Brevet FR3147050A1 — publié le 20240927

Titre : Procédé de fonctionnement d’une pile à combustible L’invention porte sur un procédé de fonctionnement d’une pile à combustible présentant une architecture « ping-pong », dans lequel deux groupes (10, 20) de cellules électrochimiques sont alimentés alternativement. Avantageusement, une phase de purge est effectuée de façon synchronisée avec un déplacement des fluides non réactifs accumulés sous forme d’un agrégat dit bouchon (B), lorsque ledit bouchon (B) se situe en partie au moins dans les lignes d’évacuation (120, 220) du circuit fluidique (4). Figure pour l’abrégé : Fig. 5 Procédé de fonctionnement d’une pile à combustible La présente invention concerne le domaine des piles à combustibles, en particulier les piles à combustible à membrane échangeuse de protons (ou PEMFC pour Proton Exchange Membrane Fuel Cell) comportant une alimentation alternée, dite « ping-pong ». Elle peut avantageusement être mise en œuvre pour optimiser les performances d’une PEFMC à architecture ping-pong. ETAT DE LA TECHNIQUE Une pile à combustible est formée d'un empilement de cellules électrochimiques « unitaires », comportant chacune une anode et une cathode séparées électriquement l'une de l'autre par un électrolyte. Dans le cas d'une pile à hydrogène, le combustible (l'hydrogène) est apporté au contact de l'anode, et le comburant (l'oxygène) est amené au contact de la cathode. Des réactions d’oxydation et de réduction ont respectivement lieu au niveau de l’anode et de la cathode, ce qui produit de l’électricité, de l’eau et de la chaleur. L’électrolyte peut se présenter sous forme d’une membrane laissant passer les protons issus de la réaction d’oxydation de l’hydrogène. C’est le cas des piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC). L'empilement de cellules n'est que le lieu de la réaction : les réactifs doivent y être apportés, les produits et les espèces non réactives doivent en être évacuées, tout comme la chaleur produite. Des circuits fluidiques anodique et cathodique généralement séparés permettent d’alimenter l’empilement de cellules respectivement en combustible et en comburant, et d’évacuer les produits issus de l’empilement. L’hydrogène alimentant le compartiment anodique peut être avantageusement réinjecté dans le compartiment anodique, par une pompe de recirculation sur le circuit fluidique, de manière à répartir les espèces non réactives à l’anode, typiquement l’eau produite par la réaction et l’azote provenant de la cathode à travers la membrane. Le circuit fluidique peut être plus complexe dans le cas d’architectures de pile particulières. Dans l’architecture dite « ping-pong » divulguée par le document brevet FR2975227, la pile est divisée en plusieurs groupes de cellules en liaison fluidique les uns avec les autres par leurs sorties respectives. Dans cette architecture connue illustrée à la , l’alimentation en entrée 11, 21 des différents groupes 10, 20 se fait alternativement lors de certaines phases de fonctionnement de la pile. Un premier groupe 10 est alimenté en entrée 11 par le fluide combustible (hydrogène) tandis que l’alimentation d’un deuxième groupe 20 est coupée en entrée 21. Le fluide combustible traverse le premier groupe, qui fonctionne alors de façon nominale, et sort humidifié et légèrement appauvri en sortie 12 du premier groupe 10. Ce fluide alimente ensuite le deuxième groupe 20 par la sortie 22 du deuxième groupe 20. Cette alimentation en direct du premier groupe et en sens inverse du deuxième groupe vise à brasser des poches de fluide fortement appauvri formées au sein des cellules du premier groupe, pour les dissiper en les mélangeant. Cela évite que des cellules du premier groupe fonctionnent de façon prolongée en présence d’un fluide stagnant fortement appauvri. Le deuxième groupe 20 est ensuite alimenté en entrée 21 par le fluide combustible tandis que l’alimentation du premier groupe 10 est coupée en entrée 11. Le fluide combustible traverse le deuxième groupe, qui fonctionne alors de façon nominale, et sort humidifié et légèrement appauvri en sortie 22 du deuxième groupe 20. Ce fluide alimente ensuite le premier groupe 10 par la sortie 12 du premier groupe 10. Cette alimentation en direct du deuxième groupe et en sens inverse du premier groupe permet également de dissiper des poches de fluide fortement appauvri formées au sein des cellules du deuxième groupe lors du cycle précédent, en les brassant. Cela évite que des cellules du deuxième groupe fonctionnent de façon prolongée en présence d’un fluide stagnant fortement appauvri. Le principe de cette architecture ping-pong consiste à alimenter alternativement les différents groupes de cellules de façon à alterner des phases de fonctionnement nominal avec des phases d’alimentation en sens inverse pour chacun des groupes. Après quelques cycles d’alimentation alternée, les groupes 10, 20 sont alimentés simultanément et une vanne de purge 40 commune aux différents groupes est ouverte de façon à évacuer les produits et gaz non réactifs accumulés, en particulier l’eau et l’azote. En fonctionnement à courant constant (imposé), une baisse de tension est généralement observée lors de la purge de ces produits et gaz non réactifs accumulés. Un objet de la présente invention est de proposer un procédé de fonctionnement d’une pile à combustible à architecture ping-pong, améliorant les performances de la pile à combustible, et limitant notamment la chute de tension ou de puissance lors de la purge. 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, selon un mode de réalisation on prévoit un procédé de fonctionnement d’une pile à combustible, ladite pile à combustible comprenant une pluralité de groupes de cellules électrochimiques reliés entre eux par un circuit fluidique, ledit circuit fluidique comprenant, pour chaque groupe, une ligne d’alimentation en entrée dudit groupe, et un organe de commutation sur ladite ligne d’alimentation, et, une ligne d’évacuation en sortie dudit groupe, ledit circuit fluidique étant configuré de sorte que les lignes d’évacuation communiquent fluidiquement entre elles et sont reliées à un organe de purge commun. Le procédé de fonctionnement comprend au moins : Un cycle d’alimentations alternées comprenant au moins : Une première phase d’alimentation dans laquelle un premier groupe parmi la pluralité de groupes est alimenté directement en fluide d’alimentation, au niveau de son entrée, l’organe de commutation dudit premier groupe étant passant tandis que les organes de commutation des autres groupes de la pluralité de groupes sont bloqués, lesdits autres groupes étant alimentés indirectement, lors de cette première phase d’alimentation, au niveau de leurs sorties respectives, par le fluide d’alimentation issu de la sortie du premier groupe, Une deuxième phase d’alimentation dans laquelle un deuxième groupe différent du premier groupe est alimenté directement en fluide d’alimentation, au niveau de son entrée, l’organe de commutation dudit deuxième groupe étant passant tandis que les organes de commutation des autres groupes de la pluralité de groupes sont bloqués, lesdits autres groupes étant alimentés indirectement, lors de cette deuxième phase d’alimentation, au niveau de leurs sorties respectives, par le fluide d’alimentation issu de la sortie du deuxième groupe, Une phase de purge succédant au cycle d’alimentations alternées, ladite phase de purge comprenant une ouverture de l’organe de purge de façon à évacuer des fluides non réactifs issus au moins en partie du fluide d’alimentation. Avantageusement, la phase de purge est déclenchée de façon synchronisée avec un déplacement des fluides non réactifs accumulés sous forme d’un agrégat dit bouchon, lorsque ledit bouchon se situe en partie au moins dans les lignes d’évacuation. Ainsi synchronisée, la phase de purge d’une pile à combustible à architecture ping-pong est déclenchée au moment optimal vis-à-vis du cycle d’alimentations alternées. Un principe du procédé selon la présente invention consiste à déclencher l’ouverture de l’organe de purge de façon contrôlée, en déterminant le moment optimal pour déclencher cette ouverture, et de préférence la durée de cette ouverture. En particulier, le déclenchement de la phase de purge se fait pendant