Brevet FR2684312A1 — publié le 19930604

i La présente invention concerne des systèmes de production d'oxygène et elle concerne particulièrement la production d'oxygène par un procédé de séparation à partir de l'air. La plupart des systèmes existants de production d'oxygène àpetite échelle utilisant des procédés de sépara- tion d'air sont basés sur une technologie d'adsorption à oscillation de pression ou une technologie à membrane. Les systèmes actuels de production d'oxygène à bord des aéronefs, basés sur une technologie d'adsorp- tion à oscillation de pression, utilisent une matière de tamis moléculaire de type zéolite pour séparer l'oxygène de l'air Cela nécessite au moins deux lits de zéolite qui doivent être séquentiellement permutés suivant des cycles de production/en circuit et de balayage/hors cir- cuit Un inconvénient de ces systèmes est qu'ils néces- sitent un agencement de vannes pour commander l'entrée d'air d'alimentation dans les lits et la sortie de gaz utile riche en oxygène et de gaz de balayage riche en azote des lits, ce qui fait intervenir des éléments mobi- les qui sont sujets à usure et à un défaut de fonction- nement Une limitation de ces systèmes est que, théorique- ment, la concentration maximale en oxygène qu'on peut ob- tenir dans le gaz produit est de 95 %,à moins de prévoir des moyens supplémentaires pour l'élimination de l'argon et des autres gaz à l'état de trace dans le produit Cela entraîne des suppléments de prix, de poids et d'encombre- ments inacceptables, en particulier dans des systèmes pour aéronefs En pratique, même avec les systèmes les plus efficaces, il est difficile de produire un gaz ayant une concentration en oxygène supérieure à 93 %. La technologie actuelle à membrane est généra- lement basée sur des membranes en polymère, avec une sépa- ration dépendant de la dimension moléculaire et de la vi- tesse de diffusion à travers la matière de la membrane. De telles membranes trouvent un large emploi pour la pro- duction inddustrielle d'azote à partir de l'air mais leur sélectivité limitée les rend peu économiques pour la produc- duction de gaz ayant une concentration en oxygène supérieu- re à 40 à 50 %. On connaît plusieurs matières céramiques, par exemple le zircone stabilisé à l'oxyde d'yttrium, qui sont appelées conducteurs ioniques d'oxygène Ces matières deviennent électriquement conductrices à température éle- vée, du fait de la mobilité des ions oxygène dans le ré- seau cristallin, et on peut les utiliser pour fabriquer des détecteurs d'oxygène ou des générateurs d'oxygène du type à pompe; toutefois, puisque la matière est seulement conductrice des ions oxygène, un circuit électrique exter- ne assurant la conduction électronique est nécessaire Ce- la exige un fort courant électrique et donc une forte puis- sance électrique, ce qui est un inconvénient dans les systèmes pour aéronefs et certains autres systèmes, par exemple les systèmes de production d'oxygène à usage mé- dical de campagne. On connaît d'autres matières céramiques qui possèdent une conductivité mixte,à la fois électronique et des ions oxygène Ces matières, appelées conducteurs en mode mixte, possèdent une conductivité à la fois ioni- que et électronique De telles matières peuvent donc permettre un flux maintenu d'ions oxygène sans nécessiter de circuit externe, comme illustré sur la figure 1 des dessins annexés Un mécanisme similaire basé sur l'ion peroxyde 2 est également possible Le flux d'oxygène est directement fonction du logarithme du rapport des pres- sions partielles d'oxygène et inversement fonction de la température absolue et il peut être lLimité par la conducti- vité ionique ou électronique de ld matière ou par la vi- tesse de réaction de surface à laquelle l'oxygène molécu- laire se décompose en ses éléments ioniques. Un objet de la présente invention est de procu- rer une méthode et un procédé pour la production d'oxy- gène gazeux sensiblement à 100 %, de qualité respirable, par un processus de séparation à partir d'air utilisant un conducteur en mode mixte. Un autre objet de l'invention est de procurer un système qui fournit de