Brevet FR2766911A1 — publié le 19990205

La présente invention concerne un procédé de transfert de matière entre un liquide et un gaz s'écoulant à contre-courant. Dans le domaine spatial, on envisage le lancement d'engins spatiaux, notamment des deuxièmes étages de fusée, depuis des aéronefs en vol. Ces deuxièmes étages de fusée comprennent des réservoirs d'oxygène liquide relativement pur (pureté supérieure à 85 ou 90%), couplés à des réservoirs d'hydrogène liquide pour alimenter leurs moteurs de propulsion. La masse d'oxygène liquide contenue dans ces réservoirs d'oxygène liquide peut atteindre plusieurs dizaines de tonnes. Le remplissage des réservoirs d'oxygène d'un deuxième étage de fusée avant lancement, et lors du vol atmosphérique de l'aéronef, permettrait un gain de poids substantiel de l'ensemble aéronef/deuxième étage de fusée au décollage depuis la Terre. Une solution envisagée est de fournir l'oxygène à partir d'air prélevé dans l'atmosphère s'écoulant autour de l'aéronef en vol, puis distillé. La pureté de l'oxygène à fournir et les débits à atteindre (de l'ordre de 10 kg/s), limitent le choix du dispositif de distillation aux colonnes de distillation à garnissage ou à plateaux et, éventuellement, aux colonnes de distillation rotatives. Cependant, les colonnes à plateaux ou à garnissage ne sont pas idéales pour une telle utilisation car d'une part, le poids et l'encombrement de ces colonnes, et d'autre part la contrainte de verticalité pour assurer un bon fonctionnement de ces colonnes, sont difficilement compatible avec une utilisation embarquée à bord d'un aéronef. En ce qui concerne les colonnes à distiller rotatives, la complexité, le coût de fabrication et les performances actuelles de celles-ci ne rendent pas leur utilisation satisfaisante pour l'application envisagée. L'invention a donc pour but de remédier aux problèmes mentionnés précédemment en fournissant un procédé de distillation d'air dont la mise en oeuvre est, d'une part aisée et économique, et d'autre part compatible avec une utilisation embarquée à bord d'un aéronef. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de transfert de matière entre un liquide et un gaz s'écoulant à contre-courant, caractérisé en ce qu'on produit un écoulement canalisé du gaz, on pulvérise le liquide dans ledit écoulement du gaz et on fait circuler les gouttelettes à contre-courant de cet écoulement. Selon des modes particuliers de réalisation, le procédé peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes - le déplacement à contre-courant des gouttelettes s'effectue sous l'action de la gravité, l'écoulement du gaz étant ascendant - l'écoulement à contre-courant du gaz et du liquide est radial, et est assuré par centrifugation du liquide dans un écoulement centripète du gaz - le procédé est un procédé de distillation, dans lequel du liquide est, après échange de matière avec le gaz, récupéré puis vaporisé pour produire ledit écoulement du gaz - le liquide à pulvériser est obtenu par refroidissement d'un mélange gazeux, une partie du liquide pulvérisé et/ou du gaz, après échange de matière, étant utilisée comme source froide lors dudit refroidissement - après échange de matière avec le gaz, une partie du liquide pulvérisé est récupérée puis pulvérisée à nouveau dans l'écoulement du gaz - du liquide est pulvérisé à au moins deux niveaux distincts de l'écoulement du gaz, un niveau aval et un niveau amont par rapport à l'écoulement du gaz, et en ce que la température du liquide à pulvériser au niveau amont est supérieure à celle du liquide à pulvériser au niveau aval - le procédé est un procédé de fourniture d'un mélange riche en Q par distillation d'air, du liquide étant récupéré après échange de matière avec le gaz, puis vaporisé en partie pour produire ledit écoulement du gaz, une autre partie du liquide récupéré étant prélevée pour fournir le mélange riche en 2 Q - le procédé est un procédé embarqué sur un véhicule, notamment sur un aéronef - on prélève de l'air s'écoulant autour du véhicule pour fournir, après refroidissement, l'air liquide à pulvériser - l'air prélevé est refroidi et liquéfié par échange de chaleur avec un liquide, notamment de l'hydrogène liquide, embarqué à bord du véhicule ; et - le véhicule étant un aéronef, le procédé est un procédé de remplissage en vol par un fluide, notamment de