Connaissez-vous la différence entre l'eau déminéralisée et l'eau distillée ?

Guus Witvoet explique la différence entre l'eau déminéralisée et l'eau distillée et quels instruments de mesure utiliser.

Guus WITVOET
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Laissez-moi d'abord vous expliquer ce qu'est l'eau déminéralisée. L'eau déminéralisée est de l'eau purifiée et est souvent utilisée dans des applications en laboratoire à des fins industrielles et scientifiques. Toutefois, dans votre vie de tous les jours, vous rencontrez aussi des applications avec de l'eau déminéralisée.

Par exemple, pour repasser vos vêtements avec un fer à vapeur, de l'eau déminéralisée peut être utilisée pour éviter les dépôts de calcaire dans votre fer. Mais elle est également utilisée dans les installations de lavage de voiture. Une fine couche d'eau déminéralisée est pulvérisée sur la voiture à la fin du programme de lavage pour éviter les gouttes séchées sur votre véhicule. Vous trouverez quelques exemples de l'utilisation d'instruments Bronkhorst appropriés à la fin de ce document.

Comparaison Eau déminéralisée et eau distillée

L'eau déminéralisée est de l'eau qui a été purifiée de façon à ce que (la plupart de) ses ions minéraux et de sel soient retirés. On peut penser par exemple au calcium, au chlorure, au sulfate, au magnésium et au sodium. L'eau déminéralisée est également connue en tant qu'eau dé-ionisée. L'eau déminéralisée est généralement considérée comme étant différente de l'eau distillée. L'eau distillée est purifiée par ébullition et re-condensation. Les ions de sel ont été retirés de cette façon.

La principale différence entre l'eau déminéralisée et l'eau distillée est que l'eau distillée a généralement moins de contaminants organiques, la déminéralisation ne retire pas les molécules non chargées comme les virus ou les bactéries. L'eau déminéralisée a la plupart du temps moins d'ions minéraux, cela dépend de la manière dont elle est produite. La déminéralisation est une production plus propre et laisse derrière elle moins de dépôts dans les installations dans lesquelles elle est utilisée. Lors de l'utilisation d'eau déminéralisée, il faut tenir compte des matériaux de vos instruments. Tous les matériaux ne sont pas appropriés pour servir de matériau de conduit d'eau déminéralisée, cela dépend également des températures employées.

Comment est-elle produite ?

L'eau déminéralisée est principalement produite de trois façons :

  1. par Procédé d'échange d'ions qui utilise des résines d'échange d'ions : les ions positifs sont remplacés par des ions d'hydrogène et les ions négatifs sont remplacés par des ions d'hydroxyde.
  2. par Electro-dé-ionisation où un procédé d'échange d'ions a également lieu : un courant électrique est envoyé à travers les résines pour les maintenir régénérées. Les ions indésirables se déplacent de la surface de réaction vers les électrodes.
  3. par Filtration par membrane : la plupart du temps au cours d'étapes multiples.

Pour obtenir une bonne qualité d'eau déminéralisée, plusieurs étapes de déminéralisation sont nécessaires. L'utilisation de filtration par membrane présente dans ce cas l'avantage qu'en général, aucun produit chimique n'est nécessaire pour produire l'eau déminéralisée (à l'exception peut-être pour le nettoyage), l'inconvénient est la quantité d'énergie (électrique) consommée par le procédé.

Eau déminéralisée – utilisations courantes

L'eau déminéralisée est employée à des fins industrielles et scientifiques. Pensez aux applications suivantes :

  • Applications et tests en laboratoire
  • Lavage de voitures
  • Eau de lavage pour la fabrication des puces électroniques
  • Utilisations pour l'automobile, par ex. batteries acides au plomb et systèmes de refroidissement
  • Alimentation des chaudières
  • Découpe au laser
  • Optimisation des piles à combustible
  • Fers à vapeur et applications générateurs de vapeur
  • Fabrication pharmaceutique
  • Cosmétiques
  • Aquariums
  • Extincteurs d'incendie

Lavage de voiture

Risques pour la santé de l'eau déminéralisée ou distillée

Vous pourriez penser que l'eau déminéralisée ou distillée qui est complètement filtrée des minéraux par (électro-)échange d'ions, distillation, filtration par membrane ou autres procédés de production, pourrait être utilisée comme eau potable. Cependant, comme pour tout, il y a des avantages et des inconvénients à boire l'eau déminéralisée. L'avantage est que les minéraux qui sont mauvais pour nous ont été enlevés. Les mauvaises influences de certains minéraux sur nos corps sont très largement documentées. De plus, le gros inconvénient de boire de l'eau déminéralisée est que cette eau enlève également les bons minéraux de notre corps et provoque une carence et notre organisme ne peut plus fonctionner correctement. En résumé : l'eau déminéralisée ne devrait pas être utilisée comme eau potable car elle ne contient pas les minéraux qui sont nécessaires à une bonne santé.

