Brevet FR2971262A1 — publié le 20120810

La présente invention concerne la production de substances chimiques telles que le dihydrogéne, le dioxygéne, le chlore, l'acide hypochloreux ou la soude, par électrolyse de l'eau pure ou de l'eau contenant des sels, bases et/ou acides tels que NaCl, H2SO4, KOH, NaOH, au moyen d'un électrolyseur comportant plusieurs cellules électrolytiques équipées chacune d'au moins une membrane échangeuse ionique disposée entre une anode et une cathode. L'invention vise à améliorer les électrolyseurs, de manière à faciliter la production de la ou des substances visées et à en abaisser le coût. L'invention a ainsi pour objet un électrolyseur pour la production de dihydrogéne et de dioxygéne ou autres substances chimiques, comportant un empilement (encore appelé stack) d'au moins une première et une deuxième cellules électrolytiques consécutives, chaque cellule électrolytique comportant : - une anode, - une cathode, - au moins une membrane échangeuse ionique disposée entre l'anode et la cathode, les membranes échangeuses de la première et de la deuxième cellules électrolytiques étant séparées par une électrode bipolaire constituant d'une part l'anode de la première cellule électrolytique et d'autre part la cathode de la deuxième cellule électrolytique. L'électrolyseur selon l'invention est d'un assemblage facilité par rapport aux électrolyseurs connus dans lesquels les anodes et cathodes des différentes cellules sont séparées les unes des autres. En outre, la circulation électrique dans l'électrolyseur, notamment dans une cellule et/ou entre les différentes cellules électrolytiques, peut en être améliorée. L'électrode bipolaire peut comporter une plaque bipolaire d'un seul tenant, la plaque bipolaire étant associée le cas échéant à au moins une grille et à au moins une plaque poreuse, notamment à une ou deux grilles et à une ou deux plaques poreuses, une grille et une plaque poreuse pouvant être disposées de part et d'autre de la plaque bipolaire. Dans toute la demande, le terme « plaque » doit être compris de façon large comme synonyme de paroi et non limitée à une pièce plane, même si la forme plane est préférée. Une grille peut définir au moins partiellement la chambre anodique de la première cellule, et une autre grille la chambre cathodique de la deuxième cellule. Chaque chambre anodique ou cathodique peut être délimitée d'une part par la plaque bipolaire et d'autre part par une plaque poreuse. La plaque poreuse permet d'offrir un appui convenable à la membrane échangeuse ionique adjacente. La plaque poreuse permet également de jouer le rôle de diffuseur à la circulation de l'électrolyte et de gaz, de manière à favoriser la réaction électrochimique. L'électrode bipolaire peut être réalisée entièrement d'un seul tenant, la plaque bipolaire, les grilles et les plaques poreuses étant dans ce cas solidaires les unes des autres avant leur montage dans l'électrolyseur. L'électrode bipolaire, ou à tout le moins la plaque bipolaire, peut comporter l'un au moins des matériaux suivants : nickel, inox, titane, tantale. L'électrode bipolaire peut notamment être entièrement réalisée dans un même matériau, par exemple en titane. Plus précisément, la plaque bipolaire peut être entièrement réalisée dans un même matériau, par exemple en titane. La ou les grilles peuvent être entièrement réalisées dans un même matériau, par exemple en titane. La ou les plaques poreuses peuvent être entièrement réalisées dans un même matériau, par exemple en titane. Des cadres et joints peuvent être intercalés entre les électrodes. La circulation des électrolytes entre les cellules peut se faire grâce à des trous réalisés dans les cadres et joints et à des conduits de circulation ménagés dans les joints. L'électrode bipolaire, notamment la plaque bipolaire, peut en variante comporter un revêtement d'un matériau, par exemple du tantale. Le revêtement peut avoir une épaisseur comprise entre 10 et 100 µm, par exemple de l'ordre de 50 µm. La membrane échangeuse ionique comporte préférentiellement du nitrure de bore et plus préférentiellement du nitrure de bore activé. Par « activation » du nitrure de bore, on cherche à favoriser la conduction ionique dans le nitrure de bore. Dans du nitrure de bore activé, le cristallite [BN] activé génère à sa surface des liaisons -OH, -H, -SO3H ou -SO4H qui vont créer des groupements N-H2+, B-OH2+, B-SOxH2+ ou N-SOxH2+. La conduction des ions peut aussi s'effectuer grâce à des doublets disponibles sur des atomes d'oxygène insérés dans des lacunes d'azote du nitrure de bore. De telles lacunes d'azote contenant des atomes d'oxygène peuvent être notamment présentes lorsque le nitrure de bore a été obtenu à partir de B2O3 ou de H3BO3. Le nitrure de bore utilisé peut comporter au moins un, par exemple un ou plusieurs élément(s) substituant(s), de la liste suivante : oxyde de bore, borate de calcium, acide borique, acide sulfurique. La présence de tels éléments peut permettre de favoriser l'activation, notamment lorsqu'ils sont présents dans une proportion massique comprise entre 1 et 20 %. La présence d'acide borique, par exemple présent dans les porosités du nitrure de bore ou sous forme amorphe, peut permettre de favoriser la création de liaisons B-OH et NH. Pour procéder à l'activation, le nitrure de bore, ou la membrane qui le comporte, peut être exposé à un fluide permettant de fournir des ions H3O+ ou 