont la fréquence est fixée en partie par ce composant définissant un condensateur.
Au sens de la présente demande, « un composant définissant une inductance » signifie que cette inductance n’est pas une inductance parasite.
La source de tension peut présenter une tension nominale comprise entre 1 Volt et 1kVolts, étant par exemple égale à 12 ou 48 Volts.
L’étage de génération d’énergie électrique définit par exemple tout le circuit électrique entre les deux points milieux, c’est-à-dire qu’entre ces deux points milieux il n’y a rien d’autre que l’étage de génération d’énergie électrique.
La commande du système de commutation peut consister à agir sur l’un au moins du rapport cyclique des interrupteurs commandables et sur la fréquence de commutation de manière à alimenter l’unité par les impulsions de courant.
Cette commande peut permettre que l’unité soit parcourue par des impulsions. Chacune de ces impulsions peut avoir une durée comprise entre 1 microseconde et 1 milliseconde, notamment entre 10 et 200 microsecondes
Le système de commutation peut être commandé de manière à ce que le courant électrique alimentant l’unité présente une variation périodique amortie. Cet amortissement peut être en partie causé par la fourniture à la source de tension d’énergie électrique par l’unité.
La tension aux bornes de l’unité présente par exemple une forme sinusoïdale amortie et le système de commutation peut être commandé de manière à ce que chaque impulsion de courant alimentant l’unité soit générée en phase avec l’amplitude de la tension aux bornes de cette unité lors d’une oscillation de tension.
La commande du système de commutation peut être telle que les impulsions de courant soient générées avec une fréquence fixe, ou non. Dans ce cas, le rapport entre la fréquence de génération des impulsions de courant et la fréquence de la tension aux bornes de l’unité peut prendre toute valeur.
Le composant définissant l’inductance et l’unité apte à fournir de l’énergie électrique peuvent être montés en série entre les deux points milieux.
En variante, l’étage de génération d’énergie électrique peut comprendre un transformateur, et le composant définissant l’inductance et l’unité apte à fournir de l’énergie électrique sont couplés via le transformateur. On peut ainsi réaliser une adaptation d’impédance. Le composant définissant l’inductance est par exemple monté électriquement entre les deux points milieux.
Dans tout ce qui précède, le système de commutation peut comprendre exactement deux bras, chaque bras comprenant exactement deux interrupteurs statiques.
Selon un premier exemple de mise en œuvre, chaque bras de commutation comprend un interrupteur statique commandable et un interrupteur statique non-commandable, les interrupteurs statiques commandables occupant des position alternées d’un bras de commutation à l’autre.
Les interrupteurs statiques commandables sont par exemple des transistors, tels que des transistors MOS ou IGBT, et les interrupteurs statiques non-commandables sont des diodes.
La commande d’un tel système de commutation peut consister à fermer les interrupteurs statiques commandables de façon synchronisée d’un bras à l’autre pour alimenter l’étage de génération de courant et générer de l’énergie électrique dans l’unité, puis à ouvrir de façon synchronisée ces interrupteurs statiques commandables d’un bras à l’autre pour laisser l’étage de génération d’énergie électrique se décharger dans la source de tension en passant par les interrupteurs statiques non-commandables.
Selon un deuxième exemple de mise en œuvre de l’invention, chaque bras de commutation comprend uniquement des interrupteurs statiques commandables. Selon ce deuxième exemple de mise en œuvre, les interrupteurs statiques commandables peuvent être commandés de manière à ce que la valeur moyenne du courant circulant entre les points milieux soit nulle.
Selon ce deuxième exemple de mise en œuvre, les interrupteurs statiques commandables peuvent tous commuter à tension nulle.
Selon ce deuxième exemple de mise en œuvre, chaque interrupteur statique commandable est par exemple un transistor tel qu’un transistor MOS ou un IGBT.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée donnée ci-après, et d’un exemple de réalisation donné à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés, sur lesquels :
est un schéma simplifié d’un circuit électrique selon un exemple de l’invention,
représente, schématiquement et partiellement, l’unité de la ,
représente, schématiquement et partiellement, des chaînes de jonctions Josephson se manifestant dans le premier matériau de l’unité selon la ,
est un schéma illustrant l’enchaînement des phénomènes à l’œuvre dans l’unité de la ,
représente de façon schématique l’évolution du courant circulant dans l’étage de génération d’énergie électrique de la ,
représente un circuit électrique selon un premier exemple de mise en œuvre de l’invention,
représente un circuit électrique selon un deuxième exemple de mise en œuvre de l’invention, et
représente un circuit électrique selon une variante du deuxième exemple de mise en œuvre de l’invention.