Voici des exemples d'instruments qui peuvent être utilisés pour l'eau déminéralisée

Instruments de mesure débit liquide

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Des tendances des constructeurs de machines favorables à la collaboration au sein de la chaîne d'approvisionnement

Comment Bronkhorst répond aux tendances en matière de solutions de débit plus petites et intelligentes dans l’industrie de construction de machines?

Henk Wassink
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Plus petit, plus rapide et plus intelligent - ces trois caractéristiques résument parfaitement les tendances au sein de l'industrie de la constructions de machines high-tech. Cela concerne plusieurs secteurs :

  • Les machines complexes de l'industrie des semi-conducteurs, qui fabriquent des circuits intégrés ou ‘puces’ pour des appareils tels que les tablettes, les smartphones et autres ordinateurs portables.
  • Les machines dans l'industrie solaire, qui produisent des panneaux solaires permettant de convertir la lumière du soleil en énergie électrique, pour un remplacement décentralisé des centrales électriques traditionnelles.
  • Les équipements analytiques dans les laboratoires de chimie et en dehors, qui analysent ou diagnostiquent la composition chimique ou d'autres propriétés physiques d'échantillons provenant d'un procédé.
  • Les machines de l'industrie alimentaire et des boissons où de nombreux composés nutritionnels ou arômes sont ajoutés, mélangés et transformés pour obtenir la denrée alimentaire souhaitée.

Mesure et régulation des débits de gaz et de liquide

Le domaine d’opération commun de Bronkhorst et des constructeurs de machines est celui du composant de la machine où les débits de gaz et de liquide doivent être mesurés ou régulés. Les machines destinées à la construction de puces ou de panneaux solaires utilisent des étapes de dépôt de vapeur chimique pour des applications de revêtement ou le dopage par diffusion, où des vapeurs organométalliques doivent être générées et apportées à des supports (silicium) sur lesquels un dépôt solide doit avoir lieu.

Découvrez-en davantage dans notre article sur l'avenir de l'énergie solaire où l'un de nos responsables de projet partage son expérience du processus de dopage au bore et au phosphore pour les panneaux solaires.

Dans les appareils analytiques, comme divers équipements de chromatographie (GC ou HPLC) et les spectromètres de masse (MS), de très faibles débits de gaz ou de liquide transportent les composés chimiques à analyser.

Dans les machines de l'industrie agroalimentaire, des additifs liquides tels que les colorants, arômes et parfums doivent être apportés avec précision pour contrôler la composition exacte des aliments.

Pour le dosage des arômes de vos bonbons, la technologie des ondes ultrasons peut constituer une solution. Découvrez-la dans notre précédent article Technologie des ondes ultrasons.

Miniaturisation de machines high-tech

Une tendance à la miniaturisation s'observe dans un grand nombre de secteurs. Des composants de petite taille demandent une quantité plus faible de matières premières, aussi bien pour la production que pour l'utilisation (de produits chimiques). Les clients qui utilisent des machines high-tech souhaitent disposer d'un équipement le plus compact possible. Les machines doivent être de plus petite taille, car la surface occupée au sol est coûteuse, et plus particulièrement dans les salles blanches - l'endroit qui abrite les machines utilisées pour la fabrication de panneaux solaires et de puces.

La compacité est également nécessaire pour l'analyse et la surveillance en ligne sur site, c'est-à-dire à l'extérieur du laboratoire. Dans ces conditions, l'équipement de test est de préférence de taille pratique. On souhaite savoir ce qui se passe sur site et en temps réel, afin de pouvoir réagir de manière proactive plutôt que réactive, et de réduire le temps nécessaire à l'acheminement des échantillons au laboratoire. Cela fait partie du contrôle de qualité en ligne : c’est une mesure de sûreté qui, en même temps, permet de réaliser des économies de matières premières.

