Brevet FR2805805A1 — publié le 20010907

Dispositif de génération de raz L'invention concerne un dispositif de génération de gaz de génération de gaz, pour générer un gaz riche en hydrogène, pauvre en monoxyde de carbone, à partir d'un mélange eau/combustible, par reformage catalytique à la vapeur d'eau et/ou à partir d'un mélange oxygène/combustible par oxydation partielle, le dispositif de génération de gaz comprenant au moins un réacteur de reformage, un réacteur shift à CO, muni d'un dispositif de refroidissement afférent, et une unité d'épuration des gaz, pour l'oxydation catalytique sélective du monoxyde de carbone présent dans le gaz contenant de l'hydrogène, avec un dispositif de refroidissement afférent et, en aval du dispositif de génération de gaz est installée une pile à combustible, dont l'espace d'anode est alimentée en gaz riche en hydrogène provennt du dispositif de génération de gaz et dont l'espace de catyhode est alimenté par un gaz riche en oxygène. L'invention concerne en outre un procédé de démarrage d'un tel dispositif de génération de gaz. Les piles à combustible ont, par rapport au moteur à combustion interne, du fait de leur mode de fonctionnement, un rendement énergétique supérieur, ce pourquoi elles sont de plus en plus utilisées pour la génération de courant électrique. Ceci inclut tant les applications stationnaires, qu'également les applications mobiles. Les piles à combustible usuellement fonctionnent à l'hydrogène. Du fait que celui-ci ne peut être stocké que difficilement, justement pour les applications mobiles, telles que les véhicules automobile, on tente de stocker l'hydrogène sous la forme de carburants ou combustibles liquides. De tels carburants sont, par exemple, des hydrocarbures purs ou des alcools. Pour des applications mobiles, on utilise aujourd'hui majoritairement le méthanol, qui est dissocié en hydrogène et en CO, dans un dispositif de génération de gaz. L'hydrogène ainsi généré est alors utilisé pour le fonctionnement d'une pile à combustible d'un véhicule. Est alors désavantageuse cependant l'absence dont on souffre encore en infrastructure de distribution du méthanol et de la faible densité de stockage du méthanol, en comparaison S des carburants à base de pétrole. Le haut rendement énergétique d'un système de pile à combustible fonctionnant au méthanol est également à peu près ramené à une situation égale par la préparation amont du méthanol. La génération d'hydrogène à partir de combustibles liquides classiques, tels que l'essence, le carburant diesel ou le LPG constitue de ce fait une alternative intéressante pour un système à pile à combustible mobile. Un tel système à pile à combustible comprend une pile à combustible avec raccordement de fluide de refroidissement et alimentation en air, ainsi qu'un dispositif de génération de gaz. Par le US 4 891 187 Al, on connaît un dispositif de génération de gaz équipé d'un réacteur de reformage pour -préparer un gaz riche en hydrogène à partir d'un combustible, d'eau et d'oxygène, avec un réacteur shift pour opérer la conversion du monoxyde de carbone à l'aide d'eau en de l'hydrogène, avec une unité d'épuration des gaz installée en aval, pour opérer l'oxydation sélective du monoxyde de carbone en gaz riche en hydrogène. Dans le réacteur shift, on amène de l'eau venant d'un réservoir de stockage d'eau, non représenté de façon explicite. Un système de génération de gaz du type du préambule est connu par le DE 197 54 013 Al. Dans ce document est décrit une unité de génération de gaz constituée de deux étages de reformage et d'un reformeur principal, pour la préparation d'un gaz riche en hydrogène. Le gaz riche en hydrogène, apres être passé par un étage shift à CO et un étage d'oxydation de CO, est amené à l'enceinte d'anodes d'une pile à combustible installée en aval. L'étage shift à CO et l'étage d'oxydation du CO sont refroidis ici par les deux étages de préreformage. L'invention a comme but de créer un dispositif de génération de gaz ayant un bon rendement de système, ainsi qu'un procédé permettant un démarrage rapide d'un tel système. Pour résoudre ce problème, est proposé un dispositif de génération de gaz caractérisé en ce que le dispositif de S refroidissement