Brevet FR3059474A1 — publié le 20180601

SYSTEME ELECTROCHIMIQUE A PILE A COMBUSTIBLE COMPORTANT UN DISPOSITIF DE REGULATION DE PRESSION DOMAINE TECHNIQUE [1] Le domaine de l'invention est celui des systèmes électrochimiques à pile à combustible comportant un dispositif de régulation de la pression d'un fluide d'alimentation en entrée de la pile à combustible. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE [2] Une pile à combustible comporte habituellement un empilement de cellules électrochimiques qui comprennent chacune une anode et une cathode séparées électriquement l'une de l'autre par un électrolyte, dans laquelle a lieu une réaction électrochimique entre deux réactifs qui sont introduits de manière continue. Dans le cas d'une pile à hydrogène, le combustible (l'hydrogène) est apporté au contact de l'anode, alors que le comburant (l'oxygène par exemple contenu dans de l'air) est amené au contact de la cathode. La réaction électrochimique est subdivisée en deux demi-réactions, l'une d'oxydation et l'autre de réduction, qui ont lieu respectivement à l'interface anode/ électrolyte et à l'interface cathode/électrolyte. Pour avoir lieu, la réaction électrochimique requiert la présence d'un conducteur ionique entre les deux électrodes, à savoir l'électrolyte par exemple contenu dans une membrane polymère, et un conducteur électronique formé par le circuit électrique externe. L'empilement de cellules est ainsi le lieu de la réaction électrochimique : les réactifs y sont apportés, les produits et les espèces non réactives en sont évacués ainsi que la chaleur produite lors de la réaction. [3] En sortie de pile, dans un fonctionnement dit en mode ouvert, les sorties d'anode et de cathode communiquent avec un conduit d'évacuation des fluides. Ainsi, lorsqu'on alimente la pile en sur-stoechiométrie (rapport supérieur à 1 entre la quantité de réactif injecté et la quantité de réactif consommé), le gaz sortant présente un débit suffisant pour évacuer l'eau produite par la réaction, qui peut ensuite être collectée à l'aide d'un séparateur de phase. Pour éviter de perdre le réactif non consommé, une boucle de recirculation est habituellement prévue, qui permet de réinjecter le réactif non consommé en entrée de pile. Cependant, du fait 3059474 2 de la recirculation fluidique, les espèces non réactives, tel que l'azote à l'anode dans le cas d'une alimentation en air à la cathode, voient leur concentration molaire augmenter progressivement, ce qui peut nécessite d'effectuer régulièrement une étape de purge de la pile à combustible. 5 [004] Une régulation de la pression d'entrée d'au moins l'un des fluides d'alimentation, par exemple de l'hydrogène, peut être nécessaire pour éviter une dégradation prématurée des propriétés de la pile à combustible. En effet, à titre d'exemple, une variation de la puissance électrique fournie par la pile à combustible peut induire une augmentation ou une diminution de la pression d'hydrogène dans 10 la pile à combustible, et donc former une différence de pression potentiellement importante de part et d'autre de la membrane électrolytique, ce qui peut conduire à une dégradation des propriétés de l'assemblage membrane électrodes. [5] La figure 1 illustre un système électrochimique 1 à pile à combustible 2 tel que décrit dans le document US54 4 1821, qui comporte un dispositif de régulation adapté 15 à corriger la pression d'entrée P2 d'hydrogène lorsque celle-ci devient inférieure à une valeur minimale. [6] Le système électrochimique 1 comporte ainsi une pile à combustible 2 fluidiquement reliée à un réservoir 4 d'hydrogène sous pression. Le collecteur d'entrée anodique de la pile à combustible 2 permet l'introduction de l'hydrogène 20 jusqu'aux anodes des cellules électrochimiques. La pile à combustible 2 est électriquement connectée à une charge électrique 3 qui est adaptée à imposer à la pile une valeur de puissance électrique instantanée à fournir. [7] Une ligne fluidique d'alimentation La relie le réservoir 4 au collecteur d'entrée anodique, et comporte un régulateur de pression 5 relié à la sortie du 25 réservoir 4, qui maintient la pression du fluide d'alimentation en sortie du réservoir sensiblement égale à une valeur de consigne. [8] Le système électrochimique 1 comporte une boucle de recirculation, qui comporte un éjecteur 6 disposé sur la ligne d'alimentation La entre le régulateur de pression 5 et le collecteur d'entrée, et une ligne fluidique de recirculation Lrc qui 30 relie le collecteur de sortie à une entrée secondaire de l'éjecteur 6. La boucle de recirculation permet de réinjecter dans le collecteur d'entrée le gaz issu du collecteur de sortie, c'est-à-dire l'hydrogène non consommé et éventuellement des gaz non réactifs. 3059474 3 [009] Le dispositif de régulation de la pression d'entrée comporte un capteur de pression CP2, disposé sur la ligne fluidique d'alimentation La, qui permet de mesurer la pression d'entrée P2 du fluide d'alimentation à l'entrée de la pile à combustible. Le capteur de pression CP2 est adapté à envoyer un signal de 5 commande au régulateur de pression 5 pour modifier la valeur de consigne en fonction de la valeur mesurée de la pression d'entrée P2. [0010] En fonctionnement, la charge électrique 3 peut induire une augmentation de la puissance électrique fournie par la pile à combustible 2, ce qui se traduit par une augmentation du débit molaire d'hydrogène en entrée de pile, et donc par une 10 diminution de la pression d'entrée P2. Lorsque la valeur mesurée P2 de la pression d'entrée atteint une valeur minimale déterminée, le capteur de pression CP2 envoie un signal de commande au régulateur de pression 5 pour que la valeur de consigne soit augmentée. L'augmentation de la pression en sortie du régulateur de pression 5 permet d'éviter que la pression d'entrée P2 ne devienne inférieure à la valeur 15 minimale. [0011] Il existe cependant un besoin de disposer d'un dispositif de régulation de la pression d'entrée de la pile à combustible qui soit davantage performant. EXPOSÉ DE L'INVENTION 20 [0012] L'invention a pour objectif de remédier au moins en partie aux inconvénients de l'art antérieur, et plus particulièrement de proposer un système électrochimique à pile à combustible comportant un dispositif performant de régulation de la pression d'entrée, notamment en termes de dynamique de régulation. Pour cela, l'objet de l'invention est un système électrochimique comportant : 25 - une pile à combustible, comportant un collecteur d'entrée et un collecteur de sortie adaptés à assurer l'écoulement d'un même fluide d'alimentation dans la pile à combustible ; - une charge électrique, connectée électriquement à la pile à combustible, et adaptée à imposer à la pile à combustible une valeur de courant électrique à 30 fournir ; - un réservoir dudit fluide d'alimentation, relié au collecteur d'entrée par une ligne fluidique d'alimentation ; 3059474 4 - une boucle de recirculation, comportant un éjecteur, disposé sur ladite ligne fluidique d'alimentation, et une ligne fluidique de recirculation qui relie le collecteur de sortie à l'éjecteur ; - un capteur de pression, adapté à mesurer une pression dite d'entrée du fluide 5 d'alimentation à l'entrée de la pile à combustible ; - un dispositif de régulation de la pression d'entrée. [0013] Selon l'invention, le dispositif de régulation est adapté à envoyer un signal de commande à la charge électrique pour diminuer ou augmenter la valeur imposée du courant électrique à fournir par la pile à combustible, en fonction d'un écart de 10 pression entre une valeur mesurée de la pression d'entrée issue du capteur de pression et une valeur de consigne prédéterminée. [0014] Le dispositif de régulation peut comporter un correcteur, connecté électriquement à la charge électrique, et adapté à recevoir une valeur représentative dudit écart de pression calculé et à envoyer ledit signal de commande à la charge 15 électrique. [0015] Le dispositif de régulation peut comporter un comparateur, connecté au capteur de pression et au correcteur, adapté à recevoir la valeur mesurée de la pression d'entrée issue du capteur de pression, à recevoir une valeur de consigne prédéterminée, à calculer ledit écart de pression entre la valeur mesurée et la valeur 20 de consigne, et à envoyer au correcteur un signal représentatif de cet écart de pression. [0016] La charge électrique peut être adaptée, en réponse au signal de commande, d'une part à diminuer la valeur imposée du courant électrique à délivrer lorsque la valeur de pression mesurée est inférieure à la valeur de consigne, et d'autre part à 25 augmenter la valeur imposée du courant électrique à délivrer lorsque la valeur de pression mesurée est supérieure à la valeur de consigne. [0017] Le système électrochimique peut comporter un régulateur de pression, disposée sur la ligne fluidique d'alimentation, entre le réservoir et l'éjecteur, et adaptée à réguler la pression et le débit molaire du fluide d'alimentation suivant une 30 valeur de consigne. [0018] Le système électrochimique peut comporter un deuxième dispositif de régulation, comportant un capteur de courant électrique électriquement connecté à 3059474 5 la pile à combustible, un comparateur adapté à effectuer un calcul d'un écart de courant entre une valeur de courant électrique mesurée issue du capteur de courant électrique et une valeur de consigne prédéterminée, et un correcteur adapté à transmettre au régulateur de pression un signal de commande de modification de la 5 valeur de consigne de la pression en fonction de l'écart de courant électrique calculé. [0019] Le signal de commande transmis au régulateur de pression peut être adapté à provoquer l'augmentation de la valeur de consigne de pression lorsque la valeur mesurée du courant électrique est inférieure à la valeur de consigne du courant électrique, ou la diminution de la valeur de consigne de pression lorsque la valeur 10 mesurée du courant électrique est supérieure à la valeur de consigne du courant électrique. [0020] La charge électrique peut comporter un moteur électrique, un système intermédiaire d'accumulation d'énergie connecté à la pile à combustible et au moteur électrique, et un convertisseur électrique connecté à la pile à combustible, 15 au système d'accumulation d'énergie et au dispositif de régulation de la pression d'entrée, le convertisseur électrique étant apte à recevoir le signal de commande pour diminuer ou augmenter la valeur imposée à la pile à combustible du courant électrique à fournir. 