Le fait de retirer les boîtiers des produits standard et de placer les composants sur un bloc (manifold) permet un gain d'espace. En plaçant les lignes d'entrée et de sortie, ainsi que les connexions à des endroits adaptés à la situation du client, on obtient souvent une solution unique et compacte. Les appareils compacts qui combinent plusieurs instruments d’analyse sur une surface réduite offrent plus de rapidité et permettent de réduire les coûts.

Miniaturisation dans les machines high-tech

Découvrez-en davantage sur la miniaturisation en matière de régulation de débit dans notre article L’essor de la miniaturisation en matière de solutions de débit. La technologie la plus récente est de technologie MEMS (système micro-électromécanique), un micro-capteur de débit massique Coriolis. Apprenez-en davantage sur ce nouveau développement de notre département R&D.

Systèmes de mesure personnalisés

Pour conserver une longueur d'avance sur la concurrence et pour faire face aux demandes en rapide évolution en matière de technologie, les délais de commercialisation sont de plus en plus courts. Cela requiert une nouvelle approche plus flexible qui incite les constructeurs de machines à sous-traiter certains éléments de leur production de manière intelligente et efficace.

Le sous-traitant est entièrement responsable de cette partie de la machine et décharge le constructeur de machines des soucis que celui-ci pourrait avoir dans le domaine dans lequel lui, le sous-traitant, s’est spécialisé, en fournissant une solution complète, de préférence sous la forme d'une unité compacte. Ce sous-système fonctionne toujours comme un ensemble, un système combiné fiable, contrairement à des composants qui opèrent indépendamment les uns des autres. En outre, le sous-système ne nécessite qu'une seule connexion I/O.

La méthodologie scrum - qui provient du développement logiciel - est idéale pour cette approche. Elle permet de guider le processus de manière flexible, en utilisant des équipes multidisciplinaires qui coopèrent lors de sprints pour anticiper l'évolution des conditions et des demandes de produits.

Ingénierie Solutions de débit personnalisées chez Bronkhorst

Des solutions plus intelligentes

Cet aspect porte sur le processus de fabrication des machines - comme décrit plus haut - mais aussi sur la manière dont la machine elle-même est gérée. Chaque sous-système doit bien entendu être compatible avec le reste de la machine, mais il nécessite en outre d'être bien intégré, par exemple pour être correctement contrôlé par le système de commande principal de la machine. Il doit de préférence fonctionner instantanément, avoir été testé et être livré au constructeur de machines prêt à l'emploi (plug & perform).

Les solutions de débit de Bronkhorst

Bronkhorst peut aider les constructeurs de machines du monde entier en quête de simplification et d'intégration de leurs procedés de débit de gaz, de vapeur ou de liquide, en développant et en fournissant des solutions de débit personnalisées.

Regardez notre vidéo sur les solutions de débit personnalisées de Bronkhorst et le processus de cocréation.

Systèmes personnalisés de mesure des faibles débits pour aider des Solution Factories gagnantes

Découvrez les raisons que les entreprises ont de créer leurs propres skids personnalisés pour mesurer les débits de gaz et de liquides.

Arjan Bikkel
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Chez Bronkhorst, nous avons observé une augmentation de la demande de skids, ces systèmes personnalisés composés de plusieurs types d'instruments tels que des débitmètres pour liquides, pour gaz et un évaporateur. Dans ce billet, nous expliquons pourquoi nous pensons qu'il existe une corrélation entre une demande croissante de skids et la capacité à faire face à la concurrence dans un secteur concurrentiel.

Les Solution Factories européennes

Notre réaction a été déclenchée par une publication de la Havard Business Review signée S.E. Chick, A. Huchzermeier, S. Netessine qui, comme d’autres, ont analysé les applications de l'industrie manufacturière européenne se considérant comme « excellentes » dans la fabrication et ayant remporté des prix d'excellence industrielle. Il est remarquable que, malgré l'existence de règles très strictes concernant le travail, les installations, le matériel et une main d'œuvre relativement coûteuse en Europe, les usines qui ont remporté un prix d'excellence industrielle ont toutes prospéré dans des secteurs hautement concurrentiels.

