Brevet FR2878517A1 — publié le 20060602

L'invention concerne des dispositifs à réacteur catalytique/échangeur de chaleur, et, dans des applications plus particulières, des dispositifs tels que ceux utilisés dans des systèmes de traitement de combustible, tels que ceux qui produisent de l'hydrogène. Il existe de nombreux types connus de réacteurs catalytiques. Par exemple, des réacteurs catalytiques sont communs dans des ensembles ou des sousensembles de traitement de combustible, tels que ceux qui produisent de l'hydrogène. Par exemple, des systèmes de pile à combustible à membrane échangeuse de protons (MEP) comprennent communément un sous-ensemble de traitement de combustible qui produit de l'hydrogène. Plus particulièrement, dans de nombreux systèmes de pile à combustible de type MEP, un combustible tel que du méthanol, du méthane ou un combustible hydrocarboné similaire, est converti en un courant riche en hydrogène pour le côté d'anode de la pile à combustible. Dans de nombreux systèmes, du méthanol ou du gaz naturel (méthane) humidifié et de l'air sont convertis chimiquement en un courant riche en hydrogène connu sous le nom de reformat par un sous-ensemble de traitements de combustible du système de pile à combustible. Cette conversion a lieu dans un reformeur où l'hydrogène est libéré de façon catalytique du combustible hydrocarboné. Un type commun de reformeur est un réacteur autotherme (RAT) , qui utilise de l'air et de la vapeur d'eau en tant que corps réactionnels oxydants. Lorsque l'hydrogène est libéré, une quantité substantielle de monoxyde de carbone (CO) est engendrée, laquelle doit être réduite à un niveau bas (habituellement moins de 10 millionièmes) pour éviter l'empoisonnement de la membrane MEP. Pour abaisser la concentration de CO à des niveaux acceptables, on utilise généralement plusieurs réactions catalytiques dans le sous- ensemble de traitement de combustible pour éliminer le CO présent dans l'écoulement de reformat. Des réactions typiques pour réduire le CO dans l'écoulement de reformat comprennent une conversion du gaz à l'eau, ainsi qu'une réaction d'oxydation sélective sur un catalyseur à métal précieux (avec une petite quantité d'air ajoutée au courant de reformat pour fournir de l'oxygène) dans un dispositif communément appelé dispositif d'oxydation sélective. En général, plusieurs étages de nettoyage du CO sont nécessaires pour obtenir un courant de reformat ayant un niveau de CO acceptable. Chacun des étages de nettoyage de CO nécessite d'abaisser la température du reformat dans des plages de températures relativement précises afin que la réaction catalytique souhaitée ait lieu et que la quantité de métal précieux dont est chargée le catalyseur puisse être minimisée. Par exemple, la réaction souhaitée pendant un processus d'oxydation sélective est [2 CO + O2 - 2 CO2 + 283 kJ/mole]. Cependant, il y a d'autres réactions concurrentes qui sont nuisibles à l'élimination du CO du courant de reformat. En particulier, les autres réactions concurrentes sont une oxydation de l'hydrogène [H2 + 1/2 02 -> H2O + 242 kJ/mole], qui convertit l'hydrogène gazeux souhaité en eau, une conversion inverse du gaz à l'eau [CO2 + H2 + 41 kJ/mole H> H2O + CO], qui crée une quantité supplémentaire nuisible de CO tout en diminuant la quantité d'hydrogène gazeux, et des méthanations [CO + 3H2 4 CH4 + H2O + 206 kJj/mole] et [CO2 + 4 H2 -i CH4 + 2 H2O + 165 kJ/mole] qui diminuent également la quantité d'hydrogène gazeux dans le courant de reformat. Le catalyseur et la température initiale sont choisis de façon à favoriser l'oxydation du CO par rapport à la conversion inverse du gaz à l'eau et à la méthanation. Cependant, des fluctuations de la température peuvent amener les réactions concurrentes à faire obstacle à la performance d'élimination du CO. En outre, la température optimale pour une oxydation sélective varie suivant la concentration du monoxyde de carbone dans le reformat. Plus particulièrement, 1a température optimale pour une oxydation sélective tend habituellement à baisser lorsque la concentration de monoxyde de carbone dans le reformat diminue. De plus, l'activité du catalyseur, ou la vitesse à laquelle la réaction souhaitée a lieu, est fonction de la concentration des corps réactionnels (CO et 02) et de la température. La réaction d'oxydation du CO, la réaction d'oxydation du H2 ainsi que la réaction de méthanation sont toutes exothermiques, libérant de la chaleur lors de la progression de chaque réaction respective. Par conséquent, la température du courant de fluide de reformat peut s'élever jusqu'à 100 C à son passage dans un réacteur d'oxydation sélective même si la réaction d'oxydation sélective souhaitée domine initialement. Lorsque la température monte, la sélectivité de la réaction pour l'oxydation du CO décroît par rapport aux réactions concurrentes, diminuant ainsi le rendement global d'élimination du CO. Il est donc souhaitable d'éliminer la chaleur de l'écoulement de reformat pendant qu'il est en réaction afin de ne pas perdre la sélectivité de la réaction. Cependant, lors de conditions de démarrage à basse température, un refroidissement du courant de fluide de reformat dans la région de la réaction catalytique peut être indésirable car il réduit l'activité, déjà faible, de la réaction catalytique. En fait, il peut être avantageux de ne pas refroidir le reformat pendant un démarrage à basse température, car ceci permettrait au catalyseur d'arriver à température plus rapidement. L'objet principal de l'invention est de procurer un réacteur catalytique perfectionné. Conformément à un aspect de l'invention, un dispositif à réacteur catalytique/échangeur de chaleur est prévu pour générer une réaction catalytique dans un écoulement de fluide réactionnel et pour transmettre de la chaleur à un écoulement de fluide de refroidissement. Le dispositif à réacteur catalytique/échangeur de chaleur comprend une entrée d'écoulement réactionnel, une sortie d'écoulement réactionnel, un jeu de canaux d'écoulement réactionnel s'étendant entre l'entrée d'écoulement réactionnel et la sortie d'écoulement réactionnel pour diriger l'écoulement de fluide réactionnel à travers le dispositif, un jeu de canaux d'écoulement de refroidissement entrelacés avec les canaux d'écoulement réactionnel pour diriger l'écoulement de fluide de refroidissement en relation d'échange de chaleur, à contre-courant, avec