20 BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS [0021] D'autres aspects, buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférées de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : 25 la figure 1, déjà décrite, est une vue schématique d'un système électrochimique selon un exemple de l'art antérieur ; la figure 2 est une vue schématique d'un système électrochimique selon un premier mode de réalisation comportant un dispositif de régulation d'une pression d'entrée ; la figure 3 est une vue schématique d'un système électrochimique selon un deuxième 30 mode de réalisation comportant un premier dispositif de régulation d'une pression d'entrée et un deuxième dispositif de régulation du courant électrique délivré ; 3059474 6 la figure 4 illustre un exemple de la double régulation imbriquée de la pression d'entrée et du courant électrique délivré, et montre l'évolution temporelle de la valeur de courant électrique de consigne, celles de la pression de consigne du régulateur de pression et de la pression délivrée par ce dernier, la réponse de la 5 pression d'entrée, ainsi que l'évolution temporelle du courant électrique de commande et du courant électrique délivré. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS [0022] Sur les figures et dans la suite de la description, les mêmes références 10 représentent les éléments identiques ou similaires. De plus, les différents éléments ne sont pas représentés à l'échelle de manière à privilégier la clarté des figures. Par ailleurs, les différents modes de réalisation et variantes ne sont pas exclusifs les uns des autres et peuvent être combinés entre eux. Sauf indication contraire, les termes « sensiblement », « environ », « de l'ordre de » signifient à 10% près. 15 [0023] L'invention porte sur un système électrochimique comportant une pile à combustible et un dispositif de régulation de pression adapté à réguler la pression d'un fluide d'alimentation en entrée de la pile à combustible afin qu'elle reste comprise entre une valeur seuil minimale et une valeur seuil maximale, et de 20 préférence reste sensiblement constante à une valeur de consigne. [0024] La pression d'entrée peut être mesurée au niveau du collecteur d'entrée de la pile à combustible, par exemple sur la ligne fluidique d'alimentation reliée au collecteur d'entrée à un point de mesure choisi de telle sorte que la pression d'entrée est sensiblement égale à la pression du fluide d'alimentation à l'intérieur de la pile à 25 combustible. Par sensiblement égale, on entend ici que la perte de charge entre le point de mesure de la pression d'entrée et un point quelconque de mesure de la pression à l'intérieur de la pile à combustible est négligeable par rapport aux valeurs desdites pressions. En variante, la perte de charge peut ne pas être négligeable, mais celle-ci étant connue, la mesure de la pression d'entrée permet de déduire la valeur 30 de la pression du fluide d'alimentation à l'intérieur de la pile à combustible. 3059474 7 [0025] La figure 2 illustre de manière schématique un système électrochimique 1 selon un premier mode de réalisation. On considérera ici en particulier le côté anode d'une pile à hydrogène, celle-ci étant alimentée en hydrogène côté anode et en air contenant de l'oxygène côté cathode. Cependant, l'invention s'applique également 5 au côté cathode alimenté en air. Par ailleurs, l'invention s'applique à tout type de pile à combustible 2, en particulier à celles fonctionnant à basse température, c'est-à-dire à une température inférieure à 250°C. [0026] La pile à combustible 2 comporte au moins une cellule électrochimique, et ici un empilement de cellules électrochimiques (non représentées). Chaque cellule 10 comporte une anode et une cathode séparées l'une de l'autre par une membrane électrolytique, cet ensemble formant un assemblage membrane électrodes (AME). L'anode, la membrane et la cathode sont des éléments classiques connus de l'homme du métier et ne sont donc pas décrites en détail. [0027] Chaque assemblage est séparé de celui des cellules adjacentes par des plaques 15 bipolaires, adaptées à amener les espèces réactives à l'anode d'une première cellule d'une part et à la cathode d'une cellule adjacente d'autre part, et à évacuer les produits issus des réactions électrochimiques et les espèces non réactives, ainsi qu'à transmettre le courant électrique entre les cellules. Elle peut également assurer l'écoulement d'un fluide caloporteur entre les cellules de manière à permettre 20 l'évacuation de la chaleur produite. [0028] La pile à combustible 2 comporte deux collecteurs d'entrée distincts, l'un anodique et l'autre cathodique, destinés à assurer l'injection des fluides d'alimentation jusqu'aux cellules, et deux collecteurs de sorties distincts correspondants, permettant d'évacuer les gaz d'alimentation n'ayant pas réagi et des 25 éventuelles espèces non réactives hors de la pile à combustible 2. Ainsi, l'hydrogène est injecté dans la pile à combustible 2 par le collecteur d'entrée Ce anodique qui l'amène jusqu'aux cellules électrochimiques. L'hydrogène n'ayant pas réagi et les espèces non réactives, par exemple de l'azote, sont ensuite évacués par le collecteur de sortie. 