5042- et de créer dans le nitrure de bore des liaisons B-OH et/ou B-SO4H, B-SO3H, N-SO4H, N-SO3H et/ou des liaisons N-H. Le fluide peut par exemple être une solution acide contenant des ions H3O+, par exemple des acides forts tels que HCI, H2SO4, H3PO4, H2S207, ou des acides faibles, ou encore ne pas être une solution acide, mais par exemple une solution basique contenant des ions OH-, par exemple une solution de soude ou de potasse. La concentration de la solution peut avoir une influence sur la vitesse et le niveau d'activation obtenu, i.e. sur le niveau de conductivité ionique obtenu, mais non pas sur l'apparition de l'activation elle-même. La concentration en acide est par exemple comprise entre 1 et 18 mol/L et la concentration de la soude peut être comprise entre 0,5 et 1 mol/L. Afin de favoriser la création de liaisons du cristallite [BN] avec -OH, -SO4H, - SO3H, -SO4H, -SO3H et/ou -H, on peut soumettre le nitrure de bore ou la membrane contenant le nitrure de bore à un champ électrique, par exemple un champ électrique compris entre 15 et 40000 V/m en présence d'une solution d'acide H2SO4 1 M par exemple. Le champ électrique peut être délivré par un générateur externe. La tension appliquée est par exemple comprise entre 1,5 V et 50 V, par exemple de l'ordre de 30 V. La source de tension peut être constante, ou, en variante, non constante. Elle peut être configurée pour détecter la fin de l'activation automatiquement, par exemple lorsque la densité de courant dans le matériau augmente brutalement. L'intensité du courant circulant durant l'activation dans le nitrure de bore peut être de l'ordre de 10 mA/cm2 à 1000 mA/cmz. L'activation par un fluide peut être effectuée à une température comprise entre 0 et 90 °C, par exemple de l'ordre de 60 °C, voire à température ambiante. Après avoir été exposé à la solution, le nitrure de bore peut être rincé et éventuellement séché avant d'être utilisé pour fabriquer l'électrolyseur. On peut éliminer le fluide de sorte que sa teneur résiduelle soit inférieure à 2 %. L'étape d'exposition au fluide peut avoir une durée inférieure à 50 heures. Dans un exemple de réalisation de l'invention, l'activation du nitrure de bore est obtenue en mélangeant du nitrure de bore, par exemple en poudre, à de l'acide, par exemple de l'acide sulfurique concentré, par exemple 3M pendant une durée prédéterminée, puis en procédant à son rinçage, avant d'utiliser le nitrure de bore activé pour fabriquer la membrane échangeuse ionique, par exemple en mélangeant la poudre activée de nitrure de bore à une matrice polymérique. La membrane échangeuse ionique peut comporter une matrice polymérique. La matrice polymérique peut comporter l'un au moins des polymères de la liste suivante : alcool polyvinylique (PVA), vinylcaprolactame, PTFE (Téflon e), polyéther sulfone sulfoné, cette liste n'étant pas limitative ... . La matrice polymérique peut par exemple comporter du PTFE de la société DUPONT, connu sous le nom commercial de Téflon ° , ou un PTFE d'une autre société. La conduction ionique avec du PTFE peut être aussi bonne qu'avec d'autres polymères, pouvant atteindre 0,2 S/cm. La proportion massique de nitrure de bore dans la membrane peut être supérieure à 50 % mieux supérieure ou égale à 95 %, notamment dans le cas d'association avec du PTFE. Elle est par exemple dans certains modes de réalisation de l'ordre de 70 %, et de 90 % dans d'autres modes de réalisation. La résistance mécanique de la membrane échangeuse ionique (Mechanical Strength à 300µm) peut être satisfaisante pour une faible quantité de PTFE, par exemple de l'ordre de 4 MPa (module de Young) à 5 % en masse de PTFE à 25°C, et augmente significativement avec une plus grande quantité de PTFE, par exemple de l'ordre de 6 MPa à15%. La plage de température d'utilisation de la membrane échangeuse ionique peut être assez large, pouvant aller jusqu'à 180 °C. Le nitrure de bore présent dans la membrane échangeuse ionique peut se 30 présenter sous la forme d'une poudre composée de grains ayant une plus grande dimension transversale comprise entre 0,5 et 15 µm, étant par exemple centrée sur 5 µm. Selon une hypothèse de fonctionnement, la conduction ionique dans le nitrure de bore a lieu à la surface des cristallites de nitrure de bore activés composant les grains. Dans une variante de réalisation, le nitrure de bore est composé d'une poudre de nanoparticules, c'est-à-dire de grains comportant un seul cristal de taille nanométrique, par exemple comprise entre 10 et 500 nanomètres. La membrane échangeuse ionique peut avoir une épaisseur comprise entre 50 et 500 µm, mieux entre 100 et 500 µm, par exemple de l'ordre de 200 gm à 300 µm environ. Une épaisseur relativement faible permet d'améliorer la conduction ionique. Néanmoins, l'épaisseur de la membrane échangeuse ionique est suffisante pour permettre à la membrane de supporter des pressions élevées dans l'électrolyseur, si nécessaire. Cette pression peut par exemple atteindre 30 bars dans un exemple de réalisation de l'invention. On désigne par « perméabilité d'un matériau » une grandeur intrinsèque à ce dernier qui mesure sa capacité à laisser passer un fluide ou un liquide chargé d'un gaz et qui est indépendante de la porosité du matériau. Du dihydrogène ou du dioxygène dissout dans l'eau peuvent passer à travers la membrane échangeuse ionique. Ce phénomène engendre la présence de dihydrogène dans le dioxygène