On a représenté sur la un circuit électrique générateur d’énergie électrique 1 apte à fournir de l’énergie électrique et agencé pour être embarqué sur un véhicule terrestre, aérien, maritime ou spatial, par exemple une voiture électrique. Ce circuit électrique 1 comprend une source de tension 20 qui est ici une source de tension continue, un système de commutation 21 et un étage de génération d’énergie électrique 22. L’étage de génération d’énergie électrique 22 comprend un composant 25 définissant une inductance et une unité 26 apte à fournir de l’énergie électrique qui sera décrite plus en détail ci-après. On constate que cet étage de génération d’énergie électrique 22 est dépourvu de composant définissant un condensateur.
La source de tension 20 présente par exemple une tension nominale comprise entre 1 Volt et 1kVolts, par exemple de 12 ou 48 Volts. Dans le cadre de cette invention, l’inductance 105 peut prendre toute valeur comprise entre 100 nanoHenry et 1 milliHenry.
La source de tension 20 est par exemple une batterie ou une alimentation de précharge.
Dans l’exemple considéré, le système de commutation 21 comprend deux bras de commutation 23 qui comprennent chacun en série deux interrupteurs statiques de puissance 28 et 29. L’un de ces deux interrupteurs statiques est par exemple commandable tandis que l’autre ne l’est pas. En variante, chaque interrupteur statique d’un bras de commutation est commandable, comme on le verra par la suite. Entre deux interrupteurs statiques 28 et 29 d’un bras de commutation 23 est disposé un point milieu 30. Comme on peut le voir sur la , l’étage de génération d’énergie électrique 22 est monté entre les deux points milieux 30 du système de commutation 21. Seul l’étage 22 est par exemple monté entre ces deux points milieux 30.
Le système de commutation 21 est commandé pour alimenter électriquement l’étage de génération d’énergie électrique 22 de manière à ce que l’unité 26 soit parcourue par des impulsions de courant.
L’unité 26 comprend, comme déjà expliqué dans la demande déposée par la présente Déposante en France le 21 décembre 2021 sous le numéro 21 14089:
- -une cellule 2 comportant un premier matériau 3 rendu à comportement supraconducteur granulaire à ses interfaces, avec présence de couplages par jonctions Josephson 8 à ces interfaces entre régions supraconductrices, ce comportement supraconducteur et de couplage par jonctions Josephson entre régions supraconductrices se manifestant pour au moins une plage de température prédéterminée, notamment cette plage de température incluant une température de 20° Celsius, cette cellule contenant en outre un deuxième matériau semiconducteur 4 mélangé au premier matériau, notamment ce deuxième matériau semiconducteur 4 étant des grains de silicium ou de carbure de silicium,
- deux électrodes 5 en forme de disque, par exemple en cuivre, placées en contact électrique avec la cellule, de manière à assurer un passage de courant électrique à travers toute la cellule 2 lorsque l’unité 26 est mise en fonctionnement.
Les jonctions Josephson 8 du premier matériau 3 forment des chaînes de jonctions Josephson connectées en série 7 de sorte que le courant électrique soit sujet à une amplification paramétrique lorsqu’il passe dans ces chaînes de jonctions Josephson connectées en série, ce courant étant délivré sous forme impulsionnelle ayant, au début de chaque impulsion, une pente montante choisie suffisamment grande pour atteindre par exemple au moins 100 ampères par microseconde au début de l’impulsion apportée à la cellule. L’une de ces chaînes 7 est illustrée sous forme de schéma électrique sur la .
Le symbole en croix schématise une jonction Josephson.
Des paires de jonctions Josephson se forment, chaque paire étant formée de deux jonctions Josephson 8 connectées en parallèle formant une boucle 9 appelée boucle JJP, dont au moins l’une des jonctions Josephson, ou les deux jonctions, appartient à une terminaison d’une chaîne 7 de jonctions Josephson connectées en série fonctionnant en NLTL, ces boucles 9 étant capables de produire une excitation paramétrique du niveau énergétique fondamental du champ correspondant au vide au sens de l’électrodynamique quantique, de manière à générer des photons de ces excitations.