30 [0029] Le système électrochimique 1 comporte également une charge électrique 3, connectée électriquement à la pile à combustible 2, adaptée à imposer à la pile à combustible 2 un signal de commande correspondant à la valeur du courant électrique à fournir. La pile à combustible 2 fonctionne alors en régime dit de 3059474 8 courant imposé. A titre illustratif, la charge électrique 3 peut être un moteur électrique, une batterie électrique, un supercondensateur ou autre. [0030] La pile à combustible 2 est alimentée en un fluide d'alimentation, ici en hydrogène, à partir d'une source d'hydrogène sous pression tel qu'un réservoir 4 5 d'hydrogène. Celui-ci est relié au collecteur d'entrée Ce anodique par une ligne fluidique d'alimentation La. L'hydrogène contenu dans le réservoir 4 est ainsi sous pression, par exemple à une pression supérieure à 10 bars. [0031] Un régulateur de pression 5 est disposé sur la ligne fluidique d'alimentation La en aval du réservoir 4 d'hydrogène. Le régulateur de pression 5 est adapté à 10 maintenir une pression aval P1 sensiblement constante, inférieure à la pression de l'hydrogène contenu dans le réservoir 4, et indépendante des éventuelles variations de pression dans le réservoir 4. La pression aval P1 correspond à la pression de l'hydrogène en sortie du régulateur de pression 5. La valeur de la pression aval P1 est sensiblement égale à la valeur de consigne Phi, du régulateur de pression 5, cette 15 valeur pouvant être pilotée ou non. Le régulateur de pression 5 est ici une soupape de régulation de pression qui assure en outre le contrôle du débit molaire d'hydrogène sortant, dont la valeur dépend de celle de la pression aval Pl. [0032] Le système électrochimique 1 comporte une boucle de recirculation formée d'une part d'un éjecteur 6 disposé sur la ligne d'alimentation La, entre le régulateur 20 de pression 5 et le collecteur d'entrée Ce anodique, et d'autre part d'une ligne fluidique de recirculation Lrc reliant fluidiquement le collecteur de sortie Cs anodique à une entrée dite secondaire de l'éjecteur 6. [0033] L'éjecteur 6 comporte une entrée dite primaire reliée fluidiquement au régulateur de pression 5 par la ligne d'alimentation La, une entrée dite secondaire 25 reliée fluidiquement au collecteur de sortie Cs par la ligne de recirculation Lrc et une sortie. Aussi, le fluide d'alimentation injecté à l'entrée primaire de l'éjecteur 6 forme un fluide dit moteur, et le fluide de recirculation injecté à l'entrée secondaire forme un fluide dit aspiré. Le fluide moteur, par son débit, provoque par effet Venturi l'écoulement du fluide situé dans la ligne fluidique de recirculation Lrc, qui se 30 mélange avec le fluide moteur avant d'être réinjecté dans la ligne fluidique d'alimentation La. Le fluide aspiré étant issu du collecteur de sortie Cs, il peut être formé d'hydrogène n'ayant pas réagi et d'espèces gazeuses non réactives, comme éventuellement de l'azote ayant diffusé au travers de la membrane électrolytique. 3059474 9 [0034] La boucle de recirculation comporte de préférence un séparateur de phase 7, disposé sur la ligne de recirculation Lrc, entre le collecteur de sortie Cs et l'éjecteur 6, qui est adapté à collecter l'eau liquide éventuellement présente en sortie de la pile à combustible 2. 5 [0035] Le système électrochimique 1 comporte avantageusement ici une ligne fluidique d'évacuation Le, reliée fluidiquement au collecteur de sortie Cs par la ligne fluidique de recirculation Lrc, et disposée en aval du séparateur de phase 7. Une vanne de purge 8 est ici disposée sur la ligne d'évacuation Le pour permettre l'évacuation continue ou momentanée de gaz. A titre d'exemple, la vanne de purge 10 8 peut assurer une évacuation faible mais continue du gaz issu du collecteur de sortie Cs, permettant ainsi de limiter l'augmentation dans le temps de la concentration d'espèces non réactives dans la boucle de recirculation. [0036] Le système électrochimique 1 comporte en outre un dispositif de régulation de la pression d'entrée, adapté à maintenir la pression d'entrée P2 sensiblement 15 égale à une valeur de consigne P2sp déterminée. La valeur de consigne peut être une unique valeur, par exemple permettant d'obtenir de la pile à combustible le meilleur rendement électrochimique, ou correspondre à une valeur seuil minimale et une valeur seuil maximale. Dans cet exemple, la valeur de consigne correspond à une seule valeur définie. 20 [0037] Le dispositif de régulation comporte à cet effet un capteur de pression 9a, un comparateur 10a, et un correcteur lla. Le capteur de pression 9a est disposé sur la ligne fluidique d'alimentation La entre l'éjecteur 6 et le collecteur d'entrée Ce anodique, et est adapté à mesurer la pression P2 de l'hydrogène à l'entrée de la pile à combustible 2. Il envoie au comparateur 10a un signal de mesure, de type 25 électrique, pneumatique ou autre, représentatif de la valeur mesurée de la pression d'entrée P2. [0038] Le comparateur 10a reçoit le signal de mesure et le compare à une valeur fixée dite valeur de consigne P25p de la pression d'entrée. Il calcule ainsi un écart de pression 4P2 correspondant à l'écart P2-P25p et envoie au correcteur lla un signal 30 représentatif de l'écart de pression 4P2 calculé. [0039] Le correcteur lla reçoit le signal d'écart de pression 4P2 et calcule une nouvelle valeur du courant électrique à imposer à la pile à combustible 2 permettant 3059474 10 de réduire voire annuler l'écart de pression 4P2 préalablement calculé. Il transmet ensuite à la charge électrique 3 un signal de commande km représentatif de la valeur calculée du courant électrique à imposer. Cette dernière est alors apte à imposer à la pile à combustible 2 la valeur de commande km du courant électrique à fournir. 