Brevet FR2880106A1 — publié le 20060630

L'invention concerne un dispositif d'échange de chaleur entre un premier et un second fluides qui peuvent être à haute température et/ou à haute pression. Dans le domaine de la production d'énergie, et en particulier d'énergie électrique, il peut être nécessaire de réaliser des échanges thermiques entre des fluides qui peuvent être à haute ou très haute température et à haute pression. En particulier, on connaît des centrales nucléaires utilisées pour la production d'énergie et en particulier d'énergie électrique, qui comportent un ou plusieurs réacteurs à haute température dont le fluide caloporteur refroidissant les assemblages combustibles du coeur du réacteur nucléaire est constitué par un gaz léger et inerte tel que l'hélium. Le coeur du réacteur à très haute température produit un échauffement du fluide caloporteur jusqu'à une température supérieure à 850 C, cette température pouvant aller jus- qu'à 950 C dans le cas de certains réacteurs à haute température. Il peut être avantageux d'assurer l'échauffement d'un gaz intermédiaire à plus forte densité que l'hélium, par exemple un mélange d'hélium et d'azote, en prélevant de la chaleur transportée par le gaz caloporteur généralement constitué par de l'hélium techniquement pur. En effet, l'utilisation d'un gaz à plus forte densité, par exemple pour assurer l'entraînement de turbines à gaz couplées à l'alternateur de la centrale permet d'obtenir des avantages importants en ce qui concerne le rendement énergétique et le coût de réalisation de la centrale de production d'électricité. Toutefois, une difficulté majeure de ce type d'exploitation d'un réacteur nucléaire à haute température est liée à la conception de dispositifs échangeurs de chaleur permettant d'assurer des échanges thermiques avec un très bon rendement entre des gaz à faible densité, à haute température et à haute pression, dans une installation industrielle de production d'énergie dans laquelle on met en oeuvre de très forts débits de gaz d'échange. :30 Les échangeurs à plaques constitués d'un empilement de tôles pré-sentant des nervures de formes complexes pour former entre elles des chi-canes sur le passage des gaz seraient susceptibles de fournir une solution, en adaptant la configuration de l'échangeur de chaleur aux caractéristiques des gaz sur lesquels on réalise un échange de chaleur. Toutefois, la conception et l'utilisation de tels échangeurs de chaleur avec des gaz à très haute température présentent des difficultés et surtout, ces échangeurs de chaleur sont tout à fait inadaptés pour assurer des échanges de chaleur en- tre des gaz à des pressions différentes, même si la différence de pression entre les gaz est faible, par exemple de quelques bars. On connaît également, par exemple par la demande de brevet WO- 02/42707, un échangeur de chaleur comportant des tubes ou conduits dans lesquels circule un premier fluide d'échange en contact thermique avec un corps en mousse métallique dans lequel circule un second fluide dont la chaleur est transmise au premier fluide circulant dans les tubes ou conduits, par l'intermédiaire de la mousse métallique et de la paroi des tubes ou conduits en contact thermique avec la mousse métallique. Toutefois, un tel dispositif ne peut présenter un bon rendement fluidique et thermique qu'en prévoyant un gradient de densité volumique de la mousse métallique, dans des directions perpendiculaires à la direction de circulation du second fluide, la densité volumique de la mousse métallique devant être croissante en di-rection de la paroi des tubes ou conduits de circulation du premier fluide. La conception d'un tel dispositif présente des difficultés. En outre, un dispositif d'échange comportant des tubes ou conduits de circulation d'un premier fluide entourés d'une mousse métallique dans laquelle circule un second fluide ne permet un fonctionnement efficace que dans le cas où les deux fluides d'échange ont des caractéristiques de densité et d'échange thermique très différentes. Un tel dispositif ne peut être utili- sé en fait que pour réaliser un échange thermique entre un liquide circulant dans les tubes ou conduits et un gaz circulant dans le corps en mousse métallique. Un problème inhérent à la réalisation d'un échange de chaleur entre des fluides, en particulier gazeux, circulant avec un très grand débit volumique, ce qui est le cas des échanges thermiques entre un gaz primaire et un gaz secondaire dans une centrale nucléaire comportant un réacteur à haute température, est relatif à la réalisation d'un échangeur thermique compact permettant de traiter de très grands débits de gaz avec un très bon rendement thermique, c'est-à-dire un dispositif d'échange thermique présentant une très grande surface d'échange sous un volume réduit et susceptible de recevoir et de traiter de très grandes quantités de gaz. Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif d'échange de chaleur entre un premier et un second fluides, pouvant assurer un échange thermique efficace et à très bon rendement entre des fluides à faible densité tels que des gaz légers pouvant être à très haute température et à des pressions différentes, tout en présentant une bonne compacité et une très bonne résistance aux contraintes thermiques et mécaniques. Dans ce but, le dispositif suivant l'invention comporte au moins un module d'échange de chaleur constitué d'une première pluralité de couches de mousse métallique limitées par des faces sensiblement planes et parallèles entre elles et une seconde pluralité de couches métalliques pleines sensiblement planes et parallèles entre elles, chaque couche de mousse métal- Tique étant intercalée entre deux couches métalliques pleines successives et entourée par un rebord périphérique métallique plein fixé de manière étanche contre au moins l'une des couches métalliques pleines entre lesquelles est intercalée la couche de mousse métallique, de manière que les couches de mousse métallique soient placées chacune dans un espace fermé isolé de manière étanche et constituant, avec au moins une couche pleine adjacente, un élément de circulation de l'un du premier et du second fluides et des moyens de distribution et de récupération du premier et du second fluides d'échange au niveau des couches de mousse successives dans une direction longitudinale du module sensiblement perpendiculaire aux couches de mousse tels que dans l'un et l'autre de deux éléments de circulation de fluide à couches de mousse métallique disposés de manière adjacente dans la direction longitudinale du module, circulent, dans une direction transversale sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale, respective-ment, le premier et le second fluides et