une phase d’alimentation du cycle d’alimentations alternées et avant la fin de la phase d’alimentation . Cette approche est fondamentalement différente de l’approche enseignée dans le document brevet FR2975227, qui se contente de purger les groupes de la pile au bout de quelques cycles d’alimentation, au cours d’une phase de « dead end » où les deux groupes sont d’abord alimentés simultanément afin de repousser les espèces non-réactives à proximité de la sortie des deux groupes respectifs, avant ouverture de l’organe de purge. Cette phase de dead end est effectuée immédiatement à la fin d’une phase d’alimentation de durée standard d’un des groupes. Cela provoque une chute de la tension délivrée par la pile et une baisse des performances lors de la phase de purge. Cela conduit à augmenter la fréquence de purge, dans le but de limiter la chute de tension. De ce fait, la perte d’hydrogène dans les purges, et donc la consommation d’hydrogène par le système, sont augmentées. Au contraire, le procédé selon la présente invention est basé sur une meilleure compréhension des mécanismes réactionnels et fluidiques se produisant au sein de la pile. Dans le cadre du développement de la présente invention, il a été identifié que les produits et gaz non réactifs s’accumulent de façon localisée dans le circuit fluidique, sous forme d’un agrégat appelé bouchon. Ce bouchon se déplace en fonction des injections de fluide d’alimentation alternativement dans chacun des groupes de la pile. Ce déplacement provoque un brassage limité du mélange gazeux, induisant seulement un étalement du bouchon, sans parvenir à une véritable dilution des espèces non-réactives dans le flux d’espèce réactive. Dans le cadre du développement de la présente invention, il a été observé que la phase de dead-end succédant à la fin d’une phase d’alimentation d’un groupe, comme divulgué par le document FR2975227, ne permet pas de déplacer le bouchon en dehors du groupe de cellule. Selon ce procédé connu, le bouchon ne peut pas se situer dans les lignes d’évacuation. En effet, il a été identifié que le bouchon est poussé par l’alimentation et tiré par la consommation de réactifs. Cette dernière n’existant pas dans les lignes d’évacuation, la phase de dead end stabilise la position du bouchon là où il se trouve à la fin de la phase d’alimentation, sans pour autant le déplacer dans les lignes d’évacuation. Or il a été déterminé que le bouchon ne se trouve pas dans les lignes d’évacuation à la fin de la phase d’alimentation. Il est donc nécessaire de synchroniser le déclenchement de la phase de purge avec le déplacement du bouchon, lorsque celui-ci se trouve dans les lignes d’évacuation. Selon l’invention, le déclenchement de la phase de purge est effectué avant la fin de la phase d’alimentation qui précède la phase de purge. Par comparaison, la mise en œuvre du procédé de fonctionnement selon la présente invention permet de diminuer significativement la fréquence de purge. Cela peut permettre de réduire jusqu’à environ 60% la quantité d’hydrogène rejetée lors de la phase de purge, tout en obtenant une tension délivrée par la pile sensiblement constante. Il a également été observé que le bouchon a tendance à osciller autour d’une position d’équilibre dans le circuit fluidique. A titre d’exemple, lorsque la pile comporte deux groupes identiques reliés par des lignes d’évacuation symétriques, cette position d’équilibre se trouve typiquement au point milieu entre les sorties des groupes, à égale distance des sorties. Selon une possibilité préférée, l’organe de purge se trouve au niveau de cette position d’équilibre. A cette position d’équilibre, le bouchon présente une vitesse de déplacement sensiblement constante quelle que soit son sens de déplacement. Le déclenchement de l’ouverture de l’organe de purge est alors facilité, quel que soit le cycle d’alimentation qui précède ce déclenchement. Du fait de l’inertie de déplacement du bouchon, le bouchon passe par sa position d’équilibre avec un délai après avoir ouvert l’un des organes de commutation. Un objet de l’invention consiste notamment à déterminer ce délai de façon à ouvrir l’organe de purge au moment où le bouchon passe par sa position d’équilibre, au plus près de l’organe de purge. Cela permet de minimiser la perte en combustible non consommé. Cela permet de réduire le temps d’ouverture de l’organe de purge. La stabilité des performances de la pile à combustible est améliorée. Par ailleurs, en déclenchant l’ouverture de l’organe de purge au moment où le bouchon passe à proximité immédiate, il a été observé que la tension délivrée par la pile, à courant constant et à pression d’hydrogène constante, ne variait pratiquement pas. Une bonne synchronisation de l’ouverture de l’organe de purge avec le déplacement du bouchon permet ainsi avantageusement d’éviter une chute de la tension délivrée par la pile. Avec une tension globale de la pile à combustible plus élevée pendant cette phase de purge et un taux d’hydrogène rejeté plus faible, le rendement global de la pile à combustible et sa stabilité sont améliorés. Par conséquent et de façon avantageuse, le procédé de fonctionnement d’une pile à combustible présentant une architecture ping-pong selon la présente invention permet notamment, en optimisant le moment de purge, de réduire la consommation de fluide combustible et d’améliorer les performances électriques de cette pile à combustible. 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 une pile à combustible présentant une architecture ping-pong selon l’art antérieur. La représente un schéma simplifié d’une pile à combustible présentant une architecture ping-pong, selon un mode de réalisation de la présente invention. La représente des cycles d’alimentations alternées en entrées des groupes de la pile, selon un mode de réalisation de la présente invention. La représente le déplacement du bouchon de produits et gaz non réactifs lors d’une première phase d’alimentation de la pile à combustible, selon un mode de réalisation de la présente invention. La représente le déplacement du bouchon de produits et gaz non réactifs lors d’une deuxième phase d’alimentation de la pile à combustible, selon un mode de réalisation de la présente invention. La représente une phase de purge lorsque le bouchon est à une position d’équilibre à proximité de l’organe de purge, selon un mode de réalisation de la présente invention. La représente des cycles d’alimentations alternées en entrées des groupes de la pile, avec différents moments de purge, selon un mode de réalisation de la présente invention. La représente la tension délivrée par la pile à combustible lors de son fonctionnement, en réalisant des purges périodiques selon un premier moment de purge, selon un mode de réalisation de la présente invention. La représente la tension délivrée par la pile à combustible lors de son fonctionnement, en réalisant des purges périodiques selon un deuxième moment de purge, selon un mode de réalisation de la présente invention. La représente la tension délivrée par la pile à combustible lors de son fonctionnement, en réalisant des purges périodiques selon un troisième moment de purge, selon un mode de réalisation de la présente invention. La représente la tension délivrée par la pile à combustible lors de son fonctionnement, en réalisant des purges périodiques selon un quatrième moment de purge, selon un mode de réalisation de la présente invention. La représente une simulation de la concentration d’azote au niveau de l’organe de purge vis-à-vis des phases d’alimentations alternées, selon un mode de réalisation de la présente invention. 