Le deuxième matériau semiconducteur 4, ici formé des grains de silicium ou de carbure de silicium, est capable de convertir, par effet photoélectrique interne, l’énergie des photons générés par les boucles JJP terminales, en une source de courant électrique supplémentaire par extraction d’électrons dans la bande de conduction du semiconducteur, qui apporte un excédent de charges électriques libres s’ajoutant au courant électrique qui traverse la cellule 2, ce courant supplémentaire étant à son tour sujet à amplification paramétrique lorsqu’il passe dans les chaînes de jonctions Josephson connectées en série.
Le premier matériau 3 est fabriqué de la manière décrite ci-après. De la poudre de graphite ultra pure est mélangée dans de l’eau distillée et ce mélange est agité ou brassé en continu à température ambiante. Au début de la préparation, les grains de graphite nagent à la surface de l'eau en raison de leur propriété hautement hydrophobe. Après une heure environ, on peut observer que la poudre de graphite forme une suspension au sein de l'eau, qui est bien homogène environ une heure plus tard. Après une nouvelle agitation ou un nouveau brassage pendant 22 heures environ, la poudre obtenue est récupérée par filtration avec un filtre non métallique propre et il est procédé au séchage à 100 °C pendant 8 heures à 12 heures environ.
Pour la fabrication du premier matériau 3, il est possible de se référer à l’article “Can doping graphite trigger room temperature superconductivity? Evidence for granular high-temperature superconductivity in water-treated graphite powder” par T. Scheike, W. Böhlmann, P. Esquinazi, J. Barzola-Quiquia, A. Ballestar, A. Setzer (Advanced Materials, Volume 24, Issue 43, pp. 5826-5831, 2012).
D’un point de vue électrique, chaque chaîne 7 de jonctions Josephson 8 connectées en série peut être assimilée à une succession de schémas électriques LC (inductance et capacitance) avec L (inductance) variable, comme illustré sur la .
Concernant le premier matériau 3, le comportement supraconducteur se manifeste avantageusement pour au moins une plage de température prédéterminée qui présente une borne inférieure égale à -30° Celsius environ et une borne supérieure égale à 100° Celsius environ. De préférence, l’unité 26 selon l’invention est capable de fonctionner à température ambiante, par exemple à 20°.
L’invention permet notamment d’éviter d’avoir recours à des systèmes de refroidissement complexes et onéreux dont beaucoup de supraconducteurs ont besoin pour leur fonctionnement supraconducteur.
Le premier matériau 3 à comportement supraconducteur granulaire à ses interfaces comprend des grains de graphite ayant une taille caractéristique de 10 microns, ces grains de graphite étant mélangés avec de l’eau pure.
L’effet Josephson aux interfaces du premier matériau 3 consiste notamment en un effet tunnel entre deux zones supraconductrices distantes l’une de l’autre d’une distance notamment de l’ordre du nanomètre ou plusieurs nanomètres.
La commande du système de commutation 21 est effectuée pour alimenter à partir de la source de courant I l’étage résonant 22 de manière à commander l’alimentation électrique de la cellule 2 avec des impulsions de décharge de 10 à 200 microsecondes chacune, cette plage de valeurs n’étant pas limitative.
L’unité 26 est agencée de sorte qu’un seul apport externe est effectué vers la cellule 2 depuis la source de tension 20, les quantités d’énergie pour les excitations suivantes de la cellule provenant toutes des excédents procurés par l’effet des précédentes excitations en remontant jusqu’à l’excitation initiale, seule à provenir d’une source extérieure.
Lors du fonctionnement électrique, le premier matériau 3 est placé entre les électrodes 5 qui sont métalliques, notamment en cuivre, et poreuses immergées dans de l’eau distillée comme celle mélangée au premier matériau 3, ou ces électrodes sont pleines, imperméables et séparées par une disposition des premier et deuxième matériaux 3 et 4 en une incorporation à un gel aqueux.
Les électrodes 5, en forme de disque, couvrent chacun une face 14 de cette cellule 2.
Le premier matériau 3 est à base de graphite activé à l’eau, les grains de graphite étant le plus possible en contact avec de l’eau en vue de conserver les propriétés de type supraconducteur granulaire à ses interfaces.
Ces grains proviennent notamment d’une poudre de graphite.
Les grains de graphite présentent un diamètre caractéristique de l’ordre de 10 micromètres.
