Brevet FR3077018A1 — publié le 20190726

Domaine technique La présente invention concerne le domaine technique général de la production d'aluminium par électrolyse dans une cuve d'électrolyse contenant un bain d'électrolyte à base de cryolithe, et plus précisément le dispositif de perçage du dispositif d'alimentation en alumine de cette cuve d'électrolyse. Ce dispositif de perçage peut être monté sur une cuve d'électrolyse à anodes précuites, ou sur une cuve d'électrolyse à anodes continues dites Seiderberg. Présentation de l'art antérieur L'aluminium est essentiellement produit par électrolyse d'alumine dissoute dans un bain d'électrolyte. Actuellement, la production d'aluminium à l'échelle industrielle est mise en oeuvre dans une cuve d'électrolyse composée d'un caisson en acier ouvert dans sa partie supérieure, et dont l'intérieur est recouvert de matériau réfractaire, d'une cathode surmontée par une (ou plusieurs) anode(s), l'anode étant plongée dans le bain d'électrolyte porté à une température comprise entre 930 et 980°C. L'application d'un courant électrique entre l'anode et la cathode permet d'initier la réaction d'électrolyse. L'anode est consommée progressivement durant la réaction d'électrolyse. Une fois l'anode usée, celle-ci est remplacée par une anode neuve. Lors de la production d'aluminium par électrolyse, une croûte solidifiée d'alumine et d'électrolyte figé se forme à la surface du bain d'électrolyte. La formation de cette croûte isole thermiquement le bain d'électrolyte et confine une partie des gaz polluants générés par la réaction d'électrolyse. Toutefois, la production d'aluminium par électrolyse entraîne une évolution permanente de la composition du bain d'électrolyte, et notamment de la teneur en alumine du bain d'électrolyte du fait que l'alumine est consommée par la réaction d'électrolyse pour former de l'aluminium. La réaction d'électrolyse engendre par ailleurs la formation de gaz à l'interface entre l'anode et la cathode, par exemple du dioxyde de carbone. Il est par conséquent nécessaire d'ajouter régulièrement de l'alumine au bain d'électrolyte afin de stabiliser et de réguler les paramètres de fonctionnement de la cuve d'électrolyse. C'est pourquoi une cuve d'électrolyse est généralement équipée de dispositifs d'alimentation en alumine constitués de dispositifs de perçage permettant de former des trous dans la croûte par perçage, et de dispositifs de dosage permettant d'ajouter de l'alumine sous forme de poudre à travers lesdits trous. Chaque dispositif de perçage comporte généralement un vérin muni d'un organe de perçage (connu sous les noms de « plongeur » ou « pointerolle ») fixé à l'extrémité d'une 2 tige du vérin. L'organe de perçage est abaissé par activation du vérin pour briser la croûte s'étendant sur le bain d'électrolyte. Chaque dispositif de dosage comporte typiquement un doseur permettant de réguler le débit d'alumine à introduire dans le bain d'électrolyte depuis une trémie et une goulotte 5 d'alimentation permettant de diriger par écoulement gravitationnel l'alumine sortant du doseur vers le trou formé dans la croûte par le dispositif de perçage. Pour prévenir tout court-circuitage du courant d'électrolyse devant passer au travers des anodes via le dispositif de perçage, lorsque l'organe de perçage entre en contact avec le bain d'électrolyte, le dispositif de perçage, et généralement le dispositif d'alimentation en 10 alumine dans son ensemble, est typiquement fixé à la superstructure qui le supporte à l'aide de moyens de fixation isolants électriquement. La superstructure supportant le dispositif de perçage se trouve en effet au potentiel électrique du cadre anodique, tandis que le bain d'électrolyte se trouve au potentiel électrique de la partie inférieure des anodes. Le dispositif de perçage évolue ainsi à potentiel électrique flottant ou variable. 15 Aussi, afin d'éviter que l'organe de perçage plonge profondément dans le bain d'électrolyte et se détériore rapidement, il est connu, notamment de la publication FR2483965, de détecter à chaque mouvement de descente de l'organe de perçage, l'instant auquel l'organe de perçage entre en contact avec le bain d'électrolyte et de commander une remontée de l'organe de perçage lorsque ce contact est détecté. La 20 détection du contact entre l'organe de perçage et le bain d'électrolyte est réalisée en mesurant la variation de potentiel électrique entre l'organe de perçage et un point de la cuve d'électrolyse pris comme potentiel de référence. Une telle détection du contact entre l'organe de perçage et le bain d'électrolyte, basée sur une variation d'un signal électrique est particulièrement rapide, simple et fiable. 