Brevet FR3047611A1 — publié le 20170811

GÉNÉRATEUR À PILES À COMBUSTIBLE À MEMBRANE ÉCHANGEUSE DE PROTONS ET PROCÉDÉ DE COMMANDE DE CELUI-CI Domaine de l'invention La présente invention concerne un générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons et un procédé de commande de celui-ci. Arrière-plan de l'invention La figure 1 représente schématiquement en coupe un générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons (ci-après désigné par « générateur » par commodité) 100 connu. Un tel générateur 100 comprend, dans un boîtier (non représenté), au moins une pile à combustible à membrane échangeuse de protons (ci-après « pile à combustible »). Afin de simplifier la compréhension de l'invention, on ne décrit que le cas où le générateur comprend une seule pile à combustible. Il est cependant évident que le générateur 100, ainsi que le générateur 1 selon l'invention qui sera décrit ci-après, peut comprendre plusieurs piles à combustible empilées les unes à la suite des autres, la manière d'obtenir un tel empilement de piles à combustible étant bien connue. La pile _à combustible comprend une première plaque bipolaire 10, 25 une deuxième plaque bipolaire 20, et une membrane échangeuse de protons 30. La membrane échangeuse de protons 30 divise la pile à combustible en un compartiment anodique A et un compartiment cathodique C. Les compartiments A et C sont des passages dans lesquels un réactif à l'état 30 liquide ou gazeux peut circuler. Un premier conduit d'entrée 11 pour l'admission de combustible réducteur RH contenant de l'hydrogène et un premier conduit de sortie 12 sont en communication fluide avec le compartiment anodique A. De manière analogue, un deuxième conduit d'entrée 21 pour 35 l'admission d'oxydant RO contenant de l'oxygène et un deuxième conduit de sortie 22 sont en communication fluide avec le compartiment cathodique C. 304 7 6 1 1 2 La construction des plaques bipolaires 10 et 20 est bien connue dans le domaine des piles à combustible à membrane échangeuse de protons et n'est donc pas décrite en détail. Comme cela est connu, le générateur 100 comprend en outre, de 5 part et d'autre de la pile à combustible, deux plaques collectrices 4 pour collecter le courant électrique généré par la réaction d'oxydoréduction entre le combustible réducteur RH et l'oxydant RO, deux plaques isolantes 3 pour isoler électriquement les plaques collectrices 4 du boîtier, et deux plaques terminales 2RH et 2R0, la plaque terminale 2RH étant située du 10 côté du compartiment anodique A (c'est-à-dire plus près du compartiment anodique A que du compartiment cathodique C), et la plaque terminale 2R0 étant située du côté du compartiment cathodique C (c'est-à-dire plus près du compartiment cathodique C que du compartiment anodique A). Au moins l'une des deux plaques terminales 2RH et 2R0 exerce une 15 force compressive (fournie par exemple par un élément élastique (non représenté)) sur l'empilement afin de maintenir en place les plaques isolantes 3, les plaques collectrices 4, les plaques bipolaires 10 et 20, et la membrane 30. De manière connue en soi, la réaction d'oxydoréduction entre le 20 combustible réducteur RH et l'oxydant RO produit de l'eau, et d'autres produits de réaction PR. Les produits de réaction PR et une partie importante (1-x)H20 de l'eau produite sont évacués du compartiment cathodique C par le deuxième conduit de sortie 22. Cependant, une partie xH2O de cette eau tend à rétro-diffuser, c'est-à-dire à diffuser à travers la membrane échangeuse de protons 30 depuis le compartiment cathodique C vers le compartiment anodique A. La présence d'eau dans le compartiment anodique A tend à diminuer le rendement de la réaction d'oxydoréduction, si bien qu'une partie du combustible réducteur RH quitte le compartiment anodique A sans avoir réagi, ce qui diminue le rendement de la pile à combustible 100. Pour remédier à cet inconvénient, une commande dite « dead-end » du générateur 100 a été proposée, dans laquelle le premier conduit de sortie 12 est périodiquement obstrué par un élément d'obturation 90, comme cela est représenté sur la figure 2. De cette manière, le combustible réducteur RH est piégé dans le compartiment cathodique C. 3 0 4 7 6 1 1 3 Cependant, l'eau qui rétro-diffuse depuis le compartiment cathodique C vers le compartiment anodique A s'accumule alors dans une région 95 du compartiment anodique A. Lorsque, dans cette région 95, la quantité d'eau devient trop importante, un équilibre chimique avec les réactifs RH 5 et RO s'établit dans la