l'oxygène gazeux sensiblement à 100 %, de qualité respirable, utilisable à bord d'aéro- nefs et dans d'autres applications respiratoires. En conséquence, l'aspect le plus large de la pré- sente invention consiste en une méthode deproduction d'o- xygène par séparation à partir d'air, comprenant les éta- pes de: amenée d'air sur une face d'une paroi de matiè- re conductrice en mode mixte d'un appareil à membrane céramique; création d'un gradient de pression à travers la paroi, par exposition de cette première face à une pression partielle d'oxygène qui est élevée comparative- ment à la pression sur une face opposée; chauffage de la paroi à une température à laquelle les ions oxygène diffusent à travers la paroi, de la face exposée à la haute pression vers la face expo- sée à la basse pression, et une conduction électronique se produit dans le sens opposé; et collecte de l'oxygène gazeux produit du côté basse pression de la paroi. Le processus de diffusion d'oxygène dépend du rapport de pression partielle d'oxygène (PPO 2), avec PPO 2 = % 02 x Pression. Pour produire de l'oxygène pur à 100 % à partir de l'air, un rapport de pression de l'ordre de 5:1 est nécessaire pour démarrer le processus, et un rapport de pression pratique de 10:1 donne seulement un rapport PP 02 de 2:1. Il peut donc être souhaitable, pour augmenter le rendement de production d'oxygène, de fournir de l'air à haute pression, venant par exemple d'un compres- seur, sur une face de la paroi et/ou de soumettre la face opposée à une pression négative, par exemple au moyen d'une pompe à vide. Un avantage particulier d'un dispositif conduc- teur en mode mixte est qu'il peut utiliser une alimenta- tion d'air à haute température et, avantageusement, la paroi peut être chauffée à une température appropriée pour la diffusion d'oxygène par amenée d'air à haute tem- pérature du côté haute pression de la paroi. En conséquence, un autre aspect de la présente invention procure un procédé de production d'oxygène par séparation à partir d'air, comprenant l'amenée d'air à une certaine pression et une certaine température, sur une face d'une paroi d'un dispositif conducteur en mode mixte, de sorte qu'un gradient de pression existe entre les faces opposées de la paroi et que la paroi est chauf- fée par l'air à une température à laquelle les ions oxy- gène diffusent à travers la paroi, de ladite première face exposée à une pression partielle d'oxygène élevée vers ladite face opposée,et une conduction électronique se produit dans le sens inverse, l'oxygène gazeux produit pouvant être collecté à l'endroit de ladite face opposée de la paroi. La méthode et le procédé conformes à la pré- sente invention peuvent être mis en oeuvre dans un ap- pareil comprenant une paroi en céramique fabriquée en une matière conductrice en mode mixte, des moyens d'entrée pour amener de l'air à des passages situés d'un premier côté de la paroi, des moyens de sortie pour éva- cuer l'oxygène de passages situés du côté opposé de la paroi, des moyens de création d'ungradient de pression à travers la paroi, des moyens de chauffage de la paroi à une température à laquelle les ions oxygène diffusent à travers la paroi, du côté d' entrée d'air au côté de sortie d'oxygène, et des moyens de purge pour évacuer l'azote et les autres gaz à l'état de trace des passages situés du côté d'entrée de la paroi. Si on le désire, les moyens d'entrée peuvent comprendre des moyens de compression pour comprimer l'air d'alimentation afin de créer un gradient de pres- sion à travers la paroi. En variante ou en supplément, on peut appliquer une pression négative du côté des moyens de sortie, par exemple à l'aide d'une pompe à vide qui peut être incor- porée dans les moyens de sortie. Bien que la paroi puisse être chauffée par des moyens électriques qui nécessitent la présence d'une sour- ce d'énergie électrique, il est préférable d'utiliser une autre source d'énergie thermique pour cette fonction. Une telle source d'énergie thermique peut être constituée par la fourniture d'air aux moyens d'entrée, à une température appropriée pour le chauffage de la paroi. Une source