que le premier et le second fluides circulent successivement dans un sur deux des éléments à couches de mousse métallique, disposés successivement dans la direction longitudinale du module. Selon des caractéristiques plus particulières qui pourront être prises isolément ou en combinaison: - le module d'échange de chaleur est constitué par des plaques métalliques juxtaposées et assemblées entre elles, successivement dans la direction longitudinale du module comportant des plaques support de mousse et des plaques métalliques pleines de séparation, pour constituer les couches de mousse métallique et les couches métalliques pleines, chacune des plaques support comportant une cavité respective pour recevoir une couche de mousse métallique et un rebord périphérique entourant la cavité ; - les cavités des plaques de support des couches de mousse métallique sont des cuvettes à fond plat usinées dans l'une au moins des faces de la plaque métallique, en ménageant le rebord périphérique plan autour de la cavité ; - les cavités des plaques support de mousse traversent les plaques support sur toute leur épaisseur, les plaques support constituant un cadre entourant la couche de mousse métallique; - le module d'échange de chaleur est constitué par des plaques métalliques juxtaposées et assemblées entre elles, successivement dans la direction longitudinale du module, toutes les plaques métalliques étant des plaques de support de mousse ayant chacune une cavité ayant la forme d'une cuvette délimitée par un rebord et un fond plat, les couches pleines de séparation des couches de mousse étant constituées par les fonds plats rapportés directement, chacun sur un rebord d'une plaque de support de mousse adjacente; - les plaques métalliques pleines ou les fonds plats des plaques support de mousse comportent sur une au moins de leurs faces au moins un élément en saillie tel qu'une nervure ou un pion de fixation et de positionne-ment, une nervure de répartition de fluide ou une ailette d'échange thermi- que; deux plaques pleines métalliques sont rapportées contre des plaques de support de mousse métallique aux extrémités longitudinales du module et constituent des plaques d'extrémité et de fermeture du module; - les moyens de distribution et de récupération de fluides du module totalement intégrés au module sont constitués par des ouvertures des plaques de séparation pleines et des plaques support de couches de mousse métallique alignées suivant la direction longitudinale du module avec des zones d'arrêt de la circulation longitudinale des fluides dans les cavités contenant les couches de mousse métallique et avec des zones de passage du premier ou du second fluide à travers une couche de mousse métallique correspondante dans la direction longitudinale du module, de manière à assurer une circulation du premier et du second fluides dans des directions transversales, chacun à l'intérieur d'une couche de mousse métallique sur deux dans la direction longitudinale du module; - le module comporte à ses extrémités longitudinales des moyens d'introduction de fluide dans le module et des moyens d'extraction de fluide du module, de manière à réaliser, à l'intérieur du module, une circulation générale du premier et du second fluides suivant l'un des modes suivants: circulation à contre-courant, le moyen d'introduction de premier fluide et le moyen d'extraction du second fluide étant placés à une première extrémité longitudinale du module et le moyen d'introduction de second fluide et le moyen d'extraction de premier fluide étant disposés à la seconde extrémité longitudinale du module, circulation à co-courant, les moyens d'introduction de premier et de second fluides étant disposés à une première extrémité longitudinale du module et les moyens d'extraction du premier et du second fluides du module étant situés à la seconde extrémité longitudinale du module. - le dispositif comporte une pluralité de modules disposés en parallèle, ayant des moyens d'alimentation en premier et en second fluides reliés en parallèle à un moyen de fourniture, respectivement, de premier et de second fluides, et des moyens de récupération de premier et de second fluides reliés, respectivement, à un premier et à un second moyen de récupération de premier et de second fluides. L'invention concerne en particulier un dispositif d'échange de chaleur entre un premier gaz à une température au moins égale à 850 C et un second gaz dont on assure l'échauffement à une température au moins égale à 800 C, caractérisé par le fait que les plaques support des couches de mousse et les plaques métalliques pleines de séparation sont en un alliage réfractaire tel qu'un alliage de nickel et la mousse métallique en un matériau tel que le nickel ou un alliage de fer, de chrome et d'aluminium. Afin de bien faire comprendre l'invention, on va décrire, à titre d'exemple, en se référant aux figures jointes en annexe, plusieurs modes de réalisation d'un dispositif échangeur de chaleur suivant l'invention qui peut être utilisé pour assurer un échange de chaleur entre deux gaz à haute température tels que de l'hélium caloporteur d'un réacteur nucléaire à haute température et un mélange d'hélium et cl'azote. La figure 1 est une vue en perspective avec arrachement d'un dispositif suivant l'invention. La figure 2 est une vue en coupe d'un collecteur de distribution de gaz du dispositif, suivant 2-2 de la figure 1. La figure 3 est une vue en perspective éclatée d'un module du dispo- sitif d'échange de chaleur suivant un premier mode de réalisation. Les figures 4A et 4B sont des vues schématiques montrant les directions de circulation des fluides à l'intérieur du module, suivant une première et suivant une seconde variantes. La figure 5 est une vue en perspective éclatée d'une partie d'un mo- dule suivant un second mode de réalisation. La figure 6 est une vue en plan d'une variante de réalisation d'une plaque de support de couches de mousse métallique. Sur la figure 1, on a représenté de manière schématique un dispositif échangeur de chaleur suivant l'invention qui sera désigné de manière générale par le repère 1. L'échangeur de chaleur 1, réalisé sous forme modulaire, comporte des modules élémentaires 2 qui peuvent être disposés côte à côte et assemblés sous la forme d'un ensemble compact comportant un nombre de modules adapté aux débits de gaz entre lesquels on réalise un échange de chaleur. Dans le cas de l'utilisation du dispositif échangeur de chaleur pour échauffer un gaz secondaire intermédiaire à partir du gaz caloporteur de refroidissement d'un réacteur HTR, le gaz caloporteur qui est généralement de l'hélium constitue le fluide primaire dont on transfère la chaleur à un fluide secondaire qui est le fluide