5 Le correcteur lla peut être du type PID (proportionnel-intégral-dérivé), ou autre. Le correcteur lla peut également comporter un modèle physique du comportement électrochimique de la pile à combustible 2 et/ ou du système électrochimique 1, qui indique notamment une relation entre la pression d'entrée P2 et le courant électrique fourni par la pile à combustible 2. Un paramétrage du correcteur lla peut 10 être effectué au moyen du modèle physique, d'une boucle d'apprentissage, ou de tout autre moyen équivalent. [004o] Ainsi, le signal de commande km est adapté à entraîner une modification de la valeur du courant électrique fourni par la pile à combustible 2, la nouvelle valeur du courant électrique permettant en retour de réduire voire annuler l'écart de 15 pression 4P2. Plus précisément, le signal de commande km envoyé à la charge électrique 3 provoque, lorsque la pression d'entrée P2 est inférieure à la valeur de consigne P2sp, une diminution du courant électrique I fourni par la pile à combustible 2, ou, lorsque la pression d'entrée P2 est supérieure à la valeur de consigne P25p, une augmentation du courant électrique I fourni. 20 [0041] Le fonctionnement du système électrochimique 1 est maintenant décrit. En régime nominal, la pression d'entrée anodique P2 de la pile à combustible 2 présente une valeur nominale, par exemple 1,4 bar. Elle est de préférence sensiblement égale à la valeur de la pression d'entrée cathodique, de sorte que l'assemblage membrane 25 électrodes des cellules électrochimiques ne présente sensiblement pas de contraintes mécaniques liées à une différence de pression entre les côtés anode et cathode. [0042] Sur la ligne fluidique d'alimentation La, la pression de l'hydrogène en sortie du réservoir 4 peut être de l'ordre de plusieurs dizaines de bars, puis est abaissée 30 par le régulateur de pression 5 à une valeur P1 égale à la valeur de consigne Phi), par exemple comprise entre 3 bars et 20 bars. La pression amont de l'éjecteur 6, ici sensiblement égale à Pl, permet l'aspiration du fluide présent dans la boucle de recirculation. La pression aval de l'éjecteur 6 est inférieure à la pression amont, et 3059474 11 est ici sensiblement égale à la pression d'entrée P2, soit à 1,4 bar. La ligne fluidique d'alimentation La est ici configurée de sorte que la perte de charge entre l'éjecteur 6 et le collecteur d'entrée Ce est négligeable. Aussi, la pression d'entrée P2 est sensiblement égale à la pression aval de l'éjecteur 6. 5 [0043] Sur la ligne fluidique de recirculation Lrc, la pression en sortie de la pile à combustible 2 est légèrement inférieure à la pression d'entrée P2, du fait de la faible perte de charge dans les circuits de distribution et les collecteurs de la pile à combustible 2 et du débit molaire consommé par la pile à combustible. Elle peut ainsi être sensiblement égale à 1,3 bar. 10 [0044] Cependant, la pression d'entrée anodique P2 est susceptible de varier et peut ainsi s'écarter de la valeur de consigne P2sp, ici égale à 1,4 bar. Or, on cherche habituellement à maintenir la pression d'entrée P2 sensiblement égale à la valeur de consigne, pour limiter ainsi les éventuels risques de dégradation des propriétés de l'assemblage membrane électrodes des cellules électrochimiques. 15 [0045] Une augmentation de la pression d'entrée P2 peut ainsi être mesurée par le capteur de pression 9a, et la valeur mesurée P2 est alors transmise au comparateur 10a qui calcule l'écart 4P2 entre la valeur mesurée P2 et la valeur de consigne imposée P25p. Il transmet ensuite un signal représentatif de l'écart de pression 4P2 au correcteur lla. Celui-ci calcule, sur la base du modèle électrochimique implanté 20 de pile à combustible 2, une nouvelle valeur du courant électrique km à fournir permettant de réduire voire annuler l'écart de pression 4P2. Il transmet ensuite à la charge électrique 3 un signal de commande représentatif de la valeur du courant électrique km à imposer. En réponse au signal de commande, la charge électrique 3 augmente la valeur du courant électrique imposé à la pile à combustible 2, de sorte 25 que le courant électrique délivré I soit sensiblement égal à la valeur de commande Icm. Cela se traduit par une augmentation du débit molaire d'hydrogène consommé par la pile à combustible 2, et donc par une diminution de la pression d'entrée P2, permettant ainsi de la maintenir sensiblement égale à la valeur de consigne P25p. [0046] De manière similaire, une diminution de la pression d'entrée P2 est mesurée 30 par le capteur de pression 9a, qui transmet la valeur mesurée P2 au comparateur 10a qui calcule l'écart de pression 4132. Un signal d'écart de pression 4P2 est alors transmis au correcteur lla qui calcule une nouvelle valeur km de courant électrique à imposer à la pile à combustible 2, sur la base du modèle électrochimique implanté 3059474 12 et de l'écart de pression 4P2 calculé. Il transmet ainsi à la charge électrique 3 le signal de commande Icm, qui l'impose ensuite à la pile à combustible 2. En réponse au signal de commande, la charge électrique 3 diminue la valeur du courant électrique imposé à la pile à combustible 2, qui délivre alors un courant électrique 5 dont la valeur I est sensiblement égale à la valeur de commande Icm. Cela se traduit par une diminution du débit molaire d'hydrogène consommé par la pile à combustible 2, et donc par une augmentation de la pression d'entrée P2, permettant ainsi de la maintenir sensiblement égale à la valeur de consigne. [0047] Le dispositif de régulation de pression effectue ainsi une régulation en boucle 10 fermée dans la mesure où il mesure périodiquement ou continûment la pression d'entrée P2 et la compare à la valeur de consigne P25p, et commande la pile à combustible 2 par l'intermédiaire de la charge électrique 3 pour limiter ou annuler l'écart de pression 4P2. La réponse de la pile à combustible 2 à la commande du dispositif de régulation modifie ainsi la valeur mesurée P2 de la pression d'entrée. 