Brevet FR2896092A1 — publié le 20070713

Dispositif de régulation d'une purge pour une pile à combustible contaminée par des impuretés du combustible DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne, dans le domaine de l'électrochimie, des dispositifs de régulation d'empoisonnement des batteries rechargeables, par exemple de type Li-Ions, ou des piles à combustible, par exemple de type PEFC (en anglais Polymer Electrolyte Fuel Cells), SOFC (en anglais Solid Oxide Fuel Cells). L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de régulation lo d'une purge de contamination des moyens catalytiques d'une pile à combustible contaminée par des impuretés issues du combustible, comprenant un moyen actionneur pour introduire dans l'anode de la pile un filet de gaz réagissant avec les impuretés et des moyens de commande du moyen actionneur pour réguler la purge de la contamination par les 15 impuretés. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Une pile à combustible permet de convertir directement de l'énergie chimique en énergie électrique. A la différence des piles traditionnelles (piles au Zinc), le combustible est fourni en continu afin de répondre en temps réel 20 aux besoins continus en courant électrique, par exemple, d'un véhicule automobile. De manière connue, une cellule élémentaire de la pile à combustible est constituée de deux électrodes séparées par un électrolyte. Le combustible est amené à l'anode. La cathode est alimentée en oxygène 02 25 ou en air, enrichi ou non en oxygène 02. Le premier mode habituel d'alimentation de la pile consiste à utiliser de l'hydrogène H2 produit en dehors du véhicule et stocké dans un réservoir. Le deuxième mode habituel d'alimentation de la pile consiste à utiliser de l'hydrogène H2 produit par reformage. Le reformage a lieu soit dans la pile elle-même (reformage interne), soit dans un système de reformage séparé embarqué à bord du véhicule (reformage externe). Dans ce dernier cas, le principal auxiliaire est le reformeur, qui permet à partir d'un composé hydrocarboné, par exemple, du méthanol, de l'éthanol, du méthane, de l'essence etc., d'air et/ou de l'eau de produire un gaz riche en hydrogène H2. Quel que soit le mode d'alimentation, l'hydrogène H2 pénétrant dans la pile doit être exempt d'impuretés, notamment de monoxyde de carbone CO. Sinon, ces dernières s'accumulent sur des sites catalytiques de la pile et diminuent ainsi ses performances. Cela se traduit par la baisse de tension lo aux bornes de la pile. De façon classique, afin de limiter les effets de l'empoisonnement de la pile par CO, un filet d'air est mis en place dans l'anode. Or, le domaine de l'électrochimie, en rapport avec les piles à combustible, souffre d'un manque d'instruments de mesure directe du niveau 15 d'empoisonnement. D'un point de vue du système d'alimentation de la pile, ce manque d'instrument de mesures directes se répercute par une commande en aveugle dite commande en boucle ouverte, de purification de la pile. Ainsi, la commande en aveugle ou commande en boucle ouverte de purification se 20 traduit par un taux du filet d'air constant. Ce taux fixe permet certes l'évacuation d'une partie du CO stocké sur le catalyseur, mais il est susceptible, dans certains cas, de ne pas être insuffisant pour palier à l'empoisonnement au CO. Dans d'autres cas, il est à l'inverse trop important et provoque ainsi diverses surconsommations, notamment de l'hydrogène 25 H:2. Cela explique la nécessité de commander le taux du filet d'air injecté à l'anode par l'intermédiaire d'un actionneur de filet d'air. On connaît déjà dans l'état de la technique, une solution traitant ce problème de manque d'instruments de mesure directe de débit d'hydrogène ou de débit de monoxyde de carbone CO décrit dans la demande de brevet 30 canadien CA 2 292 993. La pile à combustible est constituée d'une série de cellules conventionnelles et d'une cellule capteur (page 16, lignes 24-26). Cette dernière se différencie des cellules conventionnelles par le choix du catalyseur électrique et le chargement en ionomère utilisés dans l'anode (page 17, lignes 2-8). La tension aux bornes de la cellule capteur ainsi aménagée est très sensible au taux du monoxyde de carbone CO dans le flux de combustible amené à l'anode (page 12, lignes 12-14). L'actionneur de filet d'air en boucle ouverte régulant la quantité d'oxygène purifiant la pile, est commandé en fonction de ces mesures de tension prises aux bornes de la cellule capteur (page 12, lignes 18-20). Il s'agit donc clairement de la technique de régulation basée sur des mesures indirectes d'empoissonnement au monoxyde de carbone CO opérées par un des compartiments de la pile elle-même (page 12, lignes 28-30). Ce dispositif de l'art antérieur a plusieurs inconvénients comme ceux ci-après, donnés à titre d'exemple : Ce dispositif nécessite la présence d'une cellule capteur . Par conséquent, le temps de réaction du système de commande de filet d'air est conditionné par le temps de réponse de la cellule capteur . Ce délai est lié aux mécanismes de stockage de monoxyde de carbone CO dans la cellule capteur . Le problème de l'inertie de mesure n'est donc pas réglé. La fiabilité du fonctionnement de la pile est conditionnée par la fiabilité d'un seul de ses éléments. Il suffit en effet que la cellule capteur tombe en panne pour que la pile tout entière soit condamnée malgré le bon fonctionnement des autres cellules qui la composent au moment de la panne de la cellule capteur . La commande du filet d'air s'opère au sens inverse, c'est-à-dire, à partir de l'état de la pile à combustible représenté par sa cellule capteur , et non pas à partir des besoins en énergie en temps réel, par exemple, d'un véhicule automobile. En d'autres termes, le signal consigne est issu de la pile. Il ne prend donc pas en compte les variations en besoins énergétiques de l'ensemble pile + organe de consommation de l'énergie + moyen de commande de l'organe de consommation de l'énergie . DESCRIPTION GENERALE DE L'INVENTION La présente invention a pour but de pallier un ou plusieurs des inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif de régulation d'une purge de contamination des moyens catalytiques d'une pile à combustible contaminée par des impuretés issues du combustible, comprenant un moyen actionneur pour introduire dans l'anode de la pile un filet de gaz réagissant avec les impuretés et des moyens de commande du moyen actionneur pour réguler la purge de la contamination par les impuretés. A cet effet, le dispositif de régulation d'une purge de contamination des moyens catalytiques d'une pile à combustible contaminée par des impuretés issues du combustible, comprenant un moyen actionneur pour introduire dans l'anode de la pile un filet de gaz réagissant avec les impuretés, des moyens de commande du moyen actionneur pour réguler la purge de la contamination par les impuretés, caractérisé en ce que le moyen actionneur réagit à un signal de commande mémorisé dans le moyen calculateur et élaboré à partir des résultats produits à partir d'un modèle mathématique représentatif du débit de gaz souhaité pour obtenir la purge de la contamination des impuretés stockées par la pile, ce modèle mathématique étant mis en oeuvre dans un moyen correcteur et/ou un moyen estimateur. Selon une autre particularité, le signal de commande est du type électrique ou fluidique. Selon une autre particularité, le signal de commande dépend d'au moins d'une surtension (qa) prise aux bornes de la pile à combustible. Selon une autre particularité, le moyen actionneur coopère avec au moins une vanne dont l'ouverture et la fermeture respectives régulent la purge de la contamination des impuretés stockées par la pile. Selon une autre particularité, le dispositif selon l'invention comprend des moyens capteurs agencés pour mesurer les grandeurs physiques mesurables (E, 77a) représentatives de l'état de fonctionnement de la pile à combustible et transmettre les données correspondantes au modèle du moyen calculateur. Selon une autre particularité, le moyen calculateur est agencé pour recevoir un signal de consigne provenant du ou des générateur(s) de consignes. Selon un mode de réalisation, le moyen calculateur comprend le moyen correcteur agencé pour : mémoriser le modèle mathématique représentatif de débit de gaz souhaité pour obtenir la purge de la contamination des impuretés lo stockées par la pile ; recevoir un signal de consigne provenant d'au moins un générateur de consignes pour au moins une surtension de sortie (lia, cons) estimée aux bornes de la pile à combustible, établir un signal de commande élaboré à partir du modèle mathématique 15 mémorisé représentatif de débit de gaz souhaité pour obtenir la purge de la contamination