intermédiaire constitué par un gaz tel qu'un mélange d'hélium et d'argon. Chacun des modules 2 du dispositif échangeur de chaleur 1 comporte, à l'une de ses extrémités longitudinales, une ouverture d'entrée 3a du premier fluide et, à son extrémité longitudinale opposée, une ouverture de sortie 3b du premier fluide. De même, chacun des modules comporte, à l'une de ses extrémités longitudinales, une ouverture d'entrée 4a du second fluide et, à son extrémité longitudinale opposée, une ouverture de sortie 4b du second fluide. Sur la figure 1, les modules 2 sont disposés de manière que leur di-rection longitudinale suivant laquelle est réalisée la circulation générale des fluides est la direction verticale. Bien entendu, d'autres dispositions pour- raient être prévues dans lesquelles la direction longitudinale des modules serait par exemple horizontale. De même, sur la figure 1, on a représenté le sens de circulation du premier et du second fluides par des flèches. Dans ce mode de réalisation, les fluides circulent dans la direction longitudinale des modules et en sens inverse (circulation à contre-courant), mais il serait possible également d'envisager une circulation du premier et du second fluides dans la direction longitudinale, dans le même sens (circulation à co-courant). Comme il est visible sur les figures 1 et 2, l'alimentation en premier et en second fluides de l'ensemble des modules 2 du dispositif échangeur de chaleur 1 et la récupération du premier et du second fluides après circulation dans les modules peuvent être assurées par des collecteurs 5a, 6a, 5b, 6b rapportés et fixés sur les extrémités longitudinales des modules 2. Un premier collecteur 5a fixé sur une première extrémité longitudinale (extrémité supérieure sur la figure 1) assure l'alimentation des modules 2 en :30 premier fluide et un collecteur 5b fixé à la seconde extrémité (extrémité inférieure des modules), la récupération du premier fluide après circulation dans les modules. De même, un premier collecteur 6a assure l'alimentation des modules en second fluide à une première extrémité des modules et un se- cond collecteur 6b assure la récupération du second fluide à une seconde extrémité des modules, après circulation dans les modules. Comme il est visible sur la figure 2, les collecteurs peuvent être réalisés sous la forme de rampes de distribution allongées fixées de manière étanche sur les parties d'extrémité des modules et comportant un canal central longitudinal 7 et des canaux de distribution 8 sensiblement perpendiculaires au canal longitudinal 7 répartis suivant la longueur du collecteur de manière que chacun des canaux de distribution 8 se trouve en vis-à-vis d'une ouverture d'alimentation telle que 3a (ou une ouverture de récupéra- tion telle que 4b), lorsque le collecteur est fixé sur la partie d'extrémité des modules. La jonction entre les collecteurs et les extrémités des modules doit être étanche au fluide de manière à éviter toute sortie de fluide, au niveau du raccordement des collecteurs. De cette manière, l'alimentation des modules en fluides et la récupération des fluides sont réalisées de manière que les modules 2 qui sont tous identiques fonctionnent en parallèle, si bien que le débit total de traitement de l'échangeur de chaleur est égal au débit de traitement de chacun des modules multiplié par le nombre de modules. On peut donc adapter facile-ment le débit de traitement de l'échangeur de chaleur au débit de gaz à la sortie d'une installation industrielle telle qu'un réacteur nucléaire HTR. En outre, l'échangeur de chaleur dans son ensemble qui peut présenter une forme parallélépipédique est compact et présente des dimensions qui se déduisent de la dimension et du nombre des modules 2. L'ensemble échangeur de chaleur 1 en forme de parallélépipède présente une hauteur égale à la dimension longitudinale L des modules 2, une largeur égale à la dimension transversale I1 des modules et une longueur égale à n fois la dimensions transversale 12 des modules, pour un échangeur comportant n modules. Pour traiter de grands débits de fluide, on peut utiliser plusieurs dis:30 positifs échangeurs tels que le dispositif 1 reliés en parallèle et disposés à l'intérieur d'une enceinte. Chacun des modules comporte des couches successives 9 et 10 rapportées l'une contre l'autre et juxtaposées, suivant la direction longitudinale du module. Comme il sera expliqué plus loin, les couches successives 9 et 10 qui sont disposées successivement, de manière alternée, suivant la di-rection longitudinale du module ont des structures et fonctions différentes, les couches 9 étant des couches de séparation et les couches 10, des cou- ches de circulation de fluide. De manière générale, les fluides circulent dans chacune des couches de circulation 10 suivant une direction transversale, dans un sens pour une couche de circulation et dans le sens opposé pour la couche suivante séparée de la première par une couche de séparation. Les couches de séparation 9 sont en un matériau métallique massif et les couches de circulation comportent une mousse métallique ayant un ré-seau de porosités permettant un passage de fluide à travers le matériau dont la surface de contact avec les gaz en circulation est très grande, du fait de la présence de nombreuses porosités de petites dimensions. De tels matériaux sont connus et ont été utilisés dans certains types d'échangeurs de chaleur qui ne sont toutefois pas adaptés aux échanges de chaleur entre des gaz, comme il a été rappelé plus haut. De manière préférentielle, (figure 3) les couches successives de séparation 9 et de circulation de fluides 10 sont réalisées à partir de plaques métalliques rectangulaires ayant pour longueur la dimension transversale Il et pour largeur la dimension 12 du module, empilées et assemblées entre elles de manière à assurer une fermeture étanche autour des couches de circulation 10 en mousse métallique, pour éviter toute fuite de fluide d'échange vers l'extérieur du module et tout mélange entre les fluides d'échange. Les couches 10 en mousse métallique sont fixées à l'intérieur de cavités usinées dans des plaques 14a et 14b, les cavités des plaques 14a étant destinées à recevoir des couches de mousse métallique 10a pour la circulation du premier fluide et les cavités des plaques 14b étant destinées à rece- voir des couches de mousse 10b pour la circulation du second fluide. Les plaques 14a et 14b sont réallisées à partir de plaques rectangulaires planes dont une face est usinée en creux pour constituer la cavité devant recevoir une couche de mousse métallique ayant elle- même sensible-ment la forme d'une plaque. La couche de mousse métallique peut être rapportée et fixée dans la cavité de la plaque