pile à combustible 100 et/ou la membrane échangeuse de protons 30 est « noyée » par l'eau (phénomène connu sous le nom de « anode flooding » en anglais), ce qui empêche la réaction de se poursuivre. Il devient alors nécessaire d'ouvrir à nouveau le conduit de sortie 12 pour évacuer l'eau du compartiment cathodique C. Une partie 10 du combustible réducteur RH est alors entraînée avec l'eau, d'où il résulte une perte de combustible réducteur et donc une diminution du rendement de la pile à combustible. Il existe donc un besoin d'un générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons et d'un procédé de commande 15 permettant d'éliminer les pertes de combustible réducteur et de rendement des configurations qui viennent d'être décrites et/ou d'éviter ou au moins retarder le « noyage » de l'anode. Objet et résumé de l'invention 20 Pour répondre à ce besoin, la présente invention propose un générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons, comprenant : une pile à combustible à membrane échangeuse de protons 25 comprenant une première plaque bipolaire, une deuxième plaque bipolaire, et une membrane échangeuse de protons disposée entre la première plaque bipolaire et la deuxième plaque bipolaire et divisant la pile à combustible en un compartiment anodique et un compartiment cathodique ; 30 un premier conduit d'entrée pour l'admission de combustible réducteur contenant de l'hydrogène ; un deuxième conduit d'entrée pour l'admission d'oxydant contenant de l'oxygène ; dans lequel le premier conduit d'entrée est en communication 35 fluide avec le compartiment anodique, et le deuxième conduit d'entrée est en communication fluide avec le compartiment cathodique ; 3 0 4 76 1 1 4 le générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons comprenant en outre un compartiment tampon en communication fluide avec le compartiment anodique et configuré pour permettre une évacuation de chaleur et par suite une condensation d'eau à l'intérieur de 5 celui-ci. Le compartiment tampon en communication fluide avec le compartiment anodique accroît le volume du compartiment anodique. Cette augmentation de volume tend à diminuer la concentration locale d'eau dans le compartiment anodique, ce qui tend à retarder la survenue 10 du phénomène de « noyage » de la membrane échangeuse de protons. En outre, le compartiment tampon est configuré pour qu'au moins une partie de l'eau qui y est admise sous forme de vapeur puisse s'y condenser lorsque le générateur est en fonctionnement. Cette eau condensée est ainsi soustraite du compartiment anodique et n'est alors 15 plus disponible pour « noyer » la membrane échangeuse de protons, ce qui retarde encore la survenue du phénomène de « noyage ». La survenue du phénomène de « noyage » étant retardée, le rendement du générateur à piles à combustible est accru. Selon une possibilité, le générateur à piles à combustible à 20 membrane échangeuse de protons comprend en outre un premier conduit de sortie en communication fluide avec le compartiment anodique. Habituellement, le générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons comprend en outre un deuxième conduit de sortie en communication fluide avec le compartiment cathodique. 25 Selon une possibilité, le générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons comprend en outre un échangeur de chaleur configuré pour refroidir le compartiment tampon. Selon une possibilité, le générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons comprend en outre : 30 un conduit de purge configuré pour purger le compartiment tampon ; et une vanne de purge configurée pour obturer le conduit de purge. L'eau condensée dans le compartiment tampon peut alors être 35 récupérée puis réutilisée pour alimenter un autre système nécessitant de l'eau pour son fonctionnement. 3 0 4 76 1 1 5 Selon une possibilité, le générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons comprend en outre un circuit de refroidissement configuré pour faire circuler au moins une partie du combustible réducteur à travers l'échangeur de chaleur avant que ledit 5 combustible réducteur ne soit admis dans le compartiment anodique via le premier conduit d'entrée. Le combustible réducteur est alors préchauffé au moins en partie par l'échange de chaleur avec le compartiment tampon, ce qui améliore le rendement du générateur à piles à combustible. 