Brevet FR2959064A1 — publié le 20111021

COUCHE DE DIFFUSION D'UN DISPOSITIF ELECTROCHIMIQUE ET PROCEDE DE REALISATION D'UNE TELLE COUCHE DE DIFFUSION DESCRIPTION 5 DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne le domaine des systèmes, ou dispositifs, électrochimiques comportant des couches de diffusion à base d'un matériau électriquement conducteur tel que du carbone. 10 L'invention concerne notamment le domaine des piles à combustible et des électrolyseurs de type PEM (à membrane échangeuse de protons), des piles à combustible à acide phosphorique (PAFC), des batteries, etc. 15 ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Une cellule électrochimique 10 d'une pile à combustible de type PEMFC (Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell) est représentée schématiquement sur la figure 1. Cette cellule 10 comporte un assemblage 20 membrane-électrodes (AME) comprenant une membrane 12, qui forme un électrolyte, à base de polymère et disposée entre deux électrodes : une anode 14a et une cathode 14b. L'anode 14a et la cathode 14b comportent chacune une couche active 16a, 16b et une couche de 25 diffusion 18a, 18b. La réalisation d'un tel AME comporte notamment une étape de dépôt des couches actives 16a, 16b correspondant par exemple à la mise en oeuvre de procédés de type enduction, transfert, pulvérisation, 2 sérigraphie, etc. Il est possible soit de déposer les couches actives 16a, 16b sur les couches de diffusion 18a, 18b, l'anode 14a et la cathode 14b ainsi réalisées étant ensuite assemblées de chaque côté de la membrane 12, soit de déposer les couches actives 16a, 16b de chaque côté de la membrane 12, les couches de diffusion 18a, 18b étant ensuite assemblées sur les couches actives 16a, 16b. Deux joints peuvent également être disposés de chaque côté de l'AME. Les surfaces de l'anode 14a et de la cathode 14b se trouvant face à la membrane 12 ne sont pas nécessairement identiques mais sont inférieures ou égales aux surfaces de la membrane 12 contre lesquelles elles sont disposées. Dans la cellule 10, lorsqu'elle est utilisée dans une pile à combustible, l'AME permet de convertir l'énergie chimique de la réaction de formation de l'eau à partir d'hydrogène (H2) et d'oxygène (02) gazeux, servant respectivement de combustible et de comburant à cette réaction, en énergie électrique. Ces gaz sont distribués respectivement à l'anode 14a (recevant l'hydrogène) et à la cathode 14b (recevant l'oxygène) par l'intermédiaire d'une plaque monopolaire anodique 20a et d'une plaque monopolaire cathodique 20b entre lesquelles l'AME est disposé. Ces plaques monopolaires 20a, 20b servent également à la collecte de l'énergie électrique produite et à l'évacuation de la chaleur produite par la réaction de conversion de l'énergie chimique en énergie électrique. Dans les plaques 3 monopolaires 20a, 20b représentées sur la figure 1, la distribution des gaz (H2 et 02) est assurée par des canaux 22a, 22b formés dans celles-ci et s'étendant dans une direction parallèle à l'axe y (longueur des canaux 22a, 22b parallèle à l'axe y). Dans une variante, les plaques monopolaires 20a, 20b peuvent avoir une structure poreuse permettant de réaliser cette distribution des gaz sans nécessiter de canaux. Un dispositif électrochimique 50 de type PEM est représenté schématiquement sur la figure 2. Ce dispositif électrochimique est par exemple une pile à combustible. Cette pile à combustible 50 est formée par plusieurs cellules électrochimiques 10a, 10b, 10c, par exemple similaires à la cellule électrochimique 10 précédemment décrite en liaison avec la figure 1, disposées les unes contre les autres. Dans un tel dispositif électrochimique, deux plaques monopolaires adjacentes, l'une servant à la distribution du combustible (plaque monopolaire anodique 18a d'une première cellule) et l'autre servant à la distribution du comburant (plaque monopolaire cathodique 18b d'une seconde cellule adjacente à la première cellule), peuvent être formées par un même élément appelé plaque bipolaire. Ainsi, dans la pile à combustible 50 représentée sur la figure 2, les AME des cellules 10a, 10b et 10c sont séparés les uns des autres par des plaques bipolaires 52a, 52b. Chaque extrémité de la pile à combustible 50 comporte une plaque monopolaire 54a, 54b. Chaque plaque bipolaire 52a, 52b peut être munie de canaux dans lesquels circule un fluide 4 caloporteur permettant de refroidir les cellules électrochimiques 10a, 10b, 10c de la pile à combustible 50. Le dispositif électrochimique 50 représenté sur la figure 2 pourrait également être un électrolyseur de type PEM, un tel électrolyseur comportant une structure analogue à une pile à combustible PEM. Le fonctionnement d'un tel électrolyseur correspond toutefois au fonctionnement inverse de celui d'une pile à combustible, l'énergie électrique étant convertie en énergie chimique en formant de l'hydrogène et de l'oxygène gazeux à partir d' eau. Dans les cellules électrochimiques 10a-10c de la pile à combustible 50, chaque circuit de distribution de fluides (combustible, comburant et éventuellement fluide caloporteur) est muni d'une entrée et d'une sortie de ces fluides. Or, il est important d'assurer une étanchéité dans la pile à combustible 50 afin d'empêcher tout mélange des fluides entre eux, ainsi que toute fuite de fluide depuis l'intérieur d'une des cellules vers l'extérieur de la pile. Ainsi, l'étanchéité constitue un point très important à prendre en compte lors de la conception d'une pile à combustible. Cette étanchéité est assurée par des joints disposés entre les plaques monopolaires ou bipolaires et les AME, du côté anodique et cathodique. La forme et la fonction de ces joints dépendent de l'architecture des cellules électrochimiques, et plus généralement de l'architecture de la pile à combustible. Ainsi, dans une cellule électrochimique, des joints servent uniquement à empêcher les fuites de combustible et de comburant vers l'extérieur de la pile à combustible, car l'étanchéité entre les compartiments 5 anodique et cathodique est assurée par la membrane polymère de l'AME. Dans une pile à combustible de type PEM, les fluides sont généralement acheminés au niveau de chaque cellule électrochimique par l'intermédiaire de canaux traversant l'ensemble de l'empilement de cellules, et donc à travers chaque plaque bipolaire. Le joint sert alors à empêcher les fuites de fluide de l'intérieur vers l'extérieur de la pile et éviter les mélanges de fluides. Dans une pile à combustible ou un électrolyseur de type PEM, chaque couche de diffusion est composée d'un support de diffusion et d'une couche microporeuse. Le rôle des couches de diffusion dans une pile à combustible de type PEM est multiple et leurs caractéristiques doivent être choisies afin de répondre à un compromis entre plusieurs critères. Tout d'abord, les couches de diffusion doivent être de bons conducteurs électriques et être suffisamment poreuses pour permettre le passage des gaz réactifs (H2 et 02 dans l'air et l'évacuation de l'eau produite. Elles doivent aussi être de bons conducteurs thermiques afin d'évacuer efficacement la chaleur et ne pas augmenter la température de fonctionnement de la pile, ce qui pourrait dans le cas contraire dégrader les membranes de la pile. Enfin, elles doivent