25 Les dispositifs d'alimentation en alumine sont typiquement disposés à intervalles réguliers le long d'un couloir central entre deux rangées d'anodes. Les anodes sont recouvertes avec un produit de couverture pulvérulent, typiquement à base de cryolite et d'alumine afin de minimiser les déperditions de chaleur depuis le bain d'électrolyte vers l'intérieur de la cuve. La combustion des anodes à base de carbone au-dessus du bain d'électrolyte est 30 également ainsi minimisée. Des écroulements du produit de couverture pulvérulent se produisent épisodiquement dans les trous formés par les dispositifs de perçage et altèrent l'efficience de la couverture. Ces écroulements provoquent en outre la formation d'agglomérats sur la surface de la cathode, ce qui diminue la conductivité globale de la cathode. Cette addition non contrôlée de matériau pulvérulent modifie en outre la composition du bain d'électrolyte et perturbe le système de régulation de l'alimentation des cuves en alumine, aboutissant à une dégradation des rendements réactionnels de la 3 cuve d'électrolyse. Ces écroulements peuvent parfois encore provoquer un bouchage du trou d'alimentation en alumine et mettre en défaut le dispositif d'alimentation en alumine. Les trous percés dans la croûte par les dispositifs de perçage forment des débouchés pour les gaz générés au cours de la réaction d'électrolyse et emprisonnés sous la croûte. 5 Aussi, le débit d'échappement de ces gaz est important au niveau des trous dans la croûte et provoque un envolement partiel de l'alumine s'écoulant par gravité depuis les goulottes d'alimentation jusque dans les trous. L'alumine utilisée pour la production d'aluminium est en effet sous forme de particules très fines et légères, facilement volatiles. Une partie de l'alumine sortant du doseur n'est donc pas introduite dans le bain 10 d'électrolyte mais se disperse dans la cuve d'électrolyse, typiquement sur le produit de couverture recouvrant les anodes. Ces envolements non contrôlés perturbent également le système de régulation de l'alimentation des cuves en alumine, aboutissant à une dégradation des rendements réactionnels de la cuve d'électrolyse. Afin d'améliorer le contrôle des cuves, les systèmes de régulation de l'alimentation en 15 alumine privilégient une alimentation quasi continue en alumine, c'est-à-dire au moyen d'un filet d'alumine s'écoulant de façon quasi continue, plutôt que par paquets d'alumine introduits périodiquement. Un dispositif d'alimentation quasi continu en alumine est notamment connu de la publication W093/14248. La problématique liée aux envolements est alors amplifiée car un filet d'alumine ou des grains isolés d'alumine sont plus 20 fortement sujet à envolement qu'un paquet d'alumine. Les publications CN102628170 et CN202323057 divulguent un dispositif d'alimentation en alumine comportant un fourreau métallique enfoncé dans le produit de couverture pulvérulent et au travers duquel se déplace un organe de poussée, poussant l'alumine s'accumulant en partie basse du fourreau jusque dans le bain d'électrolyte. Le fourreau 25 empêche les écroulements du produit de couverture dans le trou formé dans la croûte et permettrait également, selon le déposant, de maintenir ouvert le trou formé dans la croûte sans qu'une action de perçage ne soit nécessaire. L'utilisation d'un tel fourreau n'est toutefois pas compatible avec la détection fiable du contact entre l'organe de poussée et le bain d'électrolyte, basée sur une variation d'un signal électrique. Le fourreau se trouve 30 au potentiel électrique du produit de couverture de sorte que l'organe de poussée guidé en son sein et le vérin associé mettant en mouvement l'organe de poussée se trouvent également au potentiel électrique du produit de couverture. Le potentiel électrique du produit de couverture, qui peut toucher le bain d'électrolyse, évolue dans une plage de valeur qui est très proche du potentiel électrique du bain d'électrolyse de sorte qu'une 35 variation de potentiel électrique de l'organe de poussée ne peut être détectée de façon fiable lorsque l'organe de poussée entre en contact avec le bain d'électrolyte. 4 La publication CN102260882 divulgue également un dispositif d'alimentation en alumine comportant un fourreau. Ce fourreau, fixé à l'extrémité inférieure du vérin est formé en matériau composite. Un tel fourreau est encombrant et donc difficilement positionnable entre les anodes. Aussi, sa conception est coûteuse et sa durée de vie très limitée du fait 5 de son exposition aux chocs, aux températures élevées et aux gaz de cuve. Un but de la présente invention est de proposer un dispositif de perçage permettant d'assurer un contrôle fiable de la quantité d'alumine introduite dans le bain d'électrolyte, qui soit de conception simple et limite les besoins en maintenance. Résumé de l'invention 10 A cet effet, l'invention propose un dispositif de perçage pour le perçage d'un orifice dans une croûte d'alumine et d'électrolyte figé se formant au-dessus d'un bain d'électrolyte comprenant : un vérin comportant un corps de vérin et