commode d'air à haute température consiste à soutirer de l'airà haute pression d'un étage de compres- seur d'un moteur à turbine à gaz. En variante, ou en supplément, l'énergie thermi- que peut être fournie par fixation de l'appareil à un corps chaud, par exemple à l'échappement d'un moteur à turbine à gaz. Par conséquent, l'appareil conforme à l'inven- tion trouve une utilisation particulière en combinaison avec un moteur à turbine à gaz et il convient donc pour la production d'oxygène à bord d'un aéronef qui est propul- sé par un ou plusieurs moteurs à turbine à gaz Cela est particulièrement avantageux dans les systèmes pour aéro- nefs, puisqu'on produit de l'oxygène gazeux sensiblement à 100 %,de qualité respirable,qu'on peut stocker dans une chambre pour utilisation ultérieure en cas d'urgence, par exemple en cas de décompression de la cabine. La capacité de l'appareil à utiliser une alimen- tation d'air à haute température est un autre avantage dans les systèmes pour aéronefs, comparativement aux sys- tèmes du type à adsorption à oscillation de pression qui nécessitent le refroidissement de l'air de soutirage du moteur par passage dans un échangeur de chaleur avant son admission sur le lit de tamis moléculaire de type zéolite, car sans cela les performances dusystème d'adsorption sont réduites de façon inacceptable. En conséquence, un autre aspect de l'inven- tion procure un système de production d'oxygène à bord d'aéronefs, caractérisé par un appareil à membrane céra- mique comportant une extrémité d'entrée prévue pour le raccordement à une sortie fournissant de l'air à haute pression et haute température venant d'un étage de compres- seur d'un moteur à turbine à gaz installé dans l'aéronef, des moyens d'amenée de l'air sur une première face de parois en céramique conductrice en mode mixte de l'ap- pareil de sorte que, en fonctionnement, un gradient de pression existe à travers les parois et la température des parois est augmentée jusqu'à une température à laquelle les ions oxygène diffusent à travers les parois vers une face opposée de celles-ci, et des moyens de sortie pour collecter l'oxygène sur la face opposée des parois. En outre, l'appareil conforme à l'invention peut avantageusement être utilisé en combinaison avec un petit moteur à turbine à gaz pour la production d'oxygène destiné à être respiré par des patients hospitalisés. L'invention est décrite ci-après en détail, à titre d' exemple et avec référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 illustre la conductivité ionique et électronique d'une membrane conductrice en mode mixte lorsqu'elle est exposée à une pression partielle d'oxygè- ne élevée, sur une première face, et à une pression par- tielle d'oxygène plus faible sur une face opposée; la figure 2 est un schéma d'un appareil confor- me à un mode de réalisation de l'invention; la figure 3 est un schéma d'un appareil confor- me à un autre mode de réalisation de l'invention; la figure 4 est un schéma d'un appareil confor- me à encore un autre mode de réalisation de l'invention, dans lequel l'air d'alimentation est obtenu par soutirage d'air d'un étage de compresseur d'un moteur à turbine à gaz; et la figure 5 est un schéma d'encore un autre mode de réalisation de l'invention. Si une matière conductrice enmode mixte (élec- tronique/ionique) telle que, par exemple, des oxydes de type Perovskite (Laî_x Srx Coly Fev O 3 _j), des oxydes de bismuth-erbium ou de bismuth-terbium, fabriquée sous forme d'une membrane ou d'une paroi mince, est chauffée à une température de 5000 C ou plus et si une première sur- face A de la paroi est exposée à de l'air contenant de l'oxygène à une pression partielle qui est élevée par rap- port à lapression partielle d'oxygène sur une surface opposée B de la paroi (voir la figure 1), une réaction se produit à la surface A, dans laquelle les molécules d'o- xygène 2 sont réduites à deux ions oxygène 02 + 4 e -P 202- Un gradient de pression à travers la paroi, dû à la forte pression partielle d'oxygène sur la surface A et à la plus faible pression partielle d'oxygène sur la surface B, engendre un flux d'ions