l'Q, d'un réservoir d'un véhicule spatial, le véhicule spatial étant éventuellement embarqué sur ledit aéronef. L'invention a également pour objet un appareil de transfert de matière entre un liquide et un gaz s'écoulant à contre-courant, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de production d'un écoulement du gaz dans une canalisation, et des moyens de pulvérisation du liquide et de mise en circulation des gouttelettes à contre-courant dans ledit écoulement du gaz. Selon des modes particuliers de réalisation l'appareil peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes - la canalisation est sensiblement verticale, l'écoulement du gaz étant ascendant et les gouttelettes se déplaçant sous l'action de la gravité - la canalisation a sensiblement une forme de révolution, l'écoulement du gaz étant centripète et le déplacement à contre-courant des gouttelettes étant assuré par centrifugation du liquide - l'appareil est un appareil de distillation comprenant des moyens de récupération de liquide après échange de matière avec le gaz, et des moyens de chauffage d'une partie du liquide récupéré, le liquide chauffé produisant ledit écoulement du gaz par vaporisation - l'appareil comprend des moyens de refroidissement d'un mélange gazeux reliés à une entrée d'alimentation en liquide des moyens de pulvérisation, et en ce que lesdits moyens de refroidissement sont couplés thermiquement avec lesdits moyens de chauffage - les moyens de récupération comprennent un bouilleur traversé par une partie d'un circuit de canalisation d'un fluide caloporteur, et un échangeur de chaleur est disposé entre une autre partie de ce circuit et une conduite d'alimentation en fluide des moyens de pulvérisation - lesdits moyens de récupération comprennent un bouilleur traversé par une conduite d'alimentation en fluide des moyens de pulvérisation - l'appareil comprend une conduite de prélèvement de liquide et/ou du gaz après échange de matière, et des moyens de refroidissement d'un mélange gazeux reliés à une entrée d'alimentation en liquide des moyens de pulvérisation, et les moyens de refroidissement comprennent un échangeur de chaleur mettant en relation d'échange thermique une conduite d'alimentation en fluide des moyens de pulvérisation et ladite conduite de prélèvement - l'appareil comprend des moyens de prélèvement d'une partie du liquide, après échange de matière avec le gaz, reliés à une entrée d'alimentation en liquide de moyens auxiliaires de pulvérisation - l'appareil comprend des moyens de pulvérisation du liquide disposés à au moins deux niveaux distincts de l'écoulement de gaz, respectivement un niveau aval et un niveau amont, et la température du liquide alimentant les moyens de pulvérisation amont est supérieure à celle du liquide alimentant les moyens de pulvérisation aval - la canalisation comporte, à au moins un niveau, des moyens de renvoi vers l'intérieur de la canalisation du liquide s'écoulant sur sa paroi, et - l'appareil est un appareil de fourniture d'un mélange riche en Q par distillation d'air liquide, comprenant des moyens de récupération de liquide après échange de matière avec le gaz, et des moyens de chauffage d'une partie du liquide récupéré, le liquide chauffé produisant ledit écoulement de gaz par vaporisation, et il comprend des moyens de prélèvement d'une partie du liquide récupéré pour fournir le mélange riche en a; Q - l'appareil est un appareil embarqué sur un véhicule, notamment sur un aéronef - l'appareil comprend des moyens de prélèvement d'air s'écoulant autour du véhicule reliés à une entrée d'alimentation en liquide des moyens de pulvérisation - l'appareil comprend un réservoir d'un liquide, notamment d'hydrogène liquide, de refroidissement et de liquéfaction de l'air prélevé, ce réservoir étant embarqué à bord du véhicule, et - le véhicule étant un aéronef, l'appareil est un appareil de remplissage en vol par un fluide, notamment de l'Q, d'un réservoir d'un véhicule spatial, le véhicule spatial étant éventuellement embarqué sur ledit aéronef. L'invention a finalement pour objet un véhicule, notamment un aéronef, équipé d'un appareil tel que défini ci-dessus. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue schématique d'un appareil de distillation d'air selon l'invention, - les figures 2 à 4 sont des vues schématiques partielles illustrant des variantes de l'appareil de la figure 1, - les figures 5 et 6 sont des vues schématiques illustrant respectivement un deuxième et un troisième modes de réalisation d'un appareil de distillation d'air selon l'invention, et - la figure 7 est une vue schématique représentant un aéronef porteur d'un engin spatial et muni d'un appareil de distillation d'air selon l'invention. La figure 1 représente un appareil de distillation d'air 1 selon l'invention comprenant essentiellement une colonne de distillation 3, un échangeur thermique principal 4, une conduite 5 d'alimentation en air de la colonne, deux échangeurs thermiques auxiliaires 6 et 8, une conduite 7 de prélèvement d'un mélange riche en oxygène, et une pompe 10. La colonne 3 comprend une canalisation 9 de forme générale de révolution autour d'un axe, disposée sensiblement verticalement. L'orientation de la colonne 3 est res pectée sur la figure 1, de sorte que la partie supérieure d'une pièce correspond à sa partie supérieure sur la figure 1. La canalisation 9 comporte une partie 11 centrale de forme tronconique, convergeant vers la partie supérieure de la canalisation 9, et terminée à son extrémité inférieure par un fond 12 formant un bouilleur 13 de récupération de liquide. La partie 11 est prolongée à son extrémité supérieure par une partie 15 de forme générale cylindrique fermée à son extrémité supérieure. Des moyens 16 de pulvérisation sont placés à l'intérieur de la partie 15 de la canalisation 9 et comprennent une buse 17 de pulvérisation, à jet de pulvérisation en cône plein. L'axe de cette buse 17 est sensiblement confondu avec l'axe de révolution de la canalisation 9. Cette buse 17 est orientée vers le bouilleur 13, de manière que la forme de son jet de pulvérisation corresponde sensiblement à l'espace intérieur délimité par la partie 11 de la colonne. Des moyens 19 de chauffage de type classique, par exemple à résistance électrique, sont disposés dans le bouilleur 13. Des moyens 20 de renvoi de liquide vers l'intérieur de la partie 11 de la canalisation 9, c'est-à-dire vers son axe de révolution, sont fixés sur la surface intérieure de la partie 11, dans une partie inférieure de celleci. Ces moyens 20 sont constitués par une tôle de forme tronconique fixée, par son bord périphérique le plus long, sur la paroi interne 21 de la partie 11, de manière à présenter une surface radialement intérieure 22 inclinée vers l'intérieur et vers le bas. Une conduite 23 de prélèvement de gaz appauvri en oxygène a son entrée disposée dans la partie 15 de la canalisation 9, sensiblement au même niveau que la buse 17. La conduite 7 a son entrée disposée au sein du bouilleur 13, et sa sortie est divisée en deux conduites 7' et 7" munies chacune d'une vanne de régulation du débit circulant dans ces conduites 7 et 7", respectivement 24 et 24". La conduite 5 traverse successivement l'échangeur de chaleur à contre-courant principal 4, le bouilleur 13, puis les deux échangeurs de chaleur à contre-courant 6 et 8, et enfin la pompe de circulation 10, avant d'être reliée à l'entrée d'alimentation en liquide de la buse 17. L'échangeur de chaleur 4 est traversé également par une partie aval 29 de la conduite 23 et par une partie de la conduite 7". L'échangeur de chaleur 6 est également traversé par une partie amont 30 de la conduite 23. L'échangeur de chaleur 8 est également traversé par une partie 31 d'une conduite 32 d'un circuit de réfrigération 33. Le circuit de réfrigération 33 est un circuit ouvert dont la conduite 32 est alimentée en hydrogène liquide par une source 34. La conduite 5 alimente, comme décrit ci-après, la buse 17 en air liquide, que celle-ci pulvérise dans la canalisation 9 sous forme de fines gouttelettes de quelques centaines de microns de diamètre. Ces gouttelettes s'écoulent dans la canalisation 9 sous l'action de la pression d'injection et de la gravité. Le liquide pulvérisé est récupéré dans le bouilleur 13, où une partie du liquide, produit par vaporisation un écoulement de gaz ascendant, canalisé par la canalisation 9 jusqu'à l'entrée de la conduite 23, à contre-courant de l'écoulement du liquide. L'écoulement du gaz est matérialisé par des flèches sur la figure 1 et les gouttelettes sont représentées par des cercles de diamètre exagérément grand pour la clarté de la représentation. Le diamètre des gouttelettes, est