être 6 suffisamment rigides afin de servir de renfort mécanique aux AME du fait de l'architecture dents/canaux des plaques bipolaires et monopolaires de la pile. La gestion de l'eau dans la pile à combustible est un point primordial pour avoir un bon fonctionnement et une fiabilité optimale des AME, et donc de la pile. Cette gestion de l'eau, assurée en grande partie par les couches de diffusion, est complexe, car, dans chaque AME : - de l'eau doit être amenée à l'état gazeux jusqu'aux couches actives anodique et cathodique et jusqu'à la membrane ; - l'eau produite à la cathode doit être au moins en partie renvoyée du côté anodique. Ce flux doit au moins partiellement compenser la migration de l'eau à la conduction protonique de l'anode à la cathode ; - l'eau en excès, côtés anodique et cathodique, doit être évacuée jusqu'aux plaques bipolaires afin de ne pas empêcher l'accès des gaz vers les couches actives, ce qui pourrait conduire à un mauvais fonctionnement de la pile. Il y a donc au sein de l'AME un équilibre complexe des flux d'eau dépendant des conditions de fonctionnement, des composants de l'AME, et notamment des couches de diffusion, ainsi que de l'architecture des plaques bipolaires. Par ailleurs, la couche de diffusion doit être stable (chimiquement et physiquement) dans les conditions de fonctionnement de la pile à combustible. Les critères influençant la stabilité des matériaux 7 sont la température, pouvant atteindre environ 120°C, l'humidité relative (HR), qui peut être de 100%, le pH, pouvant être égal à environ 1, l'activité des gaz (H2 et 02, dont les pressions peuvent atteindre environ 4 bars), et une différence de potentiels électriques qui peut être de 1,2 V entre l'anode et la cathode. Ces contraintes se retrouvent également dans le cas des électrolyseurs de type PEM, avec dans ce cas une différence de potentiels électriques qui peut être comprise entre 1,2 V et 2,5 V, entre l'anode et la cathode. Le support de diffusion d'une couche de diffusion se présente généralement sous forme de tissu (support de diffusion tissé), ou de papier ou de feutre (supports de diffusion non tissés) de fibres de carbone fabriqués par voie sèche ou humide. Les papiers de carbone sont obtenus à partir d'une suspension de fibres de carbone cassées et de longueurs comprises entre environ 3 mm et 70 mm, et dispersées dans un solvant avec un liant polymère. La suspension est ensuite filtrée, ou les solvants sont évaporés, pour obtenir un matériau autosupporté qui est traité thermiquement pour carboniser le liant polymère. D'autres étapes d'imprégnation, de moulage et de traitement thermique peuvent être mises en oeuvre, comme décrit dans les documents EP 0 286 945 B1 et US 6 489 051 B1. En raison du procédé de fabrication mis en oeuvre, ces papiers sont disponibles uniquement sous forme de feuilles, ce qui ne rend pas ces supports de diffusion facilement transportables. De plus, le nombre 8 important d'étapes de fabrication et les traitements thermiques de carbonisation ou de graphitisation des matériaux mis en oeuvre de manière continue augmentent lourdement le coût d'une couche de diffusion à base de papier de carbone. Le papier de carbone est plus rigide et a une structure plus homogène que le tissu. Toutefois, il est cassant et plus difficile à manipuler que le tissu. Tout comme le tissu, les papiers de carbone présentent une anisotropie étant donné que les fibres de carbone sont orientées de manière aléatoire dans le papier. De plus, étant donné que les fibres sont réparties de manière aléatoire, la structure du support de diffusion n'est pas contrôlée, ce qui aboutit à une mauvaise reproductibilité des caractéristiques des supports de diffusion ainsi réalisés. Les feutres de carbone sont obtenus par carbonisation d'un feutre de polymère précurseur réalisé par enchevêtrement de fibres de polymère. Un traitement thermique en continu de carbonisation ou graphitisation est également mis en oeuvre. Les feutres sont moins coûteux à réaliser que les papiers de carbone et les tissus et présentent une structure plus isotrope. Toutefois, leur coût reste important. De plus, l'enchevêtrement des fibres de carbone est réalisé de manière aléatoire par des jets de fluide sous pression aboutissant à une mauvaise reproductibilité des caractéristiques des supports de diffusion ainsi réalisés. EXPOSÉ DE L'INVENTION Un but de la présente invention est de proposer un nouveau type de couche de diffusion d'un dispositif électrochimique tel qu'une pile à combustible ou un électrolyseur de type PEM, ne présentant pas les inconvénients des couches de diffusion de l'art antérieur. Pour cela, la présente invention propose une couche de diffusion d'un dispositif électrochimique comprenant au moins une partie d'une nappe unidirectionnelle de filaments de carbone solidarisés, par exemple les uns aux autres, orientés de manière sensiblement parallèle les uns par rapport aux autres et formant au moins une surface externe électriquement conductrice de la couche de diffusion. Contrairement aux couches de diffusion comprenant un support de diffusion à base de papier de carbone ou de feutre de carbone, qui font appel à des fibres de carbone non continues d'une longueur comprise entre environ 3 mm et 70 mm et dispersées de manière aléatoire, la couche de diffusion selon l'invention est réalisée à partir d'au moins une nappe unidirectionnelle de filaments de carbone orientés parallèlement les uns par rapport aux autres. Une telle couche de diffusion est moins coûteuse à réaliser compte tenu du coût de réalisation plus faible d'une nappe unidirectionnelle de filaments de carbone par rapport à du papier de carbone ou du feutre de carbone, notamment en raison du nombre d'étapes moins important devant être mises en oeuvre pour réaliser une telle nappe par rapport à la 9 10 réalisation de papiers de carbone ou de feutres de carbone. De plus, contrairement aux papiers de carbone ou aux feutres de carbone, une telle couche de diffusion ne nécessite pas de traitement thermique mis en oeuvre de manière continue pour sa réalisation compte tenu de l'utilisation de filaments de carbone qui ne nécessitent pas de traitement de carbonisation ou de graphitisation, ce qui permet d'en réduire sensiblement le coût de fabrication. Par rapport à du papier de carbone, une telle nappe unidirectionnelle de filaments de carbone est également facilement manipulable et facilement transportable, par exemple sous la forme de rouleaux, ce qui est un avantage lors de la réalisation de la couche de diffusion. De plus, la répartition et l'orientation régulières des filaments de carbone dans la couche de diffusion permet d'avoir une bonne reproductibilité de la structure de la couche de diffusion, et donc des caractéristiques de la couche de diffusion, contrairement aux papiers de carbone et aux feutres de carbone. Une telle couche de diffusion remplit également tous les critères répondant aux besoins des piles à combustibles et des électrolyseurs de type PEM : bonne porosité pour permettre le passage des réactifs et l'évacuation des produits, faible épaisseur permettant de réduire la résistivité électrique de la couche de diffusion, bonne adaptabilité de la couche de diffusion par rapport aux variations de l'humidité relative dans une pile à combustible. 