15 [0048] Ainsi, la pression d'entrée P2, grâce au dispositif de régulation, reste sensiblement égale à la valeur de consigne P2sp grâce à la boucle fermée de régulation. Dans la mesure où le dispositif de régulation régule la pression d'entrée P2 par l'intermédiaire de la consommation électrique imposée à la pile à combustible 2 au moyen de la charge électrique 3, le dispositif de régulation 20 présente des performances dynamiques améliorées notamment en termes de temps de réponse. En effet, à la différence du document US544 1821 mentionné précédemment qui prévoit la modification de la valeur de consigne du régulateur de pression 5, le dispositif de régulation ne prévoit pas d'action mécanique, mais uniquement une action électrique, ce qui réduit le temps de réponse du système 25 électrochimique 1 et améliore la dynamique de régulation. Ainsi, le dispositif de régulation permet de limiter les variations trop importantes de la pression d'entrée et contribue ainsi à préserver la pile à combustible de dégradations de ses propriétés électrochimiques. Par ailleurs, il présente l'avantage, pour assurer la régulation de la pression d'entrée P2, de présenter une simplicité d'intégration dans le système 30 électrochimique, ainsi qu'une grande fiabilité et sans qu'il soit nécessaire d'avoir recours à des modèles physiques complexes du système électrochimique. 3059474 13 [0049] La figure 3 illustre un système électrochimique 1 selon un deuxième mode de réalisation. [005o] Le système électrochimique 1 comporte les mêmes éléments que ceux illustrés sur la figure 2, et comporte en outre un deuxième dispositif de régulation 5 adapté à assurer la régulation du courant électrique fourni par la pile à combustible 2. Ce dispositif de régulation forme une boucle de régulation imbriquée dans celle du premier dispositif de régulation, dans la mesure où, d'une part, la régulation de la pression d'entrée P2 autour de la valeur de consigne P2sp est effectuée par la commande km du courant électrique I délivré par la pile à combustible 2, et que, 10 d'autre part, la régulation du courant électrique délivré I par rapport à une valeur de consigne Isp est effectuée par l'intermédiaire du régulateur de la pression Pl, qui impacte la pression d'entrée P2. Comme détaillé par la suite, il est alors possible de commander la valeur du courant électrique délivré I par la pile à combustible 2, tout en régulant à la fois la pression d'entrée P2 et le courant électrique délivré I. 15 [0051] Le dispositif de régulation du courant électrique comporte un capteur de courant électrique 9b, un comparateur 10b et un correcteur 11b. Le capteur de courant électrique 9b est connecté électriquement à la pile à combustible 2, et est adapté à mesurer le courant électrique délivré I par la pile à combustible 2. Il envoie au comparateur 10b un signal de mesure représentatif de la valeur mesurée du 20 courant électrique délivré I. [0052] Le comparateur 10b est connecté électriquement au capteur de courant électrique 9b et au correcteur 11b. Il est adapté à recevoir du capteur de courant électrique 9b la valeur mesurée I du courant électrique, et calcule un écart de courant électrique AI correspondant à l'écart I-Isp où Isp est une valeur de consigne 25 préalablement fixée. Cette valeur de consigne Isp est susceptible de varier dans le temps. [0053] Le correcteur llb reçoit le signal d'écart de courant électrique AI et calcule une nouvelle valeur de consigne Plsp du régulateur de pression 5 permettant de réduire voire annuler l'écart de courant AI préalablement calculé. Il transmet 30 ensuite au régulateur de pression 5 un signal de commande PL, représentatif de la valeur calculée Plsp de la pression de sortie du régulateur de pression 5. Ce dernier modifie alors la valeur de consigne Plsp pour qu'elle soit égale à la valeur de commande PL,. Le correcteur llb peut être du type PID (proportionnel-intégral- 3059474 14 dérivé), ou autre. Le correcteur llb peut comporter un modèle physique du comportement électrochimique du système électrochimique 1, qui indique notamment une relation entre la pression P1 délivrée par le régulateur de pression 5 et le courant électrique délivré I par la pile à combustible 2. 5 [0054] Le signal de commande PL, est adapté à entraîner une augmentation ou une diminution de la valeur de consigne Plsp du régulateur de pression 5, ce qui entraîne une augmentation ou une diminution du débit molaire d'hydrogène dans la ligne fluidique d'alimentation La. Plus précisément, le signal de commande PL, transmis au régulateur de pression 5 provoque, lorsque le courant électrique délivré I est 10 inférieur à la valeur de consigne Isp, une augmentation de la valeur de consigne Plsp et donc de la valeur du débit molaire d'hydrogène circulant dans la ligne fluidique d'alimentation La, ou, lorsque le courant électrique délivré I est supérieur à la valeur de consigne Isp, une diminution de la valeur de consigne Plsp, et donc de la valeur du débit molaire d'hydrogène. 15 [0055] La figure 4 illustre un exemple de fonctionnement du système électrochimique 1 et de la régulation de la pression d'entrée P2 et du courant électrique I par boucles de régulation imbriquées, dans le cas de modifications de la valeur de consigne Isp du courant électrique à délivrer. Sont illustrées de manière 20 schématique l'évolution temporelle du courant électrique de consigne Isp, celles de la pression de consigne Plsp et de la pression délivrée P1 par le régulateur de pression 5, la réponse de la pression d'entrée P2, ainsi que celle du courant électrique de commande km qui est identique à celle du courant électrique délivré I par la pile à combustible 2. 