Brevet FR3128454A1 — publié le 20230428

L’invention concerne une machine de manutention (1) comprenant : - un châssis (2) présentant un axe longitudinal médian (X) ; - un dispositif de manutention de charge (3) qui est monté mobile sur le châssis (2); - un moteur électrique (11, 12, 13) qui est configuré pour déplacer la machine de manutention (1) ou actionner le dispositif de manutention de charge (3) ; - une pile à combustible (17) qui est configurée pour générer de l'énergie électrique destinée à alimenter le moteur électrique (11, 12, 13) ; - un réservoir (16, 32) destiné à contenir de l'hydrogène et raccordé à la pile à combustible (17) afin de l'alimenter en hydrogène ; - une cabine de conduite (22) qui est fixée au châssis (2) et est positionnée d'un premier côté du châssis (2) par rapport à l'axe longitudinal médian (X) du châssis (2) ; - un caisson (23) qui est fixé au châssis (2) et est positionné d'un deuxième côté du châssis (2), opposé au premier côté, par rapport à l'axe longitudinal médian (X) du châssis (2); - au moins l'un parmi la pile à combustible (17) et le réservoir (16, 32) étant logé dans ledit caisson (23). Figure à publier : 1 Machine de manutention comportant une pile à combustible et un réservoir destiné à contenir de l’hydrogène L’invention se rapporte au domaine des machines de manutention comportant un dispositif de manutention de charge, un moteur électrique configuré pour déplacer la machine de manutention ou actionner le dispositif de manutention de charge, une pile à combustible générant de l’énergie électrique destiné à alimenter le moteur électrique et un réservoir destiné à stocker de l’hydrogène et raccordé à la pile à combustible pour l’alimenter en hydrogène. Arrière-plan technologique Le document US6688481 divulgue une grue qui comporte un châssis, un bras télescopique qui est monté articulé sur le châssis et un moteur électrique qui est configuré pour assurer la propulsion de la grue. Selon un mode de réalisation, la grue comporte un système de pile à combustible relié au moteur électrique afin de l’alimenter en énergie électrique. Le système de pile à combustible fait partie d’un contrepoids disposé à l’arrière du châssis du véhicule. Une telle machine de manutention n’est pas pleinement satisfaisante, notamment en ce que la disposition précitée du système de pile à combustible ne permet pas de le protéger efficacement contre les chocs ni d’assurer un niveau de protection suffisant du conducteur en cas de fuite d’hydrogène du système de pile à combustible. Résumé Une idée à la base de l’invention consiste à proposer une machine de manutention du type précité, c’est-à-dire comprenant une pile à combustible et un réservoir de stockage d’hydrogène, qui offre une sécurité renforcée, notamment en cas de fuite d’hydrogène. Selon un premier objet, l’invention propose une machine de manutention comprenant: - un châssis présentant un axe longitudinal médian X ; - un dispositif de manutention de charge qui est monté mobile sur le châssis; - un moteur électrique qui est configuré pour déplacer la machine de manutention ou actionner le dispositif de manutention de charge ; - une pile à combustible qui est configurée pour générer de l'énergie électrique destinée à alimenter le moteur électrique ; - un réservoir destiné à contenir de l'hydrogène et raccordé à la pile à combustible afin de l'alimenter en hydrogène ; - une cabine de conduite qui est fixée au châssis et est positionnée d'un premier côté du châssis par rapport à l'axe longitudinal médian X du châssis ; - un caisson qui est fixé au châssis et est positionné d'un deuxième côté du châssis, opposé au premier côté, par rapport à l'axe longitudinal médian X du châssis; - au moins l'un parmi la pile à combustible et le réservoir étant logé dans ledit caisson. Ainsi, le ou les éléments logés dans le caisson sont protégés contre les chocs. En outre, en cas de fuite d’hydrogène de cet (ces) élément(s), la fuite est localisée dans le caisson, ce qui permet de faciliter sa détection et son évacuation. De plus, le caisson étant disposé du côté opposé à la cabine de conduite, les éventuelles fuites se situent à distance de la cabine de conduite, ce qui augmente la sécurité du conducteur. Enfin, les éléments logés dans le caisson contribuent à l’équilibrage latéral de la machine de manutention en formant un contrepoids à la cabine de conduite. Selon des modes de réalisation, une telle machine de manutention peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes. Selon un mode de réalisation, la machine de manutention comprend un essieu avant et un essieu arrière qui sont montés sur le châssis transversalement à l’axe longitudinal médian X et comportant chacun deux roues. Selon un mode de réalisation, la cabine de conduite est située entre l’essieu avant et l’essieu arrière. Selon un mode de réalisation, le caisson est situé entre l’essieu avant et l’essieu arrière. Selon un mode de réalisation, le châssis comporte une paire de longerons