La cellule 2 présente au moins une dimension supérieure à 1 cm.
Par exemple, la cellule 2 présente une épaisseur d’au moins 1 mm, notamment d’au moins 5 mm, cette épaisseur étant notamment comprise entre 1 mm et 100 mm.
Par exemple le volume du premier matériau est d’au moins 1 cm3, notamment d’au moins 5 cm3, par exemple 10 voire 100 cm3.
Les électrodes 5 sont placées sur deux faces opposées 14 de la cellule de sorte que ces électrodes soient séparées par l’épaisseur de la cellule, comme illustré sur la .
Le deuxième matériau semiconducteur 4, par exemple du silicium ou du carbure de silicium, peut être fourni sous forme de grains.
Comme on peut le voir sur la , le courant circulant dans l’unité 26 apte à fournir de l’énergie électrique peut évoluer comme suit selon une demi-période:
- présenter une phase de croissance 300 de pente positive lorsque la tension aux bornes de la source de tension 20 est appliquée à l’étage de génération d’énergie électrique 22, cette pente étant essentiellement due à la charge de l’inductance 25 par cette tension, l’interrupteur 28 du bras de commutation 23 de gauche et l’interrupteur 29 du bras de commutation 23 de droite sur la étant à l’état passant.
- présenter une phase de croissance 301 de pente positive plus importante, après passage par un point d’inflexion, cette pente étant due à l’amplification de courant réalisée par l’unité 26, les interrupteurs gardant la même configuration que lors de la phase 300, et
- présenter une phase de roue libre 302, avec l’étage de génération d’énergie électrique 22 court-circuité sur lui-même, les deux interrupteurs 28 ou les deux interrupteurs 29 étant alors à l’état passant.
Dans l’exemple de la , l’unité 26 et l’inductance 25 sont montés en série entre les deux points milieux 30, mais l’invention n’y est pas limitée, comme on le verra par la suite.
Les phénomènes à l’œuvre pour obtenir l’excédent sont repris ci-après.
Le long de trajets entre les électrodes, sont formées, de fait, des lignes de transmission non-linéaires (NLTL) à jonctions Josephson fonctionnant en amplificateurs paramétriques de courant à onde progressive (TWPA), par millions de motifs.
Quand, pour une telle ligne, se trouve disposée en terminaison une boucle JJP opérant en régime micro-ondes, c'est alors propice à de la génération de photons par excitation paramétrique produisant l'effet Casimir dynamique DCE, c'est-à-dire une production à partir des fluctuations du vide au sens de l'électrodynamique quantique (QED, pour « Quantum Electrodynamics »), et qui se trouve excité paramétriquement.
L'ensemble des NLTL, TWPA, et JJP terminaux des morceaux de chaînes est excité par l'application d'une impulsion électrique en centaines de Volts ou d'Ampères par microsonde, de front suffisamment abrupt pour que le contenu fréquentiel de l'impulsion comporte des harmoniques jusque des niveaux élevés, et qui les rendent aptes à exciter les chaînes de Jonctions Josephson connectées en série et les boucles JJP à des fréquences en lien avec leur amplification paramétrique.
Des grains de semi-conducteur comme SiC par exemple, aptes à la tenue à la haute tension, sont ajoutés au mélange eau / graphite activé, et donnent lieu à une extraction d'électrons situés dans leur bande de conduction, cela sous l'action de l’énergie des photons générés à partir de l'excitation paramétrique du vide, en résultat de l'effet photoélectrique interne.
Ces électrons libres supplémentaires s'ajoutent au courant qui traverse déjà le milieu constitué de pâte contenant (eau - grains de graphite - grains de SiC) de la cellule 2.
Ainsi est mise en place et activée une boucle de rétroaction positive, avec :
- un apport de courant avec suffisamment d’accroissement temporel lors de l’amorçage (étape 1000 de la ),
-une amplification paramétrique de courant à travers les multiples chaînes de jonctions Josephson agencées en lignes NLTL (étape 1001 de la ) avec effet TWPA si l’apport de courant initial a été fait avec suffisamment d’accroissement temporel,
- une génération de photons en les terminaisons à boucles JJP des chaînes de jonctions Josephson (étape 1002) qui résulte de l’étape (1001),
- et qui donne lieu à une extraction d’électrons libres (étape 1003) délivrés en un courant d’intensité supplémentaire (étape 1004) établi sous la différence de potentiel existant préalablement entre les deux électrodes,
ce courant supplémentaire se trouvant lui-même amplifié paramétriquement dans l’étape 1001
et ainsi de suite, repartant de cette étape 1001, pour aboutir à un fonctionnement qui s’autoalimente pendant une durée de quelques dizaines de microsecondes, c’est-à-dire avec une amplification continuelle pendant cette durée, jusqu’à ce que soit atteinte sa limite correspondant à l’annulation de l’accroissement du courant, c’est-à-dire l’atteinte du niveau de courant pic.