suffisamment faible, d'une part, pour assurer un temps de contact suffisant des gouttelettes avec le gaz environnant, afin de permettre l'échange de matière, et d'autre part suffisamment grand pour éviter que les gouttelettes soient entraînées par l'écoulement de gaz. En pratique, le diamètre précité de quelques centaines de microns assure une descente lente des gouttelettes. Ainsi, tout au long de leur chute dans l'écoulement de gaz, les gouttelettes s'appauvrissent en azote et s'enrichissent en oxygène par échange de matière avec le gaz. D'une manière générale, une augmentation de la pression d'injection correspond à une diminution du diamètre des gouttelettes et peut permettre une diminution de la hauteur de la canalisation 9. On peut placer un filtre coalesceur annulaire entre la partie inférieure de la buse 17 et la partie 15 pour bloquer l'ascension éventuelle de gouttelettes. Une partie du liquide récupéré dans le bouilleur est prélevée par la conduite 7 pour fournir le mélange riche en oxygène, sous forme liquide par l'intermédiaire de la conduite 7', ou sous forme gazeuse par l'intermédiaire de la conduite 7", comme décrit ci-après. L'air liquide alimentant la buse 17 est obtenu par refroidissement puis liquéfaction de l'air gazeux alimentant la conduite 5. Cet air gazeux est tout d'abord refroidi dans l'échangeur 4, d'une part en produisant la vaporisation du mélange riche en oxygène circulant dans la conduite 7", et d'autre part en réchauffant le mélange gazeux riche en azote circulant dans la partie 29 de la conduite 23. L'air entrant est ensuite refroidi à la traversée du bouilleur 13 en vaporisant du liquide récupéré dans ce bouilleur. L'air entrant participe ainsi, avec les moyens 19 de chauffage, à la vaporisation du liquide dans le bouilleur 13. L'air gazeux est ensuite refroidi dans l'échangeur de chaleur 6 en réchauffant le mélange gazeux riche en azote circulant dans la partie 30 de la conduite 23. L'air gazeux refroidi est ensuite liquéfié, et éventuellement sous-refroidi, à la traversée de l'échangeur de chaleur 8, en produisant la vaporisation de l'hydrogène liquide dans la partie 31 de la conduite 32. La pompe de circulation 10 permet ensuite l'acheminement de l'air liquide jusqu'à la buse 17 dans les conditions de pression et de température souhaitées. Si la pression de l'air circulant dans la canalisation 5 est suffisante pour assurer une pulvérisation correcte, la pompe 10 peut être supprimée. En variante, le circuit 33 de réfrigération peut, comme représenté en pointillé sur la figure 1, être un circuit fermé dans lequel circule un fluide caloporteur, typiquement de l'azote liquide ou un gaz de cycle par exemple de l'hélium, de l'hydrogène, de l'azote ou du néon. Par exemple, dans un tel circuit de réfrigération, le fluide est réchauffé et/ou vaporisé à la traversée de l'échangeur de chaleur 8, puis comprimé par un compresseur 37, réfrigéré dans une partie 38 du circuit 33 traversant le bouilleur 13, en participant ainsi à la vaporisation du liquide récupéré dans celui-ci, puis refroidi et/ou liquéfié à la traversée d'une vanne 39 de détente avant de traverser à nouveau l'échangeur 8. La vanne 39 peut être bien sûr remplacée par une turbine dans certains circuits 33 de réfrigération. Contrairement à une colonne à distiller classique du type à plateaux où le gaz bulle dans le liquide, le liquide circule ici sous forme de gouttelettes se déplaçant dans le gaz. Cette caractéristique permet d'obtenir de grandes surfaces d'échange entre le liquide et le gaz. Loptimi- sation de la taille des gouttelettes ainsi que leur densité dans l'écoulement de gaz permet d'obtenir en sortie de la conduite 7 ou 7" de l'oxygène de pureté comprise entre 85% et 90%, voire plus. Ces résultats ont été obtenus avec une colonne d'environ 50 cm de haut, le bouilleur étant chauffé par résistance électrique d'une puissance d'environ 1 kW, la pression absolue d'injection du liquide dans la buse de pulvérisation étant d'environ 4 bars absolus. Le débit d'alimentation en air était d'environ 450 Nl/mn sous une pression de 4,5 bars absolus et le débit d'O2 en sortie du bouilleur 13 était d'environ 40 Nl/mn. L'appareil de distillation selon l'invention présente l'avantage de ne pas nécessiter de garnissages ou de plateaux. Son coût de fabrication est donc réduit et sa masse