Les quatre facteurs distinctifs décrits dans l'article comme étant à la base de cette réussite des fabricants européens sont les suivants :

  • Leur capacité à exploiter les flux de données pour s'intégrer étroitement avec leurs partenaires de la chaîne d'approvisionnement.
  • Leur capacité à optimiser la valeur client sur l'ensemble de la chaîne, pas seulement sur la partie qui les concerne.
  • Leur capacité à exploiter leurs compétences techniques afin d'offrir un haut degré de personnalisation des produits pour leurs clients.
  • Leur capacité à coopérer avec les fournisseurs afin d'améliorer rapidement leurs processus de fabrication.

En bref, les entreprises manufacturières gagnantes travaillent avec des partenaires pour fabriquer des solutions pour d'autres partenaires. C'est un privilège pour Bronkhorst de travailler en étroite collaboration avec ses clients à la conception de designs personnalisés intelligents qui les aident à satisfaire leurs besoins spécifiques. Un skid est un système personnalisé basé sur un concept standard. Personnaliser un concept standard en tirant parti de l'expérience et du savoir-faire de nos clients et des nôtres en tant que spécialistes des faibles débits, constitue une offre attractive pour de nombreuses entreprises gagnantes de l'industrie, pour plusieurs raisons. Nous aimerions partager avec vous les raisons pour lesquelles nous pensons que les clients s'associent avec nous pour créer leur propre skid.

Les quatre raisons pour lesquelles les skids sur mesure sont populaires

1. L'accent mis sur les activités essentielles - Les entreprises mettent de plus en plus l'accent sur leurs activités de base. Elles attendent de leurs fournisseurs qu'ils leur livrent des solutions complètes plutôt que des instruments individuels. Nous concevons le skid avec nos clients et leur offrons une solution dans laquelle tous les instruments et accessoires ont été intégrés. L'approche « solutions » est expliquée plus en détail dans cette vidéo.

2. L’achat auprès d'un seul fournisseur - Sur un skid, nous pouvons intégrer des débitmètres (Coriolis ou thermiques), un évaporateur, des capteurs d'humidité relative, des transmetteurs de pression, des pompes, des réservoirs et d’autres types d’instruments. Tous les tubes internes du skid sont assemblés par Bronkhorst. Ainsi, les clients peuvent acheter une solution complète à un fournisseur unique plutôt que des instruments individuels à plusieurs fournisseurs. Le skid testé, est prêt à être utilisé par le client. En outre, la solution fait l'objet de tests de pression et d'étanchéité et est livrée avec son manuel d'utilisation. En prime, nos skids sont basés sur des plateformes standards éprouvées pour un temps de mise sur le marché conforme aux attentes de nos clients.

3. Conception sur mesure - Les produits personnalisés, le support et les services d'après-vente aident les clients à se démarquer sur un marché concurrentiel. Chaque skid est spécifiquement conçu pour répondre aux besoins du client. Même si celui-ci n'a besoin que d'un seul skid, nous proposons une solution. Nous offrons par ailleurs des services de support et d'après-vente qui répondent aux besoins de chaque client.

4. Design compact - La tendance à la miniaturisation s'étend partout. Des composants de petite taille demandent une quantité plus faible de matières premières, aussi bien pour la production que pour l'utilisation (de produits chimiques). Les clients qui utilisent des machines high-tech souhaitent disposer d'un équipement le plus compact possible carla surface occupée au sol est coûteuse, plus particulièrement dans les salles blanches qui abritent les machines utilisées pour la fabrication de panneaux solaires et de microcircuits. Un skid peut être une solution très compacte intégrant plusieurs instruments.

Les Solution Factories Européennes

Source : Europe’s Solution Factories, de S.E. Chick, A. Huchzermeier et S. Netessine, Havard Business Review, avril 2014

Chromatographie: histoire et tendances futures

Bronkhorst aborde différents types de chromatographie développée depuis le milieu du XIXe siècle et les tendances futures de cette méthode

James Walton
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L'histoire de la chromatographie est longue et intéressante. Discuter d'un sujet aussi vaste est un véritable défi. C'est à juste titre un sujet réellement passionnant. Il est fort probable que nous n'abordions pas des domaines de la chromatographie que des personnes considèrent comme étant essentiel. Nous parlerons par exemple ici de la chromatographie en phase liquide (CPL ou liquid chromatography en anglais), jugeant qu'il serait trop long d'aborder également la chromatographie en phase gazeuse (CPG ou GC pour Gas Chromatography en anglais) suffisamment en détails.