l'écoulement de fluide réactionnel, et des générateurs de turbulences dans chacun des canaux d'écoulement réactionnel. Une partie choisie de chacun des générateurs de turbulences comprend une couche catalytique pour amorcer une réaction catalytique en un emplacement espacé en aval de l'entrée d'écoulement réactionnel, la couche catalytique commençant à l'emplacement et s'étendant vers la sortie de l'écoulement réactionnel. Une partie initiale de chacun des générateurs de turbulences s'étend depuis l'entrée d'écoulement réactionnel jusqu'à l'emplacement et est exempte de couche catalytique afin de retarder la réaction catalytique jusqu'à ce que d'écoulement de fluide réactionnel atteigne l'emplacement. Selon un aspect de l'invention, la partie choisie de chacun des générateurs de turbulences est une pièce séparée de la partie initiale de chacun des générateurs de turbulences. Selon un autre aspect, la partie choisie et la partie initiale de chacun des générateurs de turbulences sont constituées d'un seul bloc. Conformément à un aspect, chacun des canaux d'écoulement réactionnel est délimité par deux surfaces espacées, globalement planes, de transmission de chaleur, et chacun des générateurs de turbulences comprend plusieurs crêtes et creux alternés reliés par des sections de parois. Chacune des crêtes est adjacente à l'une des deux surfaces de transmission de la chaleur, et chacun des creux est adjacent à l'autre des deux surfaces de transmission de la chaleur. Selon un autre aspect, chacune des parties choisies comprend une section d'aval dans laquelle les surfaces des parois sont interrompues par des volets ayant des longueurs qui s'étendent à peu près parallèlement aux deux surfaces de transmission de la chaleur. Selon un autre aspect, chacune des parties choisies comprend une section d'aval dans laquelle les crêtes et les creux sont plus rapprochés que les crêtes et les creux de la portion restante de la partie choisie dans une direction transversale aux plans des deux surfaces de transmission de la chaleur et sont espacés des deux surfaces de transmission de la chaleur afin de minimiser la transmission de la chaleur de la section d'aval vers les deux surfaces de transmission de la chaleur. Selon un autre aspect encore, chacune des parties choisies comprend une section d'amont dans laquelle les crêtes et les creux sont brasés aux deux surfaces de transmission de la chaleur, et une section d'aval dans laquelle les crêtes et les creux ne sont pas brasés aux deux surfaces de transmission de la chaleur afin de minimiser la transmission de la chaleur de la section d'aval aux deux surfaces de transmission de la chaleur. Selon un autre aspect, chacune des parties choisies comprend une section d'aval dans laquelle les crêtes et les creux sont éliminés afin de minimiser la transmission de la chaleur de la section d'aval aux deux surfaces de transmission de la chaleur. Selon un aspect de l'invention, les générateurs de turbulences sont des ailettes formées par crevage et déport. Conformément à un aspect, les canaux de réaction et d'écoulement sont définis par des plaques placées entre chacun des canaux et des barres placés entre chacune des plaques. Selon un aspect, les canaux d'écoulement sont définis par des plaques embouties placées entre chacun des canaux d'écoulement, avec un bossage qui s'étend depuis chacune des plaques pour entrer en contact avec des plaques adjacentes afin de délimiter les canaux d'écoulement. Conformément à un aspect, chacune des plaques d'écoulement présente une ouverture d'entrée d'écoulement réactionnel en communication de fluide avec l'entrée d'écoulement réactionnel, une ouverture de sortie d'écoulement réactionnel en communication de fluide avec une sortie d'écoulement réactionnel, une ouverture d'entrée d'écoulement de refroidissement et une ouverture de sortie d'écoulement de refroidissement. Chacun des canaux d'écoulement réactionnel renferme deux éléments rapportés de direction d'écoulement. L'un des éléments rapportés entoure une paire alignée d'ouvertures de sortie d'écoulement de refroidissement et comprend une surface profilée s'étendant à travers le canal d'écoulement réactionnel depuis une paire alignée des ouvertures d'entrée d'écoulement réactionnel afin de diriger l'écoulement de fluide réactionnel depuis ces ouvertures dans le canal d'écoulement réactionnel. L'autre des éléments rapportés entoure une paire alignée des ouvertures d'entrée d'écoulement de refroidissement et présente une surface profilée s'étendant dans le canal d'écoulement réactionnel depuis une paire alignée des ouvertures de sortie d'écoulement réactionnel afin de diriger l'écoulement de fluide réactionnel dans le canal d'écoulement réactionnel vers la paire alignée d'ouvertures de sortie d'écoulement réactionnel. Chacun des canaux d'écoulement de refroidissement renferme une autre paire d'éléments rapportés de direction d'écoulement, l'un des éléments rapportés entourant une paire alignée des ouvertures de sortie d'écoulement réactionnel et présentant -une surface profilée s'étendant dans le canal d'écoulement de refroidissement depuis une paire alignée des ouvertures d'entrée d'écoulement de refroidissement afin de diriger l'écoulement de fluide de refroidissement depuis ces ouvertures dans le canal d'écoulement de refroidissement, et l'autre des éléments rapportés entourant une paire alignée des ouvertures d'entrée d'écoulement réactionnel et présentant une surface profilée s'étendant dans le canal d'écoulement de refroidissement depuis une paire alignée des ouvertures de sortie d'écoulement de refroidissement afin de diriger l'écoulement de fluide de refroidissement dans le canal d'écoulement de refroidissement vers la paire alignée d'ouvertures de sortie d'écoulement de refroidissement. Conformément à un aspect de l'invention, chacune des parties initiales occupe environ 25 % à 50 % du canal correspondant d'écoulement réactionnel. Selon un autre aspect, chacune des parties initiales occupe environ 25 % du canal correspondant d'écoulement réactionnel. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif à réacteur catalytique/échangeur de chaleur selon l'invention; la figure 2 est une vue en perspective éclatée du dispositif de la figure 1; la figure 3 est une vue partielle en perspective à échelle agrandie d'une ailette de générateur de turbulences 25 qui peut être utilisée dans le dispositif de la figure 1; la figure 4 est une vue en perspective éclatée montrant une autre forme de réalisation du dispositif de la figure 1; la figure 5 est une vue en perspective éclatée 30 montrant encore une autre forme de réalisation du dispositif de la figure 1; la figure 6 est une vue en perspective montrant une partie d'une ailette de générateur de turbulences destinée à être utilisée dans le dispositif de la figure 5; la figure 7 est une vue partielle suivant la ligne 7-7 de la figure 6; la figure 8 est une vue partielle suivant la ligne 8-8 de la figure 6; la figure 9 est une vue en perspective montrant une partie d'un autre générateur de turbulences qui peut être 5 utilisé dans le dispositif de la figure 5; la figure 10 est une vue partielle suivant la ligne 10-10 de la figure 9; la figure 11 est une vue partielle suivant la ligne 11-11 de la figure 9; la figure 12 est une vue en perspective montrant une partie d'une autre ailette de générateur de turbulences qui peut être utilisée dans le dispositif de la figure 5; la figure 13 est une vue partielle suivant la ligne 13-13 de la figure 12; la figure 14 est une vue partielle suivant la ligne 14-14 de la figure 12; la figure 15 est une vue en élévation partielle, éclatée, d'une autre forme de réalisation du dispositif représenté sur la figure 1; la figure 16 est une vue suivant la ligne 16-16 de la figure 15; la figure 17 est une vue suivant la ligne 17-17 de la figure 15; la figure 18 est une vue en perspective d'une autre 25 version d'un dispositif à réacteur catalytique/échangeur de chaleur selon la présente invention; la figure 19 est une vue suivant la ligne 19-19 de la figure 18. Comme on le voit sur les figures 1 et 2, un dispositif 10 à réacteur catalytique/échangeur de chaleur selon l'invention est destiné à générer une réaction catalytique dans un écoulement de fluide réactionnel (représenté quelque peu schématiquement par des flèches 12) et à transmettre de la chaleur à un écoulement de fluide de refroidissement (représenté quelque peu schématiquement par des flèches 14). Une application possible et appréciée pour le dispositif 10 est une utilisation en tant que dispositif d'oxydation sélective dans un système de traitement de combustible qui produit de l'hydrogène comme cela a été décrit plus en détail dans le préambule de la présente description. Cependant, les spécialistes de la technique apprécieront que le dispositif 10 peut trouver des utilisations dans de nombreux autres systèmes nécessitant une réaction catalytique. On n'entend donc aucunement limiter l'utilisation à un système de traitement de combustible ou à un système de pile à combustible sauf indication spécifique contraire. Le dispositif 10 comprend une entrée 16 d'écoulement réactionnel, une sortie 18 d'écoulement réactionnel, un ensemble de canaux 20 d'écoulement réactionnel (l'un étant représenté à découvert sur la figure 2) s'étendant entre l'entrée 16 et la sortie 18 pour diriger l'écoulement de fluide réactionnel 12 à travers le dispositif 10, un ensemble de canaux 22 d'écoulement de refroidissement (l'un étant également représenté à découvert sur la figure 2) entrelacés ou intercalés avec les canaux d'écoulement réactionnel 20 pour diriger l'écoulement 14 de fluide de refroidissement en relation d'échange de chaleur, à contre-courant avec l'écoulement de fluide réactionnel 12. Les canaux 22 d'écoulement de refroidissement s'étendent entre une entrée 24 d'écoulement de refroidissement et une sortie 26 d'écoulement de refroidissement afin de diriger l'écoulement de fluide de refroidissement 14 à travers le dispositif 10. Le dispositif 10 comprend en outre des générateurs de turbulences 30 (représentés sous la forme d'une plaque monobloc 30 de génération de turbulences sur la figure 2) dans chacun des canaux 20 d'écoulement réactionnel. Une forme appréciée du générateur de turbulences 30 est représentée sur la vue partielle en perspective de la figure 3 sous la forme d'une ailette génératrice de turbulences, réalisée par crevage et déport. En se référant de nouveau à la figure 2, une partie choisie 34 de chacun des générateurs de turbulences 30 comprend une couche ou un revêtement catalytique 36 sur les surfaces du générateur de turbulences 30 afin d'amorcer la réaction catalytique souhaitée en un emplacement, illustré par une ligne tiretée 38 sur la figure 2, espacé en aval de l'entrée 16 d'écoulement réactionnel. La couche catalytique 36 commence à l'emplacement 38 et s'étend vers la sortie 18 d'écoulement réactionnel et, dans la forme de réalisation montrée sur la figure 2, elle s'étend sur toute la longueur restante du générateur de turbulences 30 entre l'emplacement 38 et un bord arrière 39 du générateur de turbulences 30. Une partie initiale 40 de chacun des générateurs de turbulences 30 s'étend entre l'entrée 16 d'écoulement réactionnel à l'emplacement 38, avantageusement depuis un bord avant 42 du générateur de turbulences 30 jusqu'à l'emplacement 38, et est exempte de la couche catalytique 36 afin de retarder la réaction catalytique jusqu'à ce que l'écoulement de fluide réactionnel 12 atteigne l'emplacement 38. Il convient de noter qu'en prévoyant la partie initiale 40, on peut refroidir l'écoulement de fluide réactionnel 12 passant dans les canaux d'écoulement 20 et les générateurs de turbulences 30 à la plage de températures optimale pour la réaction catalytique souhaitée, par le fluide de refroidissement 14 s'écoulant dans les canaux 22 d'écoulement. Ainsi, les parties initiales 40 des générateurs de turbulences 30 peuvent agir à la manière d'un prérefroidisseur qui établit l'écoulement de fluide réactionnel 12 dans la plage optimale de températures pour la réaction catalytique souhaitée lorsque l'écoulement de fluide réactionnel 12 atteint l'emplacement 38 et entre en contact avec la couche catalytique 36, amorçant ainsi la réaction catalytique. Ceci est souhaitable car on peut ainsi éliminer un échangeur de chaleur ou un prérefroidisseur séparé qui était nécessaire dans des systèmes classiques de traitement de combustible. Le revêtement catalytique 36 peut être appliqué sur la partie choisie 34 en utilisant tout moyen convenable, soit avant l'assemblage et le brasage du dispositif 10, soit après l'assemblage et le brasage du dispositif 10. Par exemple, un procédé de revêtement par submersion peut être utilisé pour appliquer le revêtement catalytique 36 