s’étendant longitudinalement, respectivement de part et d’autre dudit axe longitudinal médian X, la cabine de conduite et le caisson étant disposés de part et d’autre de la paire de longerons. Selon un mode de réalisation, la machine de manutention comporte en outre un dispositif de stockage d’énergie électrique, la pile à combustible et le dispositif de stockage d’énergie électrique étant électriquement raccordés, d’une part, l’un à l’autre et d’autre part, en parallèle au moteur électrique. Selon un mode de réalisation, le dispositif de stockage d'énergie comporte une ou plusieurs batteries et/ou un ou plusieurs supercondensateurs. Selon un mode de réalisation, le dispositif de stockage d'énergie comporte une ou plusieurs batteries, par exemple du type Lithium-ion. Selon un mode de réalisation, le dispositif de stockage d'énergie est logé dans un espace ménagé entre les longerons de la paire de longerons. Ainsi, le dispositif de stockage d'énergie contribue à l’équilibrage latéral de l’engin de travail, ou du moins ne contribue pas significativement à un déséquilibrage latéral de la machine de manutention, puisque le centre de masse du dispositif de stockage d'énergie électrique est situé relativement près, voire même exactement sur l’axe longitudinal médian de la machine de manutention. En outre, cette disposition permet de protéger le dispositif de stockage d'énergie contre les chocs. De plus, cette disposition permet d’isoler le dispositif de stockage d'énergie électrique des fuites d’hydrogène susceptibles de se produire dans le caisson. Cette disposition permet aussi d’isoler le dispositif de stockage d’énergie électrique de la chaleur générée par la pile à combustible, ce qui limite les risques de surchauffe dudit dispositif de stockage d’énergie électrique. Selon un mode de réalisation, le dispositif de stockage d’énergie électrique est situé derrière l’essieu avant et par exemple entre l’essieu avant et l’essieu arrière. Selon un mode de réalisation, la machine de manutention comprend un convertisseur de tension DC/DC qui est raccordé, d’une part, à la pile à combustible et, d’autre part, au moteur électrique et au dispositif de stockage de l’énergie électrique. Selon un mode de réalisation, le convertisseur de tension est logé dans l’espace ménagé entre les longerons de la paire de longerons. Ceci permet de protéger le convertisseur de tension contre les chocs, de l’isoler des éventuelles fuites d’hydrogène susceptibles de se produire dans le caisson ainsi que de la chaleur générée par la pile à combustible. Selon un autre mode de réalisation, le convertisseur de tension est logé dans le caisson. Selon un mode de réalisation, la pile à combustible et le réservoir sont logés dans le caisson. Selon un mode de réalisation, le réservoir est disposé à l’arrière de la machine de manutention, c’est-à-dire derrière la cabine de conduite et le caisson. Selon un mode de réalisation, la machine de manutention comporte plusieurs réservoirs. Selon une variante de ce mode de réalisation, l’un des réservoirs est situé à l’arrière de la machine de manutention. Selon un mode de réalisation, le réservoir est un réservoir d’hydrogène sous pression adapté au stockage de l’hydrogène à une pression maximale comprise entre 300 et 700 bars. Selon un autre mode de réalisation, le réservoir est un réservoir de stockage de l’hydrogène sous forme d’hydrures. Selon un mode de réalisation, le réservoir et la pile à combustible sont raccordés par un circuit équipé d’un détendeur, ledit circuit étant logé dans le caisson. Selon un mode de réalisation, la pile à combustible est équipée d’un compresseur d’alimentation en air et d’un dispositif humidificateur. Selon un mode de réalisation, la machine de manutention comporte un dispositif de refroidissement permettant de refroidir la pile à combustible, ledit dispositif de refroidissement comportant, par exemple, un circuit de refroidissement équipé d’un échangeur de chaleur, et étant logé dans le caisson. Selon un mode de réalisation, un ventilateur est logé dans le caisson. Selon un mode de réalisation, la machine de manutention comprend un détecteur d’hydrogène qui est logé dans le caisson. Ceci permet d‘assurer une détection fiable des éventuelles fuites d’hydrogène. Selon un mode de réalisation, le détecteur d’hydrogène est logé dans une portion supérieure du caisson, c’est-à-dire au-dessus du réservoir et de la pile à combustible. Ceci permet d’augmenter encore davantage la fiabilité de la détection d’hydrogène. Selon un mode de réalisation, le caisson comporte un couvercle mobile. Ainsi, le ou les équipements logés dans le caisson sont facilement accessibles, notamment pour des opérations de maintenance. Selon un mode de réalisation, le caisson comporte un évent pour évacuer un flux de gaz depuis un espace interne du caisson. Selon un mode de réalisation, l’évent est positionné plus proche, selon une direction transversale, de l’axe longitudinal médian X que d’une extrémité