correspondante, par exemple par soudage ou brasage. La couche de mousse métallique peut être également formée in situ à l'intérieur de la cavité de la plaque. Les cavités des plaques 14a et 14b sont formées sur l'une des faces d'une plaque plane à faces parallèles, par usinage en creux, sur une épaisseur inférieure à l'épaisseur de la plaque à faces parallèles. Comme il est visible sur la figure 3, la cavité 14'a ou 14'b présente, dans le plan de la plaque, une forme sensiblement rectangulaire dont les angles sont arrondis et en saillie, soit vers l'extérieur, soit vers l'intérieur du contour rectangulaire de la cavité. La cavité 14'a ou 14'b qui présente la forme d'une cuvette à fond plat est entourée et délimitée par la partie non usinée de la plaque ayant la forme d'un cadre plan 14"a ou 14"b. De manière plus générale, dans le cas de plaques ayant des formes différentes d'une forme rectangulaire et présentant éventuellement des formes courbes, les cavités servant de logement pour les couches de mousse métallique sont entourées également par un rebord s'étendant suivant un contour fermé ayant une surface plane. Dans le cas de plaques rectangulaires, comme représenté sur la figure 3, deux ouvertures traversantes 15a (ou 15b) sont prévues dans deux angles du cadre disposés suivant une diagonale du cadre de forme rectangulaire. Pour chacune des cavités 14'a et 14'b, les ouvertures traversantes correspondantes 15a ou 15b sont situées suivant une première diagonale et, suivant la seconde diagonale de la cavité au niveau des angles du contour de la cavité, c'est-à-dire du contour intérieur du cadre 14"a ou 14"b, la cavité s'étend vers l'extérieur du cadre. Comme il est visible sur la figure 3, le module comporte, en plus des plaques 14a et 14b destinées à recevoir une couche de mousse métallique, des plaques métalliques pleines 13 ayant chacune quatre ouvertures traversantes 16 situées au niveau des angles de la plaque. Selon une variante de réalisation., les couches successives 9 et 10 du module d'échange de chaleur peuvent être réalisées à partir de plaques support de mousse métallique (analogues aux plaques 14a et 14b), unique-ment. Chacune des plaques support 14a et 14b comporte une cuvette res- pective 14'a et 14'b délimitée par un rebord périphérique (tel que les cadres 14"a et 14"b) et un fond plat. Les couches pleines 9 du module sont constituées par les fonds plats des cavités des plaques support de mousse qui sont rapportées l'une sur l'autre, de manière que le rebord périphérique d'une plaque soit rapporté contre le fond plat d'une plaque support adja- Gente. Le module comporte également, à ses extrémités longitudinales, deux plaques métalliques rectangulaires constituant des plaques de fermeture 11 et 12 dont les dimensions sont identiques aux dimensions des plaques 13 et des plaques 14a et 14b. Les plaques d'extrémité 11 et 12 sont traversées ] 5 par des ouvertures suivant deux angles situés aux extrémités d'un côté transversal des plaques de longueur 12. Les ouvertures de la plaque d'extrémité supérieure 11 correspondent, pour l'une, à l'ouverture 3a d'entrée du premier fluide dans le module et pour l'autre à l'ouverture 4b de sortie du second fluide du module. La seconde plaque d'extrémité (plaque inférieure 12) est traversée suivant deux angles aux extrémités d'un côté transversal de longueur 12, par deux ouvertures constituant, pour l'une, l'ouverture 3b de sortie du premier fluide et, pour l'autre, l'ouverture 4a d'entrée du second fluide dans le module. La disposition des entrées et sorties 3a, 4b et 3b, 4a du module représenté sur la figure 3 correspond à une circulation du premier et du second fluides à contre-courant, comme représenté schématiquement sur la figure 4A. Sur la figure 4B, on a représenté de manière schématique un second mode de réalisation de la circulation du premier et du second fluides dans le :30 même sens ou circulation à co-courant, les ouvertures d'entrée 3a et 4a du premier et du second fluides traversant une première plaque d'extrémité du module (plaque supérieure) et les ouvertures de sortie 3b et 4b du second fluide traversant la seconde plaque d'extrémité (plaque d'extrémité inférieure) du module 2. L'assemblage du module 2, tel que représenté sur la figure 3, est réalisé en empilant l'une sur l'autre les plaques qui viennent d'être décrites, dans un certain ordre. Au-dessus de la première plaque d'extrémité (par exemple la plaque inférieure 12) est disposée une première plaque assurant le support d'une première couche de mousse métallique 10, par exemple une plaque 14b d'une couche 10b destinée à être traversée par le second fluide. Au-dessus de la première plaque de support d'une couche de mousse métallique 14b est disposée une première plaque pleine 13, puis une seconde plaque de support d'une couche de mousse métallique destinée à recevoir le premier fluide d'échange 14a qui est elle-même recouverte par une plaque pleine 13. On continue l'empilement en disposant successivement l'une sur l'autre une plaque de circulation d'un fluide, une plaque de séparation pleine 13, puis une plaque de circulation de l'autre fluide et une plaque de séparation pleine 13. Chacun des ensembles comportant une plaque support de mousse 14a ou 14b, une couche de mousse 10a ou 10b et une plaque de séparation 13 en appui sur la couche de mousse constitue un élément du module assurant la circulation de l'un des deux fluides. Audessus de la dernière plaque de circulation d'un fluide (par exemple la plaque 14a représentée sur la figure 3, on dispose la seconde plaque d'extrémité (plaque d'extrémité supérieure 11 dans le cas représenté sur la figure 3). Dans le cas de la variante de réalisation où les couches 9 et 10 sont réalisées à partir des plaques support uniquement, ces plaques dans les-quelles a été fixée une mousse métallique sont empilées directement l'une sur l'autre. Les différentes ouvertures de traversée des plaques sont alignées axialement suivant une direction longitudinale du module perpendiculaire :30 aux plaques de l'empilement. De plus, les angles arrondis du contour des cavités des plaques de support des couches de mousse situés suivant les secondes diagonales délimitent des zones de la cavité à la verticale des ouvertures traversantes de plaques adjacentes. Les plaques 14a de support des couches métalliques dans lesquelles circule le premier fluide et les plaques 14b de support des couches métalliques 10b dans lesquelles circule le second fluide sont disposées de manière que les premières diagonales des plaques 14a soient parallèles aux se- condes diagonales des plaques 14b, les premières diagonales des plaques 14b étant parallèles aux secondes diagonales des plaques 14a. Les plaques pleines 