Brevet FR3131460A1 — publié le 20230630

Titre : Joint d’étanchéité pour réacteur électrochimique et procédé de fabrication associé La présente invention concerne un substrat 10 comprenant une première face 101 sur laquelle s’étend un premier guide d’écoulement 1 pour réacteur électrochimique ou un substrat 10 comprenant une première face 101 destinée à être mise en regard d’un premier guide d’écoulement 1 d’une plaque 20 pour réacteur électrochimique. Le substrat comprend, sur sa première face, un joint d’étanchéité 50 autour d’une zone dite zone d’intérêt 1000 de la première face qui est destinée à être étanchéifiée. Le substrat comprend en outre au moins deux premières nervures 71 et 72 configurées de sorte à former au moins une gorge dans laquelle le joint d’étanchéité 50 s’étend, ledit joint d’étanchéité présentant une épaisseur strictement supérieure aux épaisseurs des premières nervures. La présente invention concerne également un procédé de fabrication d’un tel substrat. Figure pour l’abrégé : Figure 12 Joint d’étanchéité pour réacteur électrochimique et procédé de fabrication associé La présente invention concerne l’optimisation de la fabrication d’au moins un composant d’un réacteur électrochimique tel qu’une pile à combustible et ledit au moins un composant associé. Elle concerne plus particulièrement l’étanchéification de circuits fluidiques pour réacteurs électrochimiques par exemple destinés à une utilisation en tant que piles à combustible, et en particulier à une utilisation en tant que piles à combustible de température inférieure à 250°C. ETAT DE LA TECHNIQUE Les piles à combustible sont par exemple envisagées comme système d’alimentation électrique pour des véhicules automobiles destinés à être produits à grande échelle dans le futur, ainsi que pour un grand nombre d'autres applications. Une pile à combustible est un dispositif électrochimique qui convertit de l'énergie chimique directement en énergie électrique. Un combustible tel que du dihydrogène ou du méthanol est utilisé comme carburant de la pile à combustible. Les piles à combustible à membrane échangeuse de protons, dites PEM, fonctionnent à basse température, typiquement inférieure à 250°C et présentent des propriétés de compacité particulièrement intéressantes. Principe de la pile à combustible La pile à combustible est un générateur électrochimique qui permet de convertir de l’énergie chimique en énergie électrique par une réaction d’oxydo-réduction. En référence à la annexée, le cœur électrochimique 500 de la pile est constitué de deux électrodes 110 séparées par une membrane échangeuse d’ions 600. Les électrodes 110 sont alimentées d’un réactif approprié, respectivement un combustible pour l’anode et un comburant pour la cathode, créant ainsi une réaction électrochimique à la surface des électrodes 110 qui va permettre de générer le courant électrique. En référence à la , la pile à combustible peut être constituée d’un empilement de cœurs électrochimiques 500, 500’ montés en série ; un tel empilement est couramment appelé « stack ». Entre chaque empilement de cœurs électrochimiques 500, 500’ peut être constituée une plaque bipolaire 100 pour permettre d’alimenter les électrodes 110 en réactifs. La pile à combustible peut donc être constituée d’un empilement de cellules unitaires séparées deux à deux par une plaque bipolaire 100. Plus particulièrement, une pile à combustible à membrane échangeuse de protons ou PEMFC (de l'acronyme anglo-saxon « Proton Exchange Membrane Fuel Cell ») comprend au moins une cellule unitaire contenant un assemblage membrane-électrodes ou AME (110/600/110), constitué d'une membrane électrolytique 600 permettant le passage sélectif des protons et, de part et d'autre de cette membrane 600, les électrodes 110. La membrane 600 est généralement constituée d'un ionomère perfluorosulfoné tel que le Nafion®. Les électrodes 110, également appelées couches catalytiques ou actives, contiennent un catalyseur, avantageusement du platine (Pt), supporté par du carbone, et éventuellement un ionomère, en général le même que celui constituant la membrane 600. Au niveau de l'anode, du dihydrogène (H2), utilisé comme carburant, est oxydé pour produire des protons traversant la membrane 600. Les électrons produits par cette réaction migrent vers le circuit fluidique, puis traversent un circuit électrique externe à la cellule 500 pour former un courant électrique. Au niveau de la cathode, de l'oxygène (O2) est réduit et réagit avec les protons ayant traversé la membrane 600 pour former de l'eau. Des couches de diffusion gazeuse 120 ou GDL (de l'acronyme anglo-saxon « Gaz Diffusion Layer»), classiquement en fibres de graphite, peuvent être interposées entre les électrodes 110 et les plaques bipolaires 100. Principe d’une plaque bipolaire La plaque bipolaire 100 assure plusieurs fonctions, parmi lesquelles notamment : la distribution des réactifs et l'évacuation des sous-produits formés, possiblement via des canaux 2 et/ou orifices ménagés en son sein; le transfert des électrons générés au niveau des anodes des différentes cellules unitaires 500, ce qui implique que la plaque bipolaire 100 soit électriquement conductrice ; le refroidissement des cellules unitaires 500, possiblement via la circulation d'un liquide de refroidissement en son sein ; un support mécanique pour le cœur électrochimique 500. On peut considérer le cas typique d’une plaque bipolaire 100 telle que schématiquement illustrée sur la comprenant trois circuits fluidiques, dédiés respectivement au guidage des écoulements de fluide anodique, de fluide cathodique et de fluide de refroidissement (au centre de la plaque). Le guidage des écoulements est réalisé via la mise en place d’obstacles, appelées ci-dessous nervures ou dents, comme des parois ou des plots, qui influent sur l’écoulement du fluide. Ces nervures peuvent prendre la forme, par exemple, d’un faisceau de canaux 2 parallèles, que l’on nomme ici « circuit fluidique ». Ces nervures réalisant la connexion électrique et thermique avec le cœur de pile, elles doivent être électriquement conductrices. Chaque circuit fluidique d’une pile à combustible est généralement constitué d’un matériau conducteur de courant qui peut être du graphite, un plastique à renfort de fibres de carbone, ou bien un métal, tel que l’acier inoxydable, un alliage métallique ou tout autre matériau conducteur de courant. Les fluides cathodique et anodique sont distribués sur toute la surface active de chaque électrode par les canaux 2 des circuits fluidiques, chaque circuit fluidique comprenant une entrée pour permettre l’amenée du fluide et une sortie pour permettre l’évacuation du fluide non réactif et des sous-produits des réactions électrochimiques. D’autres agencements des circuits fluidiques que celui illustré schématiquement sur la sont possibles. Par exemple, une plaque bipolaire 100 peut comprendre seulement deux circuits fluidiques, dédiés respectivement à chacun des deux réactifs. Par ailleurs, une plaque bipolaire 100 comprenant deux ou trois circuits fluidiques peut être constituée de plusieurs sous-ensembles disjoints, comprenant chacun au moins un circuit fluidique. Une plaque bipolaire 100 présentant les fonctions décrites précédemment est alors formée au moment de l’assemblage de la pile, lorsque les cellules sont empilées et qu’un effort de compression leur est appliqué. Fabrication d’un circuit fluidique par usinage ou formage Les canaux 2 du circuit fluidique, conçus pour contrôler la perte de charge des écoulements qui y circulent, sont encore à ce jour principalement réalisés par usinage ou formage (par exemple par emboutissage) à partir d’une plaque électriquement conductrice 130. Dans le premier cas, la matière est enlevée et, dans le second cas, les canaux 2 sont créés par déformation de la plaque électriquement conductrice 130. Plus particulièrement, chaque circuit fluidique utilisé dans la pile à combustible à membrane échangeuse de protons est principalement réalisé à partir de métal embouti. Généralement, l’épaisseur de la plaque électriquement conductrice 130 est comprise entre 0,1 et 0,4 mm et les canaux 2 ont de préférence une largeur comprise entre 0,2 et 2 mm, une profondeur comprise entre 0,2 et 0,5 mm, et un espacement (ou largeur de dent) compris entre 0,2 et 2 mm. La surface de diffusion des fluides est variable en fonction de la dimension de la pile et de la puissance souhaitée. Pour les applications de forte puissance, un circuit de refroidissement des fluides est généralement inséré entre les canaux de diffusion de l’hydrogène à l’anode et les canaux de diffusion de l’oxygène (ou de l’air) à la cathode. L’empilement de circuits fluidiques sur deux niveaux, voire sur trois niveaux (comme représenté sur la ), forme une plaque bipolaire 100. Néanmoins, le circuit fluidique obtenu par emboutissage de tôle métallique présente certains inconvénients, parmi lesquels notamment : un procédé de réalisation compliqué et un coût de production qui reste encore élevé, en particulier pour de faibles volumes de production ; le bombé de la plaque bipolaire 100 occasionné par le formage qui rend compliqué le dépôt du ou des joints d’étanchéité pour garantir l’étanchéité de la cellule 500 ; la difficulté pour diminuer encore l’épaisseur de la plaque bipolaire 100 et son poids, déjà très optimisés, qui impactent fortement la densité d’énergie volumique et massique de la pile à combustible ; et la difficulté pour diminuer la largeur des canaux 2 afin d’améliorer les performances de la pile, du fait des limites de formage des tôles utilisées. Différentes zones d’une plaque bipolaire En référence à la , une plaque bipolaire 100 peut comprendre trois zones différentes entre elles : une zone active (ZA) 2000, par exemple en contact avec la GDL 120, une zone d’homogénéisation (ZH) 3000, typiquement disposée en appui sur un renfort de l’assemblage membrane-électrodes ou AME, et une zone périphérique (ZP) 4000 qui est conçue pour assurer l’étanchéité entre les différents fluides destinés à circuler au sein de la plaque bipolaire 100, et plus généralement au sein du réacteur électrochimique. Toujours en référence à la , les zones active ZA et d’homogénéisation ZH comprennent les nervures (ou dents) 80 susmentionnées pour former un guide d’écoulement 1. Par ailleurs, notamment en zone périphérique (ZP), un joint d’étanchéité 55 peut être prévu qui entoure, de préférence entièrement, le guide d’écoulement 1. Etanchéité des circuits fluidiques Lors de l’empilement de cellules 500, d’une PEMFC en particulier, les deux ou trois réseaux fluidiques (hydrogène, air, voire refroidissement) doivent être complétement étanches (entre eux et relativement à l’extérieur des cellules). Des joints sont utilisés pour assurer ces étanchéités. Plusieurs types de joints d’étanchéité, et de dépôts, peuvent être utilisés. On distingue notamment deux types de technologie d’étanchéification : La technologie CIPG (pour « Cured In Place Gasket » selon la terminologie anglo-saxonne) par laquelle un élastomère 55 et déposé qui adhère sur une face d’un substrat 10 (Cf. ), et l’étanchéité est obtenue, entre le substrat 10 et un second substrat 10’ venant en vis-à-vis, par compression de l’élastomère 55 déposé, au moyen