Avant que nous entrions dans le sujet, si vous avez des compléments d'informations ou des corrections, n'hésitez pas à nous en faire part. Nous sommes ouverts à tous commentaires d'experts de tous secteurs d'activité et susceptibles d'accroître nos connaissances dans ce domaine.

Plusieurs types de chromatographie ont été développés depuis le milieu du XIXème siècle. Commençons par l'étymologie : la chromatographie signifie « écriture des couleurs » et était au départ utilisée pour séparer des pigments de plantes, tels que la chlorophylle (de couleur verte) et les caroténoïdes (de couleur orange et jaune). Néanmoins, on s'est vite aperçu que cette méthode pouvait être utilisée dans un vaste éventail de procédés de séparation et de nouvelles formes de chromatographie ont été développées à partir des années 40.

Pour les solutions analytiques modernes que nous abordons ici, de la CLHP à la CPG et à la CFS, nous disposons d'un instrument que l'on utilise actuellement et qui permet d'exploiter tout le potentiel des instruments analytiques finis. Nous avons fourni des solutions destinées à des applications pour liquide et gaz, en utilisant la technologie de débit massique thermique pour permettre aux industriels d'atteindre leurs objectifs finaux et de répondre aux attentes de leurs clients.

En tant que fournisseurs de solutions, nous entretenons des relations avec les plus grands fabricants à l'échelle mondiale. Dans ce partenariat sur lequel est basée cette collaboration, notre rôle est de fournir une expertise en matière de débit. Nous avons pour objectif de leur proposer des solutions d'avenir en étant continuellement à l'écoute du marché et en anticipant les tendances futures.

La chromatographie liquide à haute pression (CLHP ou HPLC pour High Pressure Liquid Chromatography en anglais) est l'une de ces techniques.

Système HPLC

Dessin schématique d'un instrument HPLC typique.

CLHP signifie chromatographie liquide haute performance (mais l'abréviation anglaise HPLC est le plus souvent utilisée). C'est une technique pour séparer et permettre à l'utilisateur de quantifier différents composés. On utilise une pompe à haute pression pour pousser le solvant (éluant) dans une colonne. L'interaction entre les composés et le matériau de la colonne (adsorbant) permet la séparation des différents composés. À partir de là, on peut analyser le temps nécessaire pour éluer le composé ou la quantité du composé détecté.

Régulation du débit d'un système HPLC liquide

Schématisation de nos instruments installés dans le système HPLC

UPLC signifie Ultra High Performance Liquid Chromatography en anglais. Il s'agit de la chromatographie en phase liquide à ultra haute performance qui est une version spéciale de l'HPLC. Par rapport à l'HPLC, les colonnes utilisées pour l'UPLC contiennent des particules de taille plus petite (2 µm pour l'UPLC contre 5 µm pour l'HPLC), ce qui se traduit par une meilleure séparation des composés. Pour l'UPLC, la pression de la pompe peut atteindre jusqu'à 100 MPa au lieu de 40 MPa pour l'HPLC.

Pour certaines applications, l'UPLC a permis d'améliorer considérablement la chromatographie. Les temps d'exécution sont bien plus courts et l'analyse peut ainsi être très rapide. UPLC est l'abréviation la plus couramment utilisée pour cette technologie, mais il s'agit toutefois d'une marque déposée de l'une des principales entreprises spécialisées dans ce domaine. Officiellement cette technologie s'appelle chromatographie liquide à ultra haute performance CLUHP (UHPLC pour Ultra High Performance Liquid Chromatography en anglais).

La dernière tendance que nous aborderons aujourd'hui est la CFS, c'est-à-dire la chromatographie à fluide supercritique (ou SFC pour Supercritical Fluid Chromatography en anglais). C'est une méthode récemment introduite issue des dernières recherches permettant d'utiliser le CO2 en phase supercritique (état fluide) comme solvant d'extraction. Le coût des solvants chimiques utilisés comme phase mobile étant en constante augmentation, l'achat et l'élimination deviennent chaque année plus coûteux. Le développement d'un système qui utilise un solvant, tel que le CO2, capable de procéder à l'élution de différents composés avec l'effet d'un gradient simplement en ajustant et en contrôlant la pression peut contribuer à réaliser de formidables économies. Néanmoins, comme pour tout, la réduction des coûts doit bien entendu compenser les frais que représente l'installation d'un système de ce genre. Le jour où un tel investissement sera rentable approche à grand pas, mais pour le moment, l'utilisation du CO2 liquide comme solvant n'est pas encore largement répandue.