appartenant au réacteur shift à CO est alimenté par le flux d'air sortant de cathode et le dispositif de refroidissement de cathode, appartenant à l'unité d'épuration des gaz est alimenté par le flux de gaz sortant d'anode, respectivement est proposé un procédé de démarrage d'un dispositif de génération de gaz, caractérisé en ce que, pendant une phase de démarrage, le réacteur de reformage est alimenté en combustible liquide depuis le réservoir de stockage et alimenté en un gaz contenant de l'oxygène S15 et la conduite de dérivation étant simultanément libérée, - en ce qu'après achèvement de la phase de démarrage, on amène en plus de l'eau au réacteur de reformage, et - en ce qu'en fonctionnement normal, la conduite de dérivation est fermée et ainsi l'enceinte d'anode de la pile à combustible est alimentée, par le gaz riche en hydrogène et émanant du dispositif de génération de gaz, et l'enceinte de cathodes de la pile à combustible est alimentée en gaz contenant de l'oxygène, le dispositif de refroidissement appartenant au réacteur shift à CO étant alimenté par le flux d'air sortant de cathode et le dispositif de refroidissement appartenant à l'unité d'épuration de gaz étant alimenté par le flux de gaz sortant d'anode. On a créé grâce à l'invention un dispositif de génération de gaz ayant une intégration thermique poussée. Le dispositif de génération de gaz, devant générer un gaz riche en hydrogène, comprend un réacteur de reformage pour assurer les reformages catalytiques à la vapeur d'eau et/ou pour opérer une oxydation partielLe d'un combustible, et une épuration des gaz y faisant suite, au moyen d'un réacteur shift à CO et d'une installation d'épuration de gaz installée en aval, pour effectuer l'oxydation catalytique sélective du monoxyde de carbone. Les gaz notablement épurés en monoxyde de carbone, riches en S hydrogène, sont amenés à une pile à combustible installée en aval. L'énergie thermique nécessaire au réacteur de reformage est fournie par un brûleur catalytique, dans lequel le flux de gaz sortant d'anode et le flux d'air sortant de cathode de la pile à combustible sont oxydés par voie catalytique et, ainsi, tous les constituants ou combustibles sont éliminés des gaz d'échappement. Le flux de gaz sortant d'anode est utilisé pour refroidir l'unité d'épuration des gaz avant l'entrée au brûleur catalytique. Simultanément, le flux d'air sortant de cathode est utilisé avant l'entrée dans le braleur catalytique pour refroidir le réacteur shift à CO. De ce fait, on opère un préchauffage des gaz d'échappement de pile à combustible avant l'entrée dans le brûleur catalytique. Ceci permet d'obtenir une haute température de combustion et une conversion élevée des hydrocarbures résiduels, sans devoir augmenter la stoechiométrie de la pile à combustible elle-même, ce qui en particulier est important dans un système o s'opère une oxydation partielle d'un combustible. De ce fait, le dispositif de génération de gaz peut fonctionner avec un bon rendement global. En plus, on peut renoncer à prévoir d'autres systèmes de refroidissement pour le réacteur shift à CO et l'unité d'épuration des gaz, ce qui mène simultanément à rendre plus compact le dispositif de génération de gaz et à améliorer le bilan thermique. Cependant, d'autres circuits de refroidissement sont nécessaires pour refroidir le processus d'oxydation sélectif dans le cas o la concentration en CO à l'entrée est trop élevée. Une simplification supplémentaire du bilan thermique est obtenue par le fait que l'énergie des gaz d'échappement du brûleur catalytique et/ou du flux de gaz de reformat sortant du réacteur de reformage est utilisée pour le préchauffage de l'éduit. Les gaz d'échappement du brOleur catalytique sont fournis à l'environnement et sont ainsi perdus pour le système. L'introduction d'une telle énergie résiduelle, au moyen du préchauffage de l'éduit, augmente S ainsi le rendement global. L'évaporation de l'eau, conjointement avec le chauffage de l'air, permet de faire l'économie d'un composant. Ceci mène à une plus petite perte de pression dans le système de gaz d'échappement et, ainsi, à augmenter le rendement. La 6sollicitation thermomécanique de ce composant est également plus faible. Le