d’une fixation mécanique, par exemple au moyen d’une vis 60 (Cf. ) ; il s’agit donc d’une étanchéité sous contrainte, et La technologie FIPG (pour « Formed In Place Gasket » selon la terminologie anglo-saxonne) où l’élastomère 55 adhère aux deux faces des substrats 10 et 10’ assemblés, et les substrats deviennent par conséquent solidaires l’un de l’autre ; il s’agit donc d’une étanchéité par collage (Cf. Figures 7A et 7B), une rugosité des surfaces à coller entre elles, et impliquant par exemple une nervure dite d’accroche 56 telle que représentée sur les figures 7A et 7B, pouvant être avantageusement prévue notamment pour augmenter la surface de collage. Ces deux technologies d’étanchéification ont chacune leurs avantages et leurs inconvénients. La technologie CIPG présente les avantages de permettre un assemblage démontable et la fabrication de joints d’étanchéité 55 présentant des épaisseurs satisfaisantes. En revanche, elle présente les inconvénients de nécessiter une fixation mécanique 60, un contrôle du taux de compression et une vigilance quant à la dilatation thermique différentielle, ainsi que l’inconvénient de ne pas tolérer les surfaces rugueuses. La technologie FIPG présente les avantages d’assurer à la fois l’étanchéité et le collage, relâchant par-là la nécessité d’une fixation mécanique qui devient optionnelle, de ne pas nécessiter un contrôle du taux de compression, de supporter la dilatation thermique différentielle et de tolérer les surfaces rugueuses. En revanche, elle présente les inconvénients de ne permettre que la fabrication de montages indémontables et de nécessiter une attention particulière quant à l’épaisseur des joints d’étanchéité 55 qu’elle permet de fabriquer. Historiquement, sur une plaque bipolaire emboutie, la solution CIPG est préférée de manière à pouvoir récupérer, lors du démontage, la plaque bipolaire et/ou l’AME. Classiquement, et en référence à la , un joint plat d’élastomère 51 est posé sur des nervures périphériques 70 issues de l’emboutissage. Une autre solution est de venir imprimer le joint directement sur ces nervures. D’autres solutions peuvent encore être utilisées : Le joint (type silicone) peut être déposé par sérigraphie sur le renfort de l’AME, comme décrit dans le document de brevet FR 3045949 A1, ou Le joint peut être déposé par sérigraphie sur la plaque bipolaire comme décrit dans le document de brevet US 2004/0101735 A1. Par ailleurs, parmi les derniers documents de brevet relatifs à la technologie FIPG, l’on peut citer : Le document de brevet US 6,399,234 B2 décrivant une fusion à chaud d’un film thermoplastique pour permettre le collage entre l’AME et la plaque bipolaire, Les documents de brevet CN 111497427 A et CN 101632978 A qui décrivent un procédé de collage de demi-plaques entre elles par dépôt de colle par sérigraphie, mais qui ne concernent que l’étanchéité du circuit de refroidissement, et Le document de brevet WO 2005/101554 A1 qui décrit l’emploi d’un adhésif pour coller la plaque bipolaire à l’AME. Réalisation de circuits fluidiques imprimés Afin de simplifier le procédé de fabrication et diminuer le coût des plaques bipolaires 100, qui représente approximativement 40% du coût total de la pile à combustible, les solutions mises en œuvre dans l'art antérieur ont notamment consisté à réaliser les obstacles à l’écoulement par impression sur un substrat plan métallique ou composite pour former un guide d’écoulement, puis la plaque bipolaire à partir d’au moins deux guides d’écoulement. Ce procédé permet, en variante, de réaliser le circuit fluidique sur la couche de diffusion gazeuse 120, en dehors de la plaque bipolaire 100. En référence à la , l’impression de circuits fluidiques conducteurs est aujourd’hui avantageusement réalisée grâce à l’utilisation d’un masque de sérigraphie 11 contenant l’image du circuit fluidique à imprimer. On fait passer une encre conductrice 700 à thixotropie très élevée à travers ce masque 11 et l’impression permet de déposer des motifs 21 de nervures, appelées aussi dents, sur la face 101 d’un substrat 10, de sorte à obtenir un circuit fluidique conducteur. Plus particulièrement, la sérigraphie par écran maillé (désigné par mesh en langue anglaise) est basée sur l’utilisation d’un masque ou écran 11 constitué de deux composants principaux : un maillage (« mesh ») et une émulsion. Le maillage, tendu à l’intérieur d’un cadre 800, est le support mécanique de l’écran 11. Sa porosité est définie pour qu’il puisse être facilement traversé par l’encre. L’émulsion est un dépôt réalisé sur le maillage, et imprégnant le maillage à l’endroit de son dépôt, de manière à former une couche étanche à l’encre 700. Les vides présents dans cette couche d’émulsion sont destinés à être remplis par l’encre 700 au moment de la sérigraphie. L’épaisseur de la couche d’émulsion détermine en grande partie l’épaisseur de la couche d’encre déposée. Cela fait maintenant plusieurs années que l’impression par sérigraphie est utilisée pour fabriquer des circuits fluidiques conducteurs destinés à une utilisation en PEMFC. Différents documents de brevet ont fourni des descriptions plus ou moins détaillées des possibilités d’impression des dents en termes de hauteur et de largeur. Des informations ont aussi été données sur la nature (solvant, matériau conducteur, …) et les propriétés (viscosité, seuil d’écoulement, …) des encres utilisées pour réaliser ces circuits fluidiques. Les dents imprimées doivent assurer le passage de très haute densité de courant ; elles doivent être par conséquent très conductrices. De manière générale, la résistivité d’une plaque bipolaire 100 ne doit pas dépasser 10 mOhm.cm 2 . Dans la pratique, il est particulièrement complexe de formuler une encre à la fois très conductrice et permettant d’obtenir des facteurs de forme des dents (rapport entre hauteur et largeur) élevés. En effet, pour atteindre les facteurs de forme des dents recherchés, le choix pour la formulation de l’encre est fortement restreint en terme de : nature de liant, taux de liant (qui doit être élevé pour conférer à l’encre une haute thixotropie), solvant utilisé, et choix du procédé de dépôt. Comme illustré sur la , une plaque bipolaire 100 comprend au moins deux guides d’écoulement situés de part et d’autre d’un feuillard, souvent en acier inoxydable. Notamment, le circuit fluidique du liquide de refroidissement peut donc être à imprimer au dos de l’un parmi le circuit fluidique du carburant (H 2 ) ou le circuit fluidique de l’oxydant (O 2 ), ou inversement. Etanchéité des circuits fluidiques imprimés Dans le cadre de plaques bipolaires 100 avec réseaux fluidiques imprimés, il est intéressant d’imprimer le joint d’étanchéité en zone périphérique (ZP) pour gagner en simplicité de procédé de fabrication et en coût de matière. En effet, contrairement à une fabrication du joint par impression, les solutions antérieures basées sur l’utilisation de joints d’étanchéité plats, de films thermoplastiques, ou d’adhésifs, sont couteuses car elles occasionnent des pertes de matière au travers de rebuts de découpe, du fait de la forme spécifique du joint. La réalisation du joint d’étanchéité par sérigraphie est donc souhaitable au moins de ce point de vue. Toutefois, elle se heurte à la difficulté suivante : l’épaisseur et le facteur de forme du joint à imprimer en zone périphérique (ZP) sont bien plus importants dans le cas d’une impression par sérigraphie, relativement auxdites solutions antérieures, du fait qu’aucune nervure d’emboutissage 70 n’est présente sur la plaque bipolaire 100. Effectivement, comme l’illustre la , qui est à considérer en comparaison de la , l’épaisseur de la couche 52 de matériau d’étanchéité à imprimer doit correspondre à la somme de la hauteur des dents 80 imprimées en zone active 2000 et de la GDL 120 comprimée, pour présenter une même épaisseur que celle constituée en de la hauteur de la nervure d’emboutissage 70 et du joint plat 51. Ladite somme pouvant atteindre sensiblement 400 µm, l’on comprend que la réalisation par sérigraphie du joint d’étanchéité est pour le moins difficile. De telles impressions de joints d’étanchéité sont en effet difficilement réalisables avec les viscosités des pâtes ou des résines commerciales, car leurs dépôts ont tendance à s’affaisser après leurs impressions, du moins pour des impressions visant à atteindre l’épaisseur et le facteur de forme souhaités. De plus, lors du montage de la cellule 500, on peut par exemple choisir de coller l’AME à la plaque bipolaire par pressage entre eux. Dans ce cas, il est primordial que la matière 52 déposée, destinée à former le joint d’étanchéité, reste en place, lors du pressage des deux éléments l’un contre l’autre. Un objet de la présente invention est donc de proposer une nouvelle solution d’étanchéification des circuits fluidiques pour réacteur électrochimique. Un objet de la présente invention est donc plus particulièrement de proposer un procédé de fabrication d’au moins un joint d’étanchéité pour un réacteur électrochimique qui permette de pallier au moins un inconvénient des solutions connues et, plus particulièrement, qui permette d’atteindre l’épaisseur et/ou le facteur de forme désiré(s) pour le joint. Les autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à l'examen de la description suivante et des dessins d'accompagnement. Il est entendu que d'autres avantages peuvent être incorporés. RESUME Pour atteindre cet objectif, un premier aspect de l’invention concerne un substrat comprenant une première face sur laquelle s’étend, ou est destiné à s’étendre, au moins un premier guide d’écoulement pour réacteur électrochimique ou un substrat comprenant une première face destinée à être mise en regard d’un premier guide d’écoulement d’une plaque pour réacteur électrochimique, le substrat comprenant, sur sa première face, au moins un joint d’étanchéité autour d’au moins une zone, dite zone d’intérêt, de la première face qui est destinée à être étanchéifiée, le substrat étant caractérisé en ce qu’il comprend en outre au moins deux premières nervures configurées de sorte à former au moins une gorge dans laquelle ledit au moins un joint d’étanchéité s’étend, ledit joint d’étanchéité présentant une épaisseur strictement supérieure à l’épaisseur d’au moins une des deux premières nervures, de préférence strictement supérieure aux épaisseurs des premières nervures. Un deuxième aspect de l’invention concerne une plaque bipolaire pour réacteur électrochimique, et en particulier pour pile à combustible à membrane échange de protons, comprenant un substrat selon le premier aspect de l’invention, ou un réacteur électrochimique, comprenant un substrat selon le premier aspect de l’invention ou une plaque bipolaire selon le deuxième aspect de l’invention. Un troisième aspect de l’invention concerne un procédé de fabrication d’au moins un joint d’étanchéité pour réacteur électrochimique, comprenant les étapes suivantes : fournir un substrat comprenant une première face sur laquelle s’étend, ou est destiné à s’étendre, au moins un premier guide d’écoulement, ou un substrat comprenant une première face destinée à être mise en regard d’au moins un premier guide d’écoulement d’une plaque pour réacteur électrochimique, déposer, sur la première