sur le dispositif 10 après le brasage. En considérant à présent les détails de la construction montrée sur les figures 1 et 2, on peut voir que cette forme de réalisation du dispositif est formée d'un empilage 50 de plaques emboîtées 52, du type embouties, ayant des parties en relief sous la forme de rebords 54 des bords qui s'étendent depuis chacune des plaques 52 pour entrer en contact avec des plaques adjacentes 52 afin de délimiter les canaux d'écoulement 20 et 22 qui sont placés de façon alternée entre les plaques 52 dans l'empilage 50. Chacune des plaques 52 présente des surfaces globalement planes 56 de transmission de la chaleur telles que chacun des canaux d'écoulement 20 et 22 est délimité par une paire espacée des surfaces 56 de paires adjacentes des plaques 52. En référence à la figure 3, chacun des générateurs de turbulences 30 comprend de multiples crêtes 58 et creux 60 qui alternent, reliés par des sections de parois 62. Chacune des crêtes 58 est adjacente à l'une des surfaces 56 de transmission de la chaleur qui délimitent le canal d'écoulement 20, et chacun des creux 60 est adjacent à L'autre des surfaces 56 de transmission de la chaleur (non représentées sur la figure 3) qui délimite le canal d'écoulement correspondant 20. De préférence, les crêtes 58 et les creux 60 sont liés, par exemple par brasage, à leurs surfaces respectives 56 de transmission de la chaleur afin d'améliorer la transmission de la chaleur à celles-ci. On doit comprendre que, bien que des ailettes réalisées par crevage et déport soit préférées, dans certaines applications, il peut être souhaitable d'utiliser d'autres 2878517 12 générateurs de turbulences appropriés, dont un grand nombre est connu. Par exemple, des ailettes à lamelles, ondulées ou en serpentin peuvent être utilisées, ou bien des générateurs de turbulences peuvent être réalisés sous forme de reliefs dans les surfaces planes 56. On préfère aussi prévoir des ailettes ou générateurs de turbulences appropriés 64 de transmission de la chaleur dans chacun des canaux 22 d'écoulement de refroidissement pour renforcer la transmission de la chaleur à l'écoulement 14 de refroidissement. A cet égard, toute ailette ou tout générateur de turbulences convenable pour la transmission de la chaleur peut être utilisé si cela est imposé par les paramètres spécifiques de l'application demandée. En considérant de nouveau chacune des plaques 52, comme cela est commun pour ce type de construction, chacune des plaques 52 présente quatre ouvertures d'écoulement 66, 68, 70, 72. L'ouverture 66 sert d'ouverture d'entrée d'écoulement réactionnel, l'ouverture 68 sert d'ouverture de sortie d'écoulement réactionnel, l'ouverture 70 sert d'ouverture d'entrée d'écoulement de refroidissement et l'ouverture 72 sert d'ouverture de sortie d'écoulement de refroidissement, comme on le voit le mieux sur la figure 2. Les ouvertures 66 sont alignées de façon à définir un collecteur 74 d'entrée d'écoulement réactionnel qui distribue l'écoulement de fluide réactionnel 12 à chacun des canaux d'écoulement 20. Les ouvertures 68 sont alignées entre elles afin de définir un collecteur 76 de sortie d'écoulement réactionnel qui collecte l'écoulement de fluide réactionnel 12 provenant de chacun des canaux d'écoulement 20 et dirige l'écoulement de fluide réactionnel 12 vers la sortie 18. Les ouvertures 70 sont alignées de façon à définir un collecteur 78 d'entrée d'écoulement de refroidissement qui distribue l'écoulement de fluide de refroidissement 14 de l'entrée 24 vers chacun des canaux d'écoulement 22, et les ouvertures 72 sont alignées de façon à définir un collecteur 80 de sortie d'écoulement de refroidissement qui collecte l'écoulement 14 de fluide de refroidissement provenant de chacun des canaux d'écoulement 22 et le dirige vers la sortie 26. L'empilage 50 comprend en outre une plaque extrême 52A qui ne présente pas les ouvertures 68 et 70, mais présente les ouvertures 66 et 72, et une autre plaque extrême 52B qui ne présente pas les ouvertures 68 et 70, et peut présenter facultativement l'ouverture 72 si un raccordement 82 de dérivation d'écoulement de refroidissement est souhaité pour un écoulement de refroidissement qui contourne les canaux d'écoulement 22 afin de se combiner avec l'écoulement de refroidissement 14 passant dans le collecteur 80 de sortie d'écoulement de refroidissement. Une particularité de la forme de réalisation du dispositif 10 représenté sur les figures 1 et 2 est la présence de deux éléments rapportés 90 de direction d'écoulement dans chacun des canaux d'écoulement 20 et 22. Chacun des éléments rapportés 90 entoure une paire correspondante des ouvertures alignées 66, 68, 70 ou 72, et présente une surface profilée 92 s'étendant à travers le canal d'écoulement associé 20 ou 22 à partir d'une paire alignée et opposée des ouvertures 66, 68, 70 ou 72 qui sont ouvertes vers le canal d'écoulement correspondant 20 ou 22. La surface profilée 92 sert à diriger l'écoulement de fluide correspondant 12 ou 14 depuis la paire alignée et opposée des ouvertures 66, 68, 70 ou 72 à travers le canal d'écoulement correspondant 20 ou 22 afin d'obtenir une bonne distribution de l'écoulement de fluide respectif 12 ou 14 dans le canal d'écoulement correspondant 20 ou 22. L'épaisseur des éléments rapportés 90 correspond avantageusement à l'épaisseur du générateur de turbulences 30 ou 64 placé dans le canal d'écoulement correspondant 20 ou 22 afin qu'il y ait un bon contact entre les faces opposées 94 et 96 de chacun des éléments rapportés et les surfaces correspondantes 56 de transmission de la chaleur qui délimitent le canal d'écoulement correspondant 20 ou 22 pour permettre aux faces 94 et 96 d'y être liées, par exemple par brasage, afin d'empêcher toute fuite depuis la paire d'ouvertures 66, 68, 70 ou 72 qui sont entourées par l'élément rapporté 90. En d'autres termes, chacun des éléments rapportés 90 a pour fonction double d'isoler de façon étanche une paire alignée des ouvertures 66, 68, 70 ou 72 du canal d'écoulement correspondant 20 ou 22 tout en dirigeant l'écoulement de fluide associé 12 ou 14 vers l'intérieur ou l'extérieur du canal d'écoulement correspondant 20 ou 22 depuis le collecteur correspondant 74, 76, 78 ou 80 ou vers celui-ci. Le dispositif 10 comprend en outre une paire de brides de montage 98 fixées à une surface extérieure de la plaque 52a pour constituer des points de montage