des impuretés stockées par la pile en prenant en compte au moins le signal de consigne reçu du ou des générateur(s) de consignes, enregistrer ce signal de commande et le transmettre à destination du 20 moyen actionneur. Selon une autre particularité, le moyen correcteur est agencé pour : recevoir les données représentant les mesures des grandeurs physiques mesurables d'entrées (E) provenant des moyens capteurs correspondants ; 25 établir un signal de commande élaboré à partir du modèle mathématique mémorisé représentatif de débit de gaz souhaité pour obtenir la purge de la contamination des impuretés stockées par la pile en prenant en compte au moins le signal de consigne reçu du ou des générateur(s) de consignes et les données d'au moins une mesure des grandeurs 30 physiques mesurables d'entrées (E) provenant des moyens capteurs correspondants. Selon un autre mode de réalisation, le moyen calculateur comprend un module d'erreur et le moyen correcteur et en ce que le module erreur est agencé pour : recevoir un signal de consigne provenant d'au moins un générateur de s consignes pour au moins une surtension de sortie (17a, cons) estimée aux bornes de la pile à combustible, recevoir les données de mesures d'au moins une surtension (77a) aux bornes de la pile à combustible provenant du moyen capteur correspondant, 1 o établir le signal (s = 7a,cons -17a) représentatif de l'erreur entre la consigne de sortie de surtension ('la,cons) estimée et la surtension (ria) mesurée par le moyen capteur correspondant, transmettre le signal représentatif de l'erreur (s) au moyen correcteur, et en ce que le moyen correcteur est agencé pour : 15 mémoriser le modèle mathématique représentatif de débit de gaz souhaité pour obtenir la purge de la contamination des impuretés stockées par la pile ; recevoir le signal représentatif de l'erreur (s) en provenance du module d'erreur, 20 établir un signal de commande élaboré à partir du modèle mathématique mémorisé représentatif de débit de gaz souhaité pour obtenir la purge de la contamination des impuretés stockées par la pile en prenant en compte au moins le signal représentatif de l'erreur (s), enregistrer ce signal de commande et le transmettre à destination du 25 moyen actionneur. Selon une autre particularité, le moyen correcteur est agencé pour : recevoir les données représentant les mesures des grandeurs physiques mesurables d'entrées (E) provenant des moyens capteurs correspondants ; établir un signal de commande élaboré à partir du modèle mathématique mémorisé représentatif du débit de gaz souhaité pour obtenir la purge de la contamination des impuretés stockées par la pile en prenant en compte au moins le signal représentatif de l'erreur (s) et les données d'au moins une mesure des grandeurs physiques mesurables d'entrées (E) provenant des moyens capteurs correspondants. Selon un autre mode de réalisation, le moyen calculateur comprend le moyen correcteur agencé pour : mémoriser le modèle mathématique représentatif de débit de gaz io souhaité pour obtenir la purge de la contamination des impuretés stockées par la pile ; recevoir les données de mesures d'au moins une surtension (lia) aux bornes de la pile à combustible provenant du moyen capteur correspondant, is établir un signal de commande élaboré à partir du modèle mémorisé représentatif de débit de gaz souhaité pour obtenir la purge de la contamination des impuretés stockées par la pile en prenant en compte au moins les données de mesures d'une surtension (17a) aux bornes de la pile à combustible reçues du moyen capteur correspondant, 20 enregistrer ce signal de commande et le transmettre à destination du moyen actionneur. Selon une autre variante de réalisation, le moyen calculateur comprend le moyen estimateur, un module d'erreur et le moyen correcteur et en ce que le moyen estimateur est agencé pour : 25 mémoriser un modèle mathématique représentatif de l'état d'empoisonnement de la pile à combustible, recevoir les données de mesures d'au moins une surtension (lia) aux bornes de la pile à combustible provenant du moyen capteur correspondant, 30 établir un signal (eest) représentatif de l'estimation de l'état d'empoisonnement de la pile à combustible à l'aide du modèle mathématique mémorisé représentatif de l'état d'empoisonnement de la pile à combustible en prenant en compte au moins les données de mesures d'au moins une surtension (17a) aux bornes de la pile à combustible, enregistrer ce signal (Oes1) représentatif de l'estimation de l'état d'empoisonnement de la pile à combustible et le transmettre à destination du module d'erreur, et en ce que le module d'erreur est agencé pour : ù recevoir le signal (OeS,) représentatif de l'estimation de l'état io d'empoisonnement de la pile à combustible provenant du moyen estimateur, recevoir un signal (acons) de consigne de l'état d'empoisonnement de la pile à combustible provenant du ou des générateur(s) de consignes, établir un signal (e = acons ù es,) représentatif de l'erreur entre la is consigne de l'état d'empoisonnement (acons) estimée de la pile à combustible et l'état de l'empoisonnement (OeSt) reconstruit par le moyen estimateur, ù transmettre le signal représentatif de l'erreur (E) au moyen correcteur, et en ce que le moyen correcteur est agencé pour : 20 mémoriser le modèle mathématique représentatif de débit de gaz souhaité pour obtenir la purge de la contamination des impuretés stockées par la pile ; recevoir le résultat du calcul de l'erreur (E) en provenance du module d'erreur, 25 ù établir un signal de commande élaboré à partir du modèle mémorisé représentatif de débit de gaz souhaité pour obtenir la purge de la contamination des impuretés stockées par la pile en prenant en compte au moins le signal représentatif de l'erreur (E), enregistrer ce signal de commande et le transmettre à destination du 30 moyen actionneur. Selon une autre particularité, le moyen estimateur est agencé pour : recevoir les données représentant les mesures des grandeurs physiques mesurables d'entrées (E) provenant des moyens capteurs correspondants ; établir un signal (OeSt) représentatif de l'estimation de l'état d'empoisonnement de la pile à combustible à l'aide du modèle mathématique représentatif de l'état de l'état d'empoisonnement de la pile à combustible en prenant en compte au moins les données de mesures d'au moins une surtension (ria) aux bornes de la pile à combustible et les données représentant les mesures des grandeurs physiques mesurables w d'entrées (E) provenant des moyens capteurs correspondants. Selon une autre particularité, le moyen correcteur est agencé pour : recevoir les données représentant les mesures des grandeurs physiques mesurables d'entrées (E) provenant des moyens capteurs correspondants ; 15 établir un signal de commande élaboré à partir du modèle mathématique représentatif de débit de gaz souhaité pour obtenir la purge de la contamination des impuretés stockées par la pile à l'aide d'au moins le résultat du calcul de l'erreur (s) et les données représentant les mesures des grandeurs physiques mesurables d'entrées (E) provenant des 20 moyens capteurs correspondants. L'invention avec ses caractéristiques et avantages ressortira plus clairement à la lecture de la description faite en référence au dessin annexé dans lequel : la figure 1 représente schématiquement un système comprenant une 25 pile à combustible avec reformage, la figure 2 représente un logigramme de commande dans un premier mode de réalisation du système selon l'invention, la figure 3 représente un logigramme de commande dans un deuxième mode de réalisation du système selon l'invention, 30 la figure 4 représente un logigramme de commande dans un troisième mode de réalisation du système selon l'invention. DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES DE L'INVENTION Description générale du système pile En référence à la figure 1, le dispositif selon l'invention comporte, de manière classique, un système pile à combustible avec reformage dit système pile. Il est destiné à générer la puissance électrique pour alimenter un moteur 13 de traction d'un véhicule. Le système comprend une pile à combustible 1 associé à un groupe de compression d'air 2. Ce dernier est chargé d'assurer, en fonctionnement nominal, l'alimentation de la cathode 11 to de la pile 1 en air et donc en oxygène. Le système pile comprend également un moyen de refroidissement 4 comprenant un circuit rempli d'un liquide caloporteur. Ce circuit est équipé d'une pompe non représentée sur la figure 1, permettant la régulation du débit de fluide caloporteur. Dans un mode de réalisation de l'invention, ce liquide est muni d'un antigel, utilisable à des is basses températures. Dans un mode de réalisation de l'invention, le système pile est doté avantageusement d'un moyen de production d'hydrogène tel qu'un réformer 3, alimenté en essence, en gazole ou en éthanol ou en autre carburant hydrocarboné stocké dans un réservoir 14. 