10 Selon une possibilité, le compartiment tampon est en communication fluide avec le compartiment anodique via le premier conduit de sortie. Selon une possibilité, le générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons comprend en outre une plaque terminale, et au moins une partie du compartiment tampon est disposée 15 dans l'épaisseur de la plaque terminale. Cette configuration permet de diminuer le volume occupé par le générateur à piles à combustible, ce qui est notamment bénéfique lorsque celui-ci doit être embarqué à bord d'un aéronef ou d'un véhicule spatial. En outre, cette configuration permet de limiter le nombre de coudes de 20 tuyauterie, et donc de limiter l'accumulation de combustible réducteur et/ou d'eau dans ces coudes. De plus, le générateur à piles à combustible répond plus rapidement à une éventuelle purge du compartiment tampon provoquée par l'ouverture de la vanne de purge. Selon une possibilité, le compartiment tampon est en communication 25 fluide avec le compartiment anodique via un conduit de communication distinct du premier conduit de sortie, et le premier conduit de sortie est configuré pour être obturé au moins durant certaines phases de fonctionnement du générateur. Selon une possibilité, le compartiment tampon est placé plus bas que 30 le compartiment anodique. Naturellement, le générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons est alors configuré de telle sorte que l'eau puisse s'écouler par gravité du compartiment anodique vers le compartiment tampon. Avec cette configuration, l'eau condensée tend à s'accumuler, du fait de sa densité plus importante, dans 35 la partie inférieure du compartiment tampon, cette partie inférieure étant la plus éloignée de la membrane échangeuse de protons. Ceci retarde 3 0 4 76 1 1 6 encore la survenue du phénomène de « noyage » de la membrane échangeuse de protons. La présente invention concerne également un procédé de commande d'un générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons 5 selon l'une quelconque des possibilités qui viennent d'être décrites. Ce procédé comprend les étapes suivantes : introduire dans le compartiment anodique du combustible réducteur contenant de l'hydrogène et dans le compartiment cathodique de l'oxydant contenant de l'oxygène ; 10 refroidir le compartiment tampon de manière à condenser au moins une partie de la vapeur d'eau contenue dans le compartiment tampon. Comme on l'a mentionné ci-dessus, le « noyage » de la membrane échangeuse de protons est retardé. 15 Si le générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons est pourvu du conduit de purge et de la vanne de purge définis ci-dessus, le procédé peut comprendre en outre une étape dans laquelle on ouvre la vanne de purge de sorte qu'au moins une partie de l'eau liquide condensée dans le compartiment tampon soit évacuée via le conduit de 20 purge. Comme on l'a mentionné ci-dessus, l'eau ainsi récupérée peut être réutilisée. Selon une possibilité, après avoir ouvert la vanne de purge, on referme la vanne de purge de sorte qu'une partie de l'eau liquide 25 condensée dans le compartiment tampon reste dans le compartiment tampon. Puisque la vanne de purge est refermée de manière à laisser de l'eau liquide dans le compartiment tampon, les produits de sortie sortant du conduit de purge ne contiennent pas de combustible réducteur. Ainsi, tout 30 le combustible réducteur admis dans la pile à combustible finit par réagir, d'où il résulte un meilleur rendement et une économie de combustible réducteur ; et le risque d'explosion et/ou d'incendie des produits de sortie est fortement diminué. D'autre part, il n'est pas nécessaire de prévoir un régulateur de pression pour réguler la pression en sortie du conduit de 35 purge, même lorsque le générateur à piles à combustible est installé dans 304 76 11 7 un aéronef ou un véhicule spatial confronté à une pression extérieure très faible. Brève description des dessins 5 L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux, à la lecture de la description détaillée qui suit de plusieurs modes de réalisations, représentés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels : 10 - la figure 1 représente schématiquement en coupe un générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons de l'état de la technique ; - la figure 2 représente le générateur à piles à combustible de la figure 1 fonctionnant en mode « dead-end » ; 15 - la figure 3 représente schématiquement en coupe un générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4A représente schématiquement en coupe un générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons selon 20 un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4B est