une tige portant à son extrémité libre un organe de perçage, le vérin permettant de déplacer linéairement l'organe de perçage 15 entre une position haute et une position basse ; un fourreau tubulaire fixé au corps de vérin et comportant des parois entourant l'organe de perçage et une ouverture inférieure ; caractérisé en ce que le dispositif de perçage comprend un système de détection d'un contact entre l'organe de perçage et le bain d'électrolyte par analyse d'un signal 20 électrique associé à un système de commande du déplacement de l'organe de perçage permettant de commander un déplacement de l'organe de perçage vers la position haute lorsque ledit contact est détecté, en ce que le fourreau tubulaire est fixé au corps de vérin au moyen d'une fixation isolante électriquement et en ce que la tige et l'organe de perçage sont distants des parois du fourreau tubulaire lorsque l'organe de perçage est 25 déplacé en regard d'au moins une portion inférieure du fourreau tubulaire et en dessous de l'ouverture inférieure. Une telle configuration robuste et peu coûteuse permet d'assurer que le potentiel électrique auquel se trouve l'organe de perçage et le vérin reste indépendant du potentiel électrique auquel se trouve le fourreau tubulaire, notamment lorsque l'organe de perçage 30 se déplace dans la zone dans laquelle il est susceptible d'entrer en contact avec la croûte d'alumine et d'électrolyte figé ou avec le bain d'électrolyte, c'est-à-dire lorsqu'il se déplace en regard d'au moins une portion inférieure du fourreau tubulaire et en dessous de l'ouverture inférieure. Les problématiques de perturbation de la détection du contact entre l'organe de perçage 35 et le bain d'électrolyte par analyse d'un signal électrique lorsque le dispositif de perçage 5 comporte un fourreau tubulaire introduit en partie dans le produit de couverture pulvérulent placé au-dessus du bain d'électrolyte sont donc résolues. Ceci contribue à limiter la dégradation du dispositif de perçage, notamment de l'organe de perçage, donc la maintenance du dispositif de perçage et à assurer une alimentation en alumine de la 5 cuve d'électrolyse fiable et contrôlée. Avantageusement, le dispositif de perçage comprend des moyens de fixation isolants électriquement pour assurer une fixation isolante électriquement du dispositif de perçage avec un élément de la cuve d'électrolyse. Un tel mode de réalisation permet de maintenir l'organe de perçage et le vérin à un potentiel électrique flottant ou à un potentiel électrique 10 contrôlé lorsque l'organe de perçage n'est pas en contact avec la croûte d'alumine et d'électrolyte figé ou avec le bain d'électrolyte. Selon un mode de réalisation, le dispositif de perçage comprend une connexion électrique entre le système de détection et l'organe de perçage. Avantageusement, cette connexion électrique est réalisée par l'intermédiaire d'une connexion électrique sur la tige ou le corps 15 de vérin. Une conduction électrique est assurée entre la tige ou le corps de vérin et l'organe de perçage pour permettre une détection de variation de potentiel électrique de l'organe de perçage. Cette conduction électrique ou la connexion électrique peut être réalisée au moyen d'un contact électrique glissant. Avantageusement, la tige et l'organe de perçage sont distants des parois du fourreau 20 tubulaire quelle que soit la position de l'organe de perçage. Ainsi, une isolation électrique est assurée entre le vérin et le fourreau tubulaire, quelle que soit la position de l'organe de perçage. Le potentiel électrique du vérin est alors en tout temps indépendant du potentiel électrique du fourreau tubulaire. Selon un mode de réalisation particulier, le fourreau tubulaire comporte un racleur agencé 25 pour frotter contre la surface de l'organe de perçage lorsque l'organe de perçage se déplace vers la position haute et dans lequel la portion inférieure du fourreau tubulaire s'étend entre l'extrémité inférieure du racleur et l'ouverture inférieure du fourreau tubulaire. Le racleur permet de détacher d'éventuels agglomérats de bain d'électrolyte adhérant sur la surface de l'organe de perçage. Le racleur est typiquement positionné à 30 proximité de la position haute de l'organe de perçage. L'organe de perçage peut donc se trouver en contact électrique avec le racleur, donc avec le fourreau tubulaire lorsqu'il se trouve en position haute ou à proximité de la position haute. Toutefois, lorsque l'organe de perçage est en mouvement en dessous de l'extrémité inférieure du racleur, il n'est plus en contact électrique avec le racleur. 35 Avantageusement, le dispositif de perçage comprend des moyens pour désactiver le 6 système de détection lorsque l'organe de perçage se trouve en regard du racleur. Ainsi, lorsque l'organe de perçage se trouve en regard du racleur, et donc potentiellement au potentiel électrique du fourreau tubulaire, le système de détection ne peut commander un déplacement de l'organe de perçage vers la position haute. 