20 Le système pile peut être muni des moyens capteurs 16, 17 pour mesurer les grandeurs physiques représentatives de l'état de fonctionnement de la pile 1, par exemple : moyens de mesure 16 de la température T de fonctionnement de la pile à combustible 1 ; 25 moyens de mesure de débit d'air produit par le groupe de compression 2 ; moyens de mesure de pression d'air produit par le groupe de compression 2 ; moyens de mesure de courant électrique produit par la pile à combustible 1; 30 moyens de mesure de tension électrique de la pile à combustible 1 ; Il moyens de mesure de débit de la pompe du circuit de refroidissement 4 ; moyens de mesure de tension électrique d'une des cellules élémentaires constituant la pile à combustible 1 ; moyens de mesure de surtension anodique ~a 17 ; moyens de mesure de pression anodique Pa 16 ; moyens de mesure de la densité j de courant 16 dans la pile à combustible 1. Les capteurs 16, 17 mesurant ces grandeurs physiques, par exemple, la surtension anodique lia, la densité j de courant, température T, io pression anodique Pa, comprennent des cartes d'acquisition pouvant communiquer entre elles et/ou avec d'autres éléments du système pile à l'aide d'un réseau, par exemple, un réseau compatible avec le protocole dit CAN. La gestion de chaque élément du système pile et, notamment, de 15 différents circuits d'alimentation et de refroidissement, s'opère par l'intermédiaire de moyens de commande comme, par exemple, un actionneur 6 du filet d'air muni d'une vanne 8 du filet d'air (figure 1). Ces moyens de commande peuvent éventuellement être couplés avec et/ou activables par un moyen calculateur 5. Associé aux moyens capteurs 16, 17, ce dernier 20 peut être avantageusement doté d'une unité de traitement à microprocesseur du type CPU (en anglais Computer Processing Unit). Le CPU dispose d'une architecture en plusieurs couches qui, par exemple : commande et gère en temps réel des paramètres représentatifs de l'état 25 de fonctionnement provenant de mesures et représentatifs de besoins évolutifs des différents systèmes du véhicule, par exemple, les besoins du moteur 13 de traction du véhicule en tension et/ou en courant électrique à la sortie de la pile à combustible 1 par des courbes ou tableaux d'extrapolation mémorisés, 30 interprète la volonté du conducteur 18 exprimée, par exemple, à l'aide des signaux provenant de la pédale d'accélérateur et traduisant les différences de comportement, par exemple, un enfoncement progressif ou brutal, optimise la répartition des énergies entre la pile à combustible et une source d'énergie secondaire, par exemple, une batterie 19. Dans un mode de réalisation, le logiciel d'exploitation du CPU est élaboré autour d'une librairie d'outils et de services très largement orientée vers le domaine du véhicule automobile dans un univers multimédia. Cette librairie inclut de manière avantageuse un système d'exploitation multitâche performant qui autorise efficacement l'exécution simultanée de multiples to fragments de code. Ce logiciel d'exploitation permet ainsi les exécutions concurrentes, de manière ordonnée et en évitant tout conflit, d'opération réalisées sur les différents éléments du moyen calculateur 5. De plus, ce logiciel présente une grande flexibilité. Des moyens de mémorisation de masse éventuellement utilisant des 15 moyens de stockage haute vitesse et haute capacité et éventuellement associés à une ou plusieurs couches du moyen calculateur 5, coopèrent avec les moyens de mémorisation déjà présents dans le CPU. Ainsi, des modèles représentatifs de l'état de fonctionnement et de besoins évolutifs des différents systèmes du véhicule peuvent être stockés, par exemple, sous 20 une forme numérisée et compressée soit sur les moyens de mémorisation déjà présents dans le CPU, soit sur les moyens de mémorisation de masse qui y sont associés, soit sur ces deux types des moyens de mémorisation. Un modem de télécommunication ou tout autre matériel de télécommunication y compris à l'aide des technologies sans fils, par 25 exemple, les technologies radiotéléphoniques, les technologies aux ondes radio de courte portée, par exemple, du type Bluetooth etc., associé à d'autre média de télécommunication, est intégré dans le moyen calculateur 5 pour autoriser la liaison avec un dispositif de distribution d'information éventuellement associé au réseau. De même, l'unité de traitement à 30 microprocesseur peut disposer des entrées pour les branchements des interfaces externes telles que, par exemple, un ensemble télécommande comprenant une télécommande et un récepteur, un clavier, un moniteur, un écran tactile avec un panneau de revêtement de la vitre utilisant la technologie avancée d'onde de surface etc. Ces moyens permettent de contrôler les différents circuits du véhicule, de charger/décharger, de mettre à jour des modèles représentatifs de l'état de fonctionnement et de besoins évolutifs des différents systèmes du véhicule, par exemple, lors des révisions du véhicule. En résumé, le moyen calculateur 5 est agencé pour produire des effets techniques, en initiant des commandes, par exemple, en guidant des vannes de différents circuits et/ou d'autres dispositifs afin, par exemple, lo d'optimiser la gestion du système pile en fonction de la volonté du conducteur 18 et des besoins du groupe moto-propulseur 13, de la batterie 19 etc. Caractéristique de la pile à combustible 1 De manière connue, la tension de la pile à combustible 1 est la 1s différence des deux potentiels d'électrodes en circuit ouvert (potentiel standard), à laquelle se soustrait la somme des différentes polarisations ou surtensions. Ces pertes peuvent être identifiées comme suit : Pertes par activation au niveau de l'anode 9 ou à la cathode 11. Pertes ohmiques dues exclusivement aux résistances internes de la pile 20 1 Pertes par diffusion au niveau de l'anode 9 ou de la cathode 11. Pertes liées à la présence des impuretés, notamment de monoxyde de carbone CO. Au vu de ces éléments, la pile à combustible 1 peut être caractérisée 25 par une courbe de polarisation qui permet de prédire la tension Up de la pile à combustible 1 en fonction de différentes mesures : U' = ÎuI(T,Q02,QH2,P,8co,I,T) (El) où I est le courant imposé à la pile à combustible 1 ; T est la température de la pile à combustible 1 ; QO2 est le débit molaire d'oxygène à la cathode 11 ; 30 QH2 est le débit molaire d'hydrogène H2 à l'anode 9 ; PS est la pression de fonctionnement du système ; Oco est le taux de pollution de la pile à combustible 1 au monoxyde de carbone CO. La puissance électrique P(t) que délivre la pile 1 est donnée par : P(t) = Up,(t)I(t)Ncel, (E2) où NCerr est le nombre de cellules élémentaires 12 constituant la pile à combustible 1. Caractéristique du reformeur 3 Le reformeur 3 fournit un gaz riche en hydrogène H2, dit reformat. Dans le cas d'un reformeur 3 étagé la dilution de l'hydrogène H2 peut to être proche de 40% avec des taux de monoxyde de carbone CO allant de quelques ppm à une centaine de ppm. Il est possible de réduire cette quantité de CO en dégradant le rendement du reformeur 3 étagé. Quant au reformeur 3 membranaire, la dilution en hydrogène H2 est proche de 100%. En effet, l'efficacité de la membrane sélective peut être 15 proche de 99%. Cependant, ces quelques ppm de monoxyde de carbone CO restant dans le flux du combustible, peuvent s'accumuler dans la pile à combustible 1 en dégradant ses performances. Empoisonnement au monoxyde de carbone CO Le reformeur 3 essence en amont de la pile à combustible 1 sépare 20 les hydrocarbures présents dans l'essence traditionnelle en (di)hydrogène H2, dioxyde de carbone CO2 et monoxyde de carbone CO. Ces gaz transitent tous dans l'anode 9 de la pile 1. Le (di)hydrogène H2 est le carburant de la réaction chimique génératrice d'énergie électrique. Afin d'améliorer la cinétique de cette réaction, on utilise un catalyseur. Ainsi, l'hydrogène H2 se 25 fixe d'abord sur le catalyseur avant d'être consommé. Cependant le monoxyde de carbone CO se fixe lui aussi de manière réversible sur le catalyseur et bloque de cette façon les sites catalytiques prévus pour H, réduisant ainsi la vitesse de combustion de l'hydrogène H2. Les tests montrent que l'empoisonnement au monoxyde de carbone CO des sites 15 20 catalytiques crée une surtension anodique significative qui se soustrait à la tension aux bornes de la pile 1 et diminue ainsi les performances de celle-ci. Filet d'air dans l'anode 9 Afin de limiter les effets de l'empoisonnement de pile à combustible 1, un filet d'air est ajouté de manière connue