et son encombrement sont compatibles avec une utilisation embarquée à bord d'un aéronef. De plus, contrairement aux colonnes à distiller ou à garnissage, la verticalité de la colonne 3 n'a pas besoin d'être parfaite pour pouvoir assurer une distillation satis faisante. La mise en oeuvre du procédé selon l'invention est donc particulièrement aisée. La forme de la partie 11 de la canalisation 9, conjuguée à la position de la buse 17 et à la forme de son jet de pulvérisation, permet d'obtenir une bonne densité de gouttelettes dans l'écoulement de gaz et ainsi de limiter la quantité de liquide qui s' écoule le long des parois de la canalisation 11 sans être en contact avec l'écoulement de gaz. Les moyens 20 de renvoi permettent de diriger le liquide s'écoulant le long de la paroi de la canalisation 11 vers l'intérieur de celle-ci et ainsi de le ramener au contact de l'écoulement de gaz ascendant. La disposition des conduites 5 et 7 et du bouilleur 13, en relation d'échange thermique, comme expliqué ci-dessus, permet de limiter les dépenses d'énergie par les moyens 19 de chauffage et dans le circuit 33 de refroidissement. Dans une variante, illustrée par la figure 2, les moyens 16 de pulvérisation comprennent un étage 41 de buses à jet de pulvérisation en cône plein surmonté d'une buse 43 à jet de pulvérisation en cône creux. L'étage 41 et la buse 43 sont disposés respectivement à un niveau amont de l'écoulement de gaz et à un niveau aval de l'écoulement de gaz. L'axe de la buse 43 est sensiblement confondu avec celui de la canalisation 9 et les buses de l'étage 41 sont disposées de manière régulière autour de cet axe. La buse 41 et les buses de l'étage 43 sont disposées de manière à produire une pulvérisation d'air liquide correspondant sensiblement à l'espace intérieur délimité par la partie 11 de la canalisation 9. Une telle disposition permet d'augmenter la densité spatiale de gouttelettes et donc d'améliorer l'efficacité du procédé de distillation. De préférence, la buse 43 est alimentée en air liquide à une température T1 inférieure à la température T2 de l'air liquide alimentant les buses de l'étage 41. Ceci peut être obtenu en disposant en amont de la buse 43, un échangeur de chaleur supplémentaire convenablement refroidi. Une telle caractéristique permet d'améliorer l'efficacité du procédé de distillation. Selon une autre variante, illustrée par la figure 3, les moyens 16 de pulvérisation comprennent une buse 45 à jet de pulvérisation en cône plein surmontée successivement par trois buses 47, 49 et 51 à jet de pulvérisation en cône creux. Les buses 45, 47, 49 et 51 sont sensiblement coaxiales à la canalisation 9, la buse 45 étant disposée au niveau le plus amont de l'écoulement de gaz et la buse 51 étant disposée au niveau le plus aval de l'écoulement de gaz. Les buses 51, 49, 47 et 45 sont alimentées respectivement par de l'air liquide à des températures T1, T2, T3 et T4 croissantes. Dans une autre variante, illustrée par la figure 4, les moyens 16 de pulvérisation comprennent la buse 17 ainsi qu'une buse 53 à jet de pulvérisation en cône plein, disposée latéralement sous la buse 17, sur la paroi interne 21 de la partie 11 de la canalisation 9. La buse 53 est orientée vers le bouilleur 13 et est alimentée en air liquide par la conduite 5. Une pompe de circulation 55 est disposée dans une partie amont 54 de la conduite 7. Deux conduites 57 et 59, raccordées à la conduite 7 en aval de la pompe 55, alimentent respectivement deux buses 61 et 63 des moyens 16 de pulvérisation. Ces buses 61 et 63 sont des buses à jet de pulvérisation en cône plein, disposées latéralement et en vis-à-vis sur la paroi interne 21 de la partie 11 de la canalisation 9, à un niveau amont de l'écoulement du gaz par rapport aux buses 17 et 53. Les buses 53, 61 et 63 sont orientées vers le bouilleur 13 et permettent, avec la buse 53, d'augmenter l'efficacité du procédé de distillation en augmentant la densité de gouttelettes dans l'écoulement de gaz. La figure 5 illustre schématiquement un autre mode de réalisation d'un appareil de distillation selon l'invention, qui se distingue du mode de réalisation de la figure 1 par ce qui suit. La colonne 3 comprend alors une canalisation 65 de forme générale cylindrique de faible hauteur, d'axe vertical représenté en traits mixtes sur la figure 5. Sur le fond 