oxygène O 2 à tra- vers la paroi, de la surface A vers la surface B (conduc- tivité ionique) Simultanément, il y a une circulation inverse d'électrons e, de la surface B vers la surface A (conduction électronique) A la surface B, il se pro- duit une réaction inverse dans laquelle les ions oxygène redonnent des molécules d'oxygène 202 02 + 4 ej Des membranes céramiques efficaces pour la sé- paration d'oxygène de l'air peuvent être fabriquées à partir de: i des oxydes de type perovskite, de la forme Laî x Srx Co 1-y Fey 03-S o S représente l'écart par rapport à la stoechiométrie Un oxyde de type perovskite particulier de cette forme a la composi- tion Lao,2 Sro,8 C o,5 Feo 5 3 _. ii un oxyde de type perovskite nickel/cobalt ayant la composition La 5 Sr,5 Co 0,8 Ni 0,2 3 S iii un oxyde de bismuth- erbium de la forme (Bi 2 Q 3)1 îx (Er 2 03)x iv un oxyde de bismuth- terbium de la forme (Bi 203)î 1 x (Tb 20 3)x Afin de minimiser l'énergie thermique requise pour chauffer la paroi de la membrane, la température doit être maintenue à une valeur aussi basse que possi- ble; toutefois, le flux d'oxygène dépend également des propriétés de diffusion de la matière, du gradient de pression à travers la paroi, de l'épaisseur de la paroi et des réactions interfaciales de surface. Pour produire un flux d'oxygène équivalent à travers une paroi de membrane fabriquée en la même matière, la température augmente avec l'épaisseur de la paroi, de sorte que la paroi doit être aussi mince que possible, et idéalement de 150 à 200 Wm, tout en ayant en même temps une résistance mécanique adéquate pour résister à l'envi- ronnement dans lequel elle doit travailler. Avec référence à la figure 2, l'appareil 10 pour la production d' oxygène gazeux sensiblement à 100 %, de qua- lité respirable, par séparation à partir d'air, comprend un assemblage de membranes en céramique 11 comportant des parois (non représentées sur la figure 2) fabriquées en une matière conductrice en mode mixte. L'assemblage de membranes 11 peut être sous la forme d'un extrudat en nid d'abeille semblable à celui qui est utilisé pour les convertisseurs catalytiques, les passages alternés étant fermés aux extrémités opposées Un flux d'oxygène est engendré à travers la matière par un gradient de pression de part et d'autre des parois sépa- rant les passages, ce gradient de pression étant créé par admission d'air dans les passages qui présentent des extrémités ouvertes à une extrémité 12 de l'assemblage de membranes, l'air provenant d'une entrée 13 qui comporte un compresseur 14 L'assemblage de membranes est raccordé à une source 15 d'énergie thermique, qui peut être un élément chauffé électriquement ou un autre corps chaud, et il est porté à une température d'au moins 500 WC ou plus A cette température,une diffusion d'ions oxygène se produit à travers les parois séparant les passages, de sorte que de l'oxygène gazeux devient disponible dans les passages qui présentent des extrémités ouvertes, à une extrémité opposée 16 de l'assemblage 11 Les extrémi- tés ouvertes de ces passages communiquent avec un conduit d'évacuation 17 par lequel l'oxygène gazeux produit est envoyé à un utilisateur final ou à une chambre de stocka- ge (non représentée) Les passages qui présentent des ex- trémités fermées à l'extrémité 16 sont contrepercés de façon à les relier les uns aux autres et avec un conduit de sortie de purge 18 par lequel l'azote et les autres gaz résiduels sont évacués. L'appareil illustré sur la figure 3 est sembla- ble à l'appareil décrit avec référence à la figure 2 mais le gradient de pression à travers les parois des passages est obtenu par création d'une pression négative dans les passages qui ont des extrémités ouvertes en communication avec le conduit de sortie d'oxygène 17 Cette pression né- gative est engendrée par une pompe à vide 19 qui est incor- porée dans le conduit de sortie 17 et, dans ce mode de réalisation, le compresseur est supprimé du conduit d'en- trée 13. Dans un mode de réalisation non illustré, lors- que le poids n'est pas une considération prépondérante, on prévoit un compresseur dans le conduit d'entrée