13 comportent, sur une de leurs faces destinée à venir en contact avec une face plane d'une plaque de support 14a ou 14b, à l'opposé de la face sur laquelle est usinée la cavité correspondante 14'a ou 14'b, des nervures 17 en saillie destinées à venir s'engager dans des rainures correspondantes sur la face plane de la plaque de support d'une couche de mousse métallique. On obtient ainsi un renforcement mécanique dela plaque pleine 13 et un positionnement parfait de la plaque 13 par rapport à la plaque de support de mousse métallique 14a ou 14b. L'une des plaques d'extrémité (plaque d'extrémité inférieure 12) comporte également, sur sa face interne dirigée vers l'intérieur du module, des nervures de renforcement et de positionnement 18 destinées à venir s'engager dans des rainures de la première plaque de support de mousse métallique superposée à la plaque d'extrémité 12. Les plaques pleines ou les plaques supports peuvent également comporter des nervures destinées à venir en contact avec une couche de mousse métallique. Dans ce cas, les nervures qui sont conçues dans ce but peuvent favoriser la répartition des gaz sur toute la surface des plaques et augmenter la surface d'échange des gaz, en évitant par exemple un débit préférentiel au centre des plaques, en plus d'une fonction de maintien structurel du module. Elles peuvent également jouer le rôle d'ailettes favorisant des échanges à travers les plaques. Les plaques dont on réalise l'empilement sont assemblées, de manière que chacune des couches de mousse métallique 10a ou 10b se trouve à l'intérieur d'un espace fermé de manière étanche, le rebord ou cadre entourant la cavité dans laquelle est disposée la mousse métallique étant appliqué et fixé de manière étanche contre une plaque pleine adjacente. On peut par exemple réaliser la fermeture étanche des cavités 14'a et 14'b ren- fermant les couches de mousse métalliique, en soudant le rebord ou cadre entourant la cavité renfermant la mousse de matière plastique sur la face plane en vis-à-vis de la plaque pleine 13 ou d'une plaque support adjacente (ou de la plaque d'extrémité 11 en ce qui concerne la plaque de support de mousse métallique supérieure). On peut également réaliser la fermeture étanche par serrage des plaques pleines 13 sur les rebords ou cadres des plaques de support de mousse métallique, avec interposition d'un joint d'étanchéité résistant à la température et à la pression des fluides. Chaque couche de mousse métallique 10a et 10b est contenue dans un espace fermé étanche. Toutefois, tous les espaces des plaques 14a ainsi que tous les espaces des plaques 14b renfermant la mousse métallique communiquent entre eux pour assurer la circulation du premier et du second fluides. Pour cela, une ouverture 15'a ou 15'b traversant le fond de la cavité des plaques support dans l'un des angles de la seconde diagonale de la cavité se trouve dans le prolongement axial d'une ouverture traversante 16 d'une plaque pleine 13 adjacente et d'urne ouverture traversante 15a ou 15b située dans l'un des angles de la première diagonale d'une plaque de support de mousse métallique située à la suite de la première plaque de support de mousse métallique, dans le sens général de circulation du fluide dans la direction longitudinale du module. Par exemple, en se référant à la figure 3, en partant de la plaque 14a située en dessous de la plaque supérieure 11, le premier fluide introduit dans le module par l'ouverture 3a de la plaque 11 parvient dans un premier angle de la cavité de la première plaque 14a, à l'extrémité de la seconde diagonale de la cavité, dans une zone ne comportant pas d'ouverture traversant le fond de la cavité. Dans l'angle situé à la seconde extrémité de la seconde diagonale de la cavité de la plaque 14a est prévue une ouverture 15'a traversant le fond de la cavité et située dans le prolongement de l'ouverture 16 d'une première plaque pleine 13, de l'ouverture 15b d'une plaque de sup- port de mousse métallique 14b et d'une ouverture 16 d'une seconde plaque pleine 13, située l'une à la suite de l'autre dans le sens de circulation du premier fluide, c'est-à- dire, sur la figure 3, de haut en bas. Le premier fluide traversant les ouvertures 15'a, 16, 15b et 16 de la seconde plaque 13 par- vient dans la cavité d'une seconde plaque 14a située en dessous de la seconde plaque 13, dans une zone ne comportant pas d'ouverture, à l'extrémité de la seconde diagonale de la seconde plaque 14a. Une ouverture 15'a traversant le fond de la cavité est prévue à une seconde extrémité de la se- conde diagonale de la seconde plaque 14a, de telle sorte que le premier fluide circule suivant la direction générale de la seconde diagonale des plaques 14a, dans un sens puis dans le sens opposé, suivant la longueur du module dans la direction longitudinale qui est la direction générale de circulation des fluides. En ce qui concerne le second fluide, les plaques 14b de support des couches de mousse métallique de circulation du second fluide comportent, à l'une des extrémités de leur seconde diiagonale, une ouverture 15'b permet-tant le passage du second fluide d'une plaque 14b à la suivante. Dans une variante de réalisation des plaques 14a et 14b, la cavité est réalisée sur l'ensemble de l'épaisseur de la plaque qui est totalement ajourée, la séparation entre les couches successives de mousse métallique étant assurée uniquement par les plaques pleines intermédiaires 13 alors que, dans le cas qui a été décrit plus haut, les couches de séparation entre deux éléments successifs comportent à la fois le fond de la cavité et une plaque de séparation intermédiaire, en contact avec la face de la plaque 14a ou 14b de support de la mousse métallique opposée à la cavité ou unique-ment le fond de la cavité. Dans ce cas, les plaques intermédiaires 13 doivent présenter des ouvertures 16, seulement dans des positions devant assurer le passage du premier ou du second fluide d'un élément à couche de mousse métallique à l'élément suivant dans la direction longitudinale du module, destiné à recevoir le même fluide. Chacun des deux fluides est transmis d'un premier élément à couches de mousse métallique, à travers une ouverture 16 de la plaque pleine adjacente, d'une ouverture 15a ou 15b de la plaque de l'élément suivant à mousse métallique destiné à recevoir l'autre fluide et d'une ouverture 16 de la plaque pleine suivante. Le fluide parvient dans la couche de mousse métallique d'un élément suivant destiné à recevoir le fluide, dans une zone fermée par une partie pleine de la plaque de séparation fermant la deuxième face de l'élément suivant à mousse métallique recevant le fluide. La présence ou l'absence d'ouvertures dans les plaques pleines successives permet de