une vue du détail B de la figure 4A. Description détaillée de l'invention 25 La figure 3 représente représente schématiquement en coupe un générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons (ci-après désigné par « générateur » par commodité) 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention. Les éléments en commun avec le générateur 100 de l'état de la 30 technique sont désignés par des références numériques identiques et ne sont pas décrits à nouveau en détail. Le générateur 1 comprend un compartiment tampon 50 en communication fluide avec le compartiment anodique A, par exemple via le premier conduit de sortie 12. Le compartiment tampon 50 accroît le 35 volume du compartiment anodique A. Cette augmentation de volume tend à diminuer la concentration locale d'eau dans le compartiment anodique A, 3047611 8 ce qui tend à retarder la survenue du phénomène de « noyage » de la membrane échangeuse de protons 30. Le compartiment tampon 50 est configuré pour permettre une évacuation de chaleur, c'est-à-dire que, lorsque le compartiment tampon 50 est placé dans un milieu dont la 5 température est inférieure à celle de l'intérieur du compartiment tampon 50, un échange de chaleur se produit entre l'intérieur du compartiment tampon 50 et ledit milieu. Ainsi, au moins une partie de l'eau qui est admise sous forme de vapeur dans le compartiment tampon 50 tend à se condenser, à l'intérieur 10 de celui-ci, sous forme d'eau liquide 56. Cette eau liquide 56 n'est alors plus disponible pour « noyer » la membrane échangeuse de protons 30, ce qui retarde encore la survenue du phénomène de « noyage ». Le compartiment tampon 50 peut échanger de la chaleur avec un volume d'air situé dans espace intérieur de l'aéronef ou du véhicule spatial 15 dans lequel le générateur 1 est installé, ce volume d'air ayant une température sensiblement inférieure à la température de fonctionnement de la pile à combustible, ce qui permet de condenser au moins une partie de l'eau contenue dans le compartiment tampon 50. Le générateur 1 peut comprendre en outre un échangeur de chaleur 20 60 configuré pour refroidir le compartiment tampon 50. Dans un exemple, l'échangeur de chaleur 60 comprend notamment des ailettes de refroidissement afin de favoriser le transfert de chaleur entre le compartiment tampon 50 et le volume d'air. En complément ou en alternative, le générateur 1 comprend en 25 outre un circuit de refroidissement 70 configuré pour faire circuler un fluide de refroidissement à travers l'échangeur de chaleur 60. Dans un exemple préféré, au moins une partie du combustible réducteur RH circule dans le circuit de refroidissement 70 et traverse l'échangeur 60 avant d'être admis dans le compartiment anodique A via le premier conduit 30 d'entrée 11. Cette partie du combustible réducteur RH est alors préchauffée, ce qui améliore le rendement du générateur 1. Le compartiment tampon 50 peut être placé plus bas que le compartiment anodique A en position normale d'exploitation. Dans le présent mode de réalisation, la direction verticale DV, représentée sur la 35 figure 3, est la direction reliant le premier conduit de sortie au premier conduit d'entrée, le sens montant étant le sens allant du premier conduit 304 7 6 1 1 9 de sortie au premier conduit d'entrée. Ainsi, le premier conduit de sortie 12 est situé plus bas que le premier conduit d'entrée 11, c'est-à-dire à une altitude plus faible. D'autre part, la partie « inférieure » d'un élément est celle qui est le plus bas dans cet élément le long de la direction verticale 5 DV. Avec cette configuration, l'eau condensée tend à s'accumuler, du fait de sa densité plus importante, dans la partie inférieure du compartiment tampon 50, cette partie inférieure étant la plus éloignée de la membrane échangeuse de protons 30. Ceci retarde encore la survenue du 10 phénomène de « noyage » de la membrane échangeuse de protons 30. Dans certains modes de réalisation, le générateur 1 est prévu pour fonctionner pendant une courte période de temps, si bien que le compartiment tampon 50 peut être prévu avec un volume suffisant pour stocker toute l'eau qui aura rétro-diffusé à travers la membrane 15 échangeuse de protons 30 puis se sera condensée dans le compartiment tampon 50. Dans d'autres modes de réalisation, le générateur 1 comprend en outre un conduit de purge 80 configuré pour purger le compartiment tampon 50, et une vanne de purge 85 configurée pour obturer le conduit 20 de purge 80. Par « purger », on entend que le conduit de purge 80 est apte à laisser