11 Par rapport aux couches de diffusion de l'art antérieur, la structure de la couche de diffusion selon l'invention est mieux contrôlée, notamment en termes d'épaisseur et de porosité, en raison de la régularité dans l'orientation des filaments de carbone. La nappe unidirectionnelle de filaments de carbone peut avoir une épaisseur comprise entre environ 10 pm et 200 pm et/ou avoir une masse surfacique comprise entre environ 40 g/m2 et 60 g/m2. Une telle épaisseur confère une faible résistance électrique à la couche de diffusion. L'épaisseur de la couche de diffusion peut être choisie avantageusement la plus faible possible. Chaque filament de carbone peut avoir un diamètre compris entre environ 6 pm et 8 pm et/ou avoir une résistivité électrique comprise entre environ 0,8 Q.cm et 1,8 Q.cm. Pour obtenir les filaments de carbone, il est possible d'utiliser des fils de carbone comportant par exemple chacun entre environ 1000 et 320000 filaments de carbone, et avantageusement entre environ 12000 et 48000 filaments de carbone. En utilisant des filaments de carbone issus de fils comportant un nombre important de filaments de carbone, on réduit encore le coût de réalisation de la couche de diffusion étant donné que de tels fils sont moins coûteux à réaliser que des fils comportant un nombre moins important de filaments de carbone. La couche de diffusion peut comporter une pluralité de nappes unidirectionnelles de filaments de carbone superposées, les filaments de carbone de chaque 12 nappe unidirectionnelle pouvant être orientés de manière sensiblement parallèle les uns par rapport aux autres, et telles qu'une orientation des filaments de carbone d'au moins une première desdites nappes unidirectionnelles forme un angle non nul ou compris entre environ 10° et 95° ou avantageusement compris entre environ 40° et 50° par rapport à une orientation des filaments de carbone d'au moins une deuxième desdites nappes unidirectionnelles de filaments de carbone. Une telle orientation des nappes unidirectionnelles entre elles permet de former une couche de diffusion présentant une excellente porosité pour le passage des gaz et l'évacuation de l'eau lorsque la couche de diffusion est utilisée dans une pile à combustible, ou le passage de l'eau et l'évacuation des gaz lorsque la couche de diffusion est utilisée dans un électrolyseur. La couche de diffusion peut comporter un nombre de nappes unidirectionnelles de filaments de carbone superposées supérieur ou égal à deux et inférieur ou égal à cinq. La couche de diffusion peut comporter une première et une deuxième nappe unidirectionnelle de filaments de carbone telles que l'orientation des filaments de carbone de la première nappe unidirectionnelle forme un angle compris entre environ 0° et 20° par rapport à l'orientation des filaments de carbone de la deuxième nappe unidirectionnelle, et peut comporter en outre une troisième nappe unidirectionnelle de filaments de carbone disposée entre la première et la deuxième nappe 13 unidirectionnelle de filaments de carbone telle que les orientations des filaments de carbone de la première et de la deuxième nappe unidirectionnelle forment chacune un angle compris entre environ 70° et 110° par rapport à l'orientation des filaments de carbone de la troisième nappe unidirectionnel. La couche de diffusion peut comporter en outre une quatrième nappe unidirectionnelle de filaments de carbone disposée entre la première et la deuxième nappe unidirectionnelle de filaments de carbone telle que l'orientation des filaments de carbone de la quatrième nappe unidirectionnelle forme un angle compris entre environ 70° et 110° par rapport à chacune des orientations des filaments de carbone de la première et de la deuxième nappe unidirectionnelle. Dans une variante, la couche de diffusion peut comporter quatre nappes unidirectionnelles de filaments de carbone superposées telles que l'orientation des filaments de carbone de chacune desdites quatre nappes unidirectionnelles forme un angle compris entre environ 25° et 65° par rapport à la ou les orientations des filaments de carbone de la ou des nappes unidirectionnelles adjacentes à ladite nappe unidirectionnelle. Une partie des filaments de carbone peuvent être brisés tels que des portions brisées desdits filaments de carbone soient enchevêtrées aux autres filaments de carbone des nappes unidirectionnelles, assurant ainsi un maintien mécanique des nappes unidirectionnelles entre elles. Cette configuration peut correspondre au résultat d'une opération 14 d'aiguilletage réalisée dans les nappes unidirectionnelles de filaments de carbone, opération qui permet notamment d'améliorer le maintien mécanique des nappes unidirectionnelles de filaments de carbone superposées afin de pouvoir les manipuler plus facilement sans détruire la structure formée par la superposition de nappes unidirectionnelles, c'est-à-dire sans modifier les angles formés entre les orientations des filaments de carbone des différentes nappes. La couche de diffusion peut présenter une énergie de surface à caractère hydrophobe, par exemple lorsque la couche de diffusion est destinée à être utilisée dans une pile à combustible, ou hydrophile, par exemple lorsque la couche de diffusion est destinée à être utilisée dans un électrolyseur. Un tel caractère hydrophobe peut être par exemple obtenu en traitant la ou les nappes unidirectionnelles de filaments de carbone par du polytétrafluoroéthylène. Un caractère hydrophile peut être obtenu par un traitement de la ou des nappes unidirectionnelles de filaments de carbone par une résine époxy. La couche de diffusion peut comporter deux faces principales électriquement conductrice. L'invention concerne également une cellule électrochimique à membrane échangeuse de protons, comportant au moins une couche de diffusion selon l'invention. L'orientation des filaments de carbone de la ou d'au moins une des nappes unidirectionnelles de filaments de carbone de la couche de diffusion peut 15 être sensiblement perpendiculaire à une direction d'une longueur d'au moins un canal d'une plaque monopolaire disposée en regard de la couche de diffusion. L'invention concerne également une pile à combustible à membrane échangeuse de protons, comportant au moins une couche de diffusion selon l'invention. L'invention concerne également une pile à combustible à membrane échangeuse de protons, comportant au moins une cellule électrochimique selon l'invention. L'invention concerne aussi un électrolyseur à membrane échangeuse de protons, comportant au moins une couche de diffusion selon l'invention. L'invention concerne également un électrolyseur à membrane échangeuse de protons, comportant au moins une cellule électrochimique selon l'invention. L'invention concerne en outre une utilisation d'au moins une partie d'une nappe unidirectionnelle de filaments de carbone solidarisés, par exemple les uns aux autres, et orientés de manière sensiblement parallèle les uns par rapport aux autres pour former une couche de diffusion d'un dispositif électrochimique, ladite partie de nappe unidirectionnelle de filaments de carbone formant au moins une surface externe électriquement conductrice de la couche de diffusion. L'invention concerne aussi un procédé de 30 réalisation d'une