canaliser le fluide, de manière qu'il passe successive- ment dans un élément à couches de mousse métallique sur deux, dans la direction longitudinale de circulation générale du fluide à travers le module. Les moyens de distribution et de récupération de gaz constitués par des ouvertures, comme décrit ci-dessus, sont donc intégrés au module d'échange de chaleur et non rapportés, ce qui présente des avantages quant à la fabrication des modules, à leur encombrement et à leur fabrication. Comme il est visible sur les figures 4A et 4B, la circulation générale du premier et du second fluides à travers le module peut être assurée de manière que les fluides circulent à contre-courant ou à co- courant. Sur la figure 4B, on a représenté de manière schématique un module dans lequel la circulation des fluides dans la direction générale longitudinale du module est réalisée dans le même sens. Dans ce cas, l'ouverture d'entrée 3a du premier fluide dans le module 2 et l'ouverture d'entrée 4a du second fluide sont disposées à une même extrémité longitudinale du module et traversent par exemple la plaque d'extrémité 11. L'ouverture de sortie 3b du premier fluide et l'ouverture de sortie 4b du second fluide sont prévues à une seconde extrémité du module et traversent la plaque 12. Sur la figure 5, on a représenté une partie d'un module 2, en perspective éclatée, le module 2 étant alimenté en premier et en second fluides de manière que la circulation générale du premier et du second fluides dans la direction longitudinale du module soit réalisée dans le même sens. Le module comporte des éléments successifs de circulation du premier et du second fluides qui comportent chacun une plaque telle que 14a ou 14b évidée sur une partie de son épaisseur, de manière à constituer une cuvette de forme sensiblement rectangulaire ou carrée à angles arrondis dans laquelle on fixe une couche de mousse métallique 10a ou 10b, respectivement. Chacune des plaques 14a de forme carrée comporte, suivant deux angles, des ouvertures traversantes 15a suivant une première diagonale, à une première extrémité de la seconde diagonale, une ouverture borgne 15"a et, à la seconde extrémité de la seconde diagonale, une ouverture traversante 15'a. De même, les plaques 14b comportent suivant une première diagonale des ouvertures traversantes 15b dans des parties d'angles et la cavité usinée dans la plaque 14b, une ouverture borgne 15"b et une ouverture traversante 15'b suivant une seconde diagonale de la plaque. Le module est assemblé en empilant des plaques 14a et des plaques 14b séparées par des plaques pleines 13 comportant des ouvertures 16 dans leurs parties d'angles, de manière que les ouvertures 16 sont sensiblement alignées avec les ouvertures 15a, 15'a, 15"a, 15b, 15'b et 15"b, lors de la constitution du module. Le module est constitué d'éléments en couches de mousse métallique successifs comportant une plaque 14a ou 14b dont la cavité est fermée par une plaque pleine 13. De manière à assurer le positionnement et le maintien d'une plaque 13 par rapport à une plaque 14a ou 14b d'un élément adjacent, la plaque 13 comporte, sur une de ses faces, un pion 20 en saillie venant s'engager dans une ouverture dans le fond de la cavité recevant une couche de mousse métallique d'un élément adjacent. L'assemblage des plaques empilées est réalisé par soudage des parties en contact des plaques par compression uni-axiale dans des conditions adaptées aux matériaux des plaques. Au cours de la compression des plaques, les couches de mousse dont l'épaisseur est suffisante pour remplir les cavités des plaques support 14a et 14b viennent en contact avec les planes pleines assurant la fermeture de la cavité sur une face, de manière à assurer un contact intime et de très bons échanges thermiques entre la mousse métallique et les plaques pleines de séparation par l'intermédiaire desquelles la chaleur est transmise d'un fluide en circulation à l'autre fluide en circulation. Sur la figure 6, on a représenté une plaque désignée sous la référence 14ab, cette plaque 14ab ayant sensiblement une épaisseur double des plaques 14a et 14b et étant usinée sur ses deux faces, sous la forme de cavités telles que 14'ab séparées par une paroi médiane de la plaque 14ab, de manière à pouvoir placer, de part et d'autre de la paroi médiane de la plaque 14ab, une première couche de mousse métallique 10a et une seconde couche métallique 10b, respectivement. Des ouvertures 15a, 15'a et 15b, 15'b sont réalisées dans des angles de la plaque, de manière à être superposées à des ouvertures traversantes de plaques pleines rapportées sur les faces de la plaque 14ab pour constituer deux éléments adjacents à couches de mousse métallique destinés à recevoir, pour le premier, sur une première face de la plaque 14ab, le premier fluide et, pour la seconde, sur la seconde face de la plaque 14ab, le second fluide. Les ouvertures 15'a, 15"a et 15'b, 15"b sont réalisées de manière que les fluides circulent dans la couche de mousse, dans une direction transversale sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale du module, entre une ouverture 15a ou 15b d'alimentation de la couche de mousse en premier ou en second fluicle, respectivement, et une ouverture 15'a ou 15'b d'évacuation du premier ou du second fluide, respectivement vers un élément à couche de mousse disposé à la suite dans la direction de circulation du fluide et destiné à recevoir le même fluide. On va maintenant décrire, de manière plus détaillée, le procédé de réalisation d'un module et d'un dispositif d'échange de chaleur suivant l'in- vention, dans le cas où l'échangeur de chaleur est utilisé pour réaliser des échanges thermiques entre des gaz à très haute température et en particulier entre de l'hélium de refroidissement d'un réacteur nucléaire HTR et un mélange d'hélium et d'azote, l'hélium caloporteur, à la sortie du coeur du ré-acteur, étant à une température supérieure à 850 C et pouvant aller même jusqu'à 950 C. Le second gaz constitué par un mélange d'hélium et d'azote qui doit être échauffé par l'hélium caloporteur parvient dans le module à une température qui peut être par exemple de 300 C, la température du second gaz d'échange prélevant la chaleur du gaz caloporteur étant de l'ordre de 800 C à la sortie du dispositif échangeur de chaleur et la température de l'hélium caloporteur de l'ordre de 350 C à la sortie du dispositif échangeur de chaleur. Les plaques support de la mousse métallique telles que 14a, 14b et 14ab et les plaques intermédiaires pleines 13 sont en un alliage réfractaire, par exemple un alliage à base de nickel tel que l'alliage 617 ou d'autres al-liages réfractaires de nickel renfermant généralement du nickel et du chrome. La mousse