passer le(s) fluide(s) contenu(s) dans le compartiment tampon 50, tant que la vanne de purge 85 est ouverte. Ainsi, lorsque la quantité d'eau condensée dans le compartiment tampon 50 risque de provoquer le « noyage » de la membrane 25 échangeuse de protons 30, il suffit d'ouvrir la vanne de purge 85 pour évacuer une partie de l'eau condensée et ainsi retarder encore la survenue du phénomène de « noyage » de la membrane échangeuse de protons 30. De préférence, le conduit de purge 80 débouche dans le 30 compartiment tampon 50 plus bas que le conduit de sortie 12, et plus préférablement encore dans une partie inférieure du compartiment tampon 50. Ainsi, lorsque la vanne de purge 85 est ouverte, le conduit de purge 80 tend à évacuer d'abord l'eau liquide 56 qui s'est accumulée dans la partie inférieure du compartiment tampon 50. 35 Un procédé de commande du générateur 1 va maintenant être décrit. 3047611 10 On introduit dans le compartiment anodique A du combustible réducteur RH, et dans le compartiment cathodique C de l'oxydant RO. La réaction d'oxydoréduction se produit, comme cela est connu, et génère de l'électricité, des produits de réaction, et de l'eau. Une partie de l'eau 5 produite par la réaction rétro-diffuse à travers la membrane échangeuse de protons 30. On refroidit le compartiment tampon 50. Comme cela a été décrit précédemment, de cette manière, au moins une partie de la vapeur d'eau contenue dans le compartiment tampon 50 se condense sous forme d'eau 10 liquide 56. On remarquera que, de manière générale, le générateur 1 fonctionne en continu, si bien que l'introduction de combustible réducteur et d'oxydant et le refroidissement du compartiment tampon 50 sont effectués simultanément et de manière continue sur une plage importante de 15 temps. Dans certains modes de réalisation, le générateur 1 n'est pas pourvu du conduit de purge 80 et de la vanne de purge 85, si bien que l'eau condensée s'accumule simplement dans le compartiment tampon 50 jusqu'à la fin de la période de fonctionnement prévue du générateur 1 20 (qui, dans le cas d'un véhicule spatial, est généralement de l'ordre d'une heure, voire encore moins). Dans d'autres modes de réalisation, le générateur 1 est pourvu du conduit de purge 80 et de la vanne de purge 85. Dans ce cas, on ouvre la vanne de purge 85, par exemple périodiquement. Ainsi, au moins une 25 partie de l'eau liquide 56 contenue dans le compartiment tampon 50 est évacuée via le conduit de purge 80. De préférence dans ce cas, après avoir ouvert la vanne de purge 85, on referme la vanne de purge 85 de sorte qu'une partie de l'eau liquide 56 contenue dans le compartiment tampon 50 reste dans le compartiment 30 tampon 50. En d'autres termes, la vanne de purge 85 est commandée de telle sorte qu'elle se referme avant que le conduit de purge 80 ne commence à évacuer un mélange d'eau liquide 56 et de vapeur d'eau et/ou de combustible réducteur RH. Ainsi, le conduit de purge 80 n'expulse pas de combustible réducteur RH, ce qui réduit fortement le 35 risque d'explosion et/ou d'incendie au niveau du conduit de purge 80. D'autre part, il n'est pas nécessaire de prévoir un régulateur de pression 3047611 11 pour réguler la pression en sortie du conduit de purge 80, même lorsque le générateur 1 est installé dans un aéronef ou un véhicule spatial confronté à une pression extérieure très faible. L'eau liquide 56 évacuée via le conduit de purge 80 peut être 5 simplement évacuée à l'extérieur de l'aéronef ou du véhicule spatial. En alternative, elle peut être récupérée puis réutilisée pour alimenter un autre système nécessitant de l'eau pour son fonctionnement. Diverses lois de commande sont utilisables pour commander l'ouverture et la fermeture de la vanne de purge 85. 10 Par exemple, une unité de commande (non représentée) du générateur 1 peut déterminer, à partir des paramètres de fonctionnement du générateur 1 (par exemple, le débit d'entrée de combustible réducteur RH et d'oxydant RO, le temps de fonctionnement du générateur 1, la température de fonctionnement du générateur 1), un intervalle de temps 15 entre deux ouvertures successives de la vanne de purge 85 et une durée d'ouverture de la vanne de purge 85, et commander l'ouverture et la fermeture de la vanne de purge 85 en conséquence. Dans un autre exemple, un capteur (non représenté) peut détecter le niveau d'eau liquide 56 dans le compartiment tampon 50, et l'unité de 20 commande peut commander l'ouverture de la vanne de purge 85 lorsque le niveau d'eau liquide atteint une valeur déterminée à l'avance. La vanne de purge 85 peut alors être une électrovanne du type « tout-ou-rien » dont l'ouverture est commandée par l'unité de commande. 