couche de diffusion d'un dispositif 16 électrochimique, comportant au moins les étapes suivantes . - disposition de filaments de carbone les uns à côté des autres et orientés de manière sensiblement parallèle les uns par rapport aux autres, - solidarisation des filaments de carbone, par exemple les uns aux autres, formant une nappe unidirectionnelle de filaments de carbone, - découpe d'au moins une partie de la nappe unidirectionnelle, les filaments de carbone formant au moins une surface externe électriquement conductrice de la couche de diffusion. Le procédé peut comporter en outre, entre les étapes de solidarisation et de découpe, une étape de superposition d'une pluralité de nappes unidirectionnelles de filaments de carbone, les filaments de carbone de chaque nappe unidirectionnelle étant orientés de manière sensiblement parallèle les uns par rapport aux autres, et telles qu'une orientation des filaments de carbone d'au moins une première desdites nappes unidirectionnelles forme un angle non nul ou compris entre environ 10° et 95° ou compris entre environ 40° et 50° par rapport à une orientation des filaments de carbone d'au moins une deuxième desdites nappes unidirectionnelles de filaments de carbone, l'étape de découpe pouvant comporter la découpe d'au moins une partie de la pluralité de nappes unidirectionnelles. L'ensemble des filaments de carbone des différentes nappes unidirectionnelles superposées et 17 destinées à former la couche de diffusion peuvent donc être découpés par la mise en oeuvre d'une seule étape de découpe. Ainsi, cette unique étape de découpe permet de réduire le coût du procédé de réalisation de la couche de diffusion. Le procédé peut comporter en outre, entre les étapes de solidarisation et de découpe, et lorsque le procédé comporte une étape de superposition d'au moins trois nappes unidirectionnelles de filaments de carbone, la mise en oeuvre d'un aiguilletage des nappes unidirectionnelles de filaments de carbone, brisant une partie des filaments de carbone tels que des portions brisées desdits filaments de carbone soient enchevêtrées aux autres filaments de carbone des nappes unidirectionnelles, assurant un maintien mécanique des nappes unidirectionnelles entre elles. Dans une variante, ce maintien mécanique peut être obtenu en faisant passer les nappes unidirectionnelles de filaments de carbone sous des jets d'eau sous pression brisant une partie des filaments de carbone tels que des portions brisées desdits filaments de carbone soient enchevêtrées aux autres filaments de carbone des nappes unidirectionnelles. Préalablement à la mise en oeuvre de l'étape de disposition des filaments de carbone les uns à côté des autres, les filaments de carbone peuvent être enduits d'un matériau, par exemple une résine et/ou un durcisseur, apte à renforcer la tenue mécanique des filaments de carbone, et le procédé peut comporter en outre, après l'étape de solidarisation, une étape d'élimination dudit matériau. En effet, les filaments 18 de carbone, par exemple ceux obtenus à partir de précurseurs à base de Polyacrilonitrile (PAN), peuvent être fragiles. Ainsi, pour pouvoir les manipuler plus facilement lors de la fabrication des nappes unidirectionnelles, les filaments de carbone peuvent subir un traitement appelé ensimage, consistant à les enduire d'un matériau renforçant la tenue mécanique des filaments de carbone, par exemple de la résine époxy. Ce matériau peut être ensuite éliminé après la solidarisation des filaments de carbone entre eux, et par exemple avant la découpe de la ou des nappes unidirectionnelles de filaments de carbone. Le procédé peut comporter en outre, après l'étape de solidarisation, une étape de traitement des filaments de carbone conférant aux filaments de carbone un caractère hydrophobe ou hydrophile. Un tel caractère hydrophobe peut être obtenu en traitant les filaments de carbone par du polytétrafluoroéthylène, par exemple en les trempant dans une solution d'un tel matériau. Un caractère hydrophile peut être obtenu en traitant les filaments de carbone par une résine époxy. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement une cellule électrochimique d'un dispositif 19 électrochimique tel qu'une pile à combustible ou un électrolyseur de type PEM, - la figure 2 représente schématiquement un dispositif électrochimique tel qu'une pile à combustible ou un électrolyseur de type PEM, - les figures 3A et 3B représentent des vues de dessus et en coupe d'une partie d'une nappe unidirectionnelle de filaments de carbone d'une couche de diffusion, objet de la présente invention, selon un mode de réalisation particulier, - la figure 4 représente une vue en coupe d'un fil comportant des filaments de carbone utilisés dans une couche de diffusion, objet de la présente invention, selon un mode de réalisation particulier, - la figure 5 représente une vue de dessus d'une nappe unidirectionnelle de filaments de carbone utilisée lors de la réalisation d'une couche de diffusion, objet de la présente invention, selon un mode de réalisation particulier, - la figure 6 représente une couche de diffusion, objet de la présente invention, selon un mode de réalisation particulier, - les figures 7A et 7B représentent une nappe multiaxiale de filaments de carbone formant une 25 couche de diffusion, objet de la présente invention, selon un mode de réalisation particulier, - la figure 8 représente les courbes de polarisation d'une cellule électrochimique, objet de la présente invention, comportant des couches de diffusion 30 réalisées à partir de nappes de filaments de carbone, et d'une cellule électrochimique de l'art antérieur 20 20 comportant des couches de diffusion à base de feutre de carbone. Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures décrites ci-après portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d'une figure à l'autre. Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles. Les différentes possibilités (variantes et modes de réalisation) doivent être comprises comme n'étant pas exclusives les unes des autres et peuvent se combiner entre elles. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS On se réfère tout d'abord aux figures 3A et 3B sur lesquelles est représentée une partie d'une nappe unidirectionnelle 102 de filaments de carbone 104 faisant partie d'une couche de diffusion selon un mode de réalisation particulier. La nappe 102 est formée par une pluralité de filaments continus de carbone 104 disposés sensiblement les uns à côté des autres et tous orientés dans une même direction parallèlement à l'axe x. Sur les figures 3A et 3B, seule une partie de la nappe unidirectionnelle 102 est représentée. La nappe unidirectionnelle 102 a une épaisseur (dimension selon l'axe z, correspondant à la plus petite dimension de la nappe par rapport aux autres dimensions, à savoir la longueur et la largeur de la nappe) comprise entre 21 environ 10 }gym et 200 }gym, cette épaisseur dépendant du diamètre des filaments de carbone 104 ainsi que du nombre maximum de filaments de carbone 104 se retrouvant superposés les uns au-dessus des autres dans la nappe unidirectionnelle 102. Une telle nappe 102 comporte donc un nombre de filaments de carbone 104 qui dépend du grammage désiré et de la largeur de la nappe 102. L'épaisseur de la