métallique des couches de mousse est obtenue par dépôt d'un matériau métallique sur de la mousse de polyuréthane qui est éliminée par combustion après le dépôt, de manière à obtenir une couche de mousse dont la taille des pores ou la section des fibres est généralement comprise entre 100 et quelques centaines de micromètres et de préférence voisine de 200 pm. La texture de la mousse métallique obtenue à partir de la mousse de polyuréthane est optimisée en fonction de la nature des gaz entre les-quels on réalise l'échange thermique et des paramètres physiques de ces gaz. Les plaques support sont usinées, par exemple par jets d'eau, pour réaliser une cavité à fond plat sur l'une au moins des faces de la plaque support ou, éventuellement, une ouverture traversant la plaque support. De préférence, les couches de mousse métallique sont brasées ou soudées électriquement par effet Joule sur les plaques support après avoir été pla- cées dans la cavité. Dans certains cas, la mousse métallique n'est pas fixée par soudage ou brasage sur la plaque support, en particulier dans le cas où la cavité traverse la plaque support. Dans ce cas, la couche de mousse est uniquement maintenue par serrage entre deux plaques pleines 13. Les plaques support garnies de mousse métallique et les plaques pleines de séparation sont empilées dans un ordre déterminé, de manière qu'on constitue des éléments successifs à couches de mousse séparés par les plaques intermédiaires, les éléments à couche de mousse destinés à recevoir le premier fluide et les éléments à couche de mousse destinés à recevoir le second fluide étant placés alternativement dans des positions adjacentes et séparés par les plaques pleines de séparation. Chacun des modules du dispositif d'échange de chaleur fabriqué comme indiqué ci-dessus est placé dans un outillage de compression per- mettant d'exercer une compression uni-axiale sur l'empilement de plaques, de manière à réaliser une liaison entre les plaques par diffusion de métal. La taille des modules élémentaires (en particulier dans la direction longitudinale) est tributaire de la capacité des outillages de compression uni- axiale dont on dispose. Dans certains cas, pour obtenir les caractéristiques voulues du dispositif d'échange, on peut être amené à placer plusieurs modules en série à la suite l'un de l'autre, dans le dispositif d'échange. Le dispositif d'échange de chaleur comportant des modules élémen- taires en nombre suffisant pour obtenir les conditions d'échange thermique et la capacité de traitement des gaz voulus peut comporter une enveloppe externe constituée sous la forme d'une cuve dans laquelle on place les modules élémentaires, par exemple dans une disposition radiale, éventuelle-ment sur plusieurs niveaux, les modules étant ensuite connectés entre eux et à des moyens d'alimentation et d'évacuation des fluides, tels que des col-lecteurs et des canalisations. Le dispositif d'échange de chaleur suivant l'invention présente une très bonne compacité et peut être facilement adapté à la nature des gaz entre lesquels on réalise l'échange et aux paramètres physiques de ces gaz. Pour cela, on peut adapter des caractéristiques des couches de mousse (par exemple la taille des fibres constituant la mousse et/ou la texture de la mousse). Le module peut également être adapté à la nature et aux paramètres physiques des fluides entre lesquels on réalise un échange thermique, en adaptant l'épaisseur des couches de mousse et donc l'épaisseur des plaques support, à chacun des gaz d'échange. Les plaques support à couche de mousse des éléments destinés à recevoir le premier fluide peuvent avoir une épaisseur (el) différente de l'épaisseur (e2) des plaques support des éléments à couche de mousse destinés à recevoir le second fluide. Les plaques de séparation intermédiaires ont généralement toutes la même épaisseur (e3). Dans le cas de modules de forme parallélépipédique à section transversale rectangulaire, les côtés de ces sections rectangulaires ont des dimensions qui sont choisies de manière à obtenir des conditions d'échange satisfaisantes dans chacune des couches du module et une bonne résistance mécanique du module. L'invention ne se limite pas strictement aux modes de réalisation qui ont été décrits. C'est ainsi que les plaques et les modules peuvent avoir des formes géométriques quelconques en section transversale, ces formes étant adaptées à la disposition des modules dans l'enveloppe de l'échangeur de chaleur. Les plaques support des couches de mousse peuvent être excavées pour présenter une cuvette sur une de leurs faces ou sur leurs deux faces ou une ouverture traversante, la plaque étant alors un simple cadre entourant la couche de mousse destiné à être intercalé entre deux plaques pleines. Les moyens de renforcement et de positionnement des plaques intermédiaires pleines par rapport aux plaques support des couches de mousse peuvent être réalisés sous une forme différente de nervures ou pions en saillie sur une face de la plaque pleine. On peut utiliser, par exemple, des bandes latérales assurant la fixation entre les plaques. Il est possible également de réaliser l'empilement des plaques constituant chacun des modules, à l'intérieur d'une enveloppe assurant certaines fonctions de maintien des plaques constitutives du module. Les matériaux constituant la mousse métallique et les plaques sont adaptées à la nature et aux conditions physiques dans lesquelles on réalise l'échange thermique (en particulier la température des gaz). Dans le cas de gaz à très haute température tels que décrits plus haut, la mousse peut être avantageusement en nickel ou en alliage fer-chromealuminium. L'invention s'applique non seulement dans le cas d'échange de chaleur entre des gaz à très haute température mais également dans d'autres types d'échanges thermiques entre des fluides de nature quelconque (li- quide ou gaz), quelle que soit la température de ces gaz. L'échangeur de chaleur suivant!l'invention permet également de réaliser des échanges de gaz entre des gaz ayant des pressions différentes. REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'échange de chaleur entre un premier fluide et un second fluide, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un module d'échange de chaleur (2) constitué d'une première pluralité de couches de mousse métallique (10a, 10b) limitées par des faces sensiblement planes et parallèles entre elles et une seconde pluralité de couches métalliques pleines (13) sensiblement planes et parallèles entre elles, chaque couche de mousse métallique (10a, 10b) étant intercalée entre deux couches métalliques pleines successives (13) et entourée par un rebord périphérique métal- ligue plein fixé de manière étanche contre