66 de cette canalisation 65 s'élève une paroi intérieure 67 cylindrique délimitant une rigole périphérique 69 qui forme un bouilleur 13. Les moyens 16 de pulvérisation comprennent deux buses 71 à jet de pulvérisation en cône plein disposées dans une partie centrale de la canalisation 65 de part et d'autre de l'axe de révolution de la canalisation 65. Ces buses 71 sont orientées de manière à assurer une pulvérisation radiale, et peuvent être entrant nées en rotation autour de l'axe de la canalisation 65, via un arbre moteur 72. La conduite 7 a son entrée disposée dans le bouilleur 13, et l'entrée de la conduite 23 de prélèvement du mélange riche en azote a son entrée disposée dans la partie centrale supérieure de la canalisation 65. Des échangeurs de chaleur non représentés assurent de manière analogue au mode de réalisation précédent la liquéfaction de l'air alimentant les buses 71 ainsi que la vaporisation par chauffage du liquide récupéré dans le bouilleur 13. Des moyens 19 de chauffage électrique sont également disposés dans le bouilleur 13. Le fonctionnement est analogue à celui décrit précédemment en regard du mode de réalisation de la figure 1, à la seule différence près que l'écoulement du gaz et du liquide est radial et assuré par centrifugation liquide dans l'écoulement centripète du gaz sous l'effet de la rotation des buses 71. On remarque que pour améliorer la distillation, chaque paroi supérieure et inférieure de la canalisation 65 présente une partie centrale 68 plane puis une partie tronconique divergente 70 qui rejoint la paroi périphérique cylindrique 73. Ainsi, les jets issus des buses 71 suivent sensiblement la forme des parties de paroi 70. La figure 6 représente un autre mode de réalisation d'un appareil de distillation selon l'invention où la colonne 3 comprend une enceinte parallélépipédique 74 dont les parois latérales forment une canalisation 75 sensible ment verticale et de faible hauteur pour l'écoulement du gaz. Le fond 77 de l'enceinte forme un bouilleur 13. Les moyens 16 de pulvérisation comprennent une série 79 de buses à jet de pulvérisation en cône plein, réparties régulièrement côte-à-côte, au-dessus du bouilleur 13. Dans ce dernier mode de réalisation, l'écoulement du gaz et du liquide à contre-courant est assuré par gravité, l'écoulement du gaz étant ascendant. D'une manière générale, l'invention fournit des appareils de distillation peu encombrants, légers, de coût de fabrication réduit. Ces appareils permettent de distiller de l'air en fournissant de l'oxygène de pureté relativement élevée. Ces appareils peuvent également être utilisés pour distiller d'autres mélanges, par exemple des mélanges éthane-méthane, d'alcools, d'essences et d'une manière plus générale les mélanges distillables à basse ou haute température. Les avantages et performances de ces dispositifs les rendent particulièrement attrayants pour des utilisations embarquées, véhicules terrestres ou aéronefs. Ils peuvent également être utilisés avantageusement dans des installations immobiles. Le regroupement modulaire de plusieurs appareils permet de couvrir aussi bien les débits faibles que les débits élevés (de l'ordre de 10 kg/s). La figure 7 est une vue schématique représentant un aéronef 81 de lancement d'un engin spatial 82. L'engin spatial 82 est disposé sur une partie supérieure 83 du fuselage 84 de l'aéronef 81. L'engin spatial 82 comprend un réservoir 85 d'oxygène liquide et un réservoir 86 d'hydrogène liquide, raccordés à un moteur 87 de propulsion de l'engin spatial 82. Environ 250 unités d'une variante de l'appareil 1 de la figure 1 sont embarquées à bord de l'aéronef. Pour faciliter la description, une seule unité est représentée. Dans cette variante, le refroidissement et la liquéfaction de l'air circulant dans la conduite 5 sont uniquement assurés par l'échangeur 8, et d'autre part la vaporisation dans le bouilleur 13 est assuré uniquement par les moyens 19 de chauffage. L'entrée de la conduite 5 est raccordée à une prise d'air 88 pour prélever de l'air s' écoulant autour de l'aéronef 81. La conduite 32 est alimentée par un réservoir 89 d'hydrogène liquide de l'aéronef 81. La sortie 90 de la conduite 31 débouche à l'extérieur de l'aéronef 81. La sortie 91 de la conduite 7 est raccordée à l'entrée 92 du réservoir 85. Cette disposition permet d'atteindre le but