pour le dispositif 10. On doit comprendre que les brides 98 ne sont pas essentielles à l'invention et que n'importe quelle forme d'élément ou de bride de montage peut être utilisée. Les plaques 52 sont avantageusement revêtues d'un alliage de brasage convenable afin que les pièces du dispositif 10 puissent être brasées sous la forme d'un empilage assemblé. Comme indiqué dans le préambule de la présente description, l'activité du catalyseur, ou la vitesse à laquelle la réaction a lieu, est fonction de la concentration des corps réactionnels (CO2) et de la température. Plus la concentration et la température sont élevées, plus l'activité est grande. Sous des conditions normales de fonctionnement, la plupart des réactions sont menées à bien (et l'oxygène injecté est totalement utilisé) dans les premiers 25 à 40 % de la longueur totale du catalyseur, c'est-àdire la longueur totale de la partie choisie 34, les parties ou sections restantes en aval étant essentiellement inactives. Cependant, lorsque les températures dans les canaux d'écoulement 20 sont basses, par exemple pendant le démarrage, le catalyseur présent dans la couche catalytique 36 est moins actif et la partie d'aval de la couche 36 de catalyseur et le générateur de turbulences 30 deviennent plus importants pour assurer que les réactions sont menées à bien. A cet égard, il serait avantageux de ne pas refroidir l'écoulement de reformat 12 pendant un démarrage à froid, car ceci permettrait aux canaux d'écoulement 20, y compris la couche catalytique 36 et l'écoulement de reformat 12, d'arriver à température plus rapidement. Par ailleurs, comme indiqué aussi dans le préambule de cette description, il est important de refroidir l'écoulement de reformat12 pendant des conditions normales de fonctionnement afin que la réaction catalytique ne perde pas de la sélectivité. Les formes de réalisation montrées sur les figures 4 et 5 visent à atteindre les deux objectifs indiqués ci-dessus -le refroidissement de l'écoulement de reformat 12 pendant un fonctionnement normal et un refroidissement réduit de l'écoulement de reformat 12 pendant le démarrage. Une autre forme de réalisation du dispositif montrée sur la figure 1 est représentée par une vue en perspective éclatée sur la figure 4, les mêmes références numériques désignant les mêmes éléments que dans la forme de réalisation décrite précédemment et représentée sur la figure 2. Dans cette forme de réalisation, deux feuilles identiques 100 de brasure sont prévues dans chacun des canaux d'écoulement 20 sur les côtés opposés de chacun des générateurs de turbulences 30, entre le générateur de turbulences 30 et chacune de la paire associée des surfaces 36 de transmission de la chaleur. Les feuilles de brasure fournissent l'alliage de brasage nécessaire, en remplacement d'un alliage de brasage revêtant les surfaces 56 de transmission de la chaleur des plaques 52. Une ou plusieurs zones découpées 102 (huit sont représentées sur la figure 4) sont prévues dans chacune des feuilles de brasure 100 afin d'éliminer tout alliage de brasage entre les parties ou sections d'aval 103 du générateur de turbulences 30 s'étendant en dessous des zones découpées 2878517 16 102 et la surface correspondante 56 de transmission de la chaleur. Ceci a pour but d'éliminer un joint brasé entre la surface associée 56 de transmission de la chaleur et chacune des sections 103 du générateur de turbulences 30 situé en dessous de chacune des zones découpées 102, réduisant ainsi la conduction de la chaleur entre la section 103 du générateur de turbulences 30 et les surfaces associées 56 et minimisant la transmission de la chaleur depuis les sections d'aval 103 de chaque générateur de turbulences 30 vers les surfaces associées 56 de transmission de la chaleur. En variante des feuilles de brasure 100 ayant des zones découpées 102, des zones équivalentes aux zones découpées 102 peuvent être créées par un masquage des surfaces 56 à l'aide d'une matière ("masque") qui empêche la pénétration de l'alliage de brasage. Comme on le voit sur la figure 4, il y a huit zones découpées 102 qui sont entourées de bordures brasées relativement étroites 104 afin de minimiser la dilatation des parties non supportées des surfaces 56 en liant les surfaces 56 aux parties du générateur de turbulences 30 qui s'étendent en dessous des bordures 104. La configuration exacte des bordures 104 dans les sections d'aval 102 dépend fortement des paramètres particuliers de chaque application, y compris les pressions internes et les matières choisies pour les plaques 50, afin de maintenir une intégrité structurale appropriée. La forme de réalisation de la figure 4 comprend aussi des formes modifiées 90A des éléments rapportés 90 montrés sur la figure 2. Les éléments rapportés 90A diffèrent des éléments rapportés 90 par le fait que les éléments rapportés 90A comprennent une partie d'extension 110 qui s'étend vers l'extérieur depuis un bord de la surface profilée 92. L'extension 110 présente une ouverture 112 qui est alignée avec l'une, associée, des ouvertures 66, 68, 70 ou 72. L'extension 110 comprend en outre des ailettes ou arêtes de guidage en relief 114 qui aident à la distribution de l'écoulement de fluide à travers le canal d'écoulement correspondant 20, 22 de l'écoulement de fluide sortant par l'ouverture 112. L'extension 110 comprend aussi un bord 116 de positionnement qui est en appui sur le bord arrière ou avant 39, 42 du générateur de turbulences associé 30, 64 placé dans le canal d'écoulement correspondant 20, 22. La figure 5 montre une vue éclatée d'une autre forme de réalisation du dispositif 10 de la figure 1, les mêmes références numériques désignant de nouveau les mêmes pièces que celles déjà décrites en regard des figures 2 et 4. Cette forme de réalisation est similaire à celle de la figure 4 par le fait qu'elle comprend au moins une section d'aval dans chacun des canaux d'écoulement 20, dans laquelle la performance de transmission de la chaleur est volontairement réduite par rapport à la partie restante de la partie choisie 34. Dans cette forme de réalisation, la performance diminuée de transmission de la chaleur est obtenue en modifiant la structure de chacun des générateurs de turbulences 30 dans chacun des canaux d'écoulement 20. Plus particulièrement, la section d'aval est définie par une ou plusieurs sections 120 (huit sont représentées sur la figure 5) dans