5 Avantageusement, le corps de vérin, la tige, l'organe de perçage et le fourreau tubulaire sont en métal, de préférence à base d'acier. La réalisation de ces composants en acier permet de limiter les coûts de fabrication du dispositif de perçage. Aussi, l'acier offre une bonne durabilité au dispositif de perçage dans l'environnement très difficile à l'intérieur de la cuve d'électrolyse. La conductivité électrique du métal formant ces composants induit 10 les contraintes électriques à l'origine de la problématique résolue par la présente invention mais participe également à la détection du contact entre l'organe de perçage et le bain d'électrolyte par le système de détection. Selon un mode de réalisation le fourreau tubulaire comprend au moins deux parties et le fourreau tubulaire est fixé au corps de vérin par assemblage de ces parties entre elles 15 autour du corps de vérin avec interposition d'un manchon en matériau isolant électriquement entre le fourreau tubulaire et le corps de vérin. Le manchon en matériau isolant électriquement est comprimé entre le fourreau tubulaire et le corps de vérin et est ainsi protégé de l'environnement corrosif régnant à l'intérieur de la cuve d'électrolyse. Une telle fixation du fourreau tubulaire sur le vérin par cerclage avec manchon en matériau 20 isolant électriquement intercalé est en outre particulièrement adaptée pour la réalisation du dispositif de perçage selon l'invention à partir de dispositifs de perçage de l'art antérieur ne comprenant pas de fourreau tubulaire mais uniquement un vérin. Selon une variante, le fourreau tubulaire est fixé au corps de vérin au moyen d'un boulonnage isolant électriquement. A cet effet, le corps de vérin et le fourreau tubulaire 25 peuvent par exemple comprendre des collerettes complémentaires avec des orifices pour la réalisation du boulonnage isolant électriquement. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le corps de vérin comporte des moyens de guidage de la tige s'étendant au moins en partie en dessous de la fixation isolante électriquement entre le corps de vérin et le fourreau tubulaire. Le cylindre du 30 vérin est typiquement disposé au-dessus du plafond de la cuve afin que le fonctionnement du vérin ne soit pas perturbé par les fortes chaleurs régnant à l'intérieur de la cuve d'électrolyse. La tige du vérin est par conséquent de longueur importante pour que l'organe de perçage puisse entrer en contact avec le bain d'électrolyte. Afin d'assurer un bon guidage de la tige, les moyens de guidage s'étendent dans la cuve d'électrolyse sous 35 le plafond de la superstructure, typiquement au plus près du produit de couverture. Dans la partie inférieure des moyens de guidage, l'exposition aux gaz corrosifs est très 7 importante et la température est très élevée. La fixation isolante électriquement est par conséquent avantageusement réalisée au plus près du plafond de la superstructure pour éviter qu'elle se dégrade rapidement et engendre de fréquents besoins de remplacement. La fixation isolante électriquement est avantageusement réalisée au niveau d'une 5 extrémité supérieure du fourreau tubulaire de sorte qu'une portion supérieure du fourreau tubulaire s'étend autour du corps de vérin et plus particulièrement des moyens de guidage. Une telle configuration, qui ne semble ni logique, ni optimale en termes de matière première nécessaire, réduit de façon importante les besoins en maintenance. L'invention concerne également une cuve d'électrolyse comprenant des anodes portées 10 par une superstructure et plongées en partie dans un bain d'électrolyte, du produit de couverture recouvrant les anodes et le bain d'électrolyte, caractérisée en ce que la cuve d'électrolyse comprend un dispositif de perçage tel que décrit précédemment, en ce que la portion inférieure du fourreau tubulaire est introduite en tout ou partie dans le produit de couverture, et en ce que le vérin est fixé à la superstructure au moyen d'une fixation 15 isolante électriquement. Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif de perçage est associé à un dispositif de dosage en alumine apte à déverser de l'alumine dans un conduit d'alimentation débouchant dans le fourreau tubulaire. Brève description des figures 20 D'autres avantages et caractéristiques du dispositif de perçage et de la cuve d'électrolyse ressortiront encore de la description qui va suivre de modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs, à partir des dessins annexés sur lesquels : La figure 1 est une vue schématique en coupe d'une cuve d'électrolyse avec un dispositif d'alimentation en alumine comportant un dispositif de perçage selon 25 l'invention, La figure 2 est une vue schématique partielle en coupe d'un second mode de réalisation particulier d'un dispositif de