et une pompe à vide dans le conduit de sortie d'oxygène. Avec référence à la figure 4, un appareil à membranes céramiques 30 conforme à un autre mode de réa- lisation de l'invention,pour la production d'oxygène par séparation à partir de l'air, est prévu pour le rac- cordement à une sortie fournissant de l'air à haute pres- sion et haute température en provenance d'un étage de compresseur 31 d'un moteur à turbine à gaz 32 L'air d'alimentation arrive dans une chambre d'entrée 33 à une extrémité de l'appareil, à partir de laquelle il s'é- coule dans des passages 34 dont chacun présente une extré- mité ouverte en communication avec la chambre d'entrée. Les extrémités opposées des passages 34 comportent des orifices étranglés qui communiquent avec une chambre de purge 36 et un conduit de purge 36 Les passages 34 sont séparés,par des parois à membrane 37, de passages 36 qui présentent des extrémités fermées du côté de la chambre d' entrée 33 et qui communiquent, à leurs extrémités ou- vertes opposées,avec une chambre de sortie d'oxygène ga- zeux 39 Les parois à membrane 37 sont fabriquées en une matière conductrice céramique enmode mixte qui, lors- qu'elle estchauffée à une température égale ou supérieu- re à 5000 C environ par l'air à haute température, permet aux ions oxygène de diffuser à travers les parois, le flux d'ions oxygène étant engendré par le gradient de pression qui existe de part et d'autre des parois du fait il de la pression plus élevée dans les passages 38, une conduction électronique se produisant dans la direc- tion opposée L'oxygène qui se trouve dans les passages 38 passe dans la chambre de sortie 39 à partir de la- quelle il s'écoule par l'intermédiaire d'un conduit de sortie 40 vers une chambre de stockage ou un utilisateur final (non représenté). L'appareil 30 peut être avantageusement sous la forme d'un monolithe extrudé en céramique, ou fabriqué à partir d'éléments en céramique. Si, comme déjà indiqué, on peut réaliser les parois à membrane suffisamment minces pour nécessiter un chauffage à une température qui est inférieure à la tempé- rature de l'air soutiré du compresseur du moteur, tout en conservant ur Le résistance mécanique suffisante pour ré- sister à l'environnement dans lequel l'appareil doit fonctionner, alors aucune source extérieure d'énergie thermique n'est nécessaire pour chauffer la paroi Lors- que cela n'est pas possible, une énergie thermique exté- rieure, provenant par exemple de moyens de chauffage élec- trique, peut être fournie pour élever l'appareil à sa température de travail, l'appareil pouvant ensuite être maintenu à la température de travail par l'air d'alimen- tation à haute température. L'appareil conforme à ce mode de réalisation de l'invention trouve une application particulière dans la production d'oxygène à bord d'un aéronef L'appareil peut être prévu comme une unité à boulonner sur un ou plusieurs moteurs à turbine à gaz de l'aéronef et l'oxy- gène peut être envoyé à une chambre de stockage dans l'aé- ronef Cela est particulièrement avantageux en ce que l'appareil peut utiliser l'air à haute température pré- levé à un étage de compresseur du moteur et, si néces- saire, la chaleur des gaz d'échappement du moteur pour le chauffer à sa température de travail. On peut utiliser un tel appareil pour la produc- tion d'oxygène à bord d'un avion de transport de passa- gers, lorsque la réglementation exige qu'un membre de l'équipage respire continuellement de l'oxygène pendant le vol au-dessus de 12 000 mètres,afin de le protéger contre l'effet de l'altitude dans le cas d'une décompres- sion instantanée de la cabine, et qu'un système de respi- ration d'oxygène pour les passagers soit prévu pour four- nir de l'oxygène à respirer par les passagers et le per- sonnel de cabine jusqu'à ce que l'avion soit descendu à une altitude de sécurité de 30:00 m. Toutefois, l'appareil n'est pas limité à l'uti- lisation dans des systèmes de production d'oxygène à bord d'aéronefs et il est entendu, dans le cadre de la présente invention, que l'appareil peut être sous la forme d'une unité à fixer sur un petit moteur à turbine à