et de dioxygène dans le dihydrogène recueillis. La présence de dihydrogène dans le dioxygène peut constituer un danger. La limite inférieure d'explosivité (LIE) correspond à une présence de 4 % environ de dihydrogène dans l'air ou dans le dioxygène. On définit ainsi une échelle LIE, 100 % LIE correspondant à 4 % de présence de dihydrogène dans le dioxygène. La perméabilité du dihydrogène et du dioxygène à travers la membrane échangeuse ionique est de préférence suffisamment faible pour permettre que le taux de dihydrogène dans le dioxygène soit inférieur à 70 % LIE à 30 bars et à 90 °C. L'électrolyseur peut comporter une alarme se déclenchant en cas de dépassement de cette limite. L'ensemble peut comporter un ou plusieurs capteurs disposés à la sortie de l'électrolyseur pour contrôler les taux de dihydrogène dans le dioxygène et de dioxygène dans le dihydrogène, ce qui petit permettre de garantir un taux de pureté suffisant du dihydrogène. En cas de pureté insuffisante, le fonctionnement peut être stoppé. On désigne par «porosité » l'ensemble des interstices connectés ou non d'un matériau pouvant contenir des fluides, liquides ou. gaz. La porosité est une valeur numérique qui caractérise ces interstices, correspondant au rapport du volume des vides du matériau divisé par le volume total. La membrane échangeuse ionique est de préférence non poreuse en fonctionnement, de sorte qu'elle est étanche aux gaz en condition de fonctionnement. En revanche, la membrane échangeuse ionique sèche peut ne pas être non poreuse. Elle peut ne pas être étanche aux gaz. Chaque cellule électrolytique peut consommer de l'eau, la réaction ayant lieu dans une cellule électrolytique étant par exemple la suivante : H2O Hz + 2 Oz . Cette réaction peut avoir lieu en milieu acide, ce qui permet de faciliter la circulation des ions H3O+ ou des protons H+ de l'anode vers la cathode à travers la membrane échangeuse ionique. L'électrolyte peut ainsi comporter de l'eau et de l'acide. L'acide peut être choisi dans la liste suivante, qui n'est pas limitative : acide sulfurique, acide phosphorique, acide carboxylique. L'acide peut avoir une concentration de l'ordre de 5 à 20 % en poids, par exemple. Cette réaction peut aussi avoir lieu en milieu basique, ce qui permet de faciliter 15 la circulation des ions OH- de la cathode vers l'anode à travers la membrane échangeuse ionique. L'électrolyte peut ainsi comporter de l'eau et une base. La base peut être choisie dans la liste suivante, qui n'est pas limitative : la potasse KOH et la soude NaOH. La base peut avoir une concentration de l'ordre de 5 à 30 % en poids, par exemple. 20 Selon la ou les substances que l'on cherche à produire, on peut ne pas avoir à rajouter de l'acide ou de la base en cours d'utilisation, mais seulement de l'eau par exemple. En fonctionnement, une tension aux bornes de chacune des cellules électrolytiques est par exemple comprise entre 1,24 et 5 V, étant par exemple de l'ordre 25 de 1,48 V ou plus. Le courant circulant dans les cellules électrolytiques peut être compris en fonctionnement entre 200 et 1000 A, étant par exemple de l'ordre de 500 A pour une surface active de 500 cm2. L'invention a encore pour objet un ensemble électrolytique comportant : - un électrolyseur tel que défini ci-dessus, 30 - un réservoir associé à la production cathodique, par exemple de dihydrogéne pour délivrer le dihydrogéne obtenu à une pression donnée, et - un réservoir associé à la production anodique, par exemple de dioxygéne pour délivrer le dioxygéne obtenu à une pression donnée. L'électrolyte peut être stocké dans chacun des deux réservoirs. L'ensemble peut comporter une communication fluidique entre les deux réservoirs, notamment à leur base. L'ensemble peut comporter un vérificateur du niveau d'électrolyte dans chacun des réservoirs. La communication fluidique peut être contrôlée au moyen d'une vanne de transfert, comme cela sera décrit plus loin, en fonction des niveaux d'électrolyte dans chacun des réservoirs. En variante, et selon les possibilités, cette communication fluidique peut être libre et permettre d'assurer un équilibre du niveau d'électrolyte dans les deux réservoirs. De la sorte, lorsque l'électrolyse produit du dihydrogéne et du dioxygéne, le rapport des volumes relatifs disponibles pour les gaz obtenus dans chacun des réservoirs est toujours constant, respectant ainsi la stoechiométrie de la réaction et donc l'équilibre des pressions dans les réservoirs. L'intérêt d'une connexion entre les réservoirs et de permettre d'assurer l'équilibre des niveaux de liquide dans chacun des réservoirs. L'ensemble peut comporter une alimentation en eau. Celle-ci peut s'effectuer dans un mode de réalisation par le réservoir de dioxygéne, en cas de production de ce gaz. En variante, elle peut s'effectuer par le réservoir de dihydrogéne. L'électrolyte peut contenir, en plus de l'eau, les ions suivants : hydroxyle et 20 sulfate. Du coté anodique, les ions sulfate en présence de la tension électrique transforment l'eau en oxygène gazeux et ions hydroxyle. L'oxygène est récupéré et les ions hydroxyle traversent la membrane vers la cathode. Il s'en suit donc une consommation d'eau. Du coté cathodique, les ions hydroxyle en présence de la tension électrique se 25 transforment en hydrogène et eau. La présence d'ions sulfate permet de maintenir le niveau de la concentration des ions hydroxyle. Dans un exemple de