25 Dans un autre exemple, l'ouverture de la vanne de purge 85 peut être provoquée mécaniquement par un flotteur (non représenté), le flotteur étant lui-même entraîné par la montée du niveau d'eau liquide 56 dans le compartiment tampon 50. Le mode de fonctionnement du générateur 1 qui vient d'être 30 présenté est applicable à tout type de combustible réducteur RH et d'oxydant RO, pourvu que la réaction d'oxydoréduction produise de l'eau sous forme de vapeur. Dans un exemple particulier, le combustible réducteur RH est le dihydrogène (H2) et le combustible oxydant est le dioxygène (02). La 35 réaction d'oxydoréduction entre H2 et 02 peut se produire à une température comprise entre 100°C et 200°C, par exemple à une 304 7 6 1 1 12 température voisine de 160°C. La réaction d'oxydoréduction entre H2 et 02 peut se produire à une pression absolue voisine de la pression atmosphérique, par exemple à une pression absolue comprise entre 0,6 bar et 1 bar. Le générateur 1 est généralement installé dans un milieu 5 dont la température est inférieure ou égale à 85°C, ce qui permet de refroidir le compartiment tampon 50 et de condenser au moins une partie de l'eau qu'il contient. D'autres combustibles réducteurs RH peuvent être utilisés, comme le méthanol (CH3OH). Il se peut également que le combustible RH se 10 dissocie en dihydrogène et en d'autres composés au voisinage de l'anode. Les figures 4A et 4B représentent schématiquement en coupe un générateur 1' selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode de réalisation, un compartiment tampon 50' est disposé au moins en partie, et de préférence entièrement, dans l'épaisseur 15 de la plaque terminale 2RH (on rappelle que la plaque terminale 2RH est située du côté du compartiment anodique A), c'est-à-dire que au moins une partie, et de préférence la totalité, du volume intérieur du compartiment tampon 50' est incluse dans le volume de la plaque terminale 2RH. 20 Cette configuration permet de limiter le nombre de coudes de tuyauterie, et donc de limiter l'accumulation de combustible réducteur RH et/ou d'eau dans ces coudes. De plus, le générateur 1' répond plus rapidement à une éventuelle purge du compartiment tampon 50' provoquée par l'ouverture de la vanne de purge 85. 25 Comme dans le premier mode de réalisation, le compartiment tampon 50' est de préférence situé plus bas que le compartiment anodique A comme cela est représenté sur la figure 4A. Le compartiment tampon 50' peut être en communication fluide avec le compartiment anodique A via le premier conduit de sortie 12. Toutefois, afin de limiter 30 encore le nombre de coudes de tuyauterie, il est préférable que le compartiment tampon 50' soit en communication fluide avec le compartiment anodique A via un conduit de communication 14 distinct du premier conduit de sortie 12. Dans ce cas, le premier conduit de sortie 12 peut être obturé, par exemple par un élément d'obturation 90, au moins 35 pendant certaines phases de fonctionnement du générateur 1'. 304 7 6 1 1 13 Le compartiment tampon 50' peut échanger de la chaleur avec un volume d'air situé dans espace intérieur de l'aéronef ou du véhicule spatial dans lequel le générateur 1' est installé, ce volume d'air ayant une température sensiblement inférieure à la température de fonctionnement 5 de la pile à combustible. Le générateur 1' peut comprendre en outre un échangeur de chaleur 60' configuré pour refroidir le compartiment tampon 50'. Cet échangeur de chaleur 60' est en règle générale intégré à la plaque terminale 2RH. Dans un exemple, l'échangeur de chaleur 60' comprend notamment 10 des ailettes de refroidissement afin de favoriser le transfert de chaleur entre le compartiment tampon 50' et le volume d'air. En complément ou en alternative, le générateur 1' comprend en outre un circuit de refroidissement 70' configuré pour faire circuler un fluide de refroidissement à travers l'échangeur de chaleur 60'. Le circuit de 15 refroidissement 70' est de préférence intégré à la plaque terminale 2RH. Comme dans le premier mode de réalisation, on peut prévoir qu'au moins une partie du combustible réducteur RH circule dans le circuit de refroidissement 70' et traverse l'échangeur 60' avant d'être admis dans le compartiment anodique A via le premier conduit d'entrée 11. 