dans l'anode 9. Cette purge est régulée par un moyen actionneur du filet d'air 6 muni d'une vanne du filet d'air 8. Cet instrument fait partie des moyens de commande du système pile mentionné ci-dessus. Le dioxygène 02 de ce filet d'air transforme le monoxyde de carbone CO des sites pollués en dioxyde de carbone CO2 qui lui ne se fixe pas sur le catalyseur. Les sites ainsi libérés du monoxyde de carbone CO peuvent alors de nouveau accueillir un hydrogène H2. Cependant, le dioxygène 02 injecté à l'anode 9 peut par la même occasion brûler de l'hydrogène H2 fixé sur le catalyseur en baissant ainsi le rendement de la pile à combustible 1. Mécanisme réactionnel anodique Le mécanisme électrochimique anodique est un mécanisme de stockage/déstockage sur un catalyseur M : Stockage du CO/H : CO +M --> (M ù CO) H2 + 2M 2(M ù H) 0,+2M--2(Mù0) Déstockage passif du CO/H : (MùCO)+(MùO) (MùCO)ù CO+M 2(M ù H) ù> H2 + 2M H2O+(MùCO)-M+2H+ +2e- +CO2 (MùH)-H++e-+M ù> CO2 +2M Déstockage actif du CO/H : 2(M ùH) + (M -0) ù> H2O + 3M Mise en équation du système de stockaqe/déstockaqe Le système pile selon l'invention met en jeu différentes grandeurs physiques, à savoir : Oco, OH, Bo : fractions de sites catalytiques occupés par le monoxyde de carbone CO, par l'hydrogène H2 et par l'oxygène 02 respectivement. Xco, XH2, X02 : fractions molaires de monoxyde de carbone CO, d'hydrogène H2 et d'oxygène 02 respectivement dans l'anode 9. Pa : pression anodique. j : densité de courant dans la pile 1. T : température de la pile 1. lia : surtension anodique. On peut alors décrire le système sous forme de système d'état : dO dt = f(O,E,Xoz ) lia = g(e,E) (E3) (B o où l'état O = OH ; les entrées mesurables : Bo(X co XH P J T z E_ la commande : Xg ; la sortie : 17a . En prenant en compte la dynamique de l'actionneur du filet d'air 6, on a: dXoz _ h(Xo, U) dt où U est la commande du moyen actionneur du filet d'air 6, h est le modèle dynamique du moyen actionneur 6 dépendante de la technologie. A titre d'exemple, la partie statique du modèle dynamique h peut être décrite à l'aide de l'équation de Saint Venant bien connue par des ingénieurs qui 20 permet de décrire la quantité de matière (débit) qui traverse un orifice en fonction des conditions en son amont et en son aval (température et pression). (E4) lo 15 Suivant le type du moyen actionneur 6, la dynamique du moyen actionneur 6 peut être négligée par rapport à la dynamique de stockage et déstockage en vertu du principe de la séparation des échelles de temps. Dans un mode de réalisation de l'invention, le moyen actionneur du filet d'air 6 peut être de type continu. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le moyen actionneur du filet d'air 6 peut être du type tout ou rien dit TOR connu par l'homme du métier comme, par exemple, des injecteurs ou certains types de vannes. Dans ce dernier cas la réalisation des débits d'air se fait en utilisant w des techniques classiques de type PWM (en anglais Pulse Width Modulation), MLI (Modulation en Largeur d'Impulsion) ou par des commandes plus avancées telles que les commandes à structures variables, c'est-à-dire, les commande qui prennent en compte les couplages existants d'un système comprenant une multitude des entrées et des sorties, dit mufti- 15 entrées multi-sorties. Pour une description plus détaillée de ces techniques connues, on peut consulter, par exemple : ù K. J. Astrom et B. Wittenmark, Computer controlled system : theory abnd design, Prentice Hall, 1984. 20 ù J. J. Slotine et W. Li. Applied nonlinear system, Prentice Hall,1991. Dispositif de réqulation de la purqe (filet d'air) Comme mentionné ci-dessus, le monoxyde de carbone CO présent dans le reformat qui alimente l'anode 9 de la pile à combustible 1 se stocke sur les catalyseurs prévus pour l'hydrogène H2 selon un mécanisme précis 25 décrit ci-dessus. Cet empoisonnement participe à une surtension anodique et donc entraîne une chute de tension aux bornes de la pile à combustible 1. Une fois ces phénomènes physico-chimiques modélisés, les modèles physiques correspondantes sont stockés dans une couche correspondante du moyen calculateur 5 définie comme un moyen correcteur 30 7. Dans un mode de réalisation du système selon l'invention, le moyen correcteur 7 est un objet essentiellement électronique à microcircuit et mémoire pour recevoir et contenir l'ensemble des informations en rapport avec les modèles physiques mentionnés ci-dessus. Dans un autre mode de réalisation du système selon l'invention, le moyen correcteur 7 est un élément logiciel coopérant avec les moyens mémoires et des moyens d'acquisition du moyen calculateur 5 pour gérer l'ensemble des informations en rapport avec les modèles physiques mentionnés ci-dessus. to La gestion du moyen actionneur 6 du filet d'air muni de la vanne 8 du filet d'air, s'opère à via le moyen correcteur 7 de manière, par exemple, à ne pas dépasser une valeur prédéterminée de surtension anodique ria aux bornes de la pile à combustible 1. Le moyen correcteur 7 génère un signal de commande du type électrique, par exemple, une tension U, qui est transmis 15 au moyen actionneur 6. Dans un mode de réalisation, le signal de commande peut être du type fluidique ou du type hybride électrique-fluidique . Le moyen actionneur 6 interprète le signal de commande en ouverture/fermeture de la vanne 8 du filet d'air. En d'autres termes, les modèles prédéterminés stockés dans le moyen correcteur 7 aboutissent, par 20 l'intermédiaire d'un signal de commande, à un effet technique à l'aide du moyen actionneur 6 du filet d'air qui opère l'ouverture et la fermeture de la vanne 8 du filet d'air suivant un algorithme prédéterminé par ces modèles. Il est à noter que la surtension anodique 77a mentionnée ci-dessus ne dépend pas uniquement de la concentration en monoxyde de carbone CO 25 dans l'anode 9 mais aussi d'autres entrées telles que, par exemple, la demande en courant. Cette dernière peut résulter de l'un ou plusieurs générateurs de consignes 18, 13, 19 comme par exemple, de la volonté du conducteur 18, des besoins en alimentation du moteur 13, des besoins en énergie de la source d'énergie secondaire, par exemple, de la batterie 19. 30 C'est pourquoi plutôt que de réguler la surtension anodique 77a, il est plus opportun de réguler l'empoisonnement de la pile à combustible. Ce dernier n'est pas mesurable à travers un capteur. Cependant, il est possible de l'estimer grâce à un modèle physique. Ainsi, dans une variante de l'invention, le moyen calculateur 5, outre le moyen correcteur 7, comprend un moyen estimateur 10. II s'agit d'une couche supplémentaire dans l'architecture du moyen calculateur 5. Dans un mode de réalisation du système selon l'invention, le moyen estimateur 10 est un objet essentiellement électronique à microcircuit et mémoire pour recevoir et contenir l'ensemble des informations en rapport avec les modèles physiques mentionnés ci-dessus. lo Dans un autre mode de réalisation du système selon l'invention, le moyen estimateur 10 est un élément logiciel coopérant avec les moyens mémoires et les moyens d'acquisition du moyen calculateur 5 pour gérer l'ensemble des informations en rapport avec les modèles physiques mentionnés ci-dessus. 15 Ainsi, dans le mode de réalisation avec le moyen estimateur 10, une augmentation de la surtension anodique 1]a ne provoquera une augmentation du taux de filet d'air que si cette surtension anodique 17a est due uniquement à une augmentation de l'empoisonnent en monoxyde de carbone CO de la pile à combustible 1. De cette façon l'hydrogène H2 ne sera pas 20 surconsommé inutilement par un surplus du filet d'air inapproprié. En d'autres termes, le dispositif selon invention permet d'injecter le filet d'air en fonction de la surtension maximale souhaitée et du point de fonctionnement de la pile à combustible 1 déterminé à travers un modèle prédéterminé implémenté dans un moyen correcteur 7 et à travers un 25 modèle prédéterminé implémenté dans un moyen estimateur 10. Pour compléter le dispositif, dans un mode de réalisation, le moyen calculateur 5 peut disposer un module d'erreur 20 en aval du moyen correcteur 7. Le module d'erreur 20 reçoit les différents signaux représentatifs de consignes (par exemple, de la volonté du conducteur 18), 30 de mesures (par exemple, les données provenant du capteur 17 de la surtension anodique lia) et/ou d'estimation (par exemple, l'état eest de l'empoisonnement de la pile à combustible 1 provenant de l'estimateur 10). A l'aide de ces informations, le module d'erreur 20 établit un signal représentatif de l'erreur entre les signaux de consignes et de mesures/estimations qui est transmis au moyen correcteur 7, par exemple, à la place du signal de consignes pour affiner les calculs produits par le moyen correcteur 7 ou pour rendre ses calculs plus rapide. Dans un mode de réalisation du système selon l'invention, le module d'erreur 20 est un objet essentiellement électronique à microcircuit et mémoire pour recevoir et traiter les signaux, comme décrit précédemment. io Dans un autre mode de réalisation du système selon l'invention, le module d'erreur 20 est un élément logiciel coopérant avec les moyens mémoires et les moyens d'acquisition du moyen correcteur 7 et/ou du moyen calculateur 5 pour recevoir et traiter les signaux, comme décrit précédemment. 