perçage selon l'invention, La figure 3 est une vue en coupe selon A-A dispositif de perçage de la figure 2, Les figures 4a et 4b sont des vues schématiques partielles d'un troisième mode de 30 réalisation particulier d'un dispositif de perçage selon l'invention, respectivement lorsque l'organe de perçage est en position haute et lorsque l'organe de perçage est en mouvement, notamment en mouvement descendant. Description détaillée On va maintenant décrire un exemple de cuve d'électrolyse incluant un ou plusieurs 35 dispositifs d'alimentation en alumine comportant un dispositif de perçage selon l'invention 8 pour former un trou dans une croûte d'alumine et d'électrolyte figé au travers duquel l'alumine est introduit dans le bain d'électrolyte. Dans les figures, les éléments équivalents portent les mêmes références numériques. En référence à la figure 1, on a illustré un exemple de cuve d'électrolyse selon l'invention. 5 La cuve d'électrolyse 100 comprend une cathode 1 sur laquelle se dépose une nappe d'aluminium 2 au fur et à mesure de la réaction d'électrolyse. La nappe d'aluminium 2 est recouverte par un bain d'électrolyte 3 dans lequel sont plongées des anodes 4. Une croûte 5 d'alumine et d'électrolyte figé se forme à la surface du bain d'électrolyte 3 et du produit de couverture 6 est déposé sur les anodes 4 et la croûte 5. 10 La cuve d'électrolyse 100 est équipée d'un dispositif 10 d'alimentation en alumine comprenant un dispositif de perçage 20 et un dispositif de dosage 40. Le dispositif de perçage 20 et le dispositif de dosage 40 sont agencés en partie à l'intérieur de la cuve d'électrolyse 100, sous le plafond 7 de cuve. Le dispositif de perçage 20 comporte un vérin 21, comprenant un corps de vérin 22 et une 15 tige 23, au bout de laquelle s'étend un organe de perçage 24. L'organe de perçage 24 est abaissé périodiquement par activation du vérin 21 pour briser la croûte 5. Le corps de vérin 22 est plus particulièrement constitué d'un cylindre de vérin 22a, typiquement disposé au-dessus du plafond 7 de cuve, et de moyens de guidage 22b qui s'étendent dans la cuve d'électrolyse 100 sous le plafond 7 de cuve et assurent un bon guidage de la 20 tige 23 du vérin. Le dispositif de perçage 20 comporte également un fourreau tubulaire 25 s'étendant verticalement en entourant l'organe de perçage 24 le long de son déplacement. Le fourreau tubulaire 25 est partiellement encastré dans le produit de couverture 6. L'organe de perçage 24 sort du fourreau tubulaire 25 au travers d'une ouverture inférieure 33 pour 25 percuter et percer la croûte 5. Le fourreau tubulaire 25 empêche un affaissement du produit de couverture 6 dans le trou formé dans la croûte 5 par l'organe de perçage 24. Le fourreau tubulaire 25 peut comporter, comme représenté sur la figure 1, un conduit 26 d'alimentation en alumine débouchant dans le fourreau tubulaire 25 et une ouverture 27 d'évacuation des gaz 30 résultant du procédé d'électrolyse. Le dispositif de dosage 40 comprend un doseur 41 et une goulotte d'alimentation 42 apte à déverser par écoulement gravitationnel de l'alumine dans le conduit d'alimentation 26. La goulotte d'alimentation 42 est avantageusement distante du conduit d'alimentation 26. Les opérations de maintenance sur le dispositif de dosage 40 peuvent ainsi être réalisées 35 sans intervention sur le dispositif de perçage 20, et inversement. Aussi, les potentiels 9 électriques du dispositif de dosage 40 et du dispositif de perçage sont dissociés. Le dispositif de perçage 20 comporte en outre un système de détection 28 d'un contact entre l'organe de perçage et le bain d'électrolyte et un système de commande 29 du déplacement de l'organe de perçage 24. 5 Le système de détection 28 mesure un signal électrique, et plus particulièrement la différence de potentiel électrique, entre un point de référence de la cuve d'électrolyse, sur la figure 1 un point de la cathode, et un point du vérin 21 connecté électriquement à l'organe de perçage, et analyse le signal électrique mesuré pour déterminer si l'organe de perçage 24 est entré en contact avec le bain d'électrolyte 3. Le système de détection 28 10 transmet une information au système de commande 29 du déplacement de l'organe de perçage 24 pour commander un déplacement de l'organe de perçage vers la position haute lorsque le contact entre l'organe de perçage 24 et le bain d'électrolyte 3 est détecté. Le système de détection 28 est connecté électriquement à l'organe de perçage 24 pour déterminer une variation du potentiel électrique de l'organe de perçage 24 lorsque ce 15 dernier, après avoir percé la croûte 5, entre en contact avec le bain d'électrolyte 3 et acquiert le même potentiel électrique que le bain d'électrolyte 3. La connexion électrique entre le système de détection 28 et l'organe de perçage 24 est réalisée par l'intermédiaire de la tige 23 et le corps de vérin 22 dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1. La conduction électrique au sein du vérin 21 découle avantageusement de la réalisation 20 en métal conducteur, et plus particulièrement en acier, de pièces le composant, et plus particulièrement l'organe de perçage 24, la tige 23 et le corps de vérin 22. Un contact électrique glissant peut en outre être utilisé pour permettre une connexion électrique fiable entre la tige 23 qui se déplace et un élément fixe, par exemple appartenant au corps de vérin 22. 