fait de prévoir une conduite de dérivation commutable autour de la pile à combustible permet de chauffer pendant la phase de démarrage le dispositif de génération de gaz, indépendamment de la pile à combustible. Il est de ce fait assuré que la pile à combustible ne soit pas endommagée par la plus forte concentration en CO subie pendant la phase de démarrage. Pendant la phase de démarrage, simultanément, on cesse l'amenée d'eau dans le réacteur de reformage, parce qu'il n'est pas encore possible d'effectuer une évaporation d'eau dans le composant qui est encore froid. Grâce à l'addition d'un gaz contenant de l'oxygène dans le réacteur shift à CO, on peut lancer pendant la phase de démarrage une réaction d'oxydation supplémentaire dans le réacteur shift à CO et on peut ainsi fournir de l'énergie thermique supplémentaire pour la phase de chauffage. On obtient le même effet par le fait que, pendant la phase de démarrage, on amène, dans l'unité d'épuration des gaz, une certaine quantité de gaz riches en oxygène, qui est supérieure à la quantité nécessaire pour obtenir l'oxydation sélective du monoxyde de carbone. On obtient de ce fait en plus qu'une partie du gaz riche en hydrogène, qui est déjà généré. soit oxydée dans l'unité d'épuration des gaz et qu'ainsi l'unité d'épuration des gaz soit chauffée plus rapidement. D'autres avantages et exemples de réalisation ressortent de la description e tsont caractérisés, pour le dispositif, par le fait - que le dispositif de génération de gaz présente en plus un brûleur catalytique pour fournir de l'énergie thermique, et que le brûleur catalytique est alimenté par le flux de gaz sortant d'anode et par le flux d'air sortant de cathode, arrivant chaque fois en aval du dispositif de refroidissement. - qu'un échangeur de chaleur est prévu pour transmettre de l'énergie thermique du flux de gaz de refornat sortant du réacteur de reformage et/ou du brûleur catalytique à un éduit à fournir au réacteur de formage. - qu'est prévu un évaporateur chauffé directement ou indirectement par le brûleur catalytique, évaporateur sollicité par un mélange d'eau liquide et d'un fluide contenant de l'oxygène. - qu'est prévue une conduite d'amenée de combustible, liquide ou évaporé au moins partiellement au moyen d'un évaporateur de combustible, allant d'un réservoir de stockage de combustible au réacteur de formage. - qu'une ou plusieurs conduites sont prévues pour fournir un fluide contenant de l'oxygène dans l'unité d'épuration des gaz et/ou le réacteur shift à CO. - qu'est prévue une conduite de dérivation commutable, munie d'une soupape de dérivation afférente pour l'amenée du fluide de gaz de reformat sortant du réacteur de reformage, en contournant la pile à combustible, au brûleur catalytique. et, pour le procédé, sont caractérisés par le fait - qu'un gaz contenant de l'oxygène est ajouté en plus dans le réacteur shift à CO pendant la phase de démarrage. - que, pendant la phase de démarrage, un gaz contenant de l'oxygène est ajouté, en une quantité supérieure à la quantité nécessaire pour obtenir l'oxydation sélective du monoxyde de carbone, dans l'unité d'épuration des gaz. Le dispositif de génération de gaz 1 selon l'invention, représenté sous la forme d'un schéma de principe dans le dessin comprend:un réacteur de reformage 2, un réacteur shift à CO 4, une unité d'épuration des gaz 5a-5b à deux étages, ainsi qu'un brûleur catalytique et un évaporateur 8. Au moins une pile à combustible 9, qui comprend une anode 9a, une cathode 9b et une enceinte de refroidissement 9c traversée par l'écoulement d'un fluide de refroidisseur, est raccordée au dispositif de génération de gaz 1. Par souci de clarté, on a représenté sur la figure uniquement une seule pile à combustible. Cependant, dans la pratique, il est prévu un bloc de pile à combustible constitué d'un empilement de plusieurs piles à combustible (ce que l'on appelle un stack'). Un réservoir de stockage de combustible 10 et un réservoir de stockage d'eau Il sont en plus prévus. Comme ceci est connu, on peut générer dans le réacteur de reformage 2 de l'hydrogène à partir d'un combustible, par un reformage à oxydation partielle, que l'on appelle ci-après un reformage POX, de manière correspondante