chacun des générateurs de turbulences 30, dans lesquelles la structure du générateur de turbulences 30 a été modifiée afin de réduire le trajet d'écoulement de conduction de transmission de chaleur entre les blocs 120 et la paire correspondante de surfaces 56. Cette réduction peut être obtenue par au moins l'une de trois façons, une façon étant décrite et représentée en liaison avec les figures 6 à 8, une autre façon étant décrite et représentée en liaison avec les figures 9 à 11 et une troisième façon étant représentée sur les figures 12 à 14. En référence à la figure 6, une partie d'un générateur de turbulences 30 formée par crevage et déport est représentée en perspective. Comme on le voit sur les figures 6 et 7, chacune des parois 62 de la structure du 2878517 18 générateur de turbulences dans le bloc 120 a été modifiée en y formant un volet 122 avec des longueurs qui s'étendent parallèlement (dans des tolérances de fabrication normales) aux surfaces 56 de transmission de la chaleur et au plan du générateur de turbulences 30. Les volets 122 servent à minimiser les trajets d'écoulement de conduction de la chaleur dans chacune des parois 62, ce qui, par suite, réduit la transmission de la chaleur depuis les blocs 120 du générateur de turbulences 30 vers la paire associée de surfaces 56 de transmission de la chaleur. On peut voir sur la figure 8 que la structure restante 126 du générateur de turbulences dans la partie choisie 34 n'est pas modifiée et qu'elle présente donc un coefficient de transmission de la chaleur plus élevé vers chacune des surfaces 56, en comparaison avec la structure présente dans les blocs 120. La figure 9 montre une autre forme de réalisation du générateur de turbulences 30, dans laquelle chacune des sections 120 est obtenue en réduisant la distance S entre les crêtes 58 et les creux 60 dans chacune des sections 120 en comparaison avec la distance S entre la crête 58 et le creux 60 de la partie restante 126 de la partie choisie 34. En d'autres termes, les crêtes 58 et les creux 60 sont plus rapprochés les uns des autres dans chacune des sections 120 que les crêtes 58 et les creux 60 du reste de la partie choisie 34 dans une direction transversale aux plans des deux surfaces 56 de transmission de la chaleur et du générateur 30 de turbulences. Il en résulte que les crêtes 58 et les creux 60 de chacune des sections 120 sont espacés de la paire de surfaces 56 de transmission de la chaleur, ce qui augmente la longueur du trajet d'écoulement de conduction de la chaleur entre la structure du générateur de turbulences dans chacune des sections 120 et les surfaces 56 en comparaison avec la partie restante 126 de la partie choisie 34. Les sections 120 peuvent être formées par encochage ou écrasement des crêtes 58 et des creux 60 dans les sections 120, ou par roulage des sections 120 avec des sections de parois plus courtes 62. Les figures 12 à 14 représentent encore une autre forme du générateur de turbulences 30 de la forme de réalisation de la figure 5. Dans cette forme de réalisation, la plus grande partie des crêtes 58 et des creux 60 dans la section d'aval 120 a été enlevée du générateur de turbulences 30, seuls certains 58A et 60A étant laissés intacts, à l'occasion, afin de maintenir l'intégrité structurale du générateur de turbulences 30 pendant l'assemblage. L'enlèvement des crêtes 58 et des creux 60 dans chacune des sections 120 augmente la longueur du trajet d'écoulement de conduction pour la transmission de la chaleur entre la structure du générateur de turbulences et les surfaces 56 dans la section d'aval 120, réduisant ainsi la transmission de la chaleur en comparaison avec la partie restante 126 de la partie choisie 34 dont, de préférence, aucune des crêtes 58 ni aucun des creux 60 ne sont enlevés. Similairement à la forme de réalisation de la figure 4, chacune des formes de réalisation précitées du générateur de turbulences 30 pour la forme de réalisation de la figure 5 comprend des bordures relativement étroites 128 qui sont intégrées dans la partie restante 126 (c'est-à-dire que la structure du générateur de turbulences n'a pas été modifiée) afin de minimiser la dilatation des parties non supportées des surfaces 56 en maintenant l'intégrité structurale des bordures 128. Comme précédemment et de même qu'avec la forme de réalisation de la figure 4, la configuration exacte des bordures 128 dépend fortement des paramètres particuliers de chaque application pour maintenir une intégrité structurale appropriée. Etant donné que les sections d'aval 103, 120 dans chacune des formes de réalisation décrites ci-dessus et montrées sur les figures 4 et 5 sont essentiellement actives uniquement pendant le démarrage, lorsque l'activité 2878517 20 du catalyseur situé en amont n'est pas suffisante pour mener à bien les réactions, le fait de minimiser la transmission de la chaleur depuis les sections d'aval 103, 120 a pour effet souhaitable de permettre aux sections d'aval 103, 120, y compris la couche catalytique 36 qu'elles portent et l'écoulement de reformat 12 qui les parcourt, de chauffer relativement rapidement pendant les conditions de démarrage en retenant une grande partie de la chaleur provenant des réactions catalytiques ayant lieu dans les sections d'aval 103, 120, et d'améliorer ainsi la réaction catalytique souhaitée sous les conditions de démarrage et en particulier sous des conditions de démarrage à basse température. Par ailleurs, étant donné que les sections d'aval 103, 120 sont essentiellement actives uniquement pendant le démarrage, la réduction de la performance de transmission de la chaleur dans les sections 103, 120 a peu d'effet sur le fonctionnement normal car il n'y a que peu ou pas de dégagement de chaleur dans le revêtement catalytique d'aval 36 du fait que les corps réactionnels, CO et 02, ont été épuisés. Bien que la performance de transmission de la chaleur des sections d'aval 103, 120 soit mauvaise, les sections d'aval 103, 120 présentent cependant une grande surface spécifique pour le revêtement catalytique 36 et assurent un bon mélange pour amener les corps réactionnels à la couche catalytique 36 pendant le démarrage. Bien que les formes de réalisation illustrées sur les figures 1 à 14 soient représentées en association avec les plaques 52 du type embouti, toutes les formes de réalisation décrites précédemment pour les générateurs de turbulences 30 peuvent