D'où, à l'issue d'une impulsion électrique individuelle, il apparait un excédent d'électrons sortant, comparativement à la quantité d'électrons entrant et, en conséquence, un excédent d'énergie.
Cet excédent peut atteindre quelques Joules pour une impulsion de quelques kilo-Ampères kA pendant quelques dizaines de microsecondes.
D'où, ensuite, vient la possibilité via un pilotage du système de commutation 21, d'enchaîner en trains d'impulsions ces impulsions individuelles, le même excédent unitaire de l'ordre de quelques Joules pendant quelques dizaines de microsecondes, revenant à exprimer, en régime établi, un excédent de puissance exploitable, de l'ordre de quelques dizaines de kiloWatts, cela pendant une durée souhaitée, par exemple des secondes, des minutes, ou des heures.
On va maintenant décrire en référence à la un circuit 1 selon un premier exemple de mise en œuvre de l’invention. Sur cette , l’étage 27 symbolise la charge du circuit 1, cette charge correspondant par exemple aux équipements du réseau de bord d’un véhicule.
Comme on peut le voir sur cette , chaque bras de commutation 23 comprend un interrupteur statique commandable et un interrupteur statique non-commandable et les interrupteurs de même type sont disposés de manière alternée d’un bras de commutation 23 à l’autre. Autrement dit, l’un des bras de commutation 23 a son interrupteur statique commandable étant l’interrupteur 28 le plus proche du potentiel positif de la source de tension 20, et l’autre bras de commutation 23 a son interrupteur statique commandable étant l’interrupteur 29 le plus proche de la masse.
La représente un deuxième exemple de mise en œuvre qui diffère du premier par le fait que tous les interrupteurs statiques 28 et 29 du système de commutation 21 sont commandables. Afin de réaliser une commutation à tension nulle, un condensateur 33 est monté en parallèle de chaque interrupteur statique 28 ou 29. Dans une variante non représentée, aucun condensateur 33 n’est prévu?
On constate sur la , qui constitue encore une autre variante du deuxième exemple de mise en œuvre de la que l’étage de génération d’énergie électrique 22 peut comprendre un transformateur 35 permettant de réaliser une adaptation d’impédance. On constate alors que l’unité 26 n’est alors plus montée en série entre les deux points milieux 30 du système de commutation 21.
Dans un exemple non représenté, le circuit 1 selon le premier exemple de mise en œuvre de la comprend un transformateur permettant de réaliser une adaptation d’impédance, similairement à ce qui est représenté sur la .
La présente invention sert comme source d’énergie électrique pour alimenter le moteur de propulsion ou traction électrique d’un véhicule, terrestre, aérien, maritime ou spatial.