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 différents organes et les différentes parties du circuit fluidique sont illustrés par des schémas qui ne sont pas représentatifs de la réalité. DESCRIPTION DÉTAILLÉE Avant d’entamer une revue détaillée de modes de réalisation de l’invention, sont énoncées ci-après des caractéristiques optionnelles qui peuvent éventuellement être utilisées en association ou alternativement : Selon un exemple, le cycle d’alimentations alternées présente une période T et la phase de purge est déclenchée pendant une phase d’alimentation et avant la fin de la phase d’alimentation , au bout d’un délai après le début de la phase d’alimentation tel que : avec la demi-période, et Avec la surface active de la pile, la densité de courant et la constante de Faraday, la constante des gaz parfaits, la température de la pile, le volume traversé par le fluide dans la pile, la pression du fluide dans la pile et la pression de vapeur saturante à la température de la pile. Le bouchon comprend typiquement de l’azote et de la vapeur d’eau en plus de l’hydrogène qui se trouve en concentration réduite. Selon un exemple, le cycle d’alimentations alternées présente une période T et la phase de purge est déclenchée pendant une phase d’alimentation et avant la fin de la phase d’alimentation , au bout d’un délai compris entre . Selon un exemple, le cycle d’alimentations alternées présente une période T et la phase de purge est déclenchée pendant une phase d’alimentation et avant la fin de la phase d’alimentation , au bout d’un délai . En pratique, de l’eau liquide se trouve également dans le circuit fluidique. Cette eau liquide peut affecter la dynamique de déplacement du bouchon. Un délai sensiblement égal à T/4 permet de prendre en compte un retard dans le déplacement du bouchon dû à l’eau liquide, et/ou d’évacuer cette eau liquide. Selon un exemple, la phase de purge comprend un délai de « dead end » et l’ouverture de l’organe de purge est effectuée après le délai de dead end. Selon un exemple alternatif, la phase de purge ne comprend pas de délai de « dead end » et l’ouverture de l’organe de purge est effectuée au déclenchement de la phase de purge. Selon un exemple, la pile comprend seulement deux groupes, les sorties de ces deux groupes sont situées à égale distance de l’organe de purge, et les première et deuxième phases d’alimentation du cycle d’alimentations alternées présentent une même durée T/2. Cette construction « symétrique » de la pile et du cycle d’alimentations alternées permet de mieux contrôler les oscillations du bouchon dans le circuit fluidique. Cela facilite la détermination du moment optimal pour le déclenchement de l’ouverture de l’organe de purge. Selon un exemple, la phase de purge comprend, avant ou lors de l’ouverture de l’organe de purge, une alimentation en entrée de tous les groupes, chaque organe de commutation étant passant. Selon un exemple, l’ouverture de l’organe de purge est effectuée après l’alimentation en entrée de tous les groupes, après un délai dit « dead-end ». Cela permet de stabiliser le bouchon à sa position d’équilibre. Si le déclenchement de la phase de purge est effectué au bon moment, tel que déterminé par l’invention, la phase de dead-end fige le déplacement du bouchon entre les groupes, dans les lignes d’évacuation. Selon un exemple, l’alimentation en entrée de tous les groupes est effectuée simultanément à l’ouverture de l’organe de purge. Selon un exemple, la phase de purge ne comprend pas d’alimentation en entrée de tous les groupes avant l’ouverture de l’organe de purge. L’ouverture de l’organe de purge succède ainsi directement à une phase d’alimentation partielle d’un groupe. Cela permet de raccourcir la phase de purge. Les performances de la pile sont améliorées ou plus constantes. Selon un exemple, un courant électrique constant est imposé à la pile à combustible. Selon un exemple, le fluide d’alimentation injecté lors du cycle d’alimentations alternées présente une pression constante. Selon un exemple, l’ouverture de l’organe de purge est déclenchée lorsque au moins 70%, et de préférence au moins 80%, de la longueur LB du bouchon se situe dans les lignes d’évacuation, la longueur LB du bouchon étant mesurée selon la direction dans laquelle s’étend la ligne d’évacuation au point considéré. Selon un exemple, l’ouverture de l’organe de purge est déclenchée lorsque le bouchon est entièrement situé dans les lignes d’évacuation. L’évacuation du bouchon est optimisée. La quantité rejetée de fluide d’alimentation non consommé est diminuée. Selon un exemple, l’ouverture de l’organe de purge est déclenchée lorsque le bouchon occupe entièrement les lignes d’évacuation. Le bouchon peut éventuellement déborder dans les zones actives de la pile. Selon un exemple, l’ouverture de l’organe de purge est maintenue de sorte qu’une partie au moins du bouchon soit évacuée hors du circuit fluidique en passant par l’organe de purge, de préférence au moins 70%, de préférence entièrement. La durée d’ouverture de l’organe de purge est typiquement déterminée en fonction du volume du bouchon ou de la quantité de produits et de gaz non réactifs à évacuer. La durée d’ouverture de l’organe de purge est minimisée lorsque le bouchon se trouve au niveau de l’organe de purge ou au plus près de l’organe de purge. La quantité rejetée de fluide d’alimentation non consommé est diminuée. La chute de tension est limitée ou supprimée. Les performances de la pile sont optimisées. Selon un exemple, la pile à combustible comprend : un premier groupe de cellules électrochimiques présentant une première entrée et une première sortie, un deuxième groupe de cellules électrochimiques présentant une deuxième entrée et une deuxième sortie, un circuit fluidique destiné à alimenter par un fluide lesdits premier et deuxième groupes, et à évacuer ledit fluide desdits premier et deuxième groupes. Le circuit fluidique comprend typiquement une partie dite amont comprenant : un conduit d’alimentation principal configuré pour être relié à un réservoir stockant le fluide à une pression P1, dite haute pression, une première ligne d’alimentation reliée au conduit d’alimentation principal et reliée à la première entrée du premier groupe, une deuxième ligne d’alimentation reliée au conduit d’alimentation principal et reliée à la deuxième entrée du deuxième groupe. Le circuit fluidique comprend typiquement une partie dite avale comprenant : une première ligne d’évacuation reliée à la première sortie du premier groupe, une deuxième ligne d’évacuation reliée à la deuxième sortie du deuxième groupe, lesdites première et deuxième lignes d’évacuation étant reliées entre elles, de manière à permettre une alimentation en fluide du premier groupe via la première sortie, par le fluide ayant traversé le deuxième groupe, et inversement de manière à permettre une alimentation en fluide du deuxième groupe via la deuxième sortie, par le fluide ayant traversé le premier groupe, un conduit d’évacuation principal relié aux première et deuxième lignes d’évacuation, et configuré pour être relié à un échappement. La pile comprend typiquement en outre : au moins un organe de détente situé dans la partie amont du circuit fluidique, configuré pour diminuer la pression du fluide issu du réservoir, depuis la haute pression vers une basse pression, un premier organe de commutation sur la première ligne d’alimentation, configuré pour autoriser ou bloquer un écoulement du fluide vers la première entrée, un deuxième organe de commutation sur la deuxième ligne d’alimentation, configuré pour autoriser ou bloquer un écoulement du fluide vers la deuxième entrée, un organe de purge sur le conduit d’évacuation principal, configuré pour autoriser ou bloquer un écoulement du fluide vers l’échappement. Selon un exemple, l’au moins un organe de détente comprend un premier organe de détente configuré pour diminuer la pression du fluide issu du réservoir, depuis la haute pression vers une moyenne pression, et un deuxième organe de détente configuré pour diminuer la pression du fluide depuis la moyenne pression vers une basse pression. Sauf incompatibilité, des caractéristiques techniques décrites en détail pour un mode de réalisation donné peuvent être combinées aux caractéristiques techniques décrites dans le contexte d’autres modes de réalisation décrits à titre exemplaire et non limitatif. En particulier, des éléments décrits ou illustrés pour certains modes de réalisation de la pile et de son procédé de fonctionnement peuvent être combinés de manière à former un autre mode de réalisation qui n’est pas nécessairement illustré ou décrit. Un tel mode de réalisation n’est évidemment pas exclu de l’invention. Une pile à combustible selon la présente invention comprend au moins deux groupes de cellules électrochimiques. L’homme du métier n’aura aucune difficulté à mettre en œuvre un mode de réalisation comprenant plus de deux groupes