face du substrat, autour d’au moins une zone, dite zone d’intérêt, destinée à être étanchéifiée, au moins deux premières nervures configurées pour former, entre elles, au moins une gorge, puis déposer, dans chaque gorge, une couche à base d’un matériau d’étanchéité, de sorte que ladite couche présente une épaisseur strictement supérieure à une épaisseur des premières nervures, de sorte à former au moins un joint d’étanchéité épousant la forme de la gorge dans laquelle il s’étend et présentant une épaisseur strictement supérieure à celles des premières nervures. Un quatrième aspect de l’invention concerne un procédé de fabrication d’une plaque bipolaire pour réacteur électrochimique ou d’un réacteur électrochimique comprenant la mise en œuvre du procédé de fabrication d’un joint d’étanchéité selon le troisième aspect de l’invention. Ainsi, l’invention repose sur une utilisation novatrice de premières nervures qui définissent entre elles une gorge comme un négatif d’une partie au moins de la forme du joint d’étanchéité à fabriquer. Avoir recours à de telles premières nervures est une alternative avantageuse aux techniques actuellement utilisées. En effet, grâce à chaque paire de premières nervures adjacentes entre elles, il est possible de réaliser un joint d’étanchéité ayant l’épaisseur et/ou le facteur de forme désiré(s). En outre, le maintien de chaque joint d’étanchéité lors d’une étape subséquente d’assemblage du réacteur électrochimique est assuré mécaniquement par les premières nervures. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront mieux de la description détaillée d’un mode de réalisation de cette dernière qui est illustré par les dessins d’accompagnement suivants dans lesquels : La représente schématiquement une vue en perspective éclatée d’une partie d’un réacteur électrochimique selon un mode de réalisation de l’art antérieur. La représente schématiquement une vue en perspective regroupée d’un empilement de deux parties d’un réacteur électrochimique selon son mode de réalisation illustré sur la . La représente une vue en perspective d’une partie au moins d’une plaque bipolaire destinée à être située entre deux cœurs électrochimiques d’un réacteur électrochimique selon son mode de réalisation illustré sur la . La est une représentation schématique en coupe de côté d’une étape d’impression par sérigraphie pour la formation d’un motif d’impression. La représente schématiquement une vue de dessus d’une demi-plaque bipolaire, ou d’un demi-substrat constituant en partie une plaque bipolaire, en différenciant sa zone active, sa zone d’homogénéisation et sa zone périphérique. Les figures 6A et 6B représentent des vues en coupe schématiques illustrant une première technologie d’étanchéification d’un réacteur électrochimique selon l’art antérieur. Les figures 7A et 7B représentent des vues en coupe schématiques illustrant une deuxième technologie d’étanchéification d’un réacteur électrochimique selon l’art antérieur. La représente une vue partielle en coupe d’une partie de réacteur électrochimique avec une plaque fabriquée par emboutissage et illustre une solution d’étanchéification couramment utilisée dans ce cas. La représente une vue partielle en coupe d’une partie de réacteur électrochimique avec une plaque non emboutie et illustre une solution d’étanchéification hypothétique pour ce cas. Les figures 9A à 9D représentent des vues de dessus d’une partie au moins d’un substrat selon un mode de réalisation du premier aspect de l’invention et illustrent des étapes d’un procédé de fabrication d’un joint d’étanchéité pour réacteur électrochimique selon un mode de réalisation du troisième aspect de l’invention. La représente une vue en coupe d’une partie d’un substrat selon un premier mode de réalisation du premier aspect de l’invention et d’une partie d’une couche de diffusion gazeuse. La représente une vue en coupe d’une partie d’un substrat selon un deuxième mode de réalisation du premier aspect de l’invention. La représente une vue en coupe d’une partie d’un substrat selon un troisième mode de réalisation du premier aspect de l’invention. Les figures 11A et 11B représentent, en vue de dessus, d’agrandissements d’une partie d’un réacteur électrochimique comprenant un substrat selon une première variante du mode de réalisation du premier aspect de l’invention qui est illustré sur la , la couche de diffusion gazeuse illustrée sur la ne l’étant pas sur la . La représente, en vue de dessus, d’un agrandissement d’une partie d’un réacteur électrochimique comprenant un substrat selon une deuxième variante relativement à celle illustrée sur la . Les figures 11D et 11E représentent, en vue de dessus, des agrandissements d’une partie d’un réacteur électrochimique comprenant un substrat selon une autre variante relativement à celle illustrée sur les figures 11A et 11B, la couche de diffusion gazeuse illustrée sur la ne l’étant pas sur la . La illustre une vue partielle en coupe schématique d’une étape d’assemblage d’un substrat selon un mode de réalisation du premier aspect de l’invention avec une plaque d’un réacteur électrochimique. La illustre une vue partielle en coupe schématique d’une étape d’assemblage d’un substrat selon un autre mode de réalisation du premier aspect de l’invention avec une autre plaque d’un réacteur électrochimique, relativement à la . La illustre une vue partielle en coupe schématique d’une étape d’assemblage de deux substrats selon des modes de réalisation du premier aspect de l’invention différents entre eux avec deux plaques d’un réacteur électrochimique. La illustre schématiquement le résultat de l’étape