à l'équation: -(CH2)- + 1/20, (air) => H2+ CO2 + CO et/ou le reformage à la vapeur endothermique, correspondant à l'équation: -(CH2)- + 2H20 => 3E2 +CO2 Il est également possible d'envisager une combinaison des deux processus menant à un mode de fonctionnement autotherme. Le réacteur de reformage 2 est exploité aec un combustible liquide ainsi qu'avec l'oxygêne de l'air, respectivement avec de l'eau. Pour l'alimentation en combustible liquide, le réacteur de reformage 2 est relié par une conduite directement au réservoir de stockage de combustible 10. L'eau nécessaire est ajoutée depuis le réservoir de stockage d'eau il dans une conduite d'amenée d'oxygène de l'air et est ensuite évaporée dans l'évaporateur 8. L'évaporateur 8 est chauffé par les gaz d'échappement émanant du brûleur cacalytique 6. Après passage dans l'évaporateur 8, on fournit encore de l'énergie thermique supplementaire au mélange vapeur d'eau/air dans un échangeur de chaleur 3, à l'aide du flux de gaz de reformat chaud sortant du réacteur de reformage 2. Le flux de gaz de reformat, c'est-à-dire le gaz contenant de l'hydrogène, avec des fractions de monoxyde de carbone, est alors refroidi. Le flux de gaz de reformat subit ensuite dans le composant 12, un refroidissement supplémentaire par apport d'eau émanant du réservoir de stockage d'eau 11. L'eau est alors évaporée dans le flux du gaz de reformat chaud. La vapeur d'eau alors produite est, en plus de la vapeur d'eau déjà contenue dans le gaz de reformat, nécessaire pour la réaction shift se déroulant dans le réacteur shift à Co 4, la teneur en CO qu'on a dans le flux du gaz de reformat étant convertie aussi fortement que possible, en plus, en hydrogène et en dioxyde de carbone, à l'aide de la vapeur d'eau. Le combustible liquide émanant du réservoir de stockage de combustible 10 n'est pas évaporé avant l'entrée dans le réacteur de reformage 2. Bien plus, le combustible est ajouté directement dans le mélange vapeur d'eau/air chaud et est alors évaporé. Pour augmenter la température de l'éduit et, ainsi, pour augmenter le rendement, il est ainsi cependant possible de prévoir en option un évaporateur de combustible 23 (représenté en pointillés). Le réacteur de reformage 2 est rempli d'un matériau catalyseur approprié, par exemple, un catalyseur à métal noble. Selon la composition de l'éduit, le réacteur de reformage 2 est exploité en réacteur POX, c'est-à-dire en réacteur pour un reformage à oxydation partielle pure ou, en plus, comme réacteur de reformage à la vapeur d'eau, c'est-à-dire selon un fonctionnement autotherme. Le flux de gaz de reformat contenant de l'hydrogène, avec une certaine proportion de monoxyde de carbone, passe ensuite dans le réacteur ehift à CO 4 et les unités d'épuration de gaz 5a, Sb. Dans les unites d'épuration de gaz Sa, Sb, la teneur en CO subsistant dans le flux de reformat après le passage dans le réacteur shift à CO 4, après addition d'un milieu contenant de l'oxygène, de préférence l'oxygène de l'air, est soumise à une oxydation sélective par des conduites 18a, 18b appropriées. De tels dispositifs, permettant une oxydation sélective, sont également connus de l'état de la technique, tout comme les réacteurs shift à CO. Tandis que la première unité d'épuration des gaz Sa est refroidie, la deuxième unité d'épuration des gaz 5b fonctionne de façon adiabatique. En option, on peut également prévoir ici un circuit d'eau de refroidissement 24 supplémentaire (représenté en pointillés). Evidemment il est en plus possible également d'intégrer dans le réacteur shift à CO 4, ou les unites d'épuration des gaz 5a, 5b, chaque fois plusieurs unités partielles qui, par exemple, également sont refroidies à l'eau. Le flux de gaz de reformat riche en hydrogène est ensuite amené à l'anode 9a de la pile à combustible 9, tandis que la cathode 9b de la pile à combustible 9 est alimentée par une autre conduite en gaz contenant de l'oxygène, par exemple l'oxygène de l'air. On prévoit pour le refroidissement de la pile à combustible 9 en plus une enceinte de refroidissement 9c traversée par un écoulement de fluide de refroidissement. Dans ce circuit de refroidissement, sont prévus d'autres échangeurs de chaleur la, l4b, 7. Le flux