de cellules électrochimiques. Dans le cadre de la présente invention, on entend par « système de pile à combustible à architecture ping-pong » un système comprenant au moins deux groupes de cellules électrochimiques réparties dans un ou plusieurs empilements. Chaque groupe est ainsi constitué d’une série de cellules électrochimiques interconnectées électriquement et fluidiquement. Les cellules se présentent typiquement sous forme d’un assemblage membrane-électrode couramment désigné AME. La pile comprend ici au moins deux cellules empilées, et de préférence au moins dix. Le système de pile à architecture ping-pong présente typiquement différentes phases de fonctionnement, en particulier, une première phase pendant laquelle un premier groupe est alimenté directement en entrée du premier groupe, le deuxième groupe étant alimenté uniquement en sortie du deuxième groupe par le gaz sortant du premier groupe, une deuxième phase pendant laquelle le deuxième groupe est alimenté directement en entrée du deuxième groupe, le premier groupe étant alimenté uniquement en sortie du premier groupe par le gaz sortant du deuxième groupe, et une phase de purge. La phase de purge comprend éventuellement une troisième phase d’alimentation simultanée des premier et deuxième groupes en entrée des premier et deuxième groupes, et une ouverture de l’organe de purge. Les première et deuxième phases sont effectuées en alternance et sont typiquement de durées égales, aux changements de régimes près de la pile. La phase de purge succède aux première et deuxième phases. Un principe de l’invention consiste à déclencher la phase de purge après une phase d’alimentation partielle, c’est-à-dire une phase d’alimentation raccourcie, de façon à ce que le bouchon soit situé au bon endroit pour ouvrir l’organe de purge. Ainsi la phase d’alimentation qui précède la phase de purge présente une durée inférieure à la durée de chaque première et deuxième phase d’un cycle d’alimentation alternée. La détermination de cette durée inférieure est un objet de la présente invention. Les termes « haute pression », « moyenne pression » et « basse pression » sont parfaitement clairs pour l’homme du métier. Une haute pression est strictement supérieure à une moyenne pression. Une moyenne pression est strictement supérieure à une basse pression. Une haute pression est généralement supérieure à 50 bars, voire supérieure à 100 bars. Une haute pression peut atteindre jusqu’à 700 bars, voire plus en fonction des conditions. Une pression moyenne est généralement comprise entre 5 et 40 bars, typiquement entre 5 et 20 bars. Une basse pression est généralement inférieure à 4 bars. Dans le cadre de la présente invention, une entrée ou une sortie d’un groupe de la pile, présentent typiquement chacune un aspect structurel et un aspect fonctionnel. Ainsi structurellement, l’entrée et la sortie correspondent à des premier et deuxième orifices de passage pour le fluide combustible. Fonctionnellement, l’entrée et la sortie désignent respectivement l’admission et l’évacuation du fluide combustible. Dans la mesure où le sens de circulation du fluide au sein du groupe est inversé alternativement, l’entrée et la sortie peuvent être fonctionnellement interverties. Ainsi, le premier orifice de passage peut former l’entrée ou la sortie fonctionnellement, et inversement, le deuxième orifice de passage peut former la sortie ou l’entrée fonctionnellement. Pour faciliter la compréhension vis-à-vis de la circulation du fluide dans les cellules de la pile, nous conservons uniquement les termes entrée/sortie et leurs références correspondantes sur les dessins d’accompagnement, respectivement X1 (X= 1…2) pour l’entrée et X2 (X= 1…2) pour la sortie, indépendamment de leur affectation fonctionnelle. Dans le cadre de la présente invention, les sorties des groupes sont en communication fluidique entre elles, via les lignes d’évacuation propres à chacun des groupes. Chaque ligne d’évacuation s’étend entre la sortie du groupe considéré et un conduit d’évacuation principal commun. Chaque ligne d’évacuation peut emprunter des sections d’autres lignes, par exemple d’autres lignes d’évacuation. Ainsi, des sections d’une ligne d’évacuation donnée peuvent être communes avec des sections d’autres lignes d’évacuation. Des points de piquage ou des embranchements peuvent être physiquement présents le long de la ou des lignes d’évacuation. Des organes peuvent également être présents le long de ces lignes d’évacuation, par exemple des organes de régulation. L’ensemble des lignes d’évacuation peut former un collecteur de sortie de la pile relié au conduit d’évacuation principal de la pile. L’organe de purge se trouve typiquement sur le conduit d’évacuation principal de la pile, de préférence à proximité d’une intersection des lignes d’évacuation. Le fonctionnement de la pile selon l’invention est basé sur une succession de phases d’alimentation et d’évacuation différentes entre elles. Sauf mention explicite, les termes « succession » ou « successif » n’implique pas nécessairement, même si cela est généralement préféré, que les phases se suivent immédiatement, des phases ou des étapes intermédiaires pouvant les séparer. Sur les figures annexées, un sens de circulation du fluide dans le circuit fluidique est indiqué par une flèche. Sur les figures annexées, par souci de clarté, une seule pile comprenant deux groupes est illustrée. Il est entendu que la description de cette pile s’étend à toutes les variantes en nombre de piles, de groupes etc. Dans les exemples qui suivent, la pile à combustible est décrite et illustrée pour une architecture ping-pong comprenant deux groupes de cellules sensiblement identiques. Il est néanmoins parfaitement envisageable de mettre en œuvre plus de deux groupes et/ou des groupes dimensionnés différemment, sans se départir du principe général de purge synchronisée explicité ci-après. Les groupes peuvent également être répartis dans différentes piles reliées fluidiquement entre elles. L’idée originale mise en œuvre dans le cadre du développement de la présente invention consiste notamment à déclencher l’ouverture de l’organe de purge au moment optimal, lorsque le bouchon formé par les produits et gaz non réactifs passe à proximité immédiate de l’organe de purge. L’existence et le déplacement d’un bouchon ont en effet été observés par le biais de simulations numériques dans le contexte de l’alimentation ping-pong, alors que ce fonctionnement pouvait laisser supposer une homogénéisation liée au brassage. Le déclenchement de la phase de purge au moment optimal permet de limiter le rejet de gaz combustible. Cela permet de réduire le temps d’ouverture de l’organe de purge. Cela permet de stabiliser la tension délivrée par pile. Les performances de la pile sont ainsi globalement améliorées, notamment en termes de consommation et de puissance fournie. On entend par « bouchon » un volume de gaz comprenant une fraction importante d’espèces non réactives et/ou de produits de réaction accumulés et localisés ou localisables dans le circuit fluidique. Un tel bouchon ne signifie pas que le circuit fluidique est complètement obstrué. Le bouchon peut, sans que cela soit obligatoire, former une obstruction partielle du circuit fluidique. Le bouchon s’apparente typiquement à une poche de gaz ne participant pas à la réaction. Elle est principalement constituée d’azote et d’eau vapeur, elle peut contenir également d’autres espèces non réactives présentes dans l’air ou issues de réactions parasites telles que l’Argon ou le dioxyde de carbone. Cette poche de gaz devient gênante pour la réaction et constitue le bouchon lorsque la proportion de dihydrogène du mélange gazeux descend en dessous de 70% (hors humidité).La formation du bouchon et ses déplacements peuvent être mis en évidence par simulation numérique. Dans la suite, le procédé de fonctionnement est mis en œuvre et décrit pour le compartiment anodique d’une pile à hydrogène, c’est-à-dire pour le circuit fluidique alimentant les cellules du côté de l'anode par de l'hydrogène (combustible). Le procédé peut également être mis en œuvre dans le compartiment cathodique alimenté en comburant, c’est-à-dire pour le circuit fluidique alimentant les cellules du côté de la cathode, typiquement lorsque le