nappe unidirectionnelle 102 pourra être choisie la plus faible possible afin que la nappe 102 présente une résistance électrique la plus faible possible et que la couche de diffusion qui est réalisée à partir de la nappe unidirectionnelle 102 ait la plus faible épaisseur possible. La masse surfacique de la nappe unidirectionnelle 102 est par exemple comprise entre 40 g/m2 et 60 g/m2. Les filaments de carbone 104 de la nappe unidirectionnelle 102 sont par exemple à base de Polyacrilonitrile (PAN). Les filaments de carbone 104 peuvent être initialement regroupés sous la forme de fils. Un tel fil 105 est représenté en coupe sur la figure 4. Le fil 105 se compose d'une pluralité de filaments de carbone 104 s'étendant dans une direction parallèle à la longueur du fil (selon l'axe x sur l'exemple de la figure 4) et noyés dans une gaine 106 à base de résine. Chaque fil 105 peut comporter entre environ 1000 et 320000 filaments de carbone 104. On peut choisir, pour la réalisation de la nappe 102, des fils 105 comportant le plus grand nombre possible de filaments de carbone 106 en raison de leur coût moins élevé. On choisira de préférence des fils 105 22 comportant entre environ 3000 et 24000 filaments de carbone 104. Les filaments de carbone 104 utilisés pour former la nappe unidirectionnelle 102 ont par exemple un diamètre compris entre 6 pm et 8 pm et une résistivité électrique comprise entre 0,8 Q.cm et 1,8 Q.cm. Au cours de la réalisation de la nappe 102, les filaments de carbone 104 sont solidarisés les uns aux autres, par exemple par des fils 108 à base d'un matériau thermofusible disposés transversalement à la direction des filaments de carbone 104, sur les filaments de carbone 104 (figure 5). Il est également possible que les filaments de carbone 104 soient solidarisés par l'intermédiaire d'un cadre, par exemple à base d'un matériau électriquement conducteur tel que du métal, pouvant former en outre un contour de la couche de diffusion. Comme représenté sur la figure 6, une partie de la nappe unidirectionnelle 102 est découpée et utilisée comme support de diffusion qui peut ensuite être solidarisé à une couche microporeuse 110 pour former une couche de diffusion 112. Il est toutefois possible de ne pas utiliser de couche microporeuse 110, la couche de diffusion 112 n'étant alors formée que par les filaments de carbone 104. Des couches de diffusion similaires à la couche de diffusion 112 sont utilisées pour réaliser des cellules électrochimiques élémentaires, de structure analogue à la cellule électrochimique 10 précédemment décrite en liaison avec la figure 1, ces cellules étant ensuite assemblées pour 23 former un dispositif électrochimique tel qu'une pile à combustible PEM ou un électrolyseur PEM, de structure analogue au dispositif électrochimique 50 précédemment décrit en liaison avec la figure 2. Dans un autre mode de réalisation, la couche de diffusion peut être formée à partir de plusieurs nappes unidirectionnelles de filaments de carbone superposées et formant une nappe multiaxiale de filaments de carbone. Une telle nappe multiaxiale 114 est représentée sur les figures 7A et 7B. La nappe multiaxiale 114 représentée sur la figures 7A et 7B est formée par la superposition et l'assemblage de trois nappes unidirectionnelles 102a, 102b et 102c par exemple similaires à la nappe unidirectionnelle 102 précédemment décrite. Une première nappe 102a est disposée telle que les filaments de carbone de cette nappe 102a soient orientés selon une première direction (parallèle à l'axe x sur l'exemple des figures 7A et 7B). Une deuxième nappe unidirectionnelle 102b est superposée sur la première nappe 102a telle que les filaments de carbone de cette deuxième nappe 102b soient orientés selon une seconde direction, avantageusement perpendiculaire à la première direction (parallèle à l'axe y sur l'exemple des figures 7A et 7B). Enfin, une troisième nappe unidirectionnelle 102c est superposée sur la deuxième nappe 102b telle que les filaments de carbone de cette troisième nappe 102c soient orientés selon une troisième direction perpendiculaire à la deuxième direction et parallèle à la première direction. 24 La couche de diffusion est ensuite achevée en découpant la surface souhaitée dans la nappe multiaxiale 114 pour former la couche de diffusion. La surface découpée de chaque nappe unidirectionnelle 102a, 102b et 102c formant la nappe multiaxiale 114 est sensiblement égale à la surface de la couche de diffusion afin que la totalité de la surface de la couche de diffusion soit formée par la superposition des différentes nappes unidirectionnelles. De manière optionnelle, la partie découpée de la nappe multiaxiale 114 peut être solidarisée à une couche microporeuse, par exemple à base de carbone et/ou d'un ou plusieurs autres matériaux par exemple hydrophobes. La nappe multiaxiale précédemment décrite n'est qu'un exemple de réalisation possible. De manière générale, la couche de diffusion peut comporter une ou plusieurs nappes unidirectionnelles de filaments de carbone superposées. De préférence, la nappe multiaxiale peut comporter entre une et cinq nappes unidirectionnelles, et préférentiellement entre une et quatre nappes unidirectionnelles. L'épaisseur totale de la couche de diffusion ainsi obtenue a une épaisseur préférentiellement comprise entre environ 10 pm et 800 pm. Enfin, les orientations des nappes utilisées peuvent être différentes de l'exemple précédemment décrit. On décrit maintenant les étapes mises en oeuvre pour réaliser la couche de diffusion précédemment décrits. La ou les nappes unidirectionnelles 102 sont chacune réalisées indépendamment en étalant côte à 25 côte, de manière sensiblement uniforme, des filaments de carbone 104. Les filaments de carbone de la nappe ou de chacune des nappes sont ensuite solidarisés les uns aux autres, par exemple par des fils à base d'un matériau thermofusible disposés transversalement aux filaments de carbone de la nappe, tel que décrit précédemment en liaison avec la figure 5. Il est également possible, en variante, d'utiliser une cadre par exemple métallique pour solidariser les filaments de carbone. Lorsque le support de diffusion est destiné à être formé par une nappe multiaxiale de filaments de carbone, les nappes unidirectionnelles sont alors superposées les unes sur les autres, par exemple comme sur l'exemple des figures 7A et 7B, l'orientation des filaments de carbone pouvant être différente d'une nappe unidirectionnelle à une autre. Une fois que les nappes unidirectionnelles sont superposées les unes sur les autres, elles peuvent subir une opération dite d'aiguilletage consistant à briser une partie des filaments dans une direction perpendiculaire à l'ensemble des orientations des filaments de carbone des différentes nappes unidirectionnelles, c'est-à-dire dans une direction parallèle à l'épaisseur de la nappe multiaxiale réalisée (parallèlement à l'axe z sur les exemples des figures 5 et 7A, 7B) en utilisant des aiguilles, elles-mêmes fixées sur un plateau, venant traverser à intervalles réguliers la nappe qui se déplace relativement aux aiguilles. Cette opération d'aiguilletage permet de maintenir mécaniquement les 26 nappes superposées entre elles afin de pouvoir les manipuler sans modifier la structure formée par la