réalisation de l'invention, l'électrolyseur comporte sept cellules électrolytiques successives, d'une surface active de 500 cm2 par cellule. Un tel électrolyseur peut consommer en fonctionnement une puissance de 7 kW avec un 30 rendement de 70 %. Dans un autre exemple de réalisation de l'invention, l'électrolyseur comporte 70 cellules électrolytiques successives. Un tel électrolyseur peut consommer en fonctionnement une puissance de 70 kW avec un rendement de 70%. Chaque membrane échangeuse ionique peut avoir une surface totale de l'ordre 5 de 1050 cm', étant par exemple de dimensions 30 cm x 35 cm, soit une surface active de 500cm'. L'électrolyseur peut comporter un flasque avant et un flasque arrière qui bordent les cellules électrolytiques consécutives. Les flasques avant et arrière peuvent comporter de l'inox, par exemple de l'inox 316L. 10 En présence de dégagements gazeux non libérés dans l'atmosphère, l'ensemble comporte un dispositif de stabilisation permettant de stabiliser la pression dans les réservoirs, par exemple à une valeur comprise entre 10 et 30 bars. Il est aussi possible de travailler à pression atmosphérique. Le dispositif de stabilisation peut comporter un déverseur pour chaque réservoir permettant de réguler la pression dans le réservoir 15 correspondant, et d'obtenir une pression identique dans chacun des réservoirs, ce qui peut permettre de ne pas endommager les cellules électrolytiques et en particulier les membranes échangeuses ioniques. Chacun des réservoirs peut également être équipé d'un capteur de pression de contrôle, ainsi que d'une sortie de dégazage équipée d'une soupape de sécurité commandée 20 en cas d'urgence. Chacun des réservoirs peut comporter en outre une vanne de sortie permettant à l'utilisateur de récupérer le gaz produit. Les gaz produits peuvent être récupérés pour une utilisation directe ou pour être comprimé, par exemple à une valeur de 300 bars, par exemple pour être transporté. 25 En cas de production de dihydrogéne et de dioxygéne, on peut équiper la sortie du réservoir de dihydrogéne avec un dispositif contenant un catalyseur permettant de brûler le dioxygéne résiduel qui peut être présent dans le réservoir de dihydrogéne, de manière à obtenir du dihydrogéne pur. On peut également utiliser un sécheur permettant d'éliminer l'eau résiduelle, qui a pu par exemple être obtenue par combustion de dihydrogéne avec le 30 dioxygéne résiduel. On peut ensuite mesurer le débit de dihydrogéne obtenu ainsi que disposer d'un capteur pour vérifier la pureté du gaz obtenu. L'ensemble peut comporter en outre un capteur de température de l'électrolyte dans chacun des réservoirs d'une part, et dans les cellules électrolytiques elles-mêmes d'autre part, de manière à contrôler la température de l'électrolyte et maintenir une température de fonctionnement sensiblement constante, par exemple à une valeur comprise entre 70 et 120 °C. Elle peut par exemple être de l'ordre de 70 °C environ. Le maintien d'une température de fonctionnement suffisamment élevée permet de favoriser la réaction électrochimique, indépendamment du choix de la pression. En revanche, il est nécessaire de ne pas dépasser une température limite au-delà de laquelle l'ensemble risque de se détériorer. Si nécessaire, l'ensemble peut aussi comporter au moins un, voire deux dispositifs de refroidissement de l'électrolyte avant son entrée dans l'électrolyseur, équipé(s) éventuellement d'un capteur de température permettant de contrôler l'efficacité du refroidissement. L'ensemble peut comporter en outre un dispositif de chauffage, par exemple utile dans des environnements froids, en fonction de l'écart de température entre la température de fonctionnement et la température extérieure. Le dispositif de chauffage peut par exemple comporter des résistances disposées dans l'électrolyte, par exemple dans les réservoirs d'électrolyte ou à proximité de l'empilement de cellules. En variante, on peut augmenter le voltage au début du fonctionnement pour obtenir des pertes ohmiques permettant de chauffer l'ensemble, puis revenir au voltage de fonctionnement. L'ensemble peut également comporter une isolation thermique avec l'extérieur. La stabilisation de la température à une température de fonctionnement permet d'améliorer le rendement et la durée de vie de l'électrolyseur. Les électrovannes peuvent être réalisées au moins partiellement en PVDF. L'alimentation électrique de l'électrolyseur est de préférence logée dans une armoire électrique comportant un calculateur industriel permettant de contrôler l'intensité et/ou la tension du courant fourni à l'empilement des cellules électrolytiques à partir de l'intensité et de la tension du réseau. L'armoire de contrôle peut également être équipée d'une connexion à distance permettant la maintenance à distance de l'ensemble. La durée de fonctionnement de l'ensemble peut être de l'ordre de 10000 heures au moins. On peut en outre équiper l'ensemble d'un bac de rétention d'électrolyte. L'ensemble peut comporter un capteur d'acidité ou au contraire en être dépourvu. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de réalisation et à l'examen du dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 est une vue en perspective d'un empilement de cellules électrolytiques conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue éclatée de l'empilement de cellules électrolytiques de la figure 1, - la figure 3 est une vue éclatée d'une cellule électrolytique, - les figures 4a à 41 sont des vues de dessus de chacune des pièces constituant l'empilement des figures 1 et 2, - les figures 5 et 6 sont des vues en coupe transversale, schématiques et partielles, de la cellule électrolytique de la figure 3, - les figures 7a à 7c sont des vues en perspective d'ensembles conformes à l'invention, - la figure 8 illustre de manière schématique le fonctionnement de l'ensemble conforme à l'invention, - les figures 9a et 9b illustrent le contrôle de la température de l'électrolyte, et - les figures 10, 1la et l lb, et 12a à 12c illustrent, de manière schématique, la gestion des flux d'électrolyte dans l'ensemble selon l'invention. On a illustré aux figures 1 et 2 un empilement 1 de cellules électrolytiques conforme à l'invention. Cet empilement comporte dans l'exemple décrit sept cellules électrolytiques 10 séparées par six électrodes bipolaires 4 et aux extrémités deux électrodes d'extrémité 4a. Chacune des cellules comporte, comme illustré sur les figures 3, 4a à 41, au moins une membrane échangeuse ionique 11, de part et d'autre de laquelle sont disposées des plaques poreuses 12 entourées chacune par un cadre 13. Les deux plaques poreuses 12 peuvent être de tailles différentes, comme illustré aux figures 4e et 4g, l'une pouvant être plus grande que l'autre de manière à venir en appui sur le cadre entourant l'autre plaque poreuse lors du montage de l'empilement, de façon à garantir une bonne protection mécanique de la membrane échangeuse ionique en évitant tout phénomène de cisaillement, comme illustré à la figure 6. Les cadres 13 ayant une forme correspondant à la plaque poreuse associée, ils ont en conséquence chacun une forme différente, comme illustré aux figure 4d et 4h. La plus grande plaque poreuse peut être du côté de la cathode ou du côté de l'anode, indifféremment. Chaque cadre 13 permet de positionner la plaque poreuse correspondante. Il assure une protection mécanique. Les cadres 13 peuvent être en titane, en plastique, par exemple en Nylon, en Téflon, en PFA, en PEHD, ou en époxy. De part et d'autre des plaques poreuses sont disposées des grilles 14, qui peuvent être de taille et de forme identiques, comme dans l'exemple décrit. Chaque grille permet de définir au moins partiellement d'une part la chambre anionique et d'autre part la chambre cathodique. Les grilles 14 peuvent être réalisées en titane. Chaque grille 14 est entourée par un joint 15. On utilise le même joint pour chaque chambre cathodique et anodique mais disposé dans un sens inversé, afin d'éviter le mélange des électrolytes circulant dans la chambre anodique et circulant dans la chambre cathodique. Dans l'exemple décrit, le joint 15 est dentelé afin de favoriser son écrasement, ce qui peut permettre d'absorber les écarts de fabrication sur l'épaisseur de l'empilement, écarts qui sont dus à la tolérance de fabrication de chaque pièce de l'empilement. Les grilles 14 peuvent chacune comporter des oreilles 14a configurées pour pénétrer dans des conduits de circulation 15a ménagés dans le joint 15. Ces oreilles 14a permettent l'appui sur la membrane échangeuse ionique lors du serrage de l'empilement et permettent d'améliorer l'étanchéité à ce niveau, ce qui permet d'éviter le mélange des gaz produits. Enfin, une plaque bipolaire 4 vient fermer la chambre anodique d'une première cellule électrolytique et la chambre cathodique d'une deuxième cellule électrolytique adjacente. Elle peut être réalisée en titane. La plaque bipolaire définit avec les grilles 14 et les plaques poreuses une électrode bipolaire 15 constituant d'une part l'anode de la première cellule électrolytique et d'autre part la cathode de la deuxième cellule électrolytique, et elle sépare la membrane échangeuse ionique de la première cellule électrolytique de celle de la deuxième cellule électrolytique. L'électrode bipolaire 15, autrement dit les deux grilles, les deux plaques poreuses ainsi que la pièce bipolaire, constitue un ensemble de cinq pièces comme illustré à la figure 5, et peut être réalisé d'un seul tenant, par exemple en titane, par soudage par diffusion (en anglais « diffusion bonding »). Pour ce faire, on dispose dans un moule les cinq pièces, on les presse pour les maintenir en position, puis on chauffe à une température élevée, par exemple de l'ordre de 1500 °C. Apparaissent alors des points de soudure sur le titane, de sorte que l'on peut obtenir une électrode bipolaire d'un seul tenant. On va donner dans ce qui suit des exemples de valeurs pour les différentes épaisseurs d'une cellule électrolytique : - plaque poreuse et cadre : 0,5 à 0,6 mm, - grille : 1,25 mm, ce qui permet de favoriser la circulation de l'électrolyte et d'éviter des pertes de charge hydrauliques, - joint : 1,5 mm, devant atteindre lors de l'écrasement 1,25 mm, - plaque bipolaire : 0,5 à 0,6 mm. - membrane échangeuse ionique : 0,2 à 0,5 mm On obtient ainsi une épaisseur totale de cellule comprise par exemple entre 4,2 et 4,8 mm. La surface de la membrane échangeuse ionique peut être de l'ordre de 1000 cm2 au total. La partie active, c'est-à-dire la partie permettant la réaction électrochimique, peut n'être que de l'ordre de la moitié, par exemple 500 cm2. Une partie de la surface de la membrane peut être utilisée comme joint, étant de la taille des cadres associés aux plaques poreuses. L'électrolyseur comporte des catalyseurs