comburant est constitué en majeure partie d'oxygène (teneur en oxygène par exemple supérieure à 50% dans le gaz sec). Comme mentionnée plus haut, la illustre une pile à combustible 1 présentant une architecture ping-pong typique. Elle est reliée à un réservoir d’hydrogène haute pression 2 et comprend un circuit fluidique composé d’une partie 3 en amont des groupes 10, 20 de cellules électrochimiques, et d’une partie 4 en aval des groupes 10, 20 de cellules électrochimiques. Les groupes 10, 20 peuvent être imbriqués dans un seul et même empilement, avec une alternance de cellules du premier groupe et du deuxième groupe, comme décrit dans le document brevet FR2975227. La partie 3 amont comprend typiquement une vanne d’arrêt 30 en sortie du réservoir 2, un conduit d’alimentation principal 300 sur lequel sont montés successivement un premier détendeur 31 et un deuxième détendeur 32. Le premier détendeur 31 permet de diminuer la pression du fluide issu du réservoir 2 depuis une pression dite haute de l’ordre de quelques centaines de bars vers une pression dite moyenne de l’ordre de quelques dizaines de bars. Le deuxième détendeur 32 permet de diminuer la pression du fluide issu du premier détendeur 31 depuis la moyenne pression vers une pression dite basse de l’ordre de quelques bars. La partie 3 amont du circuit fluidique comprend également une première ligne d’alimentation 100 reliant le conduit d’alimentation principal 300 à l’entrée 11 du premier groupe 10 de cellules électrochimiques, et une deuxième ligne d’alimentation 200 reliant le conduit d’alimentation principal 300 à l’entrée 21 du deuxième groupe 20 de cellules électrochimiques. Les première et deuxième lignes d’alimentation 100, 200 comprennent respectivement chacune au moins un organe de commutation, typiquement une première vanne de commutation 101v et une deuxième vanne de commutation 201v assurant soit le passage, soit le blocage du fluide vers chacun des groupes 10, 20. D’autres configurations d’alimentation, par exemple avec des injecteurs, sont également possibles. Le procédé de fonctionnement décrit ici s’attache plus particulièrement à la phase de purge de la pile, quelle que soit la configuration d’alimentation permettant une alimentation alternée des différents groupes de la pile. La partie 4 avale du circuit fluidique comprend typiquement une première ligne d’évacuation 120 reliant la sortie 12 du premier groupe 10 de cellules électrochimiques au conduit d’évacuation principal 400, et une deuxième ligne d’évacuation 220 reliant la sortie 22 du deuxième groupe 20 de cellules électrochimiques au conduit d’évacuation principal 400. Les première et deuxième lignes d’évacuation 120, 220 forment typiquement un collecteur de sortie de la pile 1. Le conduit d’évacuation principal 400 est relié à un échappement 41, et est pourvu d’une vanne de purge 40. La illustre de façon simplifiée certains éléments de la pile à combustible illustrée à la . En particulier, les groupes 10, 20 de cellules électrochimiques et les lignes d’évacuation 120, 220 du circuit fluidique sont schématiquement alignés ici selon un seul axe x. Cela permet de visualiser plus facilement une position des produits et des gaz non réactifs accumulés le long de l’axe x, en fonction des phases d’alimentation alternée. Le point M correspond ici à l’intersection des lignes d’évacuation 120, 220 et du conduit d’évacuation principal 400. Le point M est ici situé à égale distance des sorties 12, 22. La pile présente ici une symétrie de construction qui facilite la compréhension des mécanismes de déplacement du « bouchon » de produits et gaz non réactifs dans les groupes 10, 20 et dans les lignes d’évacuation 120, 220. Même si cette symétrie de construction est préférée en pratique, d’autres dimensionnements de pile sont possibles, par exemple avec des lignes d’évacuation de longueurs différentes reliées à des groupes de tailles différentes. L’homme du métier saura ajuster ce dimensionnement en fonction de ses besoins. La illustre des cycles d’alimentation alternée des deux groupes 10, 20. Un cycle d’alimentation présente ici une période T et comprend une première phase où l’un des groupes uniquement est alimenté pendant une durée comprise entre t0 et t1, par exemple le premier groupe 10, suivie d’une deuxième phase où l’autre des groupes uniquement est alimenté pendant une durée comprise entre t1 et t2, par exemple le deuxième groupe 20. Selon une possibilité, en particulier lorsque les groupes 10, 20 sont dimensionnés de la même manière, la durée de la première phase est égale à la durée de la deuxième phase t1 – t0 = t2 – t1 = T/2. Cela simplifie la dynamique de déplacement du bouchon au sein des groupes. Le déplacement du bouchon présente typiquement dans ce cas des oscillations périodiques ou pseudopériodiques. D’autres cycles d’alimentation alternée sont néanmoins possibles. Les figures 4A, 4B illustrent schématiquement un cycle d’alimentation alternée de période T avec une première phase d’alimentation de durée T/2 et une deuxième phase d’alimentation de durée T/2. La période T est typiquement comprise entre 0,1 s et 10 s. Selon un exemple, la période T, c’est-à-dire la durée d’un cycle d’alimentation alternée, est de l’ordre de 1 s. Selon un exemple, la demi-période T/2, c’est-à-dire la durée d’une phase d’alimentation, est comprise entre 0,3 s et 0,5 s environ. La illustre schématiquement la première phase d’alimentation du cycle d’alimentation alternée, à l’instant t1, c’est-à-dire à la fin de la première phase d’alimentation, juste avant le basculement vers la seconde phase. La vanne de commutation 101v est ouverte, la vanne de commutation 201v est fermée et la vanne de purge 40 est fermée. Le fluide d’alimentation, typiquement l’hydrogène dans le compartiment anodique, est injecté en entrée 11 du groupe 10. Il est en partie consommé en traversant le groupe 10, puis circule le long des conduits d’évacuation 120, 220 pour entrer dans le groupe 20 par la sortie 22 du groupe 20. Il est en partie ou totalement consommé au sein du groupe 20. Lors de la réaction de l’hydrogène du compartiment anodique avec l’oxygène du compartiment cathodique, des produits de réaction, typiquement de l’eau, éventuellement du dioxyde de carbone, sont générés au sein des groupes 10, 20. La majorité des réactions a lieu dans le compartiment cathodique, mais les produits de réaction sont typiquement transportés par diffusion ou perméation vers le compartiment anodique au travers de la membrane échangeuse de protons. D’autres espèces non réactives, typiquement l’azote, peuvent également passer depuis le compartiment cathodique jusqu’au compartiment anodique par perméation au travers de la membrane échangeuse de protons. Ces produits de réaction et ces espèces non réactives forment typiquement un bouchon B, dans lequel la teneur en hydrogène est réduite, qui se déplace ici « le long de l’axe x » du fait de l’injection d’hydrogène et de la consommation d’hydrogène. Le bouchon B est en effet à la fois poussé par l’injection d’hydrogène dans le groupe 10 vers l’extrémité du groupe 20 qui n’est pas alimenté, et tiré ou aspiré vers cette extrémité par dépression, du fait de la disparition des gaz réactifs présent dans cette zone. Ce phénomène d’aspiration du bouchon vers le second groupe, lié à la consommation de réactifs non-compensée par une injection de réactif dans le second groupe, intervient de façon significative dans son déplacement. A contrario, l’alimentation en réactif du premier groupe compense cette consommation de réactif du côté du bouchon correspondant à l’injection. La cinétique de déplacement du bouchon B est donc liée à l’apport de gaz réactifs neufs à l’entrée du groupe alimenté et à la disparition des gaz réactifs dans les zones où ont lieu les réactions. Cette cinétique de déplacement est donc directement proportionnelle au courant imposé à la pile à combustible, qui contrôle la cinétique de réaction. A l’instant t1, à la fin de la première phase d’alimentation, le bouchon B se trouve du côté de l’entrée 21 du groupe 20 qui n’est pas alimenté, à une position P2 comme illustré à la . La illustre schématiquement la deuxième phase d’alimentation du cycle d’alimentation alternée, à l’instant t2, c’est-à-dire à la fin de la deuxième phase