Claims (11)

  1. Circuit électrique générateur d’énergie électrique (1), notamment agencé pour être embarqué sur un véhicule, notamment un véhicule terrestre, aérien, maritime ou spatial, comprenant :
    - une source de tension (20),
    - un système de commutation (21) comprenant au moins deux bras de commutation (23), chaque bras (23) comprenant au moins deux interrupteurs statiques (28, 29) montés en série et séparés par un point milieu (30), l’un au moins de ces deux interrupteurs statiques (28, 29) étant commandables, et
    - un étage de génération d’énergie électrique (22), disposé entre les deux points milieux (30), et comprenant au moins un composant (25) définissant une inductance, et une unité (26) apte à fournir de l’énergie électrique à la source de tension (20), le système de commutation (21) étant commandé de manière à ce que l’étage de génération d’énergie électrique (22) soit alimenté par des impulsions de courant
    caractérisé par le fait que l’unité (26) apte à fournir de l’énergie électrique comporte :
    - une cellule (2) comportant un premier matériau (3) rendu à comportement supraconducteur granulaire à ses interfaces, avec présence de couplages par jonctions Josephson à ces interfaces entre régions supraconductrices, ce comportement supraconducteur et de couplage par jonctions Josephson entre régions supraconductrices se manifestant pour au moins une plage de température prédéterminée, notamment cette plage de température incluant une température de 20° Celsius, cette cellule contenant en outre un deuxième matériau semiconducteur (4) mélangé au premier matériau, notamment ce deuxième matériau semiconducteur étant des grains de silicium ou de carbure de silicium,
    - deux électrodes (5), par exemple en cuivre, placées en contact électrique avec la cellule, de manière à assurer un passage de courant électrique à travers toute la cellule lorsque l’unité (26) est mise en fonctionnement,
    unité dans laquelle :
    les jonctions Josephson (8) du premier matériau forment des chaînes de jonctions Josephson connectées en série de sorte que le courant électrique soit sujet à une amplification paramétrique lorsqu’il passe dans ces chaînes de jonctions Josephson connectées en série, ce courant étant délivré sous forme impulsionnelle ayant, au début de chaque impulsion, une pente montante choisie suffisamment grande pour atteindre par exemple au moins 100 ampères par microseconde au début de l’impulsion apportée à la cellule,
    des paires (9) de jonctions Josephson, chaque paire étant formée de deux jonctions Josephson connectées en parallèle formant une boucle appelée boucle JJP, dont au moins l’une des jonctions Josephson, ou les deux jonctions, appartient à une terminaison d’une chaîne de jonctions Josephson connectées en série, ces boucles étant capables de produire une excitation paramétrique du niveau énergétique fondamental du champ correspondant au vide au sens de l’électrodynamique quantique, de manière à générer des photons de ces excitations,
    le deuxième matériau semiconducteur (4) est capable de convertir, par effet photoélectrique interne, l’énergie des photons générés par les boucles JJP terminales, en une source de courant électrique supplémentaire par extraction d’électrons dans la bande de conduction du semiconducteur, qui apporte un excédent de charges électriques libres s’ajoutant au courant électrique qui traverse la cellule (2), ce courant supplémentaire étant à son tour sujet à amplification paramétrique lorsqu’il passe dans les chaînes de jonctions Josephson connectées en série.
  2. Circuit électrique selon la revendication 1, l’étage de génération d’énergie électrique (22) étant dépourvu de composant définissant un condensateur.
  3. Circuit électrique selon l’une des revendications précédentes, la commande du système de commutation (21) consistant à agir sur l’un au moins du rapport cyclique des interrupteurs commandables et sur la fréquence de commutation de manière à alimenter l’unité (26) par les impulsions de courant.
  4. Circuit selon l’une quelconque des revendications précédentes, le système de commutation (21) étant commandé de manière à ce que l’unité (26) soit parcourue par des impulsions de 10 à 200 microsecondes chacune.
  5. Circuit selon l’une quelconque des revendications précédentes, le système de commutation (21) étant commandé de manière à ce que la tension aux bornes de l’unité (26) présente une forme sinusoïdale amortie et à ce que chaque impulsion de courant alimentant l’unité (26) soit générée en phase avec l’amplitude de la tension aux bornes de cette unité lors d’une oscillation de tension.
  6. Circuit électrique selon l’une quelconque des revendications précédentes, le composant définissant l’inductance (25) et l’unité (26) apte à fournir de l’énergie électrique étant montés en série entre les deux points milieux (30).
  7. Circuit électrique selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, l’étage de génération d’énergie électrique (22) comprenant un transformateur (35), et le composant définissant l’inductance (25) et l’unité (26) apte à fournir de l’énergie électrique étant couplés via le transformateur (35).
  8. Circuit électrique selon la revendication 7, le composant définissant l’inductance (25) étant monté électriquement entre les deux points milieux (30).
  9. Circuit électrique selon l’une quelconque des revendications précédentes, le système de commutation (21) comprenant exactement deux bras (23) et chaque bras comprenant exactement deux interrupteurs statiques (28, 29).
  10. Circuit électrique selon l’une quelconque des revendications précédentes, chaque bras de commutation (23) comprenant un interrupteur statique commandable et un interrupteur statique non-commandable, les interrupteurs statiques commandables occupant des position alternées d’un bras de commutation à l’autre.
  11. Circuit électrique selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, chaque bras de commutation (23) comprenant uniquement des interrupteurs statiques commandables (28, 29).
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