15 Il est à noter que, bien que les différentes couches du moyen calculateur 5 telles que le moyen correcteur 7, le moyen estimateur 10, le module d'erreur 20 décrites séparément semblent être utilisées d'une manière séquentielle, en réalité, les tâches spécifiques de ces modules, par exemple, le calcul d'un état d'empoisonnement de la pile à combustible 1 par 20 le moyen estimateur 10 et l'acquisition des grandeurs physiques mesurables E par le moyen correcteur 7, peuvent être exécutées simultanément en temps réel dans un environnement utilisant le système d'exploitation multitâche du CPU. Plusieurs situations décrites cidessous à titre d'illustration sont alors 25 envisageables. Mode de réalisation n 1 avec une commande en boucle ouverte muni d'un correcteur 7 agissant par anticipation Dans ce mode de réalisation dont un logigramme de commande est représenté schématiquement sur la figure 2, le régime transitoire de la 30 fraction eco de sites catalytiques occupés par le monoxyde de carbone CO est beaucoup plus lent que le régime transitoire des fraction eo et OH de sites catalytiques occupés respectivement par l'oxygène 02 et l'hydrogène H2 Il est alors possible de considérer que OH et eO sont donnés par des équations statiques du type : 8H = JH (E,8CO ) Bo = fo (E, Bco ) Le système selon l'invention ainsi réduit à une seule dynamique s'écrit alors : de(' dt ù Îco (B(o , E, X o2) (E6) '7n = gco (eco ,E) La stratégie de commande selon le mode n 1 de l'invention est en boucle ouverte. Le système est considéré comme réduit. Notons gco-' la lo fonction qui a le vecteur d'entrée E défini ci-dessus. La valeur de surtension anodique ria est associée à un stock de monoxyde de carbone CO. Ainsi, le stock en monoxyde de carbone CO Bco c.,,n,. qui correspond à une consigne de sortie de surtension anodique 17a.cons , peut être défini comme suit : 000,cons = gco (E,'/a,cons ) (E7) 15 De même, il est possible alors de déterminer le taux d'oxygène associé à un taux d'ouverture de la vanne 8 de filet d'air qui permet d'obtenir Bco, X 02,cons = / c0 (000,cons , E) (E8) Le signal de commande, la tension U dans le présent exemple de 20 réalisation du dispositif selon l'invention, à transmettre du moyen correcteur 7 au moyen actionneur 6 de la vanne 8 de filet d'air pour obtenir le taux d')xygène désiré dans l'anode 9 Xo, est obtenue par : U = h-' (XO2) (E9) La fonction-cartographie CBO de la commande U est la concaténation 25 des cartographies suivantes : U = Cao (E, 17a.cons) = h ' [fco (gco ' (E, 77n,cons (El 0) (E5) Le fonctionnement du système en mode n 1 s'opère en plusieurs étapes. D'abord, un modèle physique de la commande U correspondant dans l'exemple ci-dessus à la cartographie CBO de l'équation (E10) est enregistré préalablement dans le moyen correcteur 7. Les grandeurs physiques mesurables d'entrées E, à savoir : Pa : pression anodique. j : densité de courant dans la pile 1. T : température de la pile 1. Xco, XH2 : fractions molaires de monoxyde de carbone CO et d'hydrogène ~o H2 respectivement dans l'anode 9. sont mesurés à l'aide des moyens capteurs 16 respectifs. Les données horodatées correspondantes sont transmises au moyen correcteur 7. Ce dernier reçoit également un signal de consigne de sortie de surtension anodique 7a,cons représentatif, soit de la volonté du conducteur 18, soit des 15 besoins en alimentation du moteur 13, soit des besoins en énergie de la source d'énergie secondaire, par exemple, de la batterie 19, soit de l'ensemble de ces trois générateurs de consignes 18, 13, 19. Le signal de consigne de sortie de surtension anodique 7/acons peut être, par exemple, du type électrique ou fluidique et peut être aussi horodaté. A l'aide de 20 l'ensemble de ces données, le moyen correcteur 7 établit en continu et en temps réel la commande U. Dans un sous-mode de réalisation n 1, le moyen correcteur 7 enregistre au moins une partie des données à leur entrée et des commandes U à leur sortie. La commande U est transmise à l'actionneur 6 qui agit alors physiquement sur la vanne 8 de filet d'air en régulant en 25 continu et en temps réel son ouverture pour effectuer la purge de l'anode 9. Mode de réalisation n 2A avec une commande en boucle fermée Dans ce mode de réalisation n 2A dont un logigramme de commande est représenté schématiquement sur la figure 3a, le système selon l'invention est considéré comme réduit selon l'équation (E6) ci-dessus. La stratégie de commande selon le mode n 2A de l'invention est en boucle fermée. Comme dans l'exemple précédent, le signal de commande est la tension U transmise du moyen correcteur 7 au moyen actionneur 6 de la vanne 8 de filet d'air pour obtenir le taux d'oxygène désiré dans l'anode 9 Xo, . Le modèle physique de la commande U préenregistré dans le moyen correcteur 7 est décrit par l'équation suivante : U = CBF (, E,'/ a,cons) (El 1) Oë E = i7a,cons ûr7a est l'erreur entre la consigne de sortie de surtension anodique 17a,cons et la surtension anodique qa réellement mesurée par le lo moyen capteur 17 correspondant. Dans une variante de l'invention, la fonction-cartographie CBF de la commande Uest un simple PI (en anglais, Proportionnel Intégral) décrit par : U = K p (7Ja,cons fia) + KI J(a cons û h7a )dt (E12) Dans les autres variantes de ce mode de réalisation n 2A, la 15 fonction-cartographie CBF de la commande U peut également être obtenue à l'aide, par exemple : des techniques de synthèses de commande classique telle que (a) commande linéaire PID (en anglais Proportionnel Intégral Dérivée), ou 20 (b) commande prédictive, c'est-à-dire la commande basée sur l'élaboration d'une séquence de commande future, dont seule la première valeur est appliquée au système, et les régulateurs numériques polynomiaux RST, ou (c) commande non linéaire. 25 des différentes techniques de synthèse avancées. On peut classer les méthodologies de conception en deux familles suivant l'approche utilisée : û L'approche dans l'espace d'état : LQ (Linéaire quadratique), LQG (Linéaire quadratique Gaussien), LQG-LTR (Linéaire quadratique Gaussien avec reconstitution du transfert de boucle), placement de pôles avec placement de vecteurs propres, commande H. Les approches fréquentielles comme la commande H~ avec poids, la commande CRONE (Commande Robuste d'Ordre Non Entier). Diverses approches peuvent se rattacher à l'une ou à l'autre des précédentes, basées sur la notion de modèle interne comme, par exemple, la commande adaptative, la commande prédictive ou des méthodes mixtes. Pour une description plus détaillée des commandes à structures ~o variables, comme simple PI et la commande linéaire PID, on peut consulter, par exemple : K. J. Astrom et B. Wittenmark, Computer controlled system : theory and design, Prentice Hall, 1984. J. J. Slotine et W. Li. Applied nonlinear system, Prentice Hall,1991. 15 Pour une description plus détaillée de la commande adaptative, de la commande prédictive et les méthodes mixtes, on peut consulter, par exemple : R. Lozano, Adaptative control: model reference approach, Sprinder, London, 1987. 20 W. H. Chen, D. J. Balance, Nonlinear PID predictive controller, IEEE Procedings Part D : Control Theory and applications, 146 (6), p. 603-611, November 1999. Pour une description plus détaillée de l'approche dans l'espace d'état : LQ, LQG, LQG-LTR, on peut consulter, par exemple : 25 ù Ph. Larminat, Commande des systèmes linéaires, Hermes Science Publications, 2002, ISBN : 2746204924. Ph. Larminat, Contrôle d'état standard, Hermès science publications, 2000, ISBN : 2746201348. Pour une description plus détaillée de la commande H_ approche 30 fréquentielle comme la commande H~ et les approches fréquentielles comme la commande Ha, avec poids on peut consulter, par exemple : - G. Duc, S. Font, Commande H~ et ùanalyse : des outils pour la robustesse, Hermes Science Publications, 2000, ISBN : 2746200414. Pour une description plus détaillée de l'approche fréquentielle comme la commande CRONE, on peut consulter, par exemple : s ù A. Oustaloup, Système asservis linéaires d'ordre fractionnaire, Masson, Paris, 1983. Le fonctionnement du système en mode n 2A s'opère en plusieurs étapes. D'abord, un modèle physique de la commande U correspondant dans l'exemple ci-dessus à la cartographie CBF de l'équation (E11) est lo enregistré préalablement dans le moyen correcteur 7. Les grandeurs physiques mesurables d'entrées E, à savoir : ù PQ : pression anodique. - j : densité de courant dans la pile 1. T : température de la pile 1. 