20 Le circuit de refroidissement 70' peut également être configuré pour refroidir le générateur 1', ce qui simplifie la conception de la pile à combustible 1'. Le générateur 1' peut comprendre un conduit de purge 80 et une vanne de purge 85 analogues à ceux du premier mode de réalisation. 25 Le générateur 1' présente le même fonctionnement et les mêmes avantages que le générateur 1, qui ne sont donc pas décrits en détail à nouveau. En outre, puisque le compartiment tampon 50' est disposé au moins en partie dans l'épaisseur de la plaque terminale 2RH, le volume occupé par le générateur 1' est réduit, ce qui est notamment bénéfique 30 lorsque celui-ci doit être embarqué à bord d'un aéronef ou d'un véhicule spatial. REVENDICATIONS1. Générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons (1 ; 1'), comprenant : une pile à combustible comprenant une première plaque bipolaire (10), une deuxième plaque bipolaire (20), et une membrane échangeuse de protons (30) disposée entre la première plaque bipolaire (10) et la deuxième plaque bipolaire (20) et divisant la pile à combustible (1 ; 1') en un compartiment anodique (A) et un compartiment cathodique (C) ; un premier conduit d'entrée (11) pour l'admission de combustible réducteur (RH) contenant de l'hydrogène ; un deuxième conduit d'entrée (21) pour l'admission d'oxydant 15 (RO) contenant de l'oxygène ; dans lequel le premier conduit d'entrée (11) est en communication fluide avec le compartiment anodique (A), et le deuxième conduit d'entrée (21) est en communication fluide avec le compartiment cathodique (C), 20 le générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons (1 ; 1') étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un compartiment tampon (50 ; 50') en communication fluide avec le compartiment anodique (A) et configuré pour permettre une évacuation de chaleur et par suite une condensation d'eau à l'intérieur de celui-ci. 25 2. Générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons selon la revendication 1, comprenant en outre un échangeur de chaleur (60 ; 60') configuré pour refroidir le compartiment tampon (50 ; 50'). 3. Générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de 30 protons selon la revendication 2, comprenant en outre un circuit de refroidissement (70 ; 70') configuré pour faire circuler au moins une partie du combustible réducteur (RH) à travers l'échangeur de chaleur (60 ; 60') avant que ledit combustible réducteur (RH) ne soit admis dans le compartiment anodique (A) via le premier conduit d'entrée (11). 35 4. Générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant en 304 7 6 1 1 outre une plaque terminale (2RH), et dans lequel au moins une partie du compartiment tampon (50 ; 50') est disposée dans l'épaisseur de la plaque terminale (2RH). 5. Générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de 5 protons selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le compartiment tampon (50 ; 50') est placé plus bas que le compartiment anodique (A). 6. Générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons selon l'une quelconque des revendications I. à 5, comprenant en 10 outre : un conduit de purge (80) configuré pour purger le compartiment tampon (50 ; 50') ; et une vanne de purge (85) configurée pour obturer le conduit de purge (80). 15 7. Procédé de commande d'un générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons (1 ; 1') selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, le procédé comprenant les étapes suivantes : introduire dans le compartiment anodique (A) du combustible réducteur (RH) contenant de l'hydrogène et dans le compartiment 20 cathodique (C) de l'oxydant (RO) contenant de l'oxygène ; refroidir le compartiment tampon (50 ; 50') de manière à condenser au moins une partie de la vapeur d'eau contenue dans le compartiment tampon (50 ; 50'). 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel le générateur à 25 piles à combustible à membrane échangeuse de protons (1 ; 1') comprend en outre : un conduit de purge (80) configuré pour purger le compartiment tampon (50 ; 50') ; et une vanne de purge (85) configurée pour obturer le conduit de 30 purge (80), et dans lequel on ouvre la vanne de purge (85) de sorte qu'au moins une partie de l'eau liquide (56) condensée dans le compartiment tampon (50 ; 50') soit évacuée via le conduit de purge (80). 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel après avoir ouvert 35 la vanne de purge (85), on referme la vanne de purge (85) de sorte 3047611 16 qu'une partie de l'eau liquide (56) condensée dans le compartiment tampon (50 ; 50') reste dans le compartiment tampon (50 ; 50').