de la réaction électrochimique. Ces catalyseurs sont disposés préférentiellement entre la membrane échangeuse ionique et les 20 plaques poreuses. Les catalyseurs sont de préférence déposés sur la membrane échangeuse ionique plutôt que sur les plaques poreuses. Dans un exemple de réalisation de l'invention, les catalyseurs comportent d'une part du platine sur la membrane échangeuse ionique du côté de la production d'hydrogène et d'autre part de l'IrO2 sur la membrane échangeuse ionique du côté de la 25 production de dioxygéne. On va maintenant décrire un exemple de procédé de dépôt des catalyseurs sur la membrane échangeuse ionique. On utilise des caches à la taille des plaques poreuses et qui sont disposés sur la membrane échangeuse ionique pour ne déposer du catalyseur que sur la partie de la 30 membrane échangeuse ionique destinée à être recouverte par la plaque poreuse. On effectue le dépôt de l'IrO2 en mélangeant ce dernier sous forme de poudre avec de l'éthanol et un conducteur protonique liquide, utilisé comme colle, telle que du Nafion® ou du nitrure de bore activé mélangé à du PTFE. Le liquide obtenu peut être placé dans une sonotrode pour casser les granulats puis est projeté en spray sur une face de la membrane. La membrane peut être chauffée immédiatement après la projection ou pendant la projection à une température de l'ordre de 50 °C afin de permettre l'évaporation aisée de l'éthanol présent dans le mélange. On peut procéder de même avec le platine moyennant l'ajout de charbon actif dans le mélange. Dans une variante de réalisation, on utilise des catalyseurs déposés sur les plaques poreuses. Dans un exemple de réalisation, on dépose 1 mg/cm' de platine et 2 mg/cm' d'oxyde d'iridium. Dans l'exemple considéré, les cellules sont en outre assemblées entre elles et maintenues serrées entre des flasques d'extrémité 2a et 2b par des rondelles élastiques 5. Ces rondelles sont dans un exemple de réalisation non plates, formant ressort, permettant d'ajuster la pression à laquelle est soumis l'empilement de cellules électrolytiques de manière à assurer une pression résultante sensiblement constante. Cette pression peut être par exemple de l'ordre de 100 bars. On peut utiliser un empilement de rondelles de manière à augmenter la constante de raideur. On peut procéder au serrage de l'empilement de cellules électrolytiques de manière contrôlée, en calculant le couple de serrage adapté. L'empilement peut comporter des plaques bipolaires 4 toutes identiques. Les plaques bipolaires peuvent notamment être toutes planes. En variante, l'empilement peut comporter des plaques bipolaires 4 planes disposées entres les membranes échangeuses ioniques et deux plaques bipolaires 4a de forme différente à chacune des extrémités, autrement appelées collecteur anode et collecteur cathode. Ces dernières peuvent être configurées pour entrer en contact chacune avec une pièce en cuivre 7 comportant un manchon 8 destiné à pénétrer dans un orifice central du flasque d'extrémité 2a, 2b correspondant, afin de permettre l'alimentation électrique de l'empilement. La pièce en cuivre 7 peut être isolée du flasque par un joint non illustré et être entouré d'un joint 9 pour assurer l'étanchéité et la répartition des efforts. Le manchon 8 peut être entouré par un insert en Téflon® pour protéger l'alimentation électrique. L'électrolyseur comporte en outre des connecteurs hydrauliques définissant deux entrées et deux sorties, plus précisément une entrée 3a et une sortie 3b pour une chambre cathodique d'extrémité et une entrée 3c et une sortie 3d pour une chambre anodique d'extrémité, les chambres cathodique et anodique entre deux cellules successives communiquant entre elles. Chaque connecteur hydraulique peut comporter un insert intermédiaire, par exemple en titane. Le flasque avant 2a, également représenté à la figure 4k, loge les entrées et sorties d'électrolyte, à savoir plus précisément l'entrée d'électrolyte 3a du coté de la production de dioxygéne, la sortie d'électrolyte chargé de dioxygéne 3b, ainsi que l'entrée d'électrolyte du coté de la production de dihydrogéne 3c, et enfin la sortie d'électrolyte chargé de dihydrogéne 3d. L'électrolyte circule dans l'électrolyseur entre les cellules électrolytiques en fonction de la forme des joints 15 disposés autour des grilles. On va maintenant décrire en référence aux figures 7a, 7b et 8 un ensemble électrolytique 20 comportant l'électrolyseur décrit précédemment, ainsi qu'un réservoir 21 de dihydrogéne pour délivrer le dihydrogéne obtenu, et un réservoir 22 de dioxygéne pour délivrer le dioxygéne obtenu. Dans l'exemple considéré, la section transversale du réservoir de dihydrogéne est double de la section transversale du réservoir de dioxygéne, mais il pourrait en être autrement. La circulation de l'électrolyte est commandée par des électrovannes V1, V2, V3, et V4 et la circulation assurée par des pompes P1 et Pz, par exemple en "tout ou rien". L'électrolyte utilisé dans un exemple de réalisation peut être de l'eau déminéralisée avec 10 % en poids de H2SO4. L'électrolyte est stocké dans chacun des deux réservoirs de dihydrogéne et de dioxygéne, l'ensemble comportant une communication fluidique entre les deux réservoirs, à leur base, contrôlée par une vanne de transfert EV1, pour permettre le maintien d'un équilibre du niveau d'électrolyte et du niveau d'acidité dans les deux réservoirs. Compte-tenu des