25 Avantageusement, le corps de vérin 22, la tige 23, l'organe de perçage 24 et le fourreau tubulaire 25 sont en métal, de préférence à base d'acier, donc conducteurs électriquement. La réalisation de ces composants en acier permet de limiter les coûts de fabrication du dispositif de perçage et son encombrement dans la cuve d'électrolyse. Aussi, l'acier offre une bonne durabilité au dispositif de perçage dans l'environnement très 30 difficile à l'intérieur de la cuve d'électrolyse. La conductivité électrique du métal formant ces composants induit les contraintes électriques à l'origine de la problématique résolue par la présente invention mais participe également à la détection du contact entre l'organe de perçage et le bain d'électrolyte par le système de détection 28. Le dispositif de perçage 20 comprend des moyens de fixation isolants électriquement 30 35 pour assurer une fixation isolante électriquement du dispositif de perçage avec un 10 élément de la cuve d'électrolyse. Les moyens de fixation isolants électriquement 30 peuvent être des boulonnages isolants électriquement de type classique avec interposition d'une rondelle en matériau isolant électriquement entre les éléments à fixer. Le dispositif de perçage 20 est plus particulièrement fixé avec les moyens de fixation 5 isolants électriquement 30 sur le plafond 7 de la cuve d'électrolyse 100 à partir d'une collerette formée sur le corps de vérin 22. Les moyens de fixation isolants électriquement 30 permettent d'éviter tout court-circuitage du courant d'électrolyse au travers du vérin 20 entre le plafond 7 de cuve et le bain d'électrolyte 3 lorsque l'organe de perçage 24 entre en contact avec le bain d'électrolyte 3. Les moyens de fixation isolants électriquement 30 10 permettent en outre de maintenir l'organe de perçage et le vérin à un potentiel électrique flottant ou à un potentiel électrique contrôlé lorsque l'organe de perçage n'est pas en contact avec la croûte 5 d'alumine et d'électrolyte figé ou avec le bain d'électrolyte 3. Le fourreau tubulaire 25 est, selon l'invention, fixé au corps de vérin 22, et plus particulièrement aux moyens de guidage 22b, au moyen d'une fixation isolante 15 électriquement 31. Ainsi, le corps de vérin 22 est isolé électriquement du fourreau tubulaire 25. Dans le mode de réalisation de la figure 1, la fixation isolante électriquement 31 est réalisée au plus près du plafond 7 de cuve, où la température et l'exposition aux gaz corrosifs sont les moins élevées. Aussi, le corps de vérin 22 comporte des moyens de 20 guidage 22b de la tige 23 s'étendant au moins en partie en dessous de la fixation isolante électriquement 31 entre le corps de vérin et le fourreau tubulaire. La fixation isolante électriquement 31 est réalisée au niveau de l'extrémité supérieure du fourreau tubulaire 25 de sorte qu'une portion intermédiaire du fourreau tubulaire 25 s'étend sous la fixation isolante électriquement 31 autour du corps de vérin 22 et plus particulièrement des 25 moyens de guidage 22b. Aussi, dans le mode de réalisation de la figure 1, la tige 23 et l'organe de perçage 24 sont distants des parois du fourreau tubulaire 25, quelle que soit la position de l'organe de perçage 4 lors de son déplacement en translation verticale entre une position haute de repos et la position de contact avec le bain d'électrolyte 3 après avoir percé la croûte 5. 30 Par conséquent, le potentiel électrique de l'organe de perçage 24 vu par le système de détection 28 est totalement indépendant du potentiel électrique auquel se trouve le fourreau tubulaire 25. Le second mode de réalisation selon l'invention présenté sur les figures 2 et 3 diffère principalement du mode de réalisation de la figure 1 en ce que le corps de vérin 22 35 comporte un racleur 22c disposé dans le prolongement des moyens de guidage 22b sous 11 les moyens de guidage 22b et en ce que la fixation isolante électriquement 31 entre le fourreau tubulaire 25 et le corps de vérin 22 est réalisée au niveau de l'extrémité inférieure des moyens de guidage 22b. Le fourreau tubulaire 25 est formé de deux parties 25a et 25b assemblées entre elles. La 5 fixation isolante électriquement 31 est réalisée au moyen d'un manchon 31a en un matériau isolant électriquement enfilé autour des moyens de guidage 22b et de boulonnages 31b permettant d'assembler et enserrer les deux parties 25a,25b du fourreau