d’alimentation et juste avant un nouveau basculement. La vanne de commutation 201v est ouverte, la vanne de commutation 101v est fermée et la vanne de purge 40 est fermée. L’hydrogène est injecté en entrée 21 du groupe 20. Il est en partie consommé en traversant le groupe 20, puis circule le long des conduits d’évacuation 220, 120 pour entrer dans le groupe 10 par la sortie 12 du groupe 10. Il est en partie ou totalement consommé au sein du groupe 10. Comme précédemment, le bouchon B se déplace sous l’influence de l’injection et de la consommation d’hydrogène. A l’instant t2, à la fin de la deuxième phase d’alimentation, le bouchon B se trouve du côté de l’entrée 11 du groupe 10 qui n’est pas alimenté, à une position P1 comme illustré à la . Lors des cycles d’alimentation alternée, le bouchon oscille donc entre deux positions P1, P2 situées du côté des entrées 11, 21 des groupes 10, 20. Cette oscillation se produit autour d’une position d’équilibre correspondant ici sensiblement à la position médiane M du point milieu. C’est cette dynamique d’oscillation particulière qui favorise le regroupement des produits et espèces non réactives en un agglomérat en mouvement qui est appelé ici le bouchon. En effet, une particule de gaz non-réactive sera aspirée/déplacée vers le côté opposé à l’injection d’autant plus vite qu’elle est éloignée de celui-ci du fait qu’il existe une surface réactive importante entre la particule et cette extrémité. De façon similaire, une particule non-réactive se trouvant proche de l’extrémité sans injection subira une aspiration/déplacement faible vers celui-ci, tendant vers une vitesse nulle au niveau de l’entrée qui n’est pas alimentée. Ce gradient cinétique favorise la concentration des espèces non-réactives pour former le bouchon, et le déplacement homogène de celui-ci autour du point M, plutôt qu’un mélange lié au brassage de ces espèces avec des espèces réactives. La vitesse de déplacement du bouchon B diminue de manière sensiblement linéaire entre l’entrée du groupe alimenté en hydrogène et l’entrée du groupe qui n’est pas alimenté. La vitesse maximale de déplacement du bouchon B est obtenue lorsque celui-ci se trouve au plus proche de la vanne d’alimentation ouverte, au début d’une phase d’alimentation, par exemple à t0, t1, t2 etc. Plus le bouchon B s’approche de l’extrémité non alimentée (vanne d’alimentation fermée), plus sa vitesse de déplacement se réduit puisque le débit d’hydrogène qui entraîne les gaz non réactifs par aspiration se réduit. Au point milieu M, la vitesse du bouchon B est de l’ordre de la moyenne arithmétique entre la vitesse maximale et la vitesse minimale du bouchon. La fréquence d’oscillation du bouchon B suit la fréquence 1/T des cycles d’alimentation alternée. Plus la fréquence 1/T des cycles d’alimentation alternée augmente, plus l’amplitude A des oscillations du bouchon B diminue, et inversement. Le volume du bouchon B et/ou la longueur LB du bouchon B augmentent à chaque phase d’alimentation alternée. Il est ainsi nécessaire d’évacuer le bouchon B après quelques cycles d’alimentation alternée, avant que le volume du bouchon B n’atteigne 20% ou 30% du volume total du compartiment anodique, par exemple après une dizaine de cycles d’alimentation alternée. La illustre schématiquement une phase de purge selon un mode de réalisation du procédé de fonctionnement. La vanne de purge 40 est ouverte. Les vannes de commutation 101v, 201v sont ici ouvertes. Cela favorise l’évacuation du bouchon B en poussant symétriquement de chaque côté au niveau des entrées 11, 21. L’ouverture de la vanne de purge 40 est déclenchée lorsque le bouchon B se trouve sensiblement à la position médiane M, au plus proche de la vanne de purge 40. Un tel déclenchement ainsi optimisé permet avantageusement de minimiser la durée d’ouverture, puisque le bouchon se trouve directement au bon endroit, c’est-à-dire au niveau de l’évacuation. Le bouchon B traverse alors la plus petite section de surface active avant de rejoindre l’échappement. Cela permet également de minimiser la perte en hydrogène n’ayant pas réagi, puisque ce dernier se trouve essentiellement dans les groupes 10, 20 et n’est pas piégé entre le bouchon B et la vanne de purge 40. La durée d’ouverture de la vanne de purge 40 est typiquement comprise entre 0,1 s et 10 s. Le déplacement du bouchon jusqu’à une position sensiblement médiane est effectué en appliquant une phase d’alimentation partielle, c’est-à-dire en faisant succéder à une phase d’alimentation d’un groupe une phase d’alimentation de l’autre groupe de durée sensiblement plus courte. On peut déterminer le délai de déclenchement optimal – pour lequel le bouchon B se trouve à la position médiane M – vis-à-vis de la dernière phase d’alimentation à partir d’un modèle de déplacement du bouchon tel que celui décrit ci-dessus. En particulier, il apparaît que le bouchon B passe par la position médiane M au milieu de chaque phase d’alimentation, à environ T/4 après le début d’une phase d’alimentation. La précision sur le délai de déclenchement est de préférence de l’ordre de 10 ms. La illustre quatre délais d 1 , d 25 , d 50 , d 75 correspondant respectivement à un déclenchement à 1%, 25%, 50%, 75% de la durée d’une phase d’alimentation, c’est-à-dire aux instants t = 0,01.T/2, t = 0,25.T/2, t = 0,50.T/2, t = 0,75.T/2. Les figures 7A à 7D illustrent la tension de cellule V en fonction des phases de fonctionnement C1, D1, E1, C2, E2, C3 de la pile, pour les différents délais de déclenchement d 1 , d 25 , d 50 , d 75 . Les phases C1, C2, C3 correspondent chacune à un fonctionnement de la pile pendant plusieurs cycles d’alimentation alternée, typiquement environ une dizaine de cycles enchaînés. La phase D1 correspond à une phase optionnelle dite de « dead-end » pendant laquelle tous les groupes de la pile sont alimentés simultanément et la vanne de purge est fermée. Le bouchon lors de cette phase est contraint à se stabiliser au niveau de sa position dans le circuit fluidique. Dans le cas où le bouchon ne se situerait pas déjà dans les conduits d’évacuation, on pourra noter que la phase de dead-end ne permet pas d’amener le bouchon en dehors du groupe de cellule, et donc en particulier dans les lignes d’évacuation. En effet, le bouchon est poussé par l’alimentation et tiré par la consommation. Or cette dernière n’existe pas dans la ligne d’évacuation. Cette phase optionnelle est donc de préférence effectuée au bout du délai de déclenchement. Dans ce cas, la vanne de purge reste fermée et toutes les vannes de commutation sont ouvertes. Ainsi, lorsque le délai de déclenchement correspond à la position optimale du bouchon dans le circuit fluidique, près de la vanne de purge, la phase de dead-end peut produire un effet synergique avec le déclenchement synchronisé pour améliorer et stabiliser le positionnement du bouchon au plus près de la vanne de purge. La phase D1 peut donc être associée à la phase de purge E1, typiquement en étant intercalée entre le délai de déclenchement et l’ouverture effective de la vanne de purge. Les phases E1, E2 correspondent à des phases de purge pendant lesquelles la vanne de purge est ouverte. Lors de l’ouverture de la vanne de purge, les vannes de commutation peuvent être ouvertes, simultanément ou préalablement. La phase E2 correspond à une phase de purge sans dead-end préalable. La phase de purge est ainsi avantageusement raccourcie. Les performances de la pile sont plus constantes. La tension moyenne délivrée est plus élevée que dans le cas d’une phase de purge avec dead-end. Selon une possibilité, le procédé de fonctionnement selon l’invention prévoit uniquement des phases de purge sans dead-end. Plusieurs délais de déclenchement des phases de purge sont présentés aux figures 7A à 7D pour illustrer l’importance de choisir un délai correct de démarrage de l’étape de purge, objet de l’invention. La illustre un déclenchement de D1 + E1 (phase de purge avec dead end) et de E2 (phase de purge sans dead end) à 1% d’une phase d’alimentation. Dans ce cas, la tension V chute au début de la phase de purge, typiquement lorsque le bouchon n’est pas encore amené à proximité de l’évacuation. L’alimentation en hydrogène du groupe de cellules contenant le bouchon est défavorisée par rapport à l’autre groupe