réactions de production de dihydrogéne et dioxygéne, il existe un flux d'ions H3O+ à travers la membrane. En outre, compte tenu de la capacité de la membrane à conduire aussi bien des anions que des cations, il existe un flux inverse d'ions sulfate à travers la membrane. De la sorte, la concentration en ions sulfate diminue du côté de la production de dihydrogéne et augmente du côté de la production de dioxygéne. En effet, la membrane échangeuse ionique contenant du nitrure de bore est une membrane ionique non sélective, contrairement à une membrane comportant du Nafion®. Elle permet ainsi la circulation des ions sulfate à travers la membrane, de sorte que la concentration de ces derniers peut varier dans les chambres de part et d'autre de la membrane. Il est donc souhaitable de réguler cette concentration. A cet effet, l'ensemble comporte une vanne de transfert EVi, une pompe d'alimentation en eau P3 ainsi que des déversoirs DEV 1 et DEV2 respectivement du côté de la sortie de dihydrogéne et du côté de la sortie de dioxygéne. Le niveau d'électrolyte dans les réservoirs de dioxygéne et de dihydrogéne est maintenu en fonctionnement normal entre un niveau haut et un niveau bas. Tant que le niveau d'électrolyte est ainsi maintenu entre ces niveaux haut et bas, la pompe d'alimentation P3 et la vanne de transfert EVi restent inactives, comme illustré sur la figure 10. Lorsque le niveau d'électrolyte dans le réservoir de dihydrogéne dépasse le niveau haut à cause du transfert naturel d'eau à travers les membranes en fonctionnement normal de l'électrolyseur, l'ouverture de l'électrovanne de transfert EV' et un contrôle de pression par le déverseur de sortie de gaz dihydrogéne DEV 1 permet de rééquilibrer les niveaux pour atteindre soit le niveau haut du réservoir d'oxygène, comme illustré sur la figure Il a, soit le niveau bas du réservoir de dihydrogéne, comme illustré sur la figure 1 lb, selon la quantité d'électrolyte restant dans l'ensemble. Lorsque les niveaux d'électrolyte dans les deux réservoirs sont bas à cause de la consommation de la totalité de l'eau disponible, la pompe d'alimentation P3 se met en marche pour remplir le réservoir de dioxygéne en eau, comme illustré sur la figure 12a, à partir d'un réservoir d'eau déminéralisée 23. Il est à noter que lors du fonctionnement normal de l'électrolyseur, un déséquilibre de concentration d'acide entre les deux réservoirs de dihydrogéne et de dioxygéne est induit par le fonctionnement même des membranes. Le réservoir de dioxygéne, côté anionique, récupère la quasi majorité des ions sulfates 5042- et le réservoir d'hydrogène est appauvri en ions sulfates 5042-. Après le remplissage du réservoir de dioxygéne, un transfert en aller-retour entre les deux réservoirs permet de rééquilibrer les concentrations en ion sulfate 5042- entre les deux réservoirs, comme illustré sur les figures 12b et 12c. Le cycle dépend donc de la quantité d'eau consommée entre le niveau haut et le niveau bas. Une même régulation peut être appliquée lorsque l'électrolyte utilisé est bas, à ceci prés qu'une inversion des transferts est appliquée. L'ensemble peut également comporter deux condenseurs 24 permettant de récupérer des vapeurs d'eau essentiellement et d'électrolyte éventuellement qui peuvent se dégager des réservoirs. La pression à la sortie des réservoirs 21, 22 peut être contrôlée au moyen des déverseurs DEV1 et DEVz. Les pressions peuvent être réglées de manière à avoir une pression maximum du côté de la production de dihydrogéne, le différentiel de pression pouvant être positif et atteindre jusqu'à 10 bars du côté de la production de dihydrogéne. A cet effet, on peut utiliser une plaque poreuse de taille plus grande du côté de la production de dioxygéne et de taille plus petite de l'autre côté, compte-tenu de la différence des pressions. Cela peut permettre avantageusement d'obtenir un hydrogène plus pur pendant une durée plus longue. Bien entendu, on ne sort pas du cadre de la présente invention si la taille des plaques poreuses est inversée. L'utilisateur peut choisir la pression d'opération. La pression dans les réservoirs peut être contrôlée par une boucle composée de deux capteurs de pression PH2 et POz et des deux déverseurs DEV1 et DEVz. La boucle de contrôle permet de réguler le flux de gaz pour ajuster la pression dans les réservoirs. Chacun des réservoirs 21, 22 peut comporter en outre une soupape de sécurité 25 et une ouverture 26 pour le remplissage initial des réservoirs. La sortie des réservoirs 21, 22 est également équipée d'un sécheur 27 permettant d'éliminer l'eau résiduelle, qui a pu par exemple être obtenue par combustion de dihydrogéne avec le dioxygéne résiduel. On peut ensuite mesurer en 28 les débits de dihydrogéne et de dioxygéne obtenus ainsi que disposer de capteurs en 29 pour vérifier la pureté des gaz obtenus. L'ensemble peut comporter en outre des capteurs 30 des températures de l'électrolyte dans chacun des réservoirs d'une part, et dans les cellules électrolytiques elles-mêmes d'autre part, de manière à contrôler la température de l'électrolyte et de maintenir une température de fonctionnement sensiblement constante, par exemple à une valeur comprise entre 70 et 120 °C. Le maintien d'une température de fonctionnement suffisamment élevée permet de favoriser la réaction électrochimique, indépendamment du choix de la pression. En revanche, il est nécessaire de ne pas dépasser une température limite au-delà de laquelle l'ensemble risque de se détériorer. Si nécessaire, l'ensemble peut aussi comporter au moins un, voire deux dispositifs de refroidissement de l'électrolyte avant son entrée dans l'électrolyseur, équipé(s) éventuellement d'un capteur de température permettant de contrôler l'efficacité du refroidissement. L'ensemble comporte dans l'exemple décrit deux dispositifs de refroidissement 50, chacun pour refroidir l'électrolyte provenant des réservoirs de dihydrogéne et de dioxygéne. Chaque dispositif de refroidissement 50 comporte dans l'exemple décrit trois éléments : pompe de refroidissement 51, échangeur de chaleur liquide-liquide 52 recevant l'électrolyte chaud des réservoirs et échangeur de chaleur air-liquide 53, comme illustré sur la figure 9a. Le dispositif de refroidissement peut ainsi comporter deux niveaux de fonctionnement, comme illustré sur la figure 9b. Dans un premier niveau 55, on refroidit en activant la pompe de refroidissement seulement, pour faire circuler l'électrolyte dans l'échangeur air-liquide avant de le renvoyer refroidi vers l'empilement de cellules. Dans un deuxième niveau 56, on peut activer à la fois la pompe de refroidissement et le ventilateur de l'échangeur air-liquide. Enfin, si cela n'est pas suffisant, le système est configuré pour faire décroître en 57 automatiquement le courant. Les seuils de température déterminant les niveaux utilisés peuvent être déterminés de manière appropriée en fonction de la température de fonctionnement souhaitée pour l'ensemble. Les seuils indiqués sur la figure 9b ne sont en particulier qu'indicatifs. Enfin, l'alimentation électrique de l'électrolyseur est logée dans une armoire électrique 40 comportant un calculateur industriel permettant de contrôler l'intensité et la tension du courant fourni à l'empilement des cellules électrolytiques à partir de l'intensité et de la tension du réseau. L'armoire de contrôle peut également être équipée d'une connexion à distance 25 41 permettant la maintenance à distance de l'ensemble. Dans l'exemple qui vient d'être décrit, la puissance utilisée pour produire le dihydrogéne et le dioxygéne est de 5kW. Bien entendu, on ne sort pas du cadre de la présente invention lorsque la puissance consommée est autre, et que l'ensemble est de taille plus grande ou plus petite. A titre d'exemple, on a illustré à la figure 7c un ensemble 30 configuré pour consommer une puissance de 1kW. L'expression « comportant un » doit se comprendre comme étant synonyme de « comportant au moins un ». REVENDICATIONS1: Électrolyseur pour la. production d'au moins une substance chimique, telle que dihydrogène, dioxygène, chlore ou d'acide hypochloreux, ou soude, par électrolyse d'eau pure ou d'eau contenant au moins un sel, base et/ou acide tels que NaCl, H2SO4, KOH ou NaOH, comportant un empilement d'au moins une première et une deuxième cellule électrolytique consécutives, chaque cellule électrolytique (10) comportant : - une anode, une cathode, -. une membrane échangeuse ionique (11) disposée entre l'anode et la cathode, les membranes échangeuses ioniques (11) de la première et de la. deuxième cellule électrolytique étant séparées par une électrode bipolaire (15) constituant d'une part l'anode de la première cellule électrolytique et d'autre part la cathode de la deuxième cellule électrolytique. 2. Electrolyseur selon la revendication précédente, dans lequel l'électrode bipolaire (15) comporte une. plaque bipolaire (4) d'un seul tenant, la plaque bipolaire étant associée le cas. échéant à au moins une grille (14) et à au moins une plaqué poreuse (12). 3. Électrolyseur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'électrode bipolaire (15) est entièrement d'un seul tenant, la plaque bipolaire (4), les grilles (14) et les plaques poreuses (12) étant solidaires les unes des autres avant leur montage dans l'électrolyseur. 4. Électrolyseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'électrode bipolaire (15) comporte l'un au moins des matériaux suivants : nickel, inox, titane, tantale. 5. Électrolyseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la membrane échangeuse ionique (11) comporte du nitrure de bore, notamment du nitrure de bore activé. 6. Électrolyseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la. membrane échangeuse ionique (11) comporte une matrice polÿmérique, 30 notamment à base de PTFE. 7. Electrolÿseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la membrane échangeuse ionique (Il) a une épaisseur comprise entre 50 et 500 µm, mieux entre 100 et 500 µm. 8. Électrolyseur selon la revendication précédente, l'électrolyte comportant de l'eau et de l'acide, de l'eau et une base ou de l'eau et un sel. 9. Ensemble électrolytique comportant : - un électrolyseur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, un réservoir, notamment de dihydrogène (21) pour stocker le dihydrogène obtenu, et 10 - un réservoir, notamment de dioxygène (22) pour stocker le dioxygène obtenu. 10. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel l'électrolyte est stocké dans chacun des deux réservoirs. 11. Ensemble selon la revendication précédente, comportant une 15 communication fluidique entre les deux réservoirs, de préférence à leur base, de préférence encore contrôlée par une vanne de transfert (EV 1), pour permettre le maintien d'un équilibre du niveau d'électrolyte dans les deux réservoirs.