superposition, ou le drapage, des différentes nappes unidirectionnelles. Pour cela, les aiguilles sont par exemple enfoncées dans la nappe de filaments de carbone sur une profondeur comprise entre 10 mm et 16 mm avec une densité de coups comprise entre 100 coups/cm2 et 140 coups/cm2. La machine à aiguilleter est par exemple de type ASSELIN et les aiguilles sont par exemple des aiguilles SINGER type 15x18x32 3,5 BL RB 30 A06/15 montées sur une planche présentant une hauteur, par rapport aux nappes de filaments de carbone, inférieure à environ 15 mm ou 20 mm. Les filaments de carbone, notamment ceux obtenus à partir de précurseurs à base PAN, sont fragiles. Ainsi, pour pouvoir renforcer leur tenue mécanique et ainsi les manipuler plus facilement sans risque de casse lors de la fabrication des nappes unidirectionnelles, les filaments de carbone peuvent subir un traitement appelé ensimage. Cet ensimage, qui est réalisé au niveau des filaments de carbone préalablement à la formation des nappes unidirectionnelles, consiste à enduire les filaments de carbone d'une résine, par exemple à base d'époxy. Cette résine peut ensuite être éliminée par un traitement thermique (désensimage). Ce traitement thermique comporte par exemple la mise en oeuvre des étapes suivantes (les filaments de carbone sont initialement à température ambiante) . - augmentation de la température, pendant environ 16 minutes, jusqu'à atteindre environ 100°C, 27 - maintien de la température à environ 100° pendant environ 20 minutes, - augmentation de la température, pendant environ 30 minutes, jusqu'à atteindre environ 268°C, maintien de la température à environ 268°C pendant environ 30 minutes, augmentation de la température, pendant environ 12 minutes, jusqu'à atteindre environ 340°C, maintien de la température à environ 340°C pendant environ 40 minutes, augmentation de la température, pendant environ 40 minutes, jusqu'à atteindre environ 425°C, maintien de la température à environ 425°C pendant environ 20 minutes, retour à la température ambiante. Après un tel traitement thermique de désensimage, la résine se retrouve transformée en un matériau entièrement à base de carbone. Cette étape de désensimage peut permettre de donner également un caractère hydrophile à la couche de diffusion et permet par conséquent d'avoir une couche de diffusion pouvant fonctionner dans un environnement à faible humidité relative, par exemple comprise entre environ 0 % et 50 %. Lorsque des fils de filaments de carbone sont initialement utilisés pour réaliser les nappes unidirectionnelles, le matériau des gaines des fils peut être également être supprimé lors de cette étape de désensimage. 28 Ce désensimage peut également être réalisé par d'autres types de traitement, par exemple un traitement chimique ou par UV. D'autres traitements du support de diffusion, permettant de modifier l'énergie de surface des filaments de carbone, peuvent également être mis en oeuvre afin de conférer à ces filaments un caractère hydrophobe ou hydrophile selon l'application envisagée. Après ces traitements, la couche de diffusion peut éventuellement être assemblée à une couche microporeuse avant d'être assemblée aux autres éléments pour réaliser le dispositif électrochimique. Les nappes de fibres de carbone pourront par exemple être réalisées selon le procédé décrit dans le document WO 98/44183 qui décrit la réalisation de nappes de fibres de carbone utilisées pour réaliser des matériaux composites. On décrit ci-dessous plusieurs exemples de réalisation de nappes multiaxiales de filaments de carbone utilisées pour former des couches de diffusion de pile à combustible PEM. Exemple 1 : Les filaments de carbone utilisés sont à base de PAN, de haute résistance et issus de fils de type 12K (12000 filaments par fil). Les filaments de carbone utilisés sont par exemple choisis tels qu'ils présentent les propriétés physiques suivantes : Résistance à la traction : 4900 MPa Module de traction : 230 GPa ; Elongation : 2,1 % o , 29 Masse/unité de longueur : 800 Tex (g/km) ; Densité : 1,8 g/cm3. Ces filaments de carbone sont traités par un ensimage réalisé avec une résine époxy. Les nappes unidirectionnelles sont ensuite réalisées à partir de ces filaments de carbone. Les nappes unidirectionnelles obtenues ont ici une masse surfacique d'environ 50 g/m2. Les filaments de carbone de chaque nappe sont ensuite solidarisés par des fils à base d'un matériau thermofusible disposés transversalement aux filaments de carbone de la nappe, similaires aux fils 108 représentés sur la figure 5. On réalise ensuite un empilement de trois nappes unidirectionnelles obtenues comme décrit ci- dessus. Ces trois nappes unidirectionnelles sont orientées les unes par rapport aux autres comme sur l'exemple précédemment décrit en liaison avec les figures 7A et 7B. Ainsi, la seconde nappe est orientée perpendiculairement à la première nappe, la troisième nappe étant orientée parallèlement à la première nappe. On obtient une nappe multiaxiale ayant des filaments de carbone orientés, en prenant comme référence l'orientation des filaments de carbone de la première nappe, selon la configuration suivante : 0°/90°/0°. Les valeurs des angles formés entre les filaments de carbone des différentes nappes peuvent également être différentes de celles indiquées ci-dessus. Un aiguilletage est ensuite mis en oeuvre avec un plateau contenant environ 4000 aiguilles par 30 mètre de largeur, chaque aiguille ayant une longueur d'environ 20 mm et possédant une extrémité de forme triangulaire et de longueur égale à environ 0,15 mm. Lors de l'aiguilletage, le plateau est réglé de façon à avoir une profondeur de pénétration des aiguilles dans la nappe multiaxiale d'environ 12 mm à une cadence d'environ 138 coups/cm2. La machine à aiguilleter est par exemple de type ASSELIN et les aiguilles sont par exemple des aiguilles SINGER type 15x18x32 3,5 BL RB 30 A06/15 montées sur une planche disposée à une hauteur, par rapport aux nappes de filaments de carbone, inférieure à environ 15 mm ou 20 mm. On élimine ensuite l'ensimage et les fils thermofusibles de la nappe multiaxiale par un traitement thermique par exemple similaire à celui précédemment décrit. Exemple 2 : Des nappes unidirectionnelles sont tout d'abord réalisées de manière analogue au premier exemple précédemment décrit, à partir de filaments de carbone similaires. On réalise ensuite un empilement de quatre nappes unidirectionnelles. La deuxième nappe est disposée sur la première nappe de manière à ce que l'orientation de ses filaments de carbone forme un angle d'environ 45° par rapport à l'orientation des filaments de carbone de la première nappe. La troisième nappe est disposée sur la deuxième nappe de manière à ce que l'orientation de ses filaments de carbone forme un angle d'environ 45° par rapport à l'orientation des 31 filaments de carbone de la deuxième nappe et d'environ 90° par rapport à l'orientation des filaments de carbone de la première nappe. Enfin, la quatrième nappe est disposée sur la troisième nappe de manière à ce que l'orientation de ses filaments de carbone forme un angle d'environ 45° par rapport à l'orientation des filaments de carbone de la troisième nappe et d'environ 135° par rapport à l'orientation des filaments de carbone de la première