tubulaire 25 autour du manchon 31a et des moyens de guidage 22b. Le racleur 22c est formé de griffes qui frottent contre la surface de l'organe de perçage 24 10 lorsque l'organe de perçage 24 se déplace vers la position haute (représenté sur les figures 2 et 3) afin de faire tomber d'éventuels résidus de bain d'électrolyte agglomérés sur la surface de l'organe de perçage 24. Le racleur 22c fait partie du corps de vérin 22 et est, comme les autres éléments constitutifs du corps de vérin 22, en métal et plus particulièrement en acier. Le racleur 22c peut être en contact électrique avec les autres 15 éléments constitutifs du corps de vérin 22, tels que les moyens de guidage 22b ou le cylindre de vérin 22a, et avec l'organe de perçage 24 et la tige 23. Il est par contre distant des parois du fourreau tubulaire 25 et donc sans contact électrique avec ce dernier. Dans le second mode de réalisation, comme dans celui de la figure 1, la tige 23 et l'organe de perçage 24 sont distants des parois du fourreau tubulaire 25, quelle que soit 20 la position de l'organe de perçage 4 lors de son déplacement en translation verticale entre une position haute de repos et la position de contact avec le bain d'électrolyte 3 après avoir percé la croûte 5. Le troisième mode de réalisation selon l'invention présenté sur les figures 4a et 4b diffère principalement du second mode de réalisation en ce que le racleur 32 est un élément 25 composant le fourreau tubulaire 25 et non le corps de vérin 22, et en ce que la fixation isolante électriquement 31' est différente. La fixation isolante électriquement 31' est réalisée au moyen d'un boulonnage isolant électriquement. Le boulonnage isolant électriquement peut être notamment réalisé au moyen de rondelles 31'a en un matériau isolant électriquement insérées entre une 30 collerette réalisée au niveau de l'extrémité inférieure de moyens de guidage 22b et une collerette complémentaire réalisée sur le fourreau tubulaire 25 et de boulons isolants électriquement 31'b permettant d'assembler les collerettes en enserrant les rondelles 31'a. Le racleur 32 est un élément constitutif du fourreau tubulaire 25 et est avantageusement 35 en métal et plus particulièrement en acier. Il est donc au potentiel électrique du produit de 12 couverture 6 dans lequel le fourreau tubulaire 25 est partiellement encastré. L'organe de perçage 24 frotte contre le racleur 32 et le touche lorsque l'organe de perçage 24 se trouve en regard du racleur 32, et notamment lorsque l'organe de perçage 24 est en position haute (tel que montré sur la figure 4a). Par conséquent, l'organe de perçage 24 5 est au potentiel électrique du produit de couverture 6 lorsque l'organe de perçage 24 se trouve en regard du racleur 32. L'organe de perçage 24 retrouve un potentiel électrique flottant lorsque l'organe de perçage 24 ne se trouve plus en regard du racleur 32 (tel que montré sur la figure 4b), car l'organe de perçage 24 et la tige 23, de section typiquement inférieure à la section de l'organe de perçage 24, sont alors distants des parois du 10 fourreau tubulaire 25, notamment du racleur 32. Le racleur 32 appartient à une portion supérieure du fourreau tubulaire 25. Aussi, la tige 23 et l'organe de perçage 24 sont distants des parois du fourreau tubulaire 25 lorsque l'organe de perçage 24 est déplacé en regard d'au moins une portion inférieure du fourreau tubulaire et en dessous de l'ouverture inférieure 33 du fourreau tubulaire. La portion inférieure du fourreau tubulaire 15 25 s'étend selon le troisième mode de réalisation présenté sur les figures 4a et 4b entre l'extrémité inférieure du racleur 32 et l'ouverture inférieure 33 du fourreau tubulaire 25. Pour éviter une erreur de détection par le système de détection 28 du contact entre l'organe de perçage 24 et le bain d'électrolyte 3, le système de détection 28 peut être désactivé lorsque l'organe de perçage 24 se trouve en regard du racleur 32 et donc 20 possiblement au potentiel électrique du fourreau tubulaire 25. Cette désactivation équivaut par exemple à la période de déplacement de l'organe de perçage 24 sur une portion déterminée de la course de l'organe de perçage 24 du vérin 21 à partir de la position haute. Le dispositif de perçage du dispositif d'alimentation en alumine décrit ci-dessus présente 25 de nombreux avantages, notamment en référence au fonctionnement d'une cuve d'électrolyse utilisée pour la production d'aluminium. Le dispositif de perçage 20 selon l'invention peut avantageusement être réalisé de manière simple et efficace par modification d'un dispositif de perçage utilisé sur de nombreuses cuves d'électrolyse actuellement en activité comportant un vérin 21 du type présenté sur les figures, ainsi 30 qu'un système de détection 28 d'un contact entre l'organe de perçage 24 et le bain d'électrolyte REVENDICATIONS1. Dispositif de perçage (20) pour le