où la perte de charge est moindre, ce qui induit cette chute de la tension V délivrée par les cellules. La illustre un déclenchement de D1 + E1 (phase de purge avec dead end) et de E2 (phase de purge sans dead end) à 25% d’une phase d’alimentation. Dans ce cas, la chute de la tension V, toujours au début de la phase de purge, est plus modérée que dans le cas précédent, le bouchon n’étant toujours pas majoritairement positionné dans les conduits d’évacuation. La illustre un déclenchement de D1 + E1 (phase de purge avec dead end) et de E2 (phase de purge sans dead end) à 50% d’une phase d’alimentation. Dans ce cas, la chute de la tension V est minimisée voire supprimée, en particulier lorsque le déclenchement n’est pas précédé de dead-end. Le bouchon est en position idéale au plus près de la vanne de purge et l’hydrogène participant à la réaction n’est pas évacué lors de la purge. Il continue à participer à la réaction. Cela contribue au maintien de la tension V délivrée par les cellules. La illustre un déclenchement de D1 + E1 (phase de purge avec dead end) à 75% d’une phase d’alimentation. Dans ce cas, la chute de la tension V reste plus modérée que dans le cas des déclenchements à 1% et à 25%. Cela peut être la conséquence d’un léger retard dans la dynamique de déplacement du bouchon, par exemple du fait d’espèces présentant une plus grande inertie de déplacement, telle que l’eau liquide par exemple. Par ailleurs, cette dernière étant retenue dans la ligne d’évacuation au moment du passage du bouchon, la gêne occasionnée par ce dernier pour la circulation du réactif dans le groupe qui le contient est réduite. Typiquement, lors d’une purge avant T/4, le bouchon est associé à de l’eau liquide. Cela provoque une perte de charge plus importante. L’alimentation des deux groupes est déséquilibrée. L’effet du bouchon sur la tension est accentué. Lors d’une purge après T/4, l’eau liquide est moins présente avec le bouchon, le déséquilibre d’alimentation est moins fort et l’effet du bouchon sur la tension est réduit. Selon une possibilité préférée en pratique, pour un ensemble à deux groupes, l’ouverture de la vanne de purge est déclenchée directement au milieu d’une phase d’alimentation, sans dead-end, au bout d’un délai correspondant à environ 50% de la durée de la phase d’alimentation, soit à environ T/4. Une certaine tolérance vis-à-vis de T/4 reste acceptable pour le déclenchement de l’ouverture de la vanne de purge. Ce déclenchement peut par exemple être effectué au bout d’un délai compris entre 30% et 70% de la durée de la phase d’alimentation. D’autres modèles peuvent être mis en œuvre pour déterminer le délai de déclenchement de la phase de purge, avec ou sans dead end, après le début d’un cycle d’alimentation, notamment pour tenir compte d’autres paramètres et/ou de conditions variables, par exemple en ce qui concerne le dimensionnement des groupes, les durées des différentes phases d’alimentation, une variation de l’intensité électrique et/ou de la pression d’hydrogène, l’augmentation de la taille du bouchon etc. Des simulations peuvent être mises en œuvre sur la base de ces modèles pour affiner le cas échéant la détermination du délai de déclenchement. Des abaques peuvent être établis pour une exploitation plus large de différentes piles à architecture ping-pong. Un exemple de modèle est décrit ci-après. Quel que soit le nombre de groupes de cellules, lors d’une phase d’alimentation donnée, il existe toujours deux ensembles de groupes : L’ensemble dans lequel groupe(s) reçoivent le fluide d’alimentation directement en entrée, L’ensemble dans lequel groupe(s) reçoivent le fluide d’alimentation ayant transité par l’ensemble , indirectement. Conformément au principe de l’architecture « ping-pong », un collecteur connecté à l’organe de purge est en connexion fluidique avec tous les groupes de cellules, donc avec les deux ensembles, quelle que soit leur nombre de groupes. Le procédé ping-pong est divisé en phases d’alimentations successives de ces deux ensembles placés en série fluidiquement. L’écoulement dans la pile est ici modélisé par un écoulement unidirectionnel le long d’une échelle adimensionnelle graduée entre -1 et +1, la position 0 correspondant à la position optimale vis-à-vis de l’organe de purge. L’entrée du fluide se fait alternativement en et en . Le premier ensemble de groupes de cellules est parcouru dans l’intervalle [-1 0[, et le deuxième ensemble est parcouru dans l’intervalle ]0 1]. On définit , et comme étant respectivement un flux molaire, le débit volumique total et la vitesse du mélange gazeux quelle que soit sa nature le long de sa position x comprise entre -1 et 1. Leur signe est positif si , et négatif si . Pour chaque élément de l’écoulement, le bilan matière sur l’hydrogène peut s’écrire : Où est un terme source correspondant à la consommation d’hydrogène. En intégrant [Math 3], on obtient le débit molaire à l’abscisse : Avec Le terme source vaut : Avec la surface active de la pile où a lieu la réaction, la densité de courant et la constante de Faraday. Si les deux ensembles et comportent un nombre de cellules différent, prendra une valeur différente selon que est positif ou négatif. Cette formulation permet donc de généraliser le problème à un nombre quelconque de groupes de cellules. Ainsi, pour avec et constants on obtient : Pour avec et constants on obtient : Le flux total de gaz contient de la vapeur d’eau : Le débit volumique total est donné par : La pile a un volume accessible au gaz , avec une distinction possible entre les abscisses négatives et positives, comme pour . La longueur d’écoulement dans un ensemble de groupe ou valant 1, la section de passage perpendiculaire à l’écoulement vaut . On en déduit la vitesse en fonction de l’abscisse : Afin de déterminer le meilleur instant pour la purge, à partir de l’équation de la vitesse, on peut calculer la position d’une molécule dans le flux grâce à l’équation : Cette équation différentielle peut être résolue numériquement dans le cas général grâce à des outils standards de simulation (par exemple via le logiciel Matlab Simulink). La simulation permet de prédire l’instant pour lequel , correspond à un passage de la molécule entre les deux ensembles et de groupes de cellules. Si la molécule est néfaste au fonctionnement de la pile, c’est à ce moment qu’il convient d’ouvrir la purge. Pour le pilotage de la pile, on pourra donc implémenter un algorithme de gestion de la purge intégrant soit directement ce modèle, soit un tableau de résultats de simulation dans les conditions opératoires atteignables par la pile. Des modèles plus complets peuvent être développés, en prenant en compte également le passage du gaz dans des zones non actives (notamment le collecteur de purge), ou encore l’écoulement de l’eau liquide. Ce dernier cas est plus complexe, mais aussi plus précis, car la purge sert à évacuer non seulement des gaz inertes, mais aussi de l’eau liquide, dont la présence nuit à la distribution du fluide d’alimentation également appelé réactif (combustible ou comburant). Sans aller vers une complexification du modèle, il est possible d’adapter la version présentée ici pour qu’elle prenne en compte d’une part des volumes additionnels en augmentant par exemple la valeur de , et d’autre part un écoulement d’eau liquide en considérant que celle-ci circule avec le gaz à une vitesse inférieure à ce dernier, la faisant apparaître plus tard dans le collecteur. Selon un exemple de mise en œuvre du modèle, on considère que les deux ensembles et comprennent chacun un groupe de cellules. Ils sont identiques, et sont traversés par le même courant électrique. On effectue également les approximations suivantes : , avec l’épaisseur du volume d’écoulement de surface frontale . Il vient : est une fonction constante par morceaux, qui vaut alternativement -1 et +1. La position en fonction du temps doit être d’abord définie pour une molécule partant de . On désigne par l’instant d’injection d’hydrogène au début d’une phase d’alimentation d’indice . On peut écrire pour supérieur à et hors changement de point d’entrée d’hydrogène la relation suivante : Avec Il s’agit d’une équation différentielle linéaire du premier ordre dont la solution est de la forme : A étant négatif, on a pour tendant