nappe. Cet empilement forme une nappe multiaxiale ayant des filaments de carbone orientés, en prenant comme référence l'orientation des filaments de carbone de la première nappe, selon la configuration 0°/45°/90°/135°. On réalise ensuite un aiguilletage et un 15 désensimage de manière analogue au premier exemple de réalisation décrit ci-dessus. Exemple 3 Des nappes unidirectionnelles sont tout 20 d'abord réalisées de manière analogue au premier exemple précédemment décrit, à partir de filaments de carbone similaires. On réalise ensuite un empilement de quatre nappes unidirectionnelles. La deuxième nappe est 25 disposée sur la première nappe de manière à ce que l'orientation de ses filaments de carbone forme un angle d'environ 90° par rapport à l'orientation des filaments de carbone de la première nappe. La troisième nappe est disposée sur la deuxième nappe de manière à 30 ce que l'orientation de ses filaments de carbone forme un angle d'environ 90° par rapport à l'orientation des 32 filaments de carbone de la première nappe (les filaments de carbone de la deuxième nappe étant parallèles aux filaments de carbone de la troisième nappe). Enfin, la quatrième nappe est disposée sur la troisième nappe de manière à ce que l'orientation de ses filaments de carbone forme un angle sensiblement nul par rapport à l'orientation des filaments de carbone de la première nappe. Cet empilement forme une nappe multiaxiale ayant des filaments de carbone orientés, en prenant comme référence l'orientation des filaments de carbone de la première nappe, selon une configuration 0°/90°/90°/0°. On réalise ensuite un aiguilletage et un désensimage de manière analogue au premier exemple de réalisation décrit ci-dessus. Dans une variante des exemples décrit ci-dessus, il est possible de ne pas solidariser les filaments de carbone par des fils à base d'un matériau thermofusible mais par de la résine époxyde déposée transversalement à la direction des filaments de carbone. Dans ce cas, on élimine l'ensimage préalablement à la mise en oeuvre de cette solidarisation. Les nappes unidirectionnelles de filaments de carbone sont ensuite superposées selon la configuration souhaitée. Dans une autre variante, les filaments de carbone peuvent être solidarisés par un cadre à base d'un matériau électriquement conducteur tel qu'un métal ou par l'intermédiaire de pinces venant maintenir les extrémités des filaments de carbone. Il est par exemple possible d'utiliser un système de maintien dans la 33 ligne de production permettant d'obtenir une surface assez importante. Dans ce cas, les filaments de carbone peuvent être tendus et maintenus par une pièce métallique pinçant les filaments de façon transversale à la direction des filaments. On décrit maintenant un exemple de réalisation d'une cellule électrochimique qui est par exemple destinée à être utilisée dans une pile à combustible PEM. On réalise tout d'abord une première couche de diffusion en découpant une partie de la nappe multiaxiale de filaments de carbone selon l'exemple n°2 précédemment décrit, de forme sensiblement carrée et de surface égale à environ 25 cm2. Cette première couche de diffusion est disposée du côté cathode de la cellule. Cette couche de diffusion est disposée, dans la cellule, de sorte à avoir la partie issue de la première nappe de filaments de carbone adjacente aux canaux de la plaque 20 monopolaire cathodique et de telle sorte que la direction 0°(orientation des filaments de carbone de la partie issue de la première nappe de filaments de carbone) soit perpendiculaire à la longueur des canaux, cette longueur représentant la direction principale des 25 canaux. On réalise ensuite une seconde couche de diffusion en découpant une partie de la nappe multiaxiale de filaments de carbone selon l'exemple n°3 précédemment décrit, de forme sensiblement carrée et de 30 surface égale à environ 25 cm2. 15 34 Cette seconde couche de diffusion est disposée du côté anode de la cellule. Cette couche de diffusion est disposée, dans la cellule, de sorte à avoir la partie issue de la première ou de quatrième nappe de filaments de carbone adjacente aux canaux de la plaque monopolaire anodique et de telle sorte que la direction 0°(orientation des filaments de carbone de la partie issue de la première ou de la quatrième nappe de filaments de carbone) soit perpendiculaire à la longueur des canaux. Les couches de diffusion présentent une surface électriquement conductrice vis-à-vis des plaques monopolaires de la cellule électrochimique. Les performances d'une telle cellule électrochimique sont obtenues à faible humidité relative (environ 30 %) et à co-courant en hydrogène/air à une température d'environ 80°C, à une pression d'environ 1,5 bar, dont les stoechiométries sont : SH2 = 15 et S02 = 7, la cellule étant serrée à une pression égale à environ 1 MPa. Ces performances sont testées en mesurant une courbe de polarisation de la cellule correspondant à la valeur de la tension obtenue aux bornes de la cellule en fonction du courant la traversant. La courbe de polarisation 202 de cette cellule électrochimique est représentée sur la figure 8 et est comparée à une courbe de polarisation 204 mesurée pour une cellule électrochimique de structure analogue exceptée pour les couches de diffusion qui sont réalisées à partir de feutres de carbone. On voit sur cette figure 8 que la tension obtenue avec une 35 cellule comportant des couches de diffusion réalisées à partir de nappes de filaments de carbone est supérieure à celle obtenue avec une cellule comportant des couches de diffusion réalisées à partir de feutres de carbone, pour un courant allant d'environ 0 à environ 0,85 A/cm2. Ainsi, une pile à combustible PEM comportant un empilement de cellules électrochimiques à couches de diffusion réalisées à partir de nappes unidirectionnelles de filaments de carbone, ou plus généralement tout dispositif électrochimique comportant au moins une telle couche de diffusion, permet de fournir, à courant équivalent, une tension plus importante à ses bornes que lorsque les couches de diffusion sont réalisées à partir de feutres de carbone. Bien que les couches de diffusion réalisées à partir d'au moins une nappe unidirectionnelle de filaments de carbone aient été décrites ci-dessus principalement pour une pile à combustible ou un électrolyseur de type PEM, ces couches de diffusion s'appliquent pour tout dispositif électrochimique faisant appel à au moins une couche de diffusion à base d'au moins un matériau électriquement conducteur tel qu'une pile à combustible à acide phosphorique ou une batterie. REVENDICATIONS1. Couche de diffusion (112) d'un dispositif électrochimique (10, 50) comprenant au moins une partie d'une nappe unidirectionnelle (102, 102a, 102b, 102c) de filaments de carbone (104) solidarisés, orientés de manière sensiblement parallèle les uns par rapport aux autres et formant au moins une surface externe électriquement conductrice de la couche de diffusion (112). 2. Couche de diffusion (112) selon la revendication 1, dans laquelle la nappe unidirectionnelle (102, 102a, 102b, 102c) de filaments de carbone (104) a une épaisseur comprise entre environ 10 pm et 200 pm et/ou a une masse surfacique comprise entre environ 40 g/m2 et 60 g/m2. 