perçage d'un orifice dans une croûte (5) d'alumine et d'électrolyte figé se formant au-dessus d'un bain d'électrolyte (3) contenu dans une cuve d'électrolyse (100) comprenant : - un vérin (21) comportant un corps de vérin (22) et une tige (23) portant à son extrémité libre un organe de perçage (24), le vérin (21) permettant de déplacer linéairement l'organe de perçage (24) entre une position haute et une position basse ; - un fourreau tubulaire (25) fixé au corps de vérin (22) et comportant des parois entourant l'organe de perçage (24) et une ouverture inférieure (33) ; caractérisé en ce qu'il comprend un système de détection (28) d'un contact entre l'organe de perçage (24) et le bain d'électrolyte (3) par analyse d'un signal électrique associé à un système de commande (29) du déplacement de l'organe de perçage (24) permettant de commander un déplacement de l'organe de perçage (24) vers la position haute lorsque ledit contact est détecté, en ce que le fourreau tubulaire (25) est fixé au corps de vérin (22) au moyen d'une fixation isolante électriquement (31, 31') et en ce que la tige (23) et l'organe de perçage (24) sont distants des parois du fourreau tubulaire (25) lorsque l'organe de perçage (24) est déplacé en regard d'au moins une portion inférieure du fourreau tubulaire (25) et en dessous de l'ouverture inférieure (33). 2. Dispositif de perçage selon la revendication 1, comprenant des moyens de fixation isolants électriquement (30) pour assurer une fixation isolante électriquement du dispositif de perçage (20) avec un élément de la cuve d'électrolyse (100). 3. Dispositif de perçage selon l'une des revendications 1 et 2, comprenant une connexion électrique entre le système de détection (28) et l'organe de perçage (24). 4. Dispositif de perçage selon la revendication 3, dans lequel la connexion électrique entre le système de détection (28) et l'organe de perçage (24) est réalisée par l'intermédiaire d'une connexion électrique sur la tige (23) ou le corps de vérin (22). 5. Dispositif de perçage selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la tige (23) et l'organe de perçage (24) sont distants des parois du fourreau tubulaire (25) quelle que soit la position de l'organe de perçage (24). 6. Dispositif de perçage selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le fourreau tubulaire (25) comporte un racleur (32) agencé pour frotter contre la surface de l'organe de perçage (24) lorsque l'organe de perçage (24) se déplace vers la position 14 haute et dans lequel la portion inférieure du fourreau tubulaire (25) s'étend entre l'extrémité inférieure du racleur (32) et l'ouverture inférieure (33) du fourreau tubulaire (25). 7. Dispositif de perçage selon la revendication 6, comprenant des moyens pour 5 désactiver le système de détection (28) lorsque l'organe de perçage (24) se trouve en regard du racleur (32). 8. Dispositif de perçage selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le corps de vérin (22), la tige (23), l'organe de perçage (24) et le fourreau tubulaire (25) sont en métal et de préférence à base d'acier. 10 9. Dispositif de perçage selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le fourreau tubulaire (25) comprend au moins deux parties (25a,25b) et dans lequel le fourreau tubulaire (25) est fixé au corps de vérin (22) par assemblage de ces parties (25a,25b) entre elles autour du corps de vérin (22) avec interposition d'un matériau isolant électriquement (31a) entre le fourreau tubulaire (25) et le corps de vérin (22). 15 10. Dispositif de perçage selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le fourreau tubulaire (25) est fixé au corps de vérin (22) au moyen d'un boulonnage isolant électriquement (31'a,31'b). 11. Dispositif de perçage selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel le corps de vérin (22) comporte des moyens de guidage (22b) de la tige (23) s'étendant au moins 20 en partie en dessous de la fixation isolante électriquement (31) entre le corps de vérin (22) et le fourreau tubulaire (25). 12. Cuve d'électrolyse (100) comprenant des anodes (4) portées par une superstructure et plongées en partie dans un bain d'électrolyte (3), du produit de couverture (6) recouvrant les anodes (4) et le bain d'électrolyte (3), caractérisée en ce que la cuve 25 d'électrolyse comprend un dispositif de perçage (20) selon l'une des revendications 1 à 11, en ce que la portion inférieure du fourreau tubulaire (25) est introduite en tout ou partie dans le produit de couverture (6), et en ce que le vérin (21) est fixé à la superstructure (7) au moyen d'une fixation isolante électriquement (31,31'). 13. Cuve d'électrolyse selon la revendication 12, dans laquelle le dispositif de perçage 30 (20) est associé à un dispositif de dosage (40) en alumine apte à déverser de l'alumine dans un conduit d'alimentation (26) débouchant dans le fourreau tubulaire (25).