Brevet FR2882026A1 — publié le 20060818

La présente invention concerne les systèmes d'inertage de compartiments de véhicules automoteurs, du type comprenant, entre une extrémité d'entrée connectable à une source d'air comprimé du véhicule et au moins une sortie connectable au compartiment à inerter, au moins un dispositif de séparation de gaz de l'air. Les véhicules automoteurs, notamment les automobiles et les aéronefs, sont fréquemment exploités dans des environnements particulièrement pollués, l'atmosphère environnante étant riche en particules et en composés organiques volatils désignés le plus fréquemment sous l'appellation anglo-saxonne VOC (Volatile Organic Compounds). Or, les dispositifs de séparation de gaz de l'air en général, et les dispositifs embarqués en particulier, notamment les dispositifs à membrane de perméation, sont sensibles également à ces polluants qui en réduisent rapidement l'efficacité et I ou la durée de vie. La présente invention a pour objet de proposer un système d'inertage du type défini plus haut permettant, en respectant les paramètres de poids et d'encombrement requis pour les matériels embarqués, de filtrer de façon adéquate les polluants présents dans l'air environnant, en particulier les polluants en phase vapeur, et donc d'augmenter considérablement la durée de vie du système d'inertage. Pour ce faire, selon une caractéristique de l'invention, le système d'inertage comprend, entre l'extrémité d'entrée d'air comprimé et le dispositif de séparation de gaz de l'air, un dispositif de filtrage comprenant au moins une section de catalyse pour la décomposition des polluants, notamment organiques, éventuellement présents en phase vapeur dans l'air comprimé. Selon d'autres caractéristiques particulières de l'invention: - la section de catalyse comprend une structure alvéolaire supportant au moins une couche d'un métal précieux catalytique - le système comprend, entre le dispositif de filtrage et le dispositif de séparation, un dispositif refroidisseur de l'air comprimé filtré - le dispositif de filtrage comporte en outre au moins une section de filtrage particulaire, typiquement HEPA (High Efficiency Particule Arrest) - le dispositif de filtrage comporte des moyens de chauffage de la section de catalyse - le dispositif de séparation est du type à membrane polymère - le compartiment à inerter est un réservoir de carburant; et - le véhicule est un aéronef L'invention concerne également un aéronef pourvu d'un tel système d'inertage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation, donnés à titre illustratif mais nullement limitatif, faite en relation avec les dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'un mode de réalisation d'un système d'inertage de réservoir de carburant d'aéronef selon l'invention; et - la figure 2 est une vue schématique partiellement en coupe d'un dispositif de filtrage utilisé dans le système d'inertage selon l'invention. Dans le mode de réalisation particulier représenté sur la figure 1, relatif à l'inertage d'un réservoir 1 de carburant d'un aéronef, civil ou militaire (non représenté), à un système d'inertage selon l'invention comprend une ligne de production de mélange gazeux appauvri en oxygène entre une extrémité d'entrée 2 reliée à un étage de compression d'une turbo machine 3 de propulsion de l'aéronef, et une extrémité de sortie 4 d'azote impur débouchant dans le ciel gazeux du réservoir 1. La ligne comprend, d'amont en aval, un dispositif de filtrage 5, une électrovanne de réglage de débit 6, échangeur de chaleur / refroidisseur 7 et un dispositif 8 de séparation de constituants de gaz de l'air, typiquement constitué de faisceaux de fibres polymères capables de séparer l'azote de l'oxygène de l'air et fournissant dans la sortie 4 un mélange gazeux très appauvri en oxygène. Le dispositif de séparation 8 comporte en outre une sortie 9 de mélange gazeux enrichi en oxygène rejeté dans l'atmosphère environnante ou exploité dans des systèmes de conditionnement d'air ou de combustion. Le système d'inertage comporte en outre une unité électronique centrale de contrôle 10 reliée fonctionnellement à l'électrovanne 6 à l'échangeur 7 et à un capteur 11 de teneur en oxygène résiduaire dans l'extrémité de sortie 4. Selon un aspect de l'invention, le dispositif de filtrage 5 comporte une section 51 de catalyse comprenant un moins un métal précieux catalytique, typiquement du platine, éventuellement du palladium ou du rhodium, déposé sur un support métallique poreux et/ou alvéolé, par exemple de type nid d'abeille, afin de réaliser la décomposition à chaud des VOC en dioxyde de carbone et eau. Le dispositif de filtrage 5 comporte en outre au moins une, avantageusement deux sections de filtrage HEPA 52, 53, avantageusement du type à feutre en fibres de verres plissé afin d'arrêter les particules en amont et en aval de la section de catalyse 51. Pour l'application aux véhicules à turbo machine, notamment les aéronefs, le dispositif selon l'invention tire avantageusement profit des températures d'air comprimé relativement élevées (généralement disponibles entre 180 C et 250 C), en sortie d'étage de compression de la turbo machine 3 ce qui favorise l'activité du catalyseur et le rendement de conversion des polluants. En variante, pour améliorer encore l'efficacité de la section de catalyse 51, on peut prévoir un dispositif de chauffage supplémentaire 54, électrique ou du type échangeur à gaz chaud en provenance de la turbo machine, associé à la section de catalyse, dans cette dernière, comme représenté, ou autour, dans un manchon chauffant. Le refroidisseur 7, exploitant typiquement une circulation à contre-courant d'air ambiant, est dimensionné pour ramener la température de l'air comprimé filtré à l'envers du séparateur 8 à une valeur n'excédant pas 80 C. Quoique l'invention ait été décrite en relation avec des modes de réalisation particuliers, elle ne s'en trouve pas limitée mais est susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme du métier dans le cadre des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1. Système d'inertage de compartiment de véhicule automoteur comprenant, entre une extrémité d'entrée (2) connectable à une source d'air comprimé (3) du véhicule et au moins une sortie (4) connectable au compartiment à inerter, au moins un dispositif de séparation de gaz de l'air, caractérisé en ce qu'il comprend, entre l'extrémité d'entrée (2) et le dispositif de séparation (8) un dispositif de filtrage (5) comprenant au moins une section de catalyse (51) pour la décomposition de polluants éventuellement présents en phase vapeur dans l'air comprimé. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section de catalyse (51) comprend une structure alvéolaire supportant au moins une couche d'un métal précieux catalytique. 3. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce 15 que le dispositif de filtrage (5) comporte en outre au moins une section (52, 53) de filtrage particulaire. 4. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, entre le dispositif de filtrage (5) et le dispositif de séparation (8), un dispositif (7) refroidisseur de l'air comprimé filtré. 4. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de séparation (8) est du type à membranes polymères. 5. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de filtrage (5) comporte des moyens (54) de chauffage de la section de catalyse (51). 6. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le compartiment à inerter est un réservoir de carburant (1). 7. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le véhicule est un aéronef. 8. Aéronef pourvu d'un système d'inertage de compartiment selon l'une 30 des revendications précédentes.