d’assemblage illustrée sur la . La illustre un agrandissement d’une vue partielle en coupe schématique d’une étape d’assemblage d’un substrat selon le premier aspect de l’invention avec une plaque d’un réacteur électrochimique comprenant une nervure d’accroche. La illustre schématiquement un résultat, le cas échéant intermédiaire, de l’étape d’assemblage illustrée sur la . Les dessins sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l’invention. Ils constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier, les épaisseurs et les largeurs des différents éléments illustrés ne sont pas nécessairement représentatifs de la réalité ou de facteurs de forme réalistes. Substrat (10) comprenant une première face (101) sur laquelle s’étend, ou est destiné à s’étendre, un premier guide d’écoulement (1) pour réacteur électrochimique ou substrat (10) comprenant une première face (101) destinée à être mise en regard d’un premier guide d’écoulement (1) d’une plaque (20) pour réacteur électrochimique, le substrat (10) comprenant, sur la première face (101), au moins un joint d’étanchéité (50) autour d’au moins une zone dite zone d’intérêt (1000) de la première face qui est destinée à être étanchéifiée, le substrat (10) étant caractérisé en ce qu’il comprend en outre, sur la première face (101), au moins deux premières nervures (71,72) configurées de sorte à former au moins une gorge (40) dans laquelle ledit au moins un joint d’étanchéité (50) s’étend, ledit joint d’étanchéité (50) présentant une épaisseur strictement supérieure aux épaisseurs des premières nervures (71,72). Substrat (10) selon la revendication précédente, comprenant en outre une deuxième face (102), opposée à la première face (101) du substrat (10), sur laquelle s’étend, ou est destiné à s’étendre, un deuxième guide d’écoulement (1’) pour réacteur électrochimique, ou substrat (10) comprenant une deuxième face (102), opposée à la première face (101) du substrat (10), destinée à être mise en regard d’un deuxième guide d’écoulement (1’) d’une plaque (20) pour réacteur électrochimique, le substrat (10) comprenant en outre, sur la deuxième face (102), au moins un deuxième joint d’étanchéité (50) autour d’au moins une zone dite zone d’intérêt (1000) de la deuxième face qui est destinée à être étanchéifiée et au moins deux deuxièmes nervures (71,72) configurées de sorte à former au moins une gorge (40) dans laquelle ledit au moins un deuxième joint d’étanchéité (50) s’étend, ledit deuxième joint d’étanchéité (50) présentant une épaisseur strictement supérieure aux épaisseurs des deuxièmes nervures (71,72). Substrat (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la zone d’intérêt (1000) comprend au moins une zone d’intérêt dite principale (1100) sur laquelle s’étend ou est destiné à s’étendre, ou en vis-à-vis de laquelle est destiné à s’étendre, le premier guide d’écoulement (1). Substrat (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la zone d’intérêt (1000) comprend au moins une zone d’intérêt dite subsidiaire (1200) sur laquelle s’étend ou en vis-à-vis de laquelle est destiné à s’étendre au moins un ajour (1200), couramment appelé clarinette, traversant le substrat (10). Substrat (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, le premier guide d’écoulement (1) comprenant des dents (80 ou 80’) s’étendant, ou étant destinées à s’étendre, sur une partie de la première face (101) du substrat (10), ou destinées à s’étendre en vis-à-vis d’une partie de la première face (101) du substrat (10), les épaisseurs des premières nervures (71 et 72) sont inférieures à une épaisseur des dents (80’) du premier guide d’écoulement (1) ou à la somme d’une épaisseur des dents (80) du premier guide d’écoulement (1) et d’une épaisseur d’une couche de diffusion gazeuse (120) destinée à venir en regard d’au moins une partie de la première face (101) du substrat (10) de sorte à contacter des sommets (81) des dents (80) du premier guide d’écoulement. Substrat (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, le premier guide d’écoulement (1) étant destiné à guider l’écoulement d’un réactif du réacteur électrochimique, les épaisseurs des premières nervures (71,72) sont au plus sensiblement égales à la somme d’une épaisseur des dents (80) du premier guide d’écoulement (1) et d’une épaisseur d’une couche de diffusion gazeuse (120) destinée à venir en regard d’une partie de la première face (101) du substrat (10) de sorte à contacter des sommets (81) des dents (80) du premier guide d’écoulement (1). Substrat (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, le premier guide d’écoulement (1) étant destiné à guider l’écoulement d’un fluide de refroidissement du réacteur électrochimique, les épaisseurs des premières nervures (71,72) sont au plus sensiblement égales à une épaisseur des dents (80’) du premier guide d’écoulement (1). Substrat 10 selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une dimension transversale des premières nervures (71,72) est comprise entre 0,5 mm et 3 mm, de préférence entre 0,5 mm et 1,5 mm. Substrat (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une dimension transversale de chaque gorge (40) entre deux premières nervures (71,72) est comprise entre 0,5 mm et 3 mm, de préférence entre 0,5 mm et 1,5 mm. Substrat 10 selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les premières nervures (71,72) est à base de l’un au moins parmi : une résine thermodurcissable, telle que le polychlorure de vinyle ou un polyamide ou un polyépoxyde, et un thermoplastique, tel que le polyuréthane ou le polypropylène ou le poly(fluorure de vinylidène). Substrat (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le joint d’étanchéité (50) est à base de l’un au moins parmi : une résine époxy, le silicone, un polyuréthane, le caoutchouc nitrile, un fluorocarbone et l’éthylène-propylène-diène monomère. Substrat (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une nervure dite d’accroche (56) s’étendant depuis une deuxième face (102) du substrat (10), opposée à la première face (101) du substrat (10), et destinée à être mise en regard d’un joint d’étanchéité (50) d’un autre substrat, par exemple selon l’une quelconque des revendications précédentes, l’épaisseur de la nervure d’accroche (56) étant alors inférieure aux épaisseurs des premières nervures (71 et 72) de l’autre substrat, de préférence l’épaisseur de la nervure d’accroche (56) étant supérieure à 10 µm. Substrat (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le joint d’étanchéité (50) présente une épaisseur inférieure ou égale à 120% des épaisseurs des premières nervures (71 et 72). Substrat (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier guide d’écoulement (1) étant destiné à guider l’écoulement d’un réactif du réacteur électrochimique et dans lequel la nervure (72) qui, parmi les deux premières nervures (71,72), délimite un pourtour intérieur d’une zone d’intérêt (1000) sur laquelle s’étend le premier guide d’écoulement (1) ou en vis-à-vis de laquelle est destiné à s’étendre le premier guide d’écoulement (1) comprend des premiers retraits de matière (721) ouverts vers ladite zone d’intérêt (1000) et/ou des premiers ergots (722) s’étendant vers ladite zone d’intérêt (1000), chaque premier retrait de matière (721) et chaque premier ergot (722) étant d’une forme et de dimensions les prédestinant à coopérer étroitement avec un deuxième ergot (121) et un deuxième retrait de matière (122), respectivement, chaque deuxième ergot (121) s’étendant depuis un pourtour extérieur d’une couche de diffusion gazeuse (120) ou chaque deuxième retrait de matière (122) étant ouvert vers l’extérieur d’une couche de diffusion gazeuse (120), la couche de diffusion gazeuse (120) étant destinée à venir en regard d’au moins une partie de la première face (101) du substrat (10), de sorte à contacter ledit au moins un premier guide d’écoulement (1). Substrat (10) selon la revendication précédente, dans lequel au moins un premier retrait de matière (721) s’étend sur toute une dimension transversale de ladite nervure (72). Plaque bipolaire (100) pour réacteur électrochimique, et en particulier pour pile à combustible à membrane échangeuse de protons, comprenant un substrat (10) selon l’une des revendications 1 à 15. Réacteur électrochimique comprenant un substrat (10) selon l’une des revendications 1 à 15 ou une plaque bipolaire (100) selon la revendication précédente. Réacteur électrochimique selon la revendication précédente, comprenant en outre une couche de diffusion gazeuse (120) située en regard d’au moins une partie de la première face (101) du substrat (10) de sorte à contacter ledit au moins un premier guide d’écoulement (1), dans lequel le premier guide d’écoulement (1) est destiné à guider l’écoulement d’un réactif du réacteur électrochimique et dans lequel la nervure (72) qui, parmi les deux premières nervures (71,72), délimite un pourtour intérieur d’une zone d’intérêt (1000) sur laquelle s’étend, ou est destiné à s’étendre, le premier guide d’écoulement (1), ou en vis-à-vis de laquelle est destiné à s’étendre le premier guide d’écoulement (1), comprend des premiers retraits de matière (721) ouverts vers ladite zone d’intérêt (1000) et/ou des premiers ergots (722) s’étendant vers ladite zone d’intérêt (1000), chaque premier retrait de matière (721) et chaque premier ergot (722) étant d’une forme et de dimensions les prédestinant à coopérer étroitement avec un deuxième ergot (121) et un deuxième retrait de matière (122) de la couche de diffusion gazeuse (120), respectivement, chaque deuxième ergot (121) s’étendant depuis un pourtour extérieur de la couche de diffusion gazeuse (120) et chaque deuxième retrait de matière (122) étant ouvert vers l’extérieur de la couche de diffusion gazeuse (120). Réacteur électrochimique selon la revendication précédente, dans lequel au moins un premier retrait de matière (1100) s’étend sur toute une dimension transversale de ladite nervure (72), de sorte que la couche de diffusion gazeuse (120) contacte le joint d’étanchéité (50) au niveau dudit au moins un premier retrait de matière (1100), la couche de diffusion gazeuse (120) se trouvant ainsi solidarisée, par exemple collée, au substrat (10). Procédé de fabrication d’au moins un joint d’étanchéité 50 pour réacteur électrochimique, comprenant les étapes suivantes : fournir un substrat (10) comprenant une première face (101) sur laquelle s’étend, ou est destiné à s’étendre, au moins un premier guide d’écoulement (1) ou un substrat (10) comprenant une première face (101) destinée à être mise en regard d’au moins un premier guide d’écoulement (1) d’une plaque (20) pour réacteur électrochimique, déposer, sur la première face (101) du substrat (10), autour d’au moins une zone, dite zone d’intérêt (1000), destinée à être étanchéifiée, au moins deux premières nervures (71,72) configurées pour former, entre elles, au moins une gorge (40), puis déposer, dans chaque gorge (40), une couche à base d’un matériau d’étanchéité, de sorte que ladite couche présente une épaisseur strictement supérieure à une épaisseur des premières nervures (71,72), de sorte à former au moins un joint d’étanchéité (50) épousant la forme de la gorge (40) dans laquelle il s’étend et présentant une épaisseur strictement supérieure à celles des premières nervures (71,72). Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le dépôt des premières nervures (71,72) comprend au moins une étape d’impression par sérigraphie desdites premières nervures (71,72). Procédé selon l’une quelconque des revendications 20 à 21, dans lequel le dépôt de la couche à base d’un matériau d’étanchéité comprend la mise en œuvre d’au moins une technique parmi la dispense, la sérigraphie et la pulvérisation. Procédé selon l’une quelconque des revendications 20 à 22, comprenant en outre, suite à l’étape de dépôt des premières nervures (71,72), au moins l’une parmi une étape de réticulation des premières nervures (71,72) et une étape de séchage des premières nervures (71,72). Procédé selon l’une quelconque des revendications 20 à 23, dans lequel le matériau d’étanchéité est à base de l’un au moins parmi : une résine époxy, le silicone, un polyuréthane, le caoutchouc nitrile, un fluorocarbone et l’éthylène-propylène-diène monomère. Procédé selon la revendication précédente, comprenant en outre, suite à l’étape de dépôt de la couche à base du matériau d’étanchéité, au moins l’une parmi une étape de réticulation de cette même couche et une étape de séchage de cette même couche. Procédé l’une quelconque des revendications 20 à 25, dans lequel, le premier guide d’écoulement (1) étant destiné à guider l’écoulement d’un réactif du réacteur électrochimique, le dépôt de la nervure (72) qui, parmi les deux premières nervures (71,72), délimite un pourtour intérieur d’une zone d’une zone d’intérêt (1000) sur laquelle s’étend, ou est destiné à s’étendre, le premier guide d’écoulement (1), ou en vis-à-vis de laquelle est destiné à s’étendre le premier guide d’écoulement (1), comprend des premiers retraits de matière (721) ouverts vers ladite zone d’intérêt (1000) et/ou des premiers ergots (722) s’étendant vers ladite zone d’intérêt (1000), chaque premier retrait de matière (721) et chaque premier ergot (722) étant d’une forme et de dimensions les prédestinant à coopérer étroitement avec un deuxième ergot (121) et un deuxième retrait de matière (122) d’une couche de diffusion gazeuse (120) destinée à venir en regard d’au moins une partie de la première face (101) du substrat (10) de sorte à contacter ledit au moins un premier guide d’écoulement (1), respectivement, chaque deuxième ergot (121) s’étendant depuis un pourtour extérieur de la couche de diffusion gazeuse (120) et chaque deuxième retrait de matière (122) étant ouvert vers l’extérieur de la couche de diffusion gazeuse (120). Procédé l’une quelconque des revendications 20 à 26, dans lequel, le dépôt desdites au moins deux premières nervures (71,72) comprend au moins une étape d’impression par sérigraphie desdites premières nervures (71,72), une partie d’un procédé de fabrication du premier guide d’écoulement (1) étant concomitante à ladite au moins une étape d’impression par sérigraphie desdites premières nervures (71,72) et étant mise en œuvre par sérigraphie à l’aide d’un même écran maillé. Procédé de fabrication d’une plaque bipolaire (100) pour réacteur électrochimique ou d’un réacteur électrochimique comprenant la mise en œuvre du procédé de fabrication d’au moins un joint d’étanchéité (50) selon l’une quelconque des revendications 20 à 27. Procédé de fabrication d’un réacteur électrochimique selon la revendication précédente, comprenant, après la formation du joint d’étanchéité (50), les étapes suivantes, le premier guide d’écoulement (1) étant destiné à guider l’écoulement d’un réactif du réacteur électrochimique : Fournir une couche de diffusion gazeuse (120), un assemblage membrane-électrodes (140) et un renfort (141) associé audit assemblage membrane-électrodes, Reporter la couche de diffusion gazeuse (120) sur une zone du premier guide d’écoulement destinée à former une zone active (2000) du réacteur électrochimique, Reporter l’assemblage membrane-électrodes (140) sur la couche de diffusion gazeuse (120), Reporter le renfort (141) de l’assemblage membrane-électrodes (140) sur une zone de la première face (101) du substrat (10) destinée à former au moins une zone d’homogénéisation (3000) du réacteur électrochimique, voire également une zone périphérique (4000) du réacteur électrochimique, de sorte à couvrir un pourtour extérieur de l’assemblage membrane-électrodes (140) et à venir en vis-à-vis du joint d’étanchéité (50), et Coller le renfort (141) de l’assemblage membrane-électrodes (140) et le joint d’étanchéité (50) entre eux par pressage à chaud, de sorte que la couche de diffusion gazeuse (120) et l’assemblage membrane-électrodes (140) se trouvent comprimés dans un espace étanchéifié par le joint d’étanchéité (50). Procédé selon l’une quelconque des deux revendications précédentes, comprenant en outre la formation, de préférence par impression, sur la face de la plaque (20) pour réacteur électrochimique destinée à être mise en regard de la première face (101) du substrat (10) sur laquelle sont déposées les premières nervures (71 et 72), d’une nervure dite d’accroche (56) présentant une largeur inférieure à l’espace entre lesdites deux premières nervures (71 et 72) et destinée à venir en vis-à-vis du joint d’étanchéité (50) formé sur la première face du substrat entre lesdites deux premières nervures (71 et 72), de sorte que, lors de l’assemblage de la plaque bipolaire (100) ou du réacteur électrochimique, la nervure d’accroche (56) coopère avec le joint d’étanchéité (50), l’épaisseur de la nervure d’accroche (56) étant inférieure aux épaisseurs des premières nervures, et de préférence supérieure à 10 µm.