25 [0056] En fonctionnement, la valeur de consigne Isp est initialement égale à Isp(1). Le courant électrique délivré I présente une valeur I(1) égale à la valeur de consigne Isp(1) et la pression d'entrée P2 présente une valeur P2(1) égale à la valeur de consigne P2sp. [0ou] A l'instant ti, la valeur de consigne est augmentée de la valeur Isp(1) à la valeur 30 Isp(2). Dans la mesure où le courant électrique délivré I reste inchangé, le deuxième dispositif de régulation calcule l'écart de courant 4I=I(1)-Isp(1) et impose une valeur de commande PL, au régulateur de pression 5, qui augmente alors, à l'instant t2, sa valeur initiale de consigne Plsp(1) à la valeur Plsp(2). La modification de la valeur de 3059474 15 consigne du régulateur de pression 5 impliquant habituellement une action mécanique, la réponse de ce dernier n'est pas immédiate. Aussi, la pression délivrée Pl n'augmente de la valeur P1(1)=P 4(1) à la valeur P1(2)=P1sp(2) qu'à l'instant t3. L'hydrogène à plus haute pression va s'écouler dans la ligne fluidique d'alimentation 5 La, de sorte que la pression d'entrée P2 augmente à l'instant t4 de la valeur initiale P2(1) à la valeur P2(2). [0058] Cette augmentation de la pression d'entrée P2 à l'instant t4 est détectée par le premier dispositif de régulation, qui calcule l'écart de pression 4P2=P2(2)-P2sp et impose à l'instant ts une valeur de commande km(2) à la charge électrique 3 égale à 10 la valeur de consigne 4(2). La charge électrique 3 impose à la pile à combustible 2 cette valeur Icm(2) du courant électrique, qui délivre alors immédiatement un courant électrique d'une valeur I(2)=Icm(2)=4(2). La réponse de la charge électrique 3 et de la pile à combustible 2 à la commande imposée par le premier dispositif de régulation est quasiment immédiate dans la mesure où la réponse est 15 purement électrique et non pas mécanique. L'augmentation du courant électrique délivré I correspond à une augmentation du débit molaire d'hydrogène consommé, ce qui provoque une diminution de la pression d'entrée P2 à l'instant t6, qui repasse alors de la valeur P2(2) à la valeur P2(3) égale à la valeur de consigne P25p. [0059] Dans le cas d'une diminution de la valeur de consigne Isp du courant 20 électrique, par exemple d'une diminution de la valeur 4(2) à la valeur Isp(3) à l'instant t7, le deuxième dispositif de régulation détecte l'écart de courant AI et envoie un signal de commande Plcm au régulateur de pression 5 qui abaisse à l'instant ts la valeur de consigne Plsp(2) à la valeur Plsp(3). Cette diminution se traduit à l'instant t9 par une baisse de la pression Pl délivrée par le régulateur de 25 pression 5, ce qui entraîne à l'instant tio une baisse de la pression d'entrée P2 de la valeur P2(3) à la valeur P2(4) différente de la valeur de consigne P2sp. [0060] Cet écart de pression 4P2 est détecté et calculé par le premier dispositif de pression, ce qui entraîne l'application à la charge électrique 3 d'une commande Icm(3) égale à la valeur de consigne Isp(3). En réponse, la charge électrique 3 impose 30 à l'instant tu la valeur Icm(3) à la pile à combustible 2 qui délivre alors aussitôt la valeur I(3)=Icm(3)=Isp(3) de courant électrique délivré. La baisse de courant électrique délivré correspond à une diminution du débit d'hydrogène consommé, ce 3059474 16 qui se traduit par une augmentation de la pression d'entrée P2 de la valeur P2sp(4) à la valeur P2(5) égale à la valeur de consigne P2sp. [0061] Le système électrochimique 1 présente ainsi une double régulation imbriquée du courant électrique délivré I par la pile à combustible 2 autour de Isp d'une part et 5 de la pression d'entrée P2 autour de P25p d'autre part. Le système électrochimique 1 peut alors répondre aux variations de demande du courant électrique à fournir tout en présentant une sécurisation de la pile à combustible 2 contre les écarts de pression vis-à-vis de la pression de consigne P2sp. La double régulation présente un temps caractéristique Ti pour le premier dispositif de régulation et un temps 10 caractéristique 'C2 pour le deuxième dispositif de régulation. La régulation de la pression d'entrée P2 étant purement électrique, le temps caractéristique Ti est bien inférieur au temps caractéristique T2. Ainsi, il est possible de piloter la puissance électrique tout en limitant les risques de dégradations prématurées des propriétés physiques de la pile à combustible. 15 [0062] Des modes de réalisation particuliers viennent d'être décrits. Différentes variantes et modifications apparaîtront à l'homme du métier. [0063] Comme mentionné précédemment, les modes de réalisation ont été décrits en référence à la régulation de la pression d'entrée anodique de la pile à combustible 20 mais l'invention peut s'appliquer à la régulation de la pression d'entrée cathodique. D'une manière générale, d'autres fluides d'alimentation que l'hydrogène et l'oxygène peuvent être considérés. [0064] Par ailleurs, les lignes fluidiques d'alimentation, de recirculation et d'évacuation peuvent comporter d'autres organes fluidiques, tels que, par exemple, 25 une soupape de sécurité disposée en amont de la pile à combustible ainsi que deux ou plus éjecteurs disposés en parallèle l'un de l'autre en bout de ligne fluidique de recirculation. [0065] En outre, la charge 3 peut comporter un système intermédiaire d'accumulation d'énergie, tel qu'une batterie de puissance ou un 30 