3. Couche de diffusion (112) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle chaque filament de carbone (104) a un diamètre compris entre environ 6 pm et 8 pm et/ou a une résistivité électrique comprise entre environ 0,8 Q.cm et 1,8 Q.cm. 4. Couche de diffusion (112) selon l'une des revendications précédentes, comportant une pluralité de nappes unidirectionnelles (102a, 102b, 102c) de filaments de carbone (104) superposées, les filaments de carbone (104) de chaque nappe unidirectionnelle (102a, 102b, 102c) étant orientés de manière sensiblement parallèle les uns par rapport aux 37 autres, et telles qu'une orientation des filaments de carbone (104) d'au moins une première (102a) desdites nappes unidirectionnelles forme un angle non nul ou compris entre environ 10° et 95° ou compris entre environ 40° et 50° par rapport à une orientation des filaments de carbone (104) d'au moins une deuxième (102b) desdites nappes unidirectionnelles de filaments de carbone. 5. Couche de diffusion (112) selon la revendication 4, comportant un nombre de nappes unidirectionnelles (102a, 102b, 102c) de filaments de carbone (104) superposées supérieur ou égal à deux et inférieur ou égal à cinq. 6. Couche de diffusion (112) selon l'une des revendications 4 ou 5, comportant une première (102a) et une deuxième (102c) nappe unidirectionnelle de filaments de carbone (104) telles que l'orientation des filaments de carbone (104) de la première nappe unidirectionnelle (102a) forme un angle compris entre environ 0° et 20° par rapport à l'orientation des filaments de carbone (104) de la deuxième nappe unidirectionnelle (102c), et comportant en outre une troisième nappe unidirectionnelle (102b) de filaments de carbone (104) disposée entre la première (102a) et la deuxième (102c) nappe unidirectionnelle de filaments de carbone (104) telle que les orientations des filaments de carbone (104) de la première (102a) et de la deuxième (102c) nappe unidirectionnelle forment chacune un angle compris entre environ 70° et 110° par 38 rapport à l'orientation des filaments de carbone (104) de la troisième nappe unidirectionnel (102b). 7. Couche de diffusion (112) selon la revendication 6, comportant en outre une quatrième nappe unidirectionnelle de filaments de carbone (104) disposée entre la première (102a) et la deuxième (102c) nappe unidirectionnelle de filaments de carbone (104) telle que l'orientation des filaments de carbone (104) de la quatrième nappe unidirectionnelle forme un angle compris entre environ 70° et 110° par rapport à chacune des orientations des filaments de carbone (104) de la première (102a) et de la deuxième (102c) nappe unidirectionnelle. 8. Couche de diffusion (112) selon l'une des revendications 4 ou 5, comportant quatre nappes unidirectionnelles de filaments de carbone (104) superposées telles que l'orientation des filaments de carbone (104) de chacune desdites quatre nappes unidirectionnelles forme un angle compris entre environ 25° et 65° par rapport à la ou les orientations des filaments de carbone (104) de la ou des nappes unidirectionnelles adjacentes à ladite nappe unidirectionnelle. 9. Couche de diffusion (112) selon l'une des revendications 4 à 8, dans laquelle une partie des filaments de carbone (104) sont brisés tels que des portions brisées desdits filaments de carbone (104) 39 soient enchevêtrées aux autres filaments de carbone (104) des nappes unidirectionnelles (102a, 102b, 102c). 10. Couche de diffusion (112) selon l'une des revendications précédentes, présentant une énergie de surface à caractère hydrophobe ou hydrophile. 11. Cellule électrochimique (10, 10a, 10b, 10c) à membrane échangeuse de protons, comportant au moins une couche de diffusion (112) selon l'une des revendications précédentes. 12. Cellule électrochimique (10, 10a, 10b, 10c) selon la revendication 11, dans laquelle l'orientation des filaments de carbone (104) de la ou d'au moins une des nappes unidirectionnelles (102, 102a, 102b, 102c) de filaments de carbone (104) de la couche de diffusion (112) est sensiblement perpendiculaire à une direction d'une longueur d'au moins un canal d'une plaque monopolaire disposée en regard de la couche de diffusion (112). 13. Pile à combustible (50) à membrane échangeuse de protons, comportant au moins une cellule électrochimique (10, 10a, 10b, 10c) selon l'une des revendications 11 ou 12. 14. Electrolyseur (50) à membrane échangeuse de protons, comportant au moins une cellule électrochimique (10, 10a, 10b, 10c) selon l'une des revendications 11 ou 12. 40 15. Procédé de réalisation d'une couche de diffusion (112) d'un dispositif électrochimique (10, 50), comportant au moins les étapes suivantes : - disposition de filaments de carbone (104) les uns à côté des autres et orientés de manière sensiblement parallèle les uns par rapport aux autres, - solidarisation des filaments de carbone (104), formant une nappe unidirectionnelle (102, 102a, 102b, 102c) de filaments de carbone (104), - découpe d'au moins une partie de la nappe unidirectionnelle (102, 102a, 102b, 102c), les filaments de carbone (104) formant au moins une surface externe électriquement conductrice de la couche de diffusion (112). 16. Procédé selon la revendication 15, comportant en outre, entre les étapes de solidarisation et de découpe, une étape de superposition d'une pluralité de nappes unidirectionnelles (102a, 102b, 102c) de filaments de carbone (104), les filaments de carbone (104) de chaque nappe unidirectionnelle (102a, 102b, 102c) étant orientés de manière sensiblement parallèle les uns par rapport aux autres, et telles qu'une orientation des filaments de carbone (104) d'au moins une première (102a) desdites nappes unidirectionnelles forme un angle non nul ou compris entre environ 10° et 95° ou compris entre environ 40° et 50° par rapport à une orientation des filaments de carbone (104) d'au moins une deuxième (102b) desdites nappes unidirectionnelles de filaments de carbone, l'étape de découpe comportant la découpe d'au moins une 41 partie de la pluralité de nappes unidirectionnelles (102a, 102b, 102c). 17. Procédé selon la revendication 16, comportant en outre, entre les étapes de solidarisation et de découpe, et lorsque le procédé comporte une étape de superposition d'au moins trois nappes unidirectionnelles (102a, 102b, 102c) de filaments de carbone (104), la mise en oeuvre d'un aiguilletage des nappes unidirectionnelles (102, 102a, 102b, 102c) de filaments de carbone (104), brisant une partie des filaments de carbone tels que des portions brisées desdits filaments de carbone (104) soient enchevêtrées aux autres filaments de carbone (104) des nappes unidirectionnelles (102a, 102b, 102c). 18. Procédé selon l'une des revendications 15 à 17, dans lequel, préalablement à la mise en oeuvre de l'étape de disposition des filaments de carbone (104) les uns à côté des autres, les filaments de carbone (104) sont enduits d'un matériau apte à renforcer la tenue mécanique des filaments de carbone (104), et comportant en outre, après l'étape de solidarisation, une étape d'élimination dudit matériau. 19. Procédé selon l'une des revendications 15 à 18, comportant en outre, après l'étape de solidarisation, une étape de traitement des filaments de carbone (104) conférant aux filaments de carbone (104) un caractère hydrophobe ou hydrophile.