de gaz de reformat sortant de l'unité d'épuration des gaz Sb est abaissé encore dans l'échangeur de chaleur 7, à l'aide du fluide de refroidissement, jusqu'au niveau de température de la pile à combustible 9. Pour cela, le fluide de refroidissement convient très bien, du fait que, lorsqu'il quitte la pile à combustible 9, il présente lui-même à peu près le même niveau de température que celui de la pile à combustible 9. Ensuite, le fluide de refroidissement est refroidi en utilisant un élément réfrigérant non représenté. Avant l'entrée dans la pile à combustible 9, le fluide de refroidissement est passé par deux autres échangeurs de chaleur 14a, 14b. Ces échangeurs de chaleur 14a, 14b sont traversés également simultanément par un flux de gaz sortant d'anode ou un flux d'air sortant de cathode, grâce à ce refroidissement, on condense l'eau qui se trouve dans le flux de gaz sortant d'anode, ou le flux d'air sortant de cathode et, ensuite, on la sépare dans des condenseurs 5lSa, lSb correspondants et on la recycle dans le réservoir de stockage d'eau 11. Le flux d'air sortant de cathode est ensuite passé par le réacteur shift à CO 4 pour refroidir ce réacteur shift à CO 4 et préchauffer l'air sortant, pour la combustion du brûleur catalytique 6. Le flux de gaz sortant d'anode est passé par l'unité d'épuration de gaz Sa pour refroidir l'unité d'épuration des gaz 5 et également préchauffer les gaz d'échappement pour la combustion se faisant dans le brûleur catalytique 6. Les conduites 21, 22 sont regroupees à l'aide d'un mélangeur 13, avant le brileur catalytique 6, de sorte que l'hydrogène résiduel présent dans les gaz sortant d'anode peut être utilisé comme combustible dans le brûleur catalytique 6. Il est cependant également possible d'amener l'oxygène de l'air supplémentaire, ou également un combustible supplémentaire, par exemple émanant du réservoir de stockage de combustible 10, au brûleur catalytique G. Le préchauffage, tant du flux de gaz sortant d'anode, qu'également du flux d'air sortant de cathode, avant l'entrée au brûleur catalytique 6 permet l'obtention d'une haute température de combustion et d'une haute conversion des hydrocarbures résiduels, sans augmenter la stoechiométrie de la pile à combustible 9 et ainsi de voir se dégrader le rendement du système. De ce fait en particulier, lorsqu'on a un système de pile à combustible ayant un processus d'oxydation partielle du combustible, il est assuré d'avoir une épuration suffisante des gaz d'échappement tout en ayant un bon rendement global. Le rendement global du dispositif de génération de gaz 1 décrit est en plus augmenté grâce à la haute intégration thermique réalisée. On a représenté sur le dessin le réacteur shift à C04 et l'unité d'épuration des gaz Sa, par souci de simplification sous la forme d'un échangeur de chaleur traversé directement par un flux d'air sortant de cathode respectivement de gaz sortant d'anode. Il est cependant également possible de prévoir, avant le réacteur shift à CO 4 et/ou l'unité d'épuration de gaz Sa, des échangeurs séparés pour la transmission de l'énergie thermique issue du flux de gaz de reformat au flux de gaz sortant d'anode ou au flux d'air sortant de cathode. De manière correspondante, l'évaporateur 8 et le brûleur catalytique 6, qui sont représentés sous la forme de composants séparés, peuvent également être 'intégrés en un seul composant. Pour augmenter le rendement global, on peut en option prévoir encore une turbine d'expansion 22 (représentée en pointillés), afin de réaliser la récupération de l'énergie contenue dans les gaz d'échappement. Dans l'exemple de réalisation représenté, la turbine d'expansion 22 est disposée entre le brûleur catalytique 6 et l'évaporateur 8. Elle peut cependant également être disposée plus en aval, la récupération d'énergie sur les gaz d'échappement étant alors moindre. Une conduite de dérivation 16 avec une soupape de dérivation 17 afférente est prévue pour le démarrage du dispositif de génération de gaz 1. A l'aide de cette conduite de dérivaltion 16 commutable, le flux de gaz de reformat, peut en contournant la pile à combustible 9, être amené directement au brûleur catalytique 6. En outre est prévue une conduite 20 pour l'amenée