15 XXo, XH2 : fractions molaires de monoxyde de carbone CO et d'hydrogène H2 respectivement dans l'anode 9. sont mesurées à l'aide des moyens capteurs 16 respectifs. Les données horodatées correspondantes sont transmises au moyen correcteur 7. Le module d'erreur 20 reçoit un signal de consigne de sortie de 20 surtension anodique lia,cons représentatif, soit de la volonté du conducteur 18, soit des besoins en alimentation du moteur 13, soit des besoins en énergie de la source d'énergie secondaire, par exemple, de la batterie 19, soit de l'ensemble de ces trois générateurs de consignes 18, 13, 19. Le signal de consigne de sortie de surtension anodique '/a,cons peut être, par exemple, du 25 type électrique ou fluidique et peut aussi être horodaté. En parallèle, la surtension anodique 77, est mesurée par le moyen capteur 17 qui transmet les données correspondantes au module d'erreur 20. Le module d'erreur 20 établit un signal e = '/a,cons ù r7a représentatif de l'erreur entre la consigne de sortie de surtension anodique i7a,,ons estimée et la surtension anodique lia mesurée par le capteur 17. Ce signal représentatif de l'erreurs est transmis au moyen correcteur 7. En recevant en continu et en temps réel les données correspondantes aux grandeurs physiques mesurables d'entrées E et à l'erreurs, le moyen correcteur 7 établit en continu et en temps réel à partir du modèle préenregistré la commande U.. Dans un sous-mode de réalisation n 2A, le moyen correcteur 7 enregistre au moins une partie des données à leur entrée et des commandes U à leur sortie. La commande U est transmise à l'actionneur 6 qui agit alors physiquement sur la vanne 8 de filet d'air en io régulant en continu et en temps réel son ouverture pour effectuer la purge de l'anode 9. Mode de réalisation n 2B avec une commande en boucle fermée Dans ce mode de réalisation n 2B dont un logigramme de commande est représenté schématiquement sur la figure 3b, la commande 15 en boucle fermée initie des purges successives. Il s'agit donc d'une commande du type logique sans éléments d'intelligence comme, par exemple, dans le cas du mode n 2A où le système cherche à optimiser la commande U en confrontant plusieurs paramètres d'entrées avec ceux de la consigne et ceux de la sortie. 20 Le mode de réalisation n 2B de l'invention est particulièrement adaptée aux applications avec des taux très faibles de monoxyde de carbone dans le combustible amené à l'anode 9. Cela se produit essentiellement lors d'alimentation avec recirculation d'hydrogène H2 à l'entrée de l'anode 9 en présence du reformage membranaire ou d'acheminement d'hydrogène H2 25 pur à partir d'un réservoir à combustible. Comme dans les exemples précédents, le signal de commande est la tension U transmise du moyen correcteur 7 au moyen actionneur 6 de la vanne 8 de filet d'air pour obtenir le taux d'oxygène désiré dans l'anode 9 X~,z . L'exemple d'une telle commande U pour les purges successives est donné par une hystérésis du type : i Uh ..,. = U0 si ria ? '/ a,,nar et dd > 0 ou '/ ta '/ a,mun et ddG Ainsi, le filet d'air est initié par la vanne 8 uniquement dans le cas ou la surtension anodique '7a que l'on mesure en continu à l'aide du moyen capteur 17 correspondant, dépasse le cadre prédéterminé préalablement mémorisé par le correcteur 7, traduit dans l'exemple cité à l'aide des valeurs minimum 77a.min et maximum r7a,nax et la dérivée dr7a/dt. Les grandeurs physiques mesurables d'entrées E ne sont pas prises en compte dans ce mode de ~o réalisation n 2B. De même, le signal de consigne de sortie de surtension anodique r7a,cons représentatif, soit de la volonté du conducteur 18, soit des besoins en alimentation du moteur 13, soit des besoins en énergie de la source d'énergie secondaire, par exemple, de la batterie 19, soit de l'ensemble de ces trois générateurs de consignes 18, 13, 19, n'est pas pris 15 en compte dans ce mode de réalisation n 2B. Le fonctionnement du système en mode n 2B s'opère en plusieurs étapes. D'abord, le modèle de la commande U correspondant dans l'exemple ci-dessus à la cartographie Uhys décrite par l'équation (E13), est enregistré préalablement dans le moyen correcteur 7. De même, les valeurs minimum 20 rfa.min et maximum 77a,max prédéterminées dans le cadre du modèle physique propre au mode de réalisation n 2B, sont préalablement introduites dans le moyen correcteur 7 qui les enregistre dans ses moyens mémoires. Lors du fonctionnement de la pile à combustible 1, le capteur 17 mesure en permanence la surtension anodique 77a. Le signal horodaté 25 correspondant est transmis au moyen correcteur 7. Ce dernier compare la surtension anodique îla avec les valeurs préenregistrées 17a,min, rla,max et calcule la dérivée dr7a/dt. Ensuite, le moyen correcteur 7 établit en continu et en temps réel à partir du modèle préenregistré la commande U. Dans un sous-mode de réalisation n 2B, le moyen correcteur 7 enregistre au moins une partie des données à leur entrée et des commandes U à leur sortie. La commande U est transmise à l'actionneur 6 qui agit alors physiquement sur la vanne 8 de filet d'air en régulant son ouverture pour effectuer la purge de l'anode 9. Mode de réalisation n 3 avec une commande en boucle fermée via un moyen estimateur 10 Dans ce mode de réalisation n 3 dont un logigramme de commande est représenté schématiquement sur la figure 3, le système selon l'invention est considéré comme ayant les deux dynamiques selon l'équation (E3) ci-dessus. La stratégie de commande du mode de réalisation n 3 est en boucle fermée via le moyen correcteur 7 et le moyen estimateur 10. Ce moyen estimateur 10 se présente comme une couche supplémentaire dans l'architecture du moyen calculateur 5. Le moyen estimateur 10 utilise les is grandeurs physiques mesurables d'entrées E mesurées à l'aide des capteurs 16 correspondants et la surtension anodique ria mesurée à l'aide du capteur 17 de la surtension anodique pour estimer un état d'empoisonnement Oest de la pile à combustible 1 à partir d'un modèle physique de la pile à combustible 1 préalablement introduit et enregistré par le moyen estimateur 10. Le 20 vecteur d'état Oes, reconstruit se présente, par exemple, comme suit : dOest _v(pest58cons E,X02 ) (E14) Comme dans les exemples précédents, le signal de commande est la tension U transmise du moyen correcteur 7 au moyen actionneur 6 de la vanne 8 de filet d'air pour obtenir le taux d'oxygène désiré dans l'anode 9 25 XäZ. Le modèle physique de la commande U préenregistré dans le moyen correcteur 7 est décrit par l'équation suivante : U = CBFE (, L, Ocons (E15) dt où 6 = O,ons ûOes, est l'erreur entre la consigne de l'état d'empoisonnement O~oäs de la pile à combustible 1 et l'état de l'empoisonnement eest reconstruit par le moyen estimateur 10. Dans ce mode de réalisation n 3, une augmentation de la surtension anodique 77a ne provoquera une augmentation du taux de filet d'air que si cette surtension anodique ijG est due uniquement à une augmentation de l'empoisonnent en monoxyde de carbone CO de la pile à combustible 1. De cette façon avantageuse, l'hydrogène H2 ne sera pas surconsommé inutilement par un surplus du filet d'air inapproprié. Le fonctionnement du système réalisé selon le mode n 3 s'opère en plusieurs étapes. D'abord, un modèle de la commande U correspondant dans l'exemple ci-dessus à la cartographie CBFE de l'équation (E15), est enregistré préalablement dans le moyen correcteur 7. De même, un modèle de l'état d'empoisonnement de la pile à combustible 1 correspondant dans l'exemple ci-dessus à la cartographie Oes, de l'équation (E14), est enregistré préalablement dans le moyen estimateur 10. Les grandeurs physiques mesurables d'entrées E, à savoir : ù PQ : pression anodique. - j : densité de courant dans la pile 1. T : température de la pile 1. Xco, XH2 : fractions molaires de monoxyde de carbone CO et d'hydrogène H2 respectivement dans l'anode 9. sont mesurés à l'aide des moyens capteurs 16 respectifs. Les données horodatées correspondantes sont transmises au moyen correcteur 7 et au moyen estimateur 10. En parallèle, la surtension anodique ria est mesurée par le moyen capteur 17 qui transmet les données correspondantes au moyen estimateur 10. Ce dernier établit un signal représentatif de l'estimation de l'état de l'empoisonnement OeS, et transmet ce signal au module d'erreur 20. Dans un sous-mode de réalisation n 3, le moyen estimateur 10 enregistre au moins une partie des données à leur entrée et les estimations de