latérale de la machine de manutention du deuxième côté et en-dessous d’un bord supérieur du dispositif de manutention de charge, dans une position abaissée, afin d’éviter que l’évent ne soit obturé en cas de retournement de la machine de manutention. Selon un mode de réalisation, le caisson comporte une bouche d’entrée d’air qui est de préférence ménagée à l’avant du caisson. Selon un mode de réalisation, l’évent est positionné dans une portion arrière supérieure du caisson. Selon un mode de réalisation, l’évent est disposé plus vers l’arrière que la cabine de conduite selon la direction longitudinale. Ceci permet d’assurer que les éventuelles fuites d’hydrogène soient évacuées à distance de la cabine de conduite. Selon un mode de réalisation, l’évent est positionné au-dessus de la roue de l’essieu arrière qui est positionnée du deuxième côté. Selon un mode de réalisation, l’évent est orienté vers le haut et incliné de telle sorte que, la direction du flux de gaz, en projection dans un plan transversal, présente une inclinaison vers l’extérieur d’un angle compris entre 5 et 45° par rapport à une droite verticale dudit plan transversal et, en projection dans un plan longitudinal, présente une inclinaison vers l’arrière d’un angle compris entre 5 et 45° par rapport à une droite verticale dudit plan longitudinal. Selon un mode de réalisation, le caisson comporte une paroi supérieure qui présente une pente, la pente étant nulle ou de préférence croissante de l’avant vers l’arrière, selon la direction longitudinale de la machine de manutention. Ceci évite la création de poches de gaz dans le caisson. Selon un mode de réalisation, le réservoir comporte une vanne de vidange pour vider l’hydrogène du réservoir, la vanne de vidange étant, de préférence, raccordée à un circuit de vidange agencé pour conduire l’hydrogène du réservoir vers l’évent. Selon un mode de réalisation, la pile à combustible comporte une vanne de vidange pour vider l’hydrogène de la pile à combustible, la vanne de vidange étant, de préférence, raccordée à un circuit de vidange agencé pour conduire l’hydrogène de la pile à combustible vers l’évent. Selon un mode de réalisation, la machine de manutention comporte au moins deux moteurs respectivement configurés pour actionner le dispositif de manutention de charge et déplacer la machine de manutention. Selon un mode de réalisation, la machine de manutention comporte deux moteurs électriques qui sont respectivement accouplés à l’essieu avant et à l’essieu arrière par un dispositif de transmission. Selon un mode de réalisation, la machine de manutention comporte un moteur électrique qui est accouplé à l’essieu avant et à l’essieu arrière par un dispositif de transmission. Selon un mode de réalisation, le moteur pour actionner le dispositif de manutention de charge est un moteur entraînant une pompe hydraulique, la pompe hydraulique étant raccordée à un ou plusieurs vérins hydrauliques agencés pour déplacer un bras de levage du dispositif de manutention de charge. Selon un mode de réalisation, le dispositif de manutention de charge comporte un bras de levage qui s’étend dans un plan longitudinal entre le caisson et la cabine de conduite et qui est monté articulé sur le châssis selon un axe de pivotement P transversal. Selon un mode de réalisation, le bras de levage est monté articulé aux deux longerons, entre ceux-ci, de façon à être mobile à pivotement par rapport aux deux longerons autour d’un axe de pivotement P, transversal. Selon un mode de réalisation, le bras de levage est un bras télescopique. Selon un mode de réalisation, la machine de manutention est un chariot télescopique. Brève description des figures L’invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés. La est une vue schématique de dessus d’une machine de manutention selon un premier mode de réalisation. La est une vue schématique de côté de la machine de manutention de la . La est une vue schématique de dessus d’une machine de manutention selon un deuxième mode de réalisation. La est une vue schématique de dessus d’une machine de manutention selon un troisième mode de réalisation. La est une vue schématique de dessus d’une machine de manutention selon un quatrième mode de réalisation. Machine de manutention (1) comprenant : - un châssis (2) présentant un axe longitudinal médian (X) ; - un dispositif de manutention de charge (3) qui est monté mobile sur le châssis (2); - un moteur électrique (11, 12, 13) qui est configuré pour déplacer la machine de manutention (1) ou actionner le dispositif de manutention de charge (3) ; - une pile à combustible (17) qui est configurée pour générer de l'énergie électrique destinée à alimenter le moteur électrique (11, 12, 13) ; - un réservoir (16, 32) destiné à contenir de l'hydrogène et raccordé à la pile à combustible (17) afin de l'alimenter en hydrogène ; - une cabine de conduite (22) qui est fixée au châssis (2) et est positionnée d'un premier côté du châssis (2) par rapport à l'axe longitudinal médian (X) du châssis (2) ; - un caisson (23) qui est fixé au châssis (2) et est positionné d'un deuxième côté du châssis (2), opposé au premier côté, par rapport à l'axe longitudinal médian (X) du châssis (2); - au moins l'un parmi la pile à combustible (17) et le réservoir (16, 32) étant logé dans ledit caisson (23). Machine de manutention (1) selon la revendication 1, dans lequel le châssis (2) comporte une paire de longerons (6, 7) s’étendant longitudinalement, respectivement de part et d’autre dudit axe longitudinal médian (X), la cabine de conduite (22) et le caisson (23) étant disposés de part et d’autre de la paire de longerons (6, 7). Machine de manutention (1) selon la revendication 1 ou 2, comportant en outre un dispositif de stockage d’énergie électrique (18), la pile à combustible (1) et le dispositif de stockage d’énergie électrique (18) étant électriquement raccordés, d’une part, l’un à l’autre, et, d’autre part, en parallèle au moteur électrique (11, 12, 13). Machine de manutention (1) selon les revendications 2 et 3 prises en combinaison, dans laquelle le dispositif de stockage d’énergie électrique (18) est logé dans un espace (8) ménagé entre les longerons de la paire de longerons (6, 7). Machine de manutention (1) selon la revendication 3 ou 4, comprenant en outre un convertisseur de tension DC/DC (21) qui est raccordé, d’une part, à la pile à combustible 17 et, d’autre part, au moteur électrique (11, 12, 13) et au dispositif de stockage de l’énergie (18). Machine de manutention (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle la pile à combustible (17) et le réservoir (16) sont logés dans le caisson (23). Machine de manutention (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant un détecteur d’hydrogène (30) qui est logé dans le caisson (23). Machine de manutention (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle le caisson (23) comporte un évent (25) pour évacuer un flux de gaz depuis un espace interne du caisson (23). Machine de manutention (1) selon la revendication 8, dans laquelle l’évent (25) est positionné plus proche, selon une direction transversale, de l’axe longitudinal médian (X) que d’une extrémité latérale de la machine de manutention (1) du deuxième côté et en-dessous d’un bord supérieur du dispositif de manutention de charge (3) dans une position abaissée. Machine de manutention (1) selon la revendication 8 ou 9, dans laquelle l’évent (25) est positionné dans une portion arrière supérieure du caisson (23). Machine de manutention (1) selon l’une quelconque des revendications 8 à 10, comprenant un essieu avant (4) et un essieu arrière (5) qui sont montés sur le châssis (2) transversalement à l’axe longitudinal médian (X) et comportant chacun deux roues (4a, 4b, 5a, 5b) et dans laquelle l’évent (25) est positionné au-dessus de la roue (5b) de l’essieu arrière (5) qui est positionnée du deuxième côté. Machine de manutention (1) selon l’une quelconque des revendications 7 à 11, dans lequel l’évent (25) est orienté vers le haut et incliné de telle sorte que, la direction du flux de gaz, en projection dans un plan transversal, présente une inclinaison vers l’extérieur d’un angle compris entre 5 et 45° par rapport à une droite verticale dudit plan transversal et, en projection dans un plan longitudinal, présente une inclinaison vers l’arrière d’un angle compris entre 5 et 45° par rapport à une droite verticale dudit plan longitudinal. Machine de manutention (1) selon l’une quelconque des revendications 7 à 12, dans laquelle le caisson (23) comporte une paroi supérieure qui présente une pente, la pente étant nulle ou croissante de l’avant vers l’arrière, selon la direction longitudinale de la machine de manutention (1). Machine de manutention (1) selon l’une quelconque des revendications 7 à 13, dans laquelle le réservoir (16) comporte une vanne de vidange (26) pour vider l’hydrogène du réservoir (16), la vanne de vidange (26) étant raccordée à un circuit de vidange (27) agencé pour conduire l’hydrogène du réservoir (16) vers l’évent (25). Machine de manutention (1) selon l’une quelconque des revendications 7 à 14, dans laquelle la pile à combustible (17) comporte une vanne de vidange (28) pour vider l’hydrogène de la pile à combustible (17), la vanne de vidange (28) étant raccordée à un circuit de vidange (27) agencé pour conduire l’hydrogène de la pile à combustible (17) vers l’évent (25). Machine de manutention (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 15, comportant au moins deux moteurs (11, 14) respectivement configurés pour actionner le dispositif de manutention de charge et déplacer la machine de manutention (1). Machine de manutention (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 16, dans laquelle le dispositif de manutention de charge comporte un bras de levage (3) qui s’étend dans un plan longitudinal entre le caisson (23) et la cabine de conduite (22) et qui est monté articulé sur le châssis (2) selon un axe de pivotement (P) transversal.