également être utilisées dans une construction d'échangeur de chaleur du type à barres et plaques dans laquelle les surfaces 56 de transmission de la chaleur sont présentées par des plaques plates 130 de séparation et les rebords en relief 54 des bords sont procurés par des barres profilées 132, comme on le voit le mieux sur les figures 15, 16 et 17, où les mêmes références numériques désignent les mêmes pièces. Des feuilles brasées 134 sont prévues entre les plaques 130 et les barres 132. Une différence supplémentaire entre les formes de réalisation décrites précédemment et celle montrée sur les figures 15 à 17 est que les éléments rapportés 90 ne sont plus utilisés, car les barres profilées peuvent présenter les surfaces profilées nécessaires 92 ainsi que l'aptitude à assurer l'étanchéité des ouvertures associées 66, 68, 70 et 72. Les figures 18 et 19 montrent un autre exemple d'une construction à barres et plaques pour le dispositif 10, les mêmes références numériques indiquant les mêmes éléments, comme précédemment. Cette forme de réalisation diffère des formes de réalisation décrites précédemment par le fait que les barres 132 présentent des interruptions 140 le long de leurs côtés longitudinaux à chacun des canaux d'écoulement pour permettre l'introduction de la partie choisie du générateur de turbulences 30, qui est prévue sous la forme d'une construction de pièces multiples, plutôt que d'une construction monobloc. A cet égard, deux brides 142 d'étanchéité sont brasées ou soudées aux barres 132 et présentent des trous taraudés 144 et une gorge 146 de presse-étoupe. Chacun des rebords 142 reçoit et porte une plaque de recouvrement 148 qui est maintenue en place par plusieurs boulons 149 qui sont reçus dans les trous taraudés 144. Les plaques de recouvrement peuvent être enlevées pour permettre l'introduction de la partie choisie 34 du générateur de turbulences 30 à pièces multiples. Ce générateur de turbulences 30 permet un certain nombre d'options, comme suit. Premièrement, la couche catalytique 36 sur la partie choisie 34 peut être appliquée à la partie choisie 34 de l'ensemble après que le dispositif assemblé a été brasé. Deuxièmement, la partie initiale 40 du générateur de turbulences 30 peut être d'un type de construction de générateur de turbulences entièrement 2878517 22 différent, ou peut avoir des paramètres dimensionnels différents de ceux de la partie choisie 34. En outre, des sections d'entrée 150 et 152 peuvent être prévues à proximité immédiate des ouvertures d'entrée respectives 66 et de leurs ouvertures de sortie respectives 68 et, comme précédemment, peuvent être des types d'ailettes de générateurs de turbulences totalement différents de ceux des autres parties 34 et 40, peuvent avoir des paramètres dimensionnels différents de ceux des autres parties 34, 40 ou bien, comme montré sur la figure 19 pour des générateurs de turbulences formés par crevage et déport, peuvent avoir une orientation complètement différente qui procure une plus grande chute de pression d'entrée afin d'améliorer la distribution en travers du canal d'écoulement 20. Enfin, le générateur de turbulences 30 à pièces multiples permet la mise en place d'une section de post-refroidisseur 154 qui est en aval de la partie choisie 34 afin de refroidir davantage l'écoulement de fluide réactionnel après qu'il a subi la réaction catalytique et avant qu'il sorte du dispositif 10, permettant ainsi d'éliminer la nécessité d'un échangeur de chaleur en aval du dispositif 10. On notera que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif à réacteur catalytique/échangeur de chaleur pour la génération d'une réaction catalytique dans un écoulement de fluide réactionnel (12) et la transmission 5 de chaleur à un écoulement de fluide de refroidissement (14), le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte: une entrée (16) d'écoulement réactionnel; une sortie (18) d'écoulement réactionnel; un ensemble de canaux (20) d'écoulement réactionnel 10 s'étendant entre l'entrée et la sortie d'écoulement réactionnel pour diriger l'écoulement de fluide réactionnel à travers le dispositif; un ensemble de canaux (22) d'écoulement de refroidissement intercalés avec les canaux d'écoulement réactionnel afin de diriger l'écoulement de fluide de refroidissement en relation d'échange de chaleur, à contre-courant, avec l'écoulement de fluide réactionnel; et des générateurs de turbulences (30) dans chacun des canaux d'écoulement réactionnel, une partie choisie (34) de chacun des générateurs de turbulences comprenant une couche catalytique (36) pour amorcer la réaction catalytique à un placement (38) espacé en aval de l'entrée d'écoulement réactionnel, la couche catalytique commençant audit emplacement et s'étendant vers la sortie d'écoulement réactionnel, une partie initiale (40) de chacun des générateurs de turbulences s'étendant entre l'entrée d'écoulement réactionnel audit emplacement et étant exempte de la couche catalytique afin de retarder la réaction catalytique jusqu'à ce que l'écoulement de fluide réactionnel atteigne cet emplacement. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie choisie de chacun des générateurs de turbulences est une pièce séparée de la partie initiale de chacun des générateurs de turbulences. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie choisie et la partie initiale de chacun des générateurs de turbulences sont d'une construction monobloc. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des canaux d'écoulement réactionnel est délimité par une paire de surfaces espacées, globalement planes (56) de transmission de la chaleur, et chacun des générateurs de turbulences comporte plusieurs crêtes (58) et creux (60) qui alternent, reliés par des sections de parois (62), chacune des crêtes étant adjacente à l'une de la paire de surfaces de transmission de la chaleur, chacun des creux étant adjacent à l'autre de la paire des surfaces de transmission de la chaleur, chacune des parties choisies comprenant une section d'aval (103, 120) dans laquelle les surfaces de paroi sont interrompues par des volets (122) ayant des longueurs qui s'étendent globalement parallèlement à ladite paire de surfaces de transmission de la chaleur. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les générateurs de turbulences sont des ailettes 20 formées par crevage et déport. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des canaux d'écoulement réactionnel est délimité par une paire de surfaces espacées globalement planes (56) de transmission de la chaleur, et chacun des générateurs de turbulences comprend plusieurs crêtes (58) et creux (60) qui alternent, reliés par des sections de parois (62), chacune des crêtes étant adjacente à l'une de ladite paire de surfaces de transmission de la chaleur, chacun des creux étant adjacent à l'autre de ladite paire de surfaces de transmission de la chaleur, chacune des parties choisies comprenant une section d'aval (103, 120) dans laquelle les crêtes et les creux sont plus rapprochés que les crêtes et les creux de la partie restante (126) de la partie choisie dans une direction transversale aux plans des deux surfaces de transmission de la chaleur, et sont espacés de la paire de surfaces de transmission de la 2878517 25 chaleur afin de minimiser la transmission de chaleur de la section d'aval vers les deux surfaces de transmission de la chaleur. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé 5 en ce que les générateurs de turbulences sont des ailettes formées par crevage et déport. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des canaux d'écoulement réactionnel est délimité par une paire de surfaces espacées globalement planes (56) de transmission de la chaleur, et chacun des générateurs de turbulences comprend plusieurs crêtes (58) et creux (60) qui alternent, reliés par des sections de parois (62), chacune des crêtes étant adjacente à l'une de la paire de surfaces de transmission de la chaleur, chacun des creux étant adjacent à l'autre de la paire de surfaces de transmission de la chaleur, chacune des parties choisies comprenant. une section d'amont dans laquelle les crêtes et les creux sont brasés à la paire de surfaces de transmission de 20 la chaleur, et une section d'aval dans laquelle les crêtes et les creux ne sont pas brasés à la paire de surfaces de transmission de la chaleur afin de minimiser la transmission de la chaleur de la section d'aval vers la paire de surfaces de transmission de la chaleur. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les générateurs de turbulences sont des ailettes formées par crevage et déport. 10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des canaux d'écoulement réactionnel est délimité par une paire de surfaces espacées, globalement planes (56) de transmission de la chaleur, et chacun des générateurs de turbulences comprend plusieurs crêtes (58) et creux (60) qui alternent, reliés par des sections de parois (62), chacune des crêtes étant adjacente à l'une de la paire de surfaces de transmission de la chaleur, chacun des creux étant adjacent à l'autre de la paire de surfaces de transmission de la chaleur, chacune des parties choisies comprenant une section d'aval (103, 120) dans laquelle les crêtes et les creux sont enlevés afin de minimiser la transmission de la chaleur de la section d'aval à la paire de surfaces de transmission de la chaleur. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les générateurs de turbulences sont des ailettes formées par crevage et déport. 12. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les canaux d'écoulement réactionnel sont définis par des plaques (130) placées entre chacun des canaux et des barres (132) placées entre chacune des plaques. 13. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les canaux d'écoulement sont définis par des plaques embouties (52) placées entre chacun des canaux, avec une partie en relief (54) qui s'étend depuis chacune des plaques pour entrer en contact avec des plaques adjacentes afin de délimiter les canaux d'écoulement. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que. chacune des plaques d'écoulement présente une ouverture (66) d'entrée d'écoulement réactionnel en communication de fluide avec l'entrée d'écoulement réactionnel, une ouverture (68) de sortie d'écoulement réactionnel en communication de fluide avec une sortie d'écoulement réactionnel, une ouverture (70) d'entrée d'écoulement de refroidissement et une ouverture (72) de sortie d'écoulement de refroidissement; chacun des canaux d'écoulement réactionnel renferme une paire d'éléments rapportés (90) de direction d'écoulement, l'un des éléments rapportés entourant une paire alignée des ouvertures de sortie d'écoulement de refroidissement et comprenant une surface profilée (92) s'étendant à travers ledit canal d'écoulement réactionnel depuis une paire alignée des ouvertures d'entrée d'écoulement réactionnel afin de diriger l'écoulement de fluide réactionnel depuis celles-ci à travers le canal d'écoulement réactionnel, l'autre des éléments rapportés entourant une paire alignée des ouvertures d'entrée d'écoulement de refroidissement et présentant une surface profilée (92) s'étendant à travers le canal d'écoulement réactionnel depuis une paire alignée des ouvertures de sortie d'écoulement réactionnel afin de diriger l'écoulement de fluide réactionnel à travers le canal d'écoulement réactionnel vers ladite paire alignée d'ouvertures de sortie d'écoulement réactionnel; et chacun des canaux d'écoulement de refroidissement renferme une autre paire d'éléments rapportés (90) de direction d'écoulement, l'un des éléments rapportés entourant une paire alignée des ouvertures de sortie d'écoulement réactionnel et présentant une surface profilée (92) s'étendant à travers le canal d'écoulement de refroidissement depuis une paire alignée des ouvertures d'entrée d'écoulement de refroidissement afin de diriger l'écoulement de fluide de refroidissement depuis celles- ci à travers le canal d'écoulement de refroidissement, l'autre des éléments rapportés entourant une paire alignée des ouvertures d'entrée d'écoulement réactionnel et présentant une surface profilée (92) s'étendant à travers ledit canal d'écoulement de refroidissement depuis une paire alignée des ouvertures de sortie d'écoulement de refroidissement afin de diriger l'écoulement de fluide de refroidissement à travers le canal d'écoulement réactionnel vers la paire alignée d'ouvertures de sortie d'écoulement de refroidissement. 15. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des parties initiales occupe environ 25 % à 50 % du canal d'écoulement réactionnel correspondant. 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que chacune des parties initiales occupe environ 25 % du canal d'écoulement réactionnel correspondant.