gaz pour constituer un système de production d'oxygène au sol, utilisable dans des hôpitaux de campagne et pour d'autres fonctions Un avantage particulier de l'appareil est son aptitude à fournir de l'oxygène gazeux sensiblement à 100 %, exempt de contaminants, tout en ne nécessitant que peu ou pas de parties mobiles et en étant insensible à la tempéra- ture ambiante En outre, dans les systèmes pour aéronefs, l'appareil peut être léger et demander peu de place pour son installation. Comme représenté sur la figure 5, l'appareil conforme à un autre mode de réalisation de l'invention permet de réduire la consommation d'énergie électrique lorsqu'un assemblage de membranes en céramique 51 pour la séparation d'oxygène à partir de l'air doit être chauffé à une certaine température par un élément chauffant élec- trique 52 L'assemblage de membranes et l'élément chauf- * fant sont montés à l'intérieur d'une enceinte isolée 53, l'énergie électrique étant fournie à l'élément chauffant par une source (non représentée) située à l'extérieur de l'enceinte L'air sous pression venant d'une source (non représentée) est amené à une extrémité d'entrée 54 de l'assemblage de membranes 51 par l'intermédiaire d'un conduit 55 qui est raccordé, à son extrémité amont, à une extrémité de sortie 56 d'un ensemble de passages (non représentés) d'un échanguer de chaleur 57 Dans ce mode de réalisation, l'échangeur de chaleur est du type à cou- rants croisés, et il reçoit l'air d'alimentation à une extrémité d'entrée 58, par l'intermédiaire d'un conduit 59 qui est raccordé à la source d'air sous pression Un ensemble de passages à courants croisés 60 de l'échangeur de chaleur 57 est raccordé par un conduit 61 de manière à recevoir l'oxygène gazeux provenant d'une extrémité de sortie 62 de l'assemblage de membranes 51, opposée à l'ex- trémité d'entrée 54 Après passage à travers 1 ' échangeur de chaleur, l'oxygène gazeux à température réduite est envoyé à une chambre de stockage (non représentée) ou à un utilisateur final par un conduit de distribution 63. D'une manière similaire, l'azote et les autres gaz rési- duels sortant de l'extrémité de sortie 62 sont amenés par un conduit 64 à un autre ensemble de passages à cou- rants croisés 76 de l'échangeur de chaleur 57 et, après passage dans l'échangeur de chaleur, ils sont rejetés à l'atmosphère par l'intermédiaire d'un conduit d'évent 66. Puisqu'il faut chauffer l'assemblage de membra- nes 51 à une température de l'ordre de 5000 C, l'oxygène gazeux produit et le mélange d'azote/gaz résiduels sont fournis à une température accrue par rapport à la tempé- rature de l'air d'alimentation dans le conduit 59 Lors- qu'on met ces gaz en relation d'échange de chaleur avec l'air d'alimentation pendant son passage à travers l'échan- geur de chaleur, l'air d'alimentation est préchauffé de sorte que, après le démarrage de l'appareil, l'air d'ali- mentation aide à maintenir l'assemblage de membranes en température S et la puissance électrique fournie à l'élé- ment chauffant 52 peut être réduite en conséquence. REVENDICATIONS 1. Méthode de production d'oxygène par sépara- tion à partir d'air, caractérisée en ce qu'elle comprend les étapes de: amenée d'air sur une face d'une paroi de matière conductrice en mode mixte d'un appareil à membrane cérami- que; création d'un gradient de pression à travers la paroi, par exposition de cette première face à une pres- sion partielle d'oxygène qui est élevée comparativement à la pression sur une face opposée; chauffage de la paroi à une température à la- quelle les ions oxygène diffusent à travers la paroi, de la face exposée à la haute pression vers la face exposée à la basse pression, et une conduction électronique se produit dans le sens opposé; et collecte de l'oxygène gazeux produit du côté basse pression de la paroi. 2. Méthode suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'air amené à ladite première face de la paroi est de l'air à haute pression. 3 Méthode suivant la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que l'air amené à ladite première face de la paroi est de l'air à haute température. 