fixé en début de description, c'est-à-dire de permettre le remplissage en vol du réservoir 85 de l'engin spatial 82, les 250 unités permettant d'atteindre des débits de l'ordre de 10 kg/s pour une masse relativement faible de l'ensemble de l'appareillage (environ 1 tonne). D'une manière générale, l'engin spatial 82 peut être un lanceur de satellite, par exemple un deuxième étage de fusée. REVENDICATIONS 1. Procédé de transfert de matière entre un liquide et un gaz s'écoulant à contre-courant, caractérisé en ce qu'on produit un écoulement canalisé du gaz (en 9), on pulvérise (en 16) le liquide dans ledit écoulement du gaz et on fait circuler les gouttelettes à contre-courant de cet écoulement. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déplacement à contre-courant des gouttelettes s'effectue sous l'action de la gravité, l'écoulement du gaz étant ascendant. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écoulement à contre-courant du gaz et du liquide est radial, et est assuré par centrifugation du liquide dans un écoulement centripète du gaz. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le procédé est un procédé de distillation, dans lequel du liquide est, après échange de matière avec le gaz, récupéré puis vaporisé (en 13) pour produire ledit écoulement du gaz. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le liquide à pulvériser est obtenu par refroidissement d'un mélange gazeux, une partie du liquide pulvérisé et/ou du gaz, après échange de matière, étant utilisée comme source froide lors dudit refroidissement (en 13, en 4, en 6, en 8; en 8). 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, après échange de matière avec le gaz, une partie du liquide pulvérisé est récupérée puis pulvérisée à nouveau (en 61, en 63) dans l'écoulement du gaz. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que du liquide est pulvérisé à au moins deux niveaux distincts de l'écoulement du gaz (en 41, en 43; en 45, en 47, en 49, en 51; en 17, en 53, en 61, en 63), un niveau aval et un niveau amont par rapport à l'écoulement du gaz, et en ce que la température du liquide à pulvériser au niveau amont est supérieure à celle du liquide à pulvériser au niveau aval. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le procédé est un procédé de fourniture d'un mélange riche en Q par distillation d'air, du liquide étant récupéré (en 13) après échange de matière avec le gaz, puis vaporisé en partie pour produire ledit écoulement du gaz, une autre partie du liquide récupéré étant prélevée (par 7) pour fournir le mélange riche en Q. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est un procédé embarqué sur un véhicule, notamment sur un aéronef (81). 10. Procédé selon les revendications 8 et 9 prises ensemble, caractérisé en ce qu'on prélève (en 88) de l'air s'écoulant autour du véhicule (81) pour fournir, après refroidissement, l'air liquide à pulvériser. 11. Procédé selon la revendication 1 à 10, caractérisé en ce que l'air prélevé est refroidi et liquéfié par échange de chaleur avec un liquide, notamment de l'hydrogène liquide, embarqué à bord du véhicule (81). 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que, le véhicule étant un aéronef, le procédé est un procédé de remplissage en vol par un fluide, notamment de 1'02, d'un réservoir (85) d'un véhicule spatial (82), le véhicule spatial étant éventuellement embarqué sur ledit aéronef (81). 13. Appareil de transfert de matière entre un liquide et un gaz s'écoulant à contre-courant, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (13,19,5;13,19) de production d'un écoulement du gaz dans une canalisation (9;65;75), et des moyens (16) de pulvérisation du liquide et de mise en circulation des gouttelettes à contre-courant dans ledit écoulement du gaz. 14. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que la canalisation (9;75) est sensiblement verticale, l'écoulement du gaz étant ascendant et les gouttelettes se déplaçant sous l'action de la gravité. 15. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que la canalisation (65) a sensiblement une forme de révolution, l'écoulement du gaz étant centripète et le déplacement à contre-courant des gouttelettes étant assuré par centrifugation du liquide. 