vers l’infini : Par ailleurs, à : Soit Au final, il vient : Lors d’une alternance entre les deux entrées d’hydrogène, la molécule n’a pas le temps de parcourir la totalité des deux groupes de cellules (elle converge vers ce point à l’infini). Le point de départ pour la phase est noté , avec l’instant d’ouverture de l’entrée d’hydrogène pour la phase , et l’instant où cette même vanne aurait dû s’ouvrir pour que la molécule arrive à cet emplacement en partant de l’entrée. On peut alors écrire que le point de démarrage pour la phase est le même que le point d’arrêt pour la phase : On note que , d’où : On obtient finalement : L’instant théorique de purge est obtenu pour . L’instant de purge de la phase d’alimentation est noté . Il vérifie : Par ailleurs, en régime permanent, la différence entre et est constante et égale à . On a également la relation , avec la demi-période d’alternance entre les phases d’alimentation. On peut écrire : En posant , on obtient : Finalement, le délai de déclenchement de la purge s’écrit : Application numérique : Pa K Pa A/cm² cm² mm (cette valeur tient typiquement compte des volumes non actifs dans l’écoulement) s (période T = 0,8 s) s -1 Le délai de déclenchement obtenu pour ces valeurs numériques est : s, ce qui correspond à 34,3 % de la demi-période . La illustre l’évolution simulée de la concentration d’azote dans le collecteur au niveau de l’organe de purge (courbe N) en fonction des changements de phase d’alimentation. Ce modèle sous Matlab Simulink permet de visualiser l’étalement du bouchon, majoritairement formé d’azote. Dans ce cas particulier, l’instant où la concentration en azote est maximale devant l’organe de purge (maximum local) intervient bien avant la moitié de la demi-période, comme dans le calcul analytique précédent. L’optimum de déclenchement synchronisé de l’ouverture autour de 50 % de la demi-période observé en pratique est probablement imputable à l’eau liquide. On s’assurera donc que : Au travers des exemples précédemment décrits, il apparaît clairement que le procédé de fonctionnement selon l’invention permet d’améliorer la consommation et les performances d’une pile à combustible à architecture ping-pong. Ce procédé peut être avantageusement mis en œuvre pour des applications automobiles ou de transports lourds (terrestres, maritimes, aériens…). L’invention n’est pas limitée aux modes de réalisations précédemment décrits. Plusieurs piles, avec des groupes de cellules imbriquées, peuvent également être envisagées dans le cadre de la présente invention, en mettant en œuvre le principe de déclenchement synchronisé de la phase de purge. Procédé de fonctionnement d’une pile à combustible (1), ladite pile à combustible (1) comprenant une pluralité de groupes (10, 20) de cellules électrochimiques reliés entre eux par un circuit fluidique (3, 4), ledit circuit fluidique (3, 4) comprenant, pour chaque groupe, une ligne d’alimentation (100, 200) en entrée dudit groupe, et un organe de commutation (101v, 201v) sur ladite ligne d’alimentation, et, une ligne d’évacuation (120, 220) en sortie dudit groupe, ledit circuit fluidique étant configuré de sorte que les lignes d’évacuation (120, 220) communiquent fluidiquement entre elles et sont reliées à un organe de purge (40) commun, Ledit procédé comprenant au moins : Un cycle (C1, C2) d’alimentations alternées comprenant au moins : Une première phase d’alimentation dans laquelle un premier groupe (10) parmi la pluralité de groupes est alimenté directement en fluide d’alimentation, au niveau de son entrée (11), l’organe de commutation (101v) dudit premier groupe (10) étant passant tandis que les organes de commutation (201v) des autres groupes (20) de la pluralité de groupes sont bloqués, lesdits autres groupes (20) étant alimentés indirectement, lors de cette première phase d’alimentation, au niveau de leurs sorties (22) respectives, par le fluide d’alimentation issu de la sortie (12) du premier groupe (10), Une deuxième phase d’alimentation dans laquelle un deuxième groupe (20) différent du premier groupe (10) est alimenté directement en fluide d’alimentation, au niveau de son entrée (21), l’organe de commutation (201v) dudit deuxième groupe (20) étant passant tandis que les organes de commutation (101v) des autres groupes (10) de la pluralité de groupes sont bloqués, lesdits autres groupes (10) étant alimentés indirectement, lors de cette deuxième phase d’alimentation, au niveau de leurs sorties (12) respectives, par le fluide d’alimentation issu de la sortie (22) du deuxième groupe (20), Une phase de purge (E1, E2) succédant au cycle d’alimentations alternées, ladite phase de purge comprenant une ouverture de l’organe de purge (40) de façon à évacuer des fluides non réactifs issus au moins en partie du fluide d’alimentation, Ledit procédé étant caractérisé en ce que la phase de purge est déclenchée de façon synchronisée avec un déplacement des fluides non réactifs accumulés sous forme d’un agrégat dit bouchon (B), lorsque ledit bouchon (B) se situe en partie au moins dans les lignes d’évacuation (120, 220). Procédé selon la revendication précédente dans lequel le cycle d’alimentations alternées présente une période T et la phase de purge est déclenchée pendant une phase d’alimentation et avant la fin de la phase d’alimentation , au bout d’un délai tel que : avec la demi-période, et Avec la surface active de la pile, la densité de courant et la constante de Faraday, la constante des gaz parfaits, la température de la pile, le volume traversé par le fluide dans la pile, la pression du fluide dans la pile et la pression de vapeur saturante à la température de pile. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le cycle d’alimentations alternées présente une période T et la phase de purge est déclenchée pendant une phase d’alimentation et avant la fin de la phase d’alimentation , au bout d’un délai compris entre . Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le cycle d’alimentations alternées présente une période T et la phase de purge est déclenchée pendant une phase d’alimentation et avant la fin de la phase d’alimentation , au bout d’un délai . Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel la pile comprend seulement deux groupes (10, 20), les sorties (12, 22) de ces deux groupes (10, 20) sont situées à égale distance de l’organe de purge (40), et les première et deuxième phases d’alimentation du cycle d’alimentations alternées présentent une même durée T/2. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel la phase de purge comprend, avant ou lors de l’ouverture de l’organe de purge (40), une alimentation en entrée (11, 21) de tous les groupes (10, 20), chaque organe de commutation (101v, 201v) étant passant. Procédé selon la revendication précédente dans lequel l’alimentation en entrée de tous les groupes est effectuée simultanément à l’ouverture de l’organe de purge (40). Procédé selon la revendication 6 dans lequel l’ouverture de l’organe de purge (40) est effectuée après l’alimentation en entrée de tous les groupes, après un délai dit « dead-end ». Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel la phase de purge ne comprend pas d’alimentation en entrée de tous les groupes avant l’ouverture de l’organe de purge (40). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel un courant électrique constant est imposé la pile à combustible. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le fluide d’alimentation injecté lors du cycle d’alimentations alternées présente une pression constante. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel l’ouverture de l’organe de purge (40) est déclenchée lorsque au moins 70%, et de préférence au moins 80%, de la longueur LB du bouchon (B) se situe dans les lignes d’évacuation (120, 220), la longueur LB du bouchon (B) étant mesurée selon la direction dans laquelle s’étend la ligne d’évacuation au point considéré. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel l’ouverture de l’organe de purge (40) est déclenchée lorsque le bouchon (B) est entièrement situé dans les lignes d’évacuation (120, 220). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel l’ouverture de l’organe de purge (40) est déclenchée lorsque le bouchon (B) occupe entièrement les lignes d’évacuation (120, 220).