L'usage du CO2 liquide peut être un enjeu considérable et nous le prenons très au sérieux. Nos instruments Coriolis et EL-PRESS offrent une solution idéale pour cette application. Ils permettent en effet une régulation du débit et de la pression sans nécessiter un système à base thermique qui affecterait l'intégrité du système.

L'industrie est en constante évolution, une évolution que nous surveillons de très près.

Bronkhorst et le futur: énergie solaire, énergie propre

L’équipe Solution de Bronkhorst partage son expérience dans la réalisation de solutions fluidiques et livre les clés de sa réussite.

Rob Giesen
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La réduction des émissions de CO2 est l'une des grandes tendances du marché de l'énergie dans le monde entier. De nos jours, les sources d'énergie propres alternatives sont de plus en plus utilisées pour réduire les émissions de carbone. L'une de ces sources d'énergie alternatives est l'énergie solaire.

L'accent mis à l'échelle mondiale sur la réduction des émissions de CO2 est en phase avec la technologie des débitmètres massiques thermiques et Coriolis et régulateurs de débit massique Bronkhorst en matière de nature et d'environnement. C'est pourquoi contribuer à la chaîne d'approvisionnement d'une source d'énergie d’avenir, en l'occurence l'énergie solaire, est un projet intéressant pour Bronkhorst.

Panneaux solaires : Les panneaux solaires convertissant la lumière du soleil en énergie électrique peuvent facilement être placés en divers endroits de manière décentralisée afin de remplacer les centrales électriques traditionnelles. Un panneau solaire contient plusieurs couches. Le fabricant Tempress Systems s'est spécialisé dans le processus de dopage par diffusion des couches minces et l'application d'un traitement antireflet.

La technologie des débitmètres et régulateurs de débit massique, thermique et Coriolis de Bronkhorst est intégrée au sous-système de l'équipement de Tempress pour assurer la génération de la vapeur chimique nécessaire au processus de dopage par diffusion. Avec Tempress, Bronkhorst a conçu une solution sur mesure pour cette application.

Vapor Delivery Module

Adéquation : Grâce à l'étroite collaboration entre Bronkhorst et les ingénieurs de Tempress, il a été possible de concevoir un sous-système adéquat et totalement intégré dans le système de Tempress. Le design de la solution est extrêmement compact. Le contrôle entièrement numérique du sous-système à façon est en outre un grand avantage.

La puissance derrière le succès d'une solution : L'une des raisons de la réussite du développement de solutions de gestion des installations de fluides à faible débit est la collaboration entre le fabricant de débitmètre et régulateur de débit massique Bronkhorst et son client. Cette situation « gagnant-gagnant » est une source de motivation pour les deux parties. Imaginez une solution Plug and Play compacte et sur mesure qui offre pour avantages logistiques, une réduction du nombre de fournisseurs, des délais et des stocks.

Les nouvelles technologies développées au cours du projet ouvriront par ailleurs de nouvelles possibilités à Bronkhorst dans le cadre de futurs projets. Je suis convaincu que la coopération étroite avec le client dans le cadre d'un objectif commun est le facteur de réussite de l'équipe Solutions de Bronkhorst. C'est un peu comme un bon mariage : le sous-système ne peut pas fonctionner sans le système de contrôle intégré dans le système principal, et le système principal a besoin de l'intelligence du sous-système pour maintenir l'équipement à la pointe de l'innovation.

Telles sont mes réflexions sur la façon dont un sous-système de gestion des installations de fluides à faible débit peut faire partie d'un avenir énergétique propre, sur base solaire. Je suis fier de faire partie de l'équipe ayant mis en œuvre cette solution.

Pour de plus amples informations sur cette solution, je vous invite à lire notre note d'application « Boron and phosphor doping for solar panels » (dopage au bore et phosphore pour les panneaux solaires).