16. Appareil selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisé en ce qu'il est un appareil de distillation comprenant des moyens (13) de récupération de liquide après échange de matière avec le gaz, et des moyens (19,5; 19) de chauffage d'une partie du liquide récupéré, le liquide chauffé produisant ledit écoulement du gaz par vaporisation. 17. Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (13,33) de refroidissement d'un mélange gazeux reliés à une entrée d'alimentation en liquide des moyens (16) de pulvérisation, et en ce que lesdits moyens (13,33) de refroidissement sont couplés thermiquement avec lesdits moyens de chauffage. 18. Appareil selon la revendication 17, caractérisé en ce que les moyens de récupération comprennent un bouilleur (13) traversé par une partie (38) d'un circuit (33) de canalisation d'un fluide caloporteur, et en ce qu'un échangeur de chaleur (8) est disposé entre une autre partie (31) de ce circuit et une conduite (5) d'alimentation en fluide des moyens (16) de pulvérisation. 19. Appareil selon la revendication 17 ou 18, caractérisé en ce que lesdits moyens de récupération comprennent un bouilleur (13) traversé par une conduite (5) d'alimentation en fluide des moyens (16) de pulvérisation. 20. Appareil selon l'une quelconque des revendications 13 à 19, caractérisé en ce qu'il comprend une conduite (7) de prélèvement de liquide et/ou du gaz après échange de matière, et des moyens de refroidissement d'un mélange gazeux reliés à une entrée d'alimentation en liquide des moyens (16) de pulvérisation, et en ce que les moyens de refroidissement comprennent un échangeur de chaleur (4,6) mettant en relation d'échange thermique une conduite (5) d'alimentation en fluide des moyens (16) de pulvérisation et ladite conduite de prélèvement (7). 21. Appareil selon l'une quelconque des revendications 13 à 20, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (54,57,59) de prélèvement d'une partie du liquide, après échange de matière avec le gaz, reliés à une entrée d'alimentation en liquide de moyens auxiliaires (61,63) de pulvérisation. 22. Appareil selon l'une quelconque des revendications 13 à 21, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (41,43;45,47,49,51; 17,53,61,63) de pulvérisation du liquide disposés à au moins deux niveaux distincts de l'écoulement de gaz, respectivement un niveau aval et un niveau amont, et en ce que la température du liquide alimentant les moyens de pulvérisation amont est supérieure à celle du liquide alimentant les moyens de pulvérisation aval. 23. Appareil selon l'une quelconque des revendications 13 à 22, caractérisé en ce que la canalisation (9) comporte, à au moins un niveau, des moyens (20) de renvoi vers l'intérieur de la canalisation du liquide s'écoulant sur sa paroi. 24. Appareil selon l'une quelconque des revendications 13 à 23, caractérisé en ce qu'il est un appareil de fourniture d'un mélange riche en O2 par distillation d'air liquide, comprenant des moyens (13) de récupération de liquide après échange de matière avec le gaz, et des moyens (19,5;19) de chauffage d'une partie du liquide récupéré, le liquide chauffé produisant ledit écoulement de gaz par vaporisation, et en ce qu'il comprend des moyens (7) de prélèvement d'une partie du liquide récupéré pour fournir le mélange riche en Q. 25. Appareil selon l'une quelconque des revendications 13 à 24, caractérisé en ce qu'il est un appareil embarqué sur un véhicule, notamment sur un aéronef (81). 26. Appareil selon les revendications 24 et 25 prises ensemble, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (88) de prélèvement d'air s'écoulant autour du véhicule reliés à une entrée d'alimentation en liquide des moyens (16) de pulvérisation. 27. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 26, caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir (89) d'un liquide, notamment d'hydrogène liquide, de refroidissement et de liquéfaction de l'air prélevé, ce réservoir étant embarqué à bord du véhicule (81). 28. Appareil selon l'une quelconque des revendications 25 à 27, caractérisé en ce que, le véhicule étant un aéronef (81), l'appareil est un appareil de remplissage en vol par un fluide, notamment de 1| 2 d'un réservoir (85) d'un véhicule spatial (82), le véhicule spatial étant éventuellement embarqué sur ledit aéronef. 29. Véhicule (81), notamment aéronef, équipé d'au moins un appareil selon l'une quelconque des revendications 25 à 28.