supercondensateur, connecté entre la pile à combustible et un moteur électrique. Un convertisseur électrique, par exemple ici DC/DC, peut alors être connecté à la pile à combustible et au système d'accumulation, ainsi qu'au correcteur lla. Le 3059474 17 signal de commande hm est alors transmis par le correcteur lla au convertisseur électrique, qui impose alors à la pile à combustible la valeur du courant électrique I à fournir. Un tel système d'accumulation d'énergie permet de répondre aux besoins instantanés du moteur électrique tout en préservant la pile à combustible de 5 variations trop fortes en courant électrique. REVENDICATIONS1. Système électrochimique (1), comportant : o une pile à combustible (2), comportant un collecteur d'entrée (Ce) et un collecteur de sortie (Cs) adaptés à assurer l'écoulement d'un même fluide d'alimentation dans la pile à combustible (2) ; o une charge électrique (3), connectée électriquement à la pile à combustible (2), et adaptée à imposer à la pile à combustible (2) une valeur de courant électrique à fournir ; o un réservoir (4) dudit fluide d'alimentation, relié au collecteur d'entrée (Ce) par une ligne fluidique d'alimentation (La) ; o une boucle de recirculation, comportant un éjecteur (6), disposé sur ladite ligne fluidique d'alimentation (La), et une ligne fluidique de recirculation (Lrc) qui relie le collecteur de sortie (Cs) à l'éjecteur (6) ; o un capteur de pression (9a), adapté à mesurer une pression dite d'entrée (P2) du fluide d'alimentation à l'entrée de la pile à combustible (2) ; o un dispositif de régulation de la pression d'entrée (P2) ; caractérisé en ce que le dispositif de régulation est adapté à envoyer un signal de commande (I,m) à la charge électrique (3) pour diminuer ou augmenter la valeur imposée du courant électrique à fournir (I) par la pile à combustible (2), en fonction d'un écart de pression (AP2) entre une valeur mesurée de la pression d'entrée (P2) issue du capteur de pression (9a) et une valeur de consigne (P25p) prédéterminée. 2. Système électrochimique (1) selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de régulation comporte un correcteur (11a), connecté électriquement à la charge électrique (3), et adapté à recevoir une valeur représentative dudit écart de pression (AP2) calculé et à envoyer ledit signal de commande (hm) à la charge électrique (3). 3. Système électrochimique (1) selon la revendication 2, dans lequel le dispositif de régulation comporte un comparateur (10a), connecté au capteur de pression (9a) et au correcteur (11a), adapté à recevoir la valeur mesurée de la pression d'entrée (P2) issue du capteur de pression (9a), à recevoir une valeur de consigne (P2sp) prédéterminée, à calculer ledit écart de pression (AP2) entre la valeur mesurée (P2) 3059474 19 et la valeur de consigne (P2sp), et à envoyer au correcteur (11a) un signal représentatif de cet écart de pression (4P2). 4. Système électrochimique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la charge électrique (3) est adaptée, en réponse au signal de commande 5 (Icm), d'une part à diminuer la valeur imposée du courant électrique à délivrer lorsque la valeur de pression mesurée (P2) est inférieure à la valeur de consigne (P2sp), et d'autre part à augmenter la valeur imposée du courant électrique à délivrer lorsque la valeur de pression mesurée (P2) est supérieure à la valeur de consigne (P2sp). 10 5. Système électrochimique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comportant un régulateur de pression (5), disposée sur la ligne fluidique d'alimentation (La), entre le réservoir (4) et l'éjecteur (6), et adaptée à réguler la pression (P1) et le débit molaire du fluide d'alimentation suivant une valeur de con signe (Plsp). 15 6. Système électrochimique (1) selon la revendication 5, comportant un deuxième dispositif de régulation, comportant un capteur (9b) de courant électrique électriquement connecté à la pile à combustible (2), un comparateur (10b) adapté à effectuer un calcul d'un écart de courant (AI) entre une valeur de courant électrique mesurée (I) issue du capteur (9b) de courant électrique et une valeur de consigne 20 (Isp) prédéterminée, et un correcteur (11b) adapté à transmettre au régulateur de pression (5) un signal de commande (Pi m') de modification de la valeur de consigne (Plsp) de la pression en fonction de l'écart de courant électrique (AI) calculé. 7. Système électrochimique (1) selon la revendication 6, dans lequel le signal de commande (Pim) transmis au régulateur de pression (5) est adapté à provoquer 25 l'augmentation de la valeur de consigne (Plsp) de pression lorsque la valeur mesurée du courant électrique (I) est inférieure à la valeur de consigne (Isp) du courant électrique, ou la diminution de la valeur de consigne (Plsp) de pression lorsque la valeur mesurée du courant électrique (I) est supérieure à la valeur de consigne (Isp) du courant électrique. 30 8. Système électrochimique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la charge électrique comporte un moteur électrique, un système 3059474 20 intermédiaire d'accumulation d'énergie connecté à la pile à combustible et au moteur électrique, et un convertisseur électrique connecté à la pile à combustible, au système d'accumulation d'énergie et au dispositif de régulation de la pression d'entrée (P2), le convertisseur électrique étant apte à recevoir le signal de 5 commande (I.) pour diminuer ou augmenter la valeur imposée à la pile à combustible (2) du courant électrique à fournir.