au moins l'une des couches métalliques pleines (13) entre lesquelles est intercalée la couche de mousse métallique (10a, 10b), de manière que les couches de mousse métallique (10a, 10b) soient placées chacune dans un espace fermé isolé de manière étanche et constituant, avec au moins une couche pleine adjacente, un élé- ment de circulation de l'un du premier et du second fluides et des moyens de distribution et de récupération du premier et du second fluides d'échange au niveau des couches de mousse successives dans une direction longitudinale du module sensiblement perpendiculaire aux couches de mousse (10a, 10b) tels que dans l'un et l'autre de deux éléments de circulation de fluide à couches de mousse métallique disposés de manière adjacente dans la direction longitudinale du module, circulent, dans une direction transversale sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale, respective-ment, le premier et le second fluides et que le premier et le second fluides circulent successivement dans un sur deux des éléments à couches de mousse métallique, disposés successivement dans la direction longitudinale du module (2). 2.- Echangeur de chaleur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le module d'échange de chaleur (2) est constitué par des plaques métalliques (11, 12, 13, 14a, 14b) juxtaposées et assemblées entre elles, successivement dans la direction longitudinale du module (2) comportant des plaques support de mousse (14a, 14b) et des plaques métalliques pleines de séparation (13), pour constituer les couches de mousse métallique (10a, 10b) et les couches métalliques pleines (13), chacune des plaques support (14a, 14b) comportant une cavité respective (14'a, 14'b) pour recevoir une couche de mousse métallique (10a, 10b) et un rebord périphérique entourant la cavité (14'a, 14'b). 3.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que les cavités (14'a, 14'b) des plaques (14a, 14b) de support des couches (10a, 10b) de mousse métallique sont des cuvettes à fond plat usinées dans l'une au moins des faces de la plaque métallique, en ménageant le rebord périphérique plan autour de la cavité (14'a, 14'b). 4.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que les cavités (14'a, 14'b) des plaques support de mousse (14a, 14b) traversent les plaques support (14a, 14b) sur toute leur épaisseur, les plaques support (14a, 14b) constituant un cadre entourant la couche de mousse métallique (10a, 10b). 5.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le module d'échange de chaleur est constitué par des plaques métalliques juxtaposées et assemblées entre elles, successivement dans la direction longitudinale du module, toutes les plaques métalliques étant des plaques de support de mousse (14a, 14b) ayant chacune une cavité (14'a, 14'b) ayant la forme d'une cuvette délimitée par un rebord et un fond plat, les couches pleines de séparation des couches de mousse étant constituées par les fonds plats rapportés directement, chacun sur un rebord d'une plaque de support de mousse adjacente. 6.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que les plaques métalliques pleines (13) ou les fonds plats des plaques support de mousse (14a, 14b) comportent sur une au moins de leurs faces au moins un élément en saillie tel qu'une nervure (17) ou un pion de fixation et de positionnement (20), une nervure de répartition de fluide ou une ailette d'échange thermique. 7.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé par le fait que deux plaques pleines métalliques (11, 12) sont rapportées contre des plaques de support de mousse métallique (14a, 14b) aux extrémités longitudinales du module et constituent des plaques d'extrémité et de fermeture du module. 8.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé par le fait que les moyens de distribution et de récupération de fluides du module (2) totalement intégrés au module sont constitués par des ouvertures (15a, 15b, 16) des plaques de séparation pleines (13) et des pla- ques support de couches de mousse métallique (14a) alignées suivant la direction longitudinale du module avec des zones d'arrêt de la circulation longitudinale des fluides dans les cavités (14'a, 14'b) contenant les couches de mousse métallique (10a, 10b) et avec des zones de passage (15'a, 15'b) du premier ou du second fluide à travers une couche de mousse métallique correspondante (10a, 10b) dans la direction longitudinale du module (2), de manière à assurer une circulation du premier et du second fluides dans des directions transversales, chacun à l'intérieur d'une couche de mousse métallique (10a, 10b) sur deux dans la direction longitudinale du module. 9.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le module comporte à ses extrémités longitudinales des moyens d'introduction de fluide dans le module (3a, 4a) et des moyens d'extraction de fluide du module (3b, 4b), de manière à réaliser, à l'intérieur du module, une circulation générale du premier et du second fluides suivant l'un des modes suivants: - circulation à contrecourant, le moyen d'introduction de premier fluide (3a) et le moyen d'extraction du second fluide (4b) étant placés à une première extrémité longitudinale du module (2) et le moyen d'introduction de second fluide (4a) et le moyen d'extraction de premier fluide (3b) étant dis-posés à la seconde extrémité longitudinale du module (2), - circulation à co-courant, les moyens d'introduction de premier et de second fluides (3a, 4a) étant disposés à une première extrémité longitudinale du module (2) et les moyens d'extraction (3b, 4b) du premier et du second fluides du module (2) étant situés à la seconde extrémité longitudinale du module (2). 10.- Dispositif d'échange de chaleur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caràctérisé par le fait qu'il comporte une pluralité de modules (2) disposés en parallèle, ayant des moyens d'alimentation en premier et en second fluides reliés en parallèle à un moyen (5a, 6a) de fourniture, respectivement, de premier et de second fluides, et des moyens de récupération de premier et de second fluides reliés, respectivement, à un premier et à un second moyen de récupération de premier et de second fluides (5b, 6b). 11.- Dispositif d'échange de chaleur entre un premier gaz à une température au moins égale à 850 C et un second gaz dont on assure l'échauffement à une température au moins égale à 800 C, selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé par le fait que les plaques support des couches de mousse et les plaques métalliques pleines de séparation (13) sont en un alliage réfractaire tel qu'un alliage de nickel et la mousse métallique en un matériau tel que le nickel ou un alliage de fer, de chrome et d'aluminium.