d'oxygène de l'air directement dans le mélangeur 13, de sorte que, pendant la phase de démarrage,. au lieu du flux d'air sortant de cathode, ce flux d'air séparé peut être fourni au brûleur catalytique 6. Ainsi, pendant la phase de démarrage, la pile à combustible 9 n'est pas encore alimentée par les écoulements de flulde. En plus, entre le réservoir de stockage d'eau 11 et l'évaporateur 8 est prévue une soupape d'isolement 21, au moyen de laquelle, pendant la phase de démarrage, on peut faire cesser l'amenée d'eau dans l'évaporateur B et, ainsi également, dans le réacteur de reformage 2. Ainsi le combustible amené, pendant la phase de démarrage, est oxydé exclusivement par l'oxygène de l'air ayant été fourni. Le reformage à la vapeur d'eau endothermique supplémentaire ne se produit pas pendant la phase de démarrage. Il est ainsi possible de chauffer plus rapidement ai' démarrage le dispositif de génération de gaz 1, en tout cas pour un rendement réduit. Pour raccourcir encore la phase de démarrage, il est en plus possible d'introduire pendant cette phase de démarrage, par les conduites 18a, l1b, un supplément d'oxygène dans l'unité d'épuration des gaz 5a, b, de sorte que, outre l'oxydation sélective du monoxvde de carbone, il peut également être effectué une oxydation d'une partie de l'hydrogène généré et on peut ainsi chauffer les réacteurs plus rapidement. Pour chauffer le réacteur shift à CO 4, on peut en plus prévoir une conduite 19 supplémentaire pour l'amenée d'oxygène de l'air pendant la phase de démarrage. Une fois la phase de démarrage achevée, on stoppe l'amenée d'oxygène de l'air supplémentaire. En outre, par ouverture de la soupape d'isolement 21, on libère l'amenée d'eau depuis le réservoir de stockage d'eau 11, de sorte que le réacteur de reformage 2 passe à son fonctionnement autotherme. Enfin, la conduite de dérivation 16 est fermée par fermeture de la soupape de dérivation 17, de sorte que l'enceinte d'anode 9a de la pile à combustible 9 est alimentée en flux de gaz de reformat. L'amenée d'air dans l'enceinte de cathode 9b est démarrée simultanément, de sorte que la pile à combustible 9 peut entrer en fonctionnement. Selon l'exemple de réalisation représente dans le dessin, la conduite de dérivation 16 relie la conduite de reformat, entre l'unité d'épuration des gaz 5b et l'échangeur de chaleur 7, à la conduite de gaz de sortie d'anodes, entre le condenseur 15a et l'unité d'épuration des gaz Sa. Il est cependant également possible que la conduite de dérivation 16 se ramifie déjà en amont de l'unité d'épuration des gaz Sa, 5b, respectivement du réacteur shift à CO 4, de la conduite de gaz de reformat ou débouche ensuite directement, en amont du mélangeur 13, dans la conduite de gaz sortant d'anode. Il est décisif, d'une part, que la totalité du flux de gaz de reformat pour l'épuration des gaz d'échappement soit passé par le brQleur catalytique 6 et que, d'autre part, la pile à combustible 9 soit désaccouplée des écoulements de fluide prévus pour l'anode 9a et, le cas échéant, pour la cathode 9b, afin qu'également pendant la phase de démarrage il n'arrive dans la pile à combustible aucun gaz contenant du CO. Evidemment il peut être prévu dans toutes les conduites des dispositifs de dosage appropriés. Ceux-ci par souci de clarté ne sont cependant pas représentés dans le dessin. En plus, au lieu de l'oxygène de l'air cité, on peut également utiliser chaque fois un autre fluide quelconque contenant de l'oxygène. Des combustibles appropriés sont en particulier des hydrocarbures à chaîne longue, tels que des alcools supérieurs, l'essence, le carburant diesel, le LPG (Liquid Petrol Gas) et Ng (Natural Gas) ou le diméthyléther. Bien que le procédé selon l'invention et les dispositifs correspondants aient été écrits dans cette demande de préférence à l'aide d'une application mobile, le domaine de protection ne doit pas s'y limiter, au 1I contraire, il doit s'étendre également à une application correspondante, sur des installations stationnaires. REVENDICATIONS 1. Système à pile à combustible, comportant: - un dispositif de génération de gaz (1), pour générer un gaz s riche en hydrogène, pauvre en monoxyde de carbone, à partir d'un mélange