4 Méthode suivant l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce qu'une pression négative est créée sur ladite face opposée de la paroi. 5. Procédé de production d'oxygène par sépara- tion à partir d'air,caractérisé par l'amenée d'air à une certaine pression et une certaine température sur une première face d'une paroi d'un dispositif conducteur en mode mixte, de sorte qu'un gradient de pression existe entre les faces opposées de la paroi et que la paroi est chauffée par l'air à une température à laquelle les ions oxygène diffusent à travers la paroi, de ladite première face exposée à une pression partielle d'oxygène élevée vers ladite face opposée, et une conduction électronique se produit en sens inverse, l'oxygène gazeux produit pou- vant être collecté à l'endroit de ladite face opposée de la paroi. 6. Appareil à membranes en céramique ( 10) pour la production d'oxygène par séparation à partir d'air, caractérisé en ce qu'il comprend des parois en cé- ramique fabriquées en une matière conductrice en mode mixte, des moyens d'entrée ( 12,13) pour fournir de l'air à des passages situés d'un premier côté des parois, des moyens de sortie ( 16,17) pour évacuer l'oxygène de pas- sages situés du côté opposé des parois, des moyens ( 14) de création d'un gradient de pression à travers les pa- rois, des moyens ( 15) de chauffage des parois à une tem- pérature à laquelle les ions oxygène diffusent à travers ces dernières, du côté d'entrée d'air au côté de sortie d'o- xygène, et des moyens de purge ( 18) pour évacuer l'azote et les autres gaz résiduels des passages situés du cô- té d'entrée d'air des parois. 7. Appareil suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens d'entrée ( 13) comprennent des moyens de compression ( 14) pour mettre sous pression l'air amené à ladite première face des parois. 8. Appareil suivant la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de sor- tie ( 17) comprennent des moyens ( 19) de création d'une pression négative sur ladite face opposée des parois. 9. Système de production d'oxygène à bord d'un aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend un appareil à membranes céramiques ( 30) comportant une extrémité d' entrée ( 33) prévue pour le raccordement à une sortie qui fournit de l'air à haute pression et haute température provenant d'un étage de compresseur ( 31) d'un moteur à turbine à gaz ( 32) installé dans l'aéronef,des moyens ( 34) d'amenée de l'air sur une première face de parois en céramique conductrice en mode mixte ( 37) de l'appa- reil de sorte que, en fonctionnement, un gradient de pression existe à travers les parois, et la température des parois est augmentée à une température à laquelle les ions oxygène diffusent à travers les parois vers une face opposée de celles-ci, et des moyens de sortie ( 38, 39) pour collecter l'oxygène à l'endroit de la face op- posée des parois. 10. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens électriques ( 52) pour lafourniture de l'énergie thermique de chauffage des parois. 11. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisée en ce que la matière conductrice en mode mixte comprend un oxyde de type perovskite de la forme Lai 1 x Sr Co Fey O 12. Appareil suivant la revendication 11, caractérisé en ce que l'oxyde de type perovskite a la composition Lao,2 Sro,8 CO 0,5 Feo,5 03 _ 5 13. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que la matière conductrice en mode mixte comprend un oxyde de type pé- rovskite ayant la composition La 5 Sr 5 Co 8 Ni 2 Oo 0 3- 14. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que la matière conductrice en mode mixte est un oxyde de bismuth-erbium ou un oxyde de bismuth -terbium. 15. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 6 à 14, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour fixer l'appareil à un corps chaud. 16 Appareil suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'échange de chaleur ( 57) pour placer l'air d'alimentation en rela- tion d'échange de chaleur avec l'oxygène fourni par l'ap- pareil et/ou l'azote purgé de l'appareil, de sorte que l'air d'alimentation est préchauffé.