l'état de l'empoisonnement OeS( à leur sortie. Le module d'erreur 20 reçoit le signal représentatif de l'estimation de l'état de l'empoisonnement @es, provenant du moyen estimateur 10. En outre le module d'erreur 20 reçoit un signal de consigne de l'état d'empoisonnement O,ons de la pile à combustible 1 représentatif, soit de la volonté du conducteur 18, soit des besoins en alimentation du moteur 13, soit des besoins en énergie de la source d'énergie secondaire, par exemple, de la batterie 19, soit de l'ensemble de ces trois générateurs de consignes 18, 13, 19. Le signal de consigne de l'état d'empoisonnement Ocons peut être, par exemple, du type électrique ou fluidique et peut être horodaté. io Le module d'erreur 20 calcule le signal e=Ocons ûOest représentatif de l'erreur entre la consigne de l'état d'empoisonnement Osons estimée de la pile à combustible 1 et l'état de l'empoisonnement Oesr reconstruit par le moyen estimateur 10. Le résultat du calcul de l'erreur E est transmis au moyen correcteur 7. Dans un sous-mode de réalisation n 3, le module 15 d'erreur 20 enregistre au moins une partie des données à leur entrée et les résultats du calcul de l'erreur E à leur sortie. En recevant en continu et en temps réel les données correspondantes aux grandeurs physiques mesurables d'entrées E et à l'erreur E, le moyen correcteur 7 établit en continu et en temps réel à partir du 20 modèle préenregistré la commande U. Dans un sous-mode de réalisation n 3, le moyen correcteur 7 enregistre au moins une partie des données à leur entrée et des commandes U à leur sortie. La commande U est transmise à l'actionneur 6 qui agit alors physiquement sur la vanne 8 de filet d'air en régulant en continu et en temps réel son ouverture pour effectuer la purge de 25 l'anode 9. Les modes de réalisation décrits ci-dessus et, notamment n 2 et n 3, peuvent réaliser le ou plusieurs des avantages suivants : ù Gain en performance dynamique : la commande en boucle fermée permet d'améliorer, par exemple, le temps de réponse du système. 30 ù Gain en performance statique : la commande en boucle fermée permet de rejeter les perturbations et d'annuler l'erreur statique. Gain en consommation : la commande en boucle fermée empêche la surconsommation d'hydrogène H2. Ce gain est particulièrement important dans le mode n 3 lorsque cette commande s'opère via le moyen estimateur 10, ce qui permet de réguler directement le taux d'empoisonnement et non la surtension électrique aux bornes de la pile à combustible 1 comme dans le mode de réalisation n 2. Gain en simplicité de la mise en oeuvre : lors du fonctionnement en boucle fermée, on utilise uniquement des mesures électriques disponibles avec de très faible coût voltmètre pris sur les bornes de la pile à combustible 1. Ainsi, les stratégies de commande selonl'invention ne nécessitent aucun capteur spécifique (comme, par exemple, celui décrit dans la demande de brevet canadien CA 2 292 993 citée ci-dessus). II doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiqué. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes, et l'invention ne doit pas être limitée aux détails donnés ci-dessus. Notamment, bien que l'invention ait été illustrée par un exemple d'un dispositif de régulation d'une purge de contamination des moyens catalytiques d'une pile à combustible contaminée par des impuretés issues du combustible, on comprendra que l'invention est adaptable à la régulation de tous procédés électrochimiques comprenant les mécanismes de stockage-déstockage et d'empoisonnement caractéristiques des batteries rechargeables, par exemple de type Li-Ions, ou des piles à combustible, par exemple de type PEFC (en anglais Polymer Electrolyte Fuel Cells), SOFC (en anglais Solid Oxide Fuel Cells). De même, bien que l'invention ait été illustrée par des modes de réalisation décrits ci-dessus, on comprendra que le choix de la variante la plus adéquate à l'application peut être fait en fonction de : l'architecture du système pile, comprenant ou non, par exemple, de capteurs 16 des grandeurs physiques d'entrées E, et/ou du temps alloué au calcul de la commande, et/ou du degré de robustesse souhaitée, le paramètre robustesse connu par 5 l'homme du métier permettant d'assurer les objectifs de performances du système en présence d'incertitude du modèle. De même, on comprendra que le dispositif selon invention est naturellement applicable à toute pile à combustible 1 quel que soit le mode de reformage de cette dernière, par exemple, le mode de reformage lo membranaire, le mode de reformage étagée ou le mode de reformage par plasma. De même, bien que l'invention ait été illustrée par des commandes U en rapport avec les modes de réalisation décrits ci-dessus, on comprendra que l'invention est adaptable à la régulation d'une purge de contamination is des moyens catalytiques d'une pile à combustible 1 à l'aide des lois de commandes U quelconques obtenues à l'aide du moyen correcteur 7 coopérant ou non avec le moyen estimateur 10, chacun de ces moyens 7, 10 ayant mémorisés préalablement au moins des modèles physiques préétablis et/ou des valeurs des paramètres physiques en rapport avec l'état 20 d'empoisonnement par des impuretés de la pile à combustible 1. De même, bien que l'invention ait été illustrée par des exemples d'un dispositif de régulation d'une purge de contamination des moyens catalytiques d'une pile à combustible 1 comprenant un actionneur 6 et une vanne 8 de filet d'air séparés l'un de l'autre, on comprendra que l'invention 25 porte également sur un dispositif de régulation d'une purge de contamination des moyens catalytiques d'une pile à combustible 1 dans lequel l'actionneur 6 et la vanne 8 de filet d'air sont confondus. De même, bien que l'invention ait été illustrée par des exemples d'un dispositif de régulation d'une purge de contamination des moyens 30 catalytiques d'une pile à combustible 1 comprenant un moyen correcteur 7 et un moyen actionneur 10 séparés l'un de l'autre, on comprendra que l'invention porte également sur un dispositif de régulation d'une purge de contamination des moyens catalytiques d'une pile à combustible 1 dans lequel le moyen correcteur 7 et le moyen actionneur 10 sont confondus. De même, bien que l'invention ait été illustrée par des exemples d'un dispositif de régulation d'une purge de contamination des moyens catalytiques d'une pile à combustible 1 comprenant un moyen correcteur 7 et un module d'erreur 20 séparés l'un de l'autre, on comprendra que l'invention porte également sur un dispositif de régulation d'une purge de contamination des moyens catalytiques d'une pile à combustible 1 dans lequel le moyen io correcteur 7 et le module d'erreur 20 sont confondus. De même, bien que l'invention ait été illustrée par des exemples d'un dispositif de régulation d'une purge de contamination des moyens catalytiques d'une pile à combustible 1 comprenant un moyen estimateur 10 et un module d'erreur 20 séparés l'un de l'autre, on comprendra que is l'invention porte également sur un dispositif de régulation d'une purge de contamination des moyens catalytiques d'une pile à combustible 1 dans lequel le moyen estimateur 10 et le module d'erreur 20 sont confondus. Enfin, le dispositif selon invention est naturellement implantable dans un véhicule et permet d'optimiser ses performances lors de différentes 20 phases du fonctionnement du véhicule. REVENDICATIONS 1. Dispositif de régulation d'une purge de contamination des moyens catalytiques d'une pile à combustible (1) contaminée par des impuretés issues du combustible, comprenant un moyen actionneur (6) pour introduire dans l'anode (9) de la pile (1) un filet de gaz réagissant avec les impuretés, des moyens de commande du moyen actionneur (6) pour réguler la purge de la contamination par les impuretés, caractérisé en ce que le moyen actionneur (6) réagit à un signal de commande mémorisé dans le moyen calculateur (5) et élaboré à partir des résultats produits à partir d'un modèle ~o mathématique représentatif du débit de gaz souhaité pour obtenir la purge de la contamination des impuretés stockées par la pile (1), ce modèle mathématique étant mis en oeuvre dans un moyen correcteur (7) et/ou un moyen estimateur (10). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal 15 de commande est du type électrique ou fluidique. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le signal de commande dépend d'au moins d'une surtension (lia) prise aux bornes de la pile à combustible (1). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce 20 que le moyen actionneur (6) coopère avec au moins une vanne (8) dont l'ouverture et la fermeture respectives régulent la purge de la contamination des impuretés stockées par la pile (1). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens capteurs (16, 17) agencés pour mesurer les 25 grandeurs physiques mesurables (E, lia) représentatives de l'état de fonctionnement de la pile à combustible (1) et transmettre les données correspondantes au modèle du moyen calculateur (5). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le moyen calculateur (5) est agencé pour recevoir un signal de consigne provenant du ou des générateur(s) de consignes (18, 13, 19). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce 5 que le moyen calculateur (5) comprend le moyen correcteur (7) agencé pour : mémoriser le modèle mathématique représentatif de débit de gaz souhaité pour obtenir la purge de la contamination des impuretés stockées par la pile (1) ; lo recevoir un signal de consigne provenant d'au moins un générateur de consignes (18, 13, 19) pour au moins une surtension de sortie (77a. cons) estimée aux bornes de la pile à combustible (1), établir un signal de commande élaboré à partir du modèle mathématique mémorisé représentatif de débit de gaz souhaité pour obtenir la purge de 15 la contamination des impuretés stockées par la pile (1) en prenant en compte au moins le signal de consigne reçu du ou des générateur(s) de consignes (18, 13, 19), enregistrer ce signal de commande et le transmettre à destination du moyen actionneur (6). 20 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le moyen correcteur (7) est agencé pour : recevoir les données représentant les mesures des grandeurs physiques mesurables d'entrées (E) provenant des moyens capteurs correspondants (16) ; 25 établir un signal de commande élaboré à partir du modèle mathématique mémorisé représentatif de débit de gaz souhaité pour obtenir la purge de la contamination des impuretés stockées par la pile (1) en prenant en compte au moins le signal de consigne reçu du ou des générateur(s) de consignes (18, 13, 19) et les données d'au moins une mesure desgrandeurs physiques mesurables d'entrées (E) provenant des moyens capteurs correspondants (16). 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le moyen calculateur (5) comprend un module d'erreur (20) et le moyen s correcteur (7) et en ce que le module erreur (20) est agencé pour : recevoir un signal de consigne provenant d'au moins un générateur de consignes (18, 13, 19) pour au moins une surtension de sortie (l'a, cons) estimée aux bornes de la pile à combustible (1), lo recevoir les données de mesures d'au moins une surtension (17a) aux bornes (9) de la pile à combustible (1) provenant du moyen capteur correspondant (17), établir le signal ( = 17a,cons ù r7a) représentatif de l'erreur entre la consigne de sortie de surtension ('/a,cons) estimée et la surtension (7a) mesurée par 15 le moyen capteur correspondant (17), transmettre le signal représentatif de l'erreur (E) au moyen correcteur (7), et en ce que le moyen correcteur (7) est agencé pour : - mémoriser le modèle mathématique représentatif de débit de gaz 20 souhaité pour obtenir la purge de la contamination des impuretés stockées par la pile (1) ; - recevoir le signal représentatif de l'erreur (E) en provenance du module d'erreur (20), établir un signal de commande élaboré à partir du modèle mathématique 25 mémorisé représentatif de débit de gaz souhaité pour obtenir la purge de la contamination des impuretés stockées par la pile (1) en prenant en compte au moins le signal représentatif de l'erreur (E),enregistrer ce signal de commande et le transmettre à destination du moyen actionneur (6). 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le moyen correcteur (7) est agencé pour : recevoir les données représentant les mesures des grandeurs physiques mesurables d'entrées (E) provenant des moyens capteurs correspondants (16) ; établir un signal de commande élaboré à partir du modèle mathématique mémorisé représentatif du débit de gaz souhaité pour obtenir la purge de io la contamination des impuretés stockées par la pile (1) en prenant en compte au moins le signal représentatif de l'erreur (E) et les données d'au moins une mesure des grandeurs physiques mesurables d'entrées (E) provenant des moyens capteurs correspondants (16). 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce ls que le moyen calculateur (5) comprend le moyen correcteur (7) agencé pour : mémoriser le modèle mathématique représentatif de débit de gaz souhaité pour obtenir la purge de la contamination des impuretés stockées par la pile (1) ; 20 ù recevoir les données de mesures d'au moins une surtension (ria) aux bornes (9) de la pile à combustible (1) provenant du moyen capteur correspondant (17), établir un signal de commande élaboré à partir du modèle mémorisé représentatif de débit de gaz souhaité pour obtenir la purge de la 25 contamination des impuretés stockées par la pile (1) en prenant en compte au moins les données de mesures d'une surtension (ria) aux bornes (9) de la pile à combustible (1) reçues du moyen capteur correspondant (17),enregistrer ce signal de commande et le transmettre à destination du moyen actionneur (6). 12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le moyen calculateur (5) comprend le moyen estimateur (10), un module 5 d'erreur (20) et le moyen correcteur (7) et en ce que le moyen estimateur (10) est agencé pour : ù mémoriser un modèle mathématique représentatif de l'état d'empoisonnement de la pile à combustible (1), recevoir les données de mesures d'au moins une surtension (77a) aux ~o bornes (9) de la pile à combustible (1) provenant du moyen capteur correspondant (17), établir un signal (Oest) représentatif de l'estimation de l'état d'empoisonnement de la pile à combustible (1) à l'aide du modèle mathématique mémorisé représentatif de l'état d'empoisonnement de la 15 pile à combustible (1) en prenant en compte au moins les données de mesures d'au moins une surtension (77a) aux bornes (9) de la pile à combustible (1), -enregistrer ce signal (Oest) représentatif de l'estimation de l'état d'empoisonnement de la pile à combustible (1) et le transmettre à 20 destination du module d'erreur (20), et en ce que le module d'erreur (20) est agencé pour : ù recevoir le signal (Oest) représentatif de l'estimation de l'état d'empoisonnement de la pile à combustible (1) provenant du moyen estimateur (10), 25 ù recevoir un signal (Osons) de consigne de l'état d'empoisonnement de la pile à combustible (1) provenant du ou des générateur(s) de consignes (18, 13, 19),établir un signal (e = Osons ù Oes,) représentatif de l'erreur entre la consigne de l'état d'empoisonnement (Osons) estimée de la pile à combustible (1) et l'état de l'empoisonnement (Oes,) reconstruit par le moyen estimateur (10), transmettre le signal représentatif de l'erreur (E) au moyen correcteur (7), et en ce que le moyen correcteur (7) est agencé pour : mémoriser le modèle mathématique représentatif de débit de gaz souhaité pour obtenir la purge de la contamination des impuretés stockées par la pile (1) ; io recevoir le résultat du calcul de l'erreur (E) en provenance du module d'erreur (20), établir un signal de commande élaboré à partir du modèle mémorisé représentatif de débit de gaz souhaité pour obtenir la purge de la contamination des impuretés stockées par la pile (1) en prenant en is compte au moins le signal représentatif de l'erreur (E), enregistrer ce signal de commande et le transmettre à destination du moyen actionneur (6). 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le moyen estimateur (10) est agencé pour : 20 recevoir les données représentant les mesures des grandeurs physiques mesurables d'entrées (E) provenant des moyens capteurs correspondants (16) ; établir un signal (eest) représentatif de l'estimation de l'état d'empoisonnement de la pile à combustible (1) à l'aide du modèle 25 mathématique représentatif de l'état de l'état d'empoisonnement de la pile à combustible (1) en prenant en compte au moins les données de mesures d'au moins une surtension (ria) aux bornes (9) de la pile à combustible (1) et les données représentant les mesures des grandeursphysiques mesurables d'entrées (E) provenant des moyens capteurs correspondants (16). 14. Dispositif selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que le moyen correcteur (7) est agencé pour : recevoir les données représentant les mesures des grandeurs physiques mesurables d'entrées (E) provenant des moyens capteurs correspondants (16) ; établir un signal de commande élaboré à partir du modèle mathématique représentatif de débit de gaz souhaité pour obtenir la purge de la lo contamination des impuretés stockées par la pile (1) à l'aide d'au moins le résultat du calcul de l'erreur (E) et les données représentant les mesures des grandeurs physiques mesurables d'entrées (E) provenant des moyens capteurs correspondants (16).