eau/combustible, par reformage catalytique à la vapeur d'eau et/ou à partir d'un mélange oxygène/combustible par oxydation partielle, le dispositif de génération de gaz (1) comprenant au moins un réacteur de reformage (2), un réacteur shift à CO (4), muni d'un dispositif de refroidissement afférent, et une unité d'épuration des gaz (5a), pour l'oxydation catalytique sélective du monoxyde de carbone présent dans le gaz contenant de l'hydrogène, avec un dispositif de refroidissement afférent et, - installée en aval du dispositif de génération de gaz (1), une pile à combustible (9), dont l'espace d'anode (9a) est alimenté en gaz riche en hydrogène provenant du dispositif de génération de gaz (1) et dont l'espace de cathode (9b) est alimenté par un gaz riche en oxygène, caractérisé en ce que le dispositif de refroidissement appartenant au réacteur shift à CO (4) est alimenté par le flux d'air sortant de cathode et le dispositif de refroidissement de cathode, appartenant à l'unité d'épuration des gaz (5a) est alimenté par le flux de gaz sortant d'anode. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de génération de gaz présente en plus un brûleur catalytique (6) pour fournir de l'énergie thermique, et en ce que le brûleur catalytique (6) est alimenté par le flux de gaz sortant d'anode et par le flux d'air sortant de cathode, arrivant chaque fois en aval du dispositif de refroidissement. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un échangeur de chaleur (3, 8) est prévu pour transmettre de l'énergie thermique du flux de gaz de reformat sortant du réacteur de reformage (2) et/ou du brûleur catalytique (6) à un éduit à fournir au réacteur de formage (2). 4. Système selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'est prévu un évaporateur (8) chauffé directement ou indirectement par le brûleur catalytique (6), évaporateur sollicité par un mélange d'eau liquide et d'un fluide contenant de l'oxygène. 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'est prévue une conduite d'amenée de combustible, liquide ou évaporé au moins partiellement au moyen d'un évaporateur de combustible (23), allant d'un réservoir de stockage de combustible (10) au réacteur de formage (2). 6. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une ou plusieurs conduites (18a, 18b, 19) sont prévues pour fournir un fluide contenant de l'oxygène dans l'unité d'épuration des gaz (5, 5b) et/ou le réacteur shift à CO (4). 7. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'est prévue une conduite de dérivation (16) commutable, munie d'une soupape de dérivation (17) afférente pour l'amenée du fluide de gaz de reformat sortant du réacteur de reformage (2), en contournant la pile à combustible (9), au brûleur catalytique (6). 8. Procédé de démarrage d'un système selon la revendication 7, caractérisé en ce que, - pendant une phase de démarrage, le réacteur de reformage (2) est alimenté en combustible liquide depuis le réservoir de stockage (10) et alimenté en un gaz contenant de l'oxygène et la conduite de dérivation (16) étant simultanément libérée, - en ce qu'après achèvement de la phase de démarrage, on amène en plus de l'eau au réacteur de reformage (2), et en ce qu'en fonctionnement normal, la conduite de dérivation (16) est fermée et ainsi l'enceinte d'anode (9a) de la pile à combustible (9) est alimentée, par le gaz riche en hydrogène et émanant du dispositif de génération de gaz (1), et l'enceinte de cathode (9b) de la pile à combustible (9) est alimentée en gaz contenant de l'oxygène, le dispositif de refroidissement appartenant au réacteur shift à CO (4) étant alimenté par le flux d'air sortant de cathode et le dispositif de refroidissement appartenant à l'unité d'épuration de gaz (5a) étant alimenté par le flux de gaz sortant d'anode. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un gaz contenant de l'oxygène est ajouté en plus dans le réacteur shift à CO pendant la phase de démarrage. 10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que, pendant la phase de démarrage, un gaz contenant de l'oxygène est ajouté, en une quantité supérieure à la quantité nécessaire pour obtenir l'oxydation sélective du monoxyde de carbone, dans l'unité d'épuration des gaz (5a, 5b).