Brevet FR3163955A1 — publié le 20260102

La divulgation se rapporte à une cellule électrochimique (CEL) pour l’oxydation métallique comprenant une enceinte (E0) au sein de laquelle sont positionnées une première électrode (A1) et une deuxième électrode (C2), ladite cellule comprenant en outre des moyens de chauffage (MC3) du volume interne de ladite enceinte, la cellule étant configurée pour recevoir un électrolyte sous une forme solide, caractérisé en ce que la première électrode (A1) et/ou la deuxième électrode (C2) est au moins partiellement recouverte d’au moins une couche de transport anionique (CTA). Cellule électrochimique pour l’oxydation métallique, système et procédé correspondant Domaine de l’invention L’invention se rapporte à la production de métaux. L’invention se rapporte à plus particulièrement à la production de métaux par une méthode électrochimique. L’invention se rapporte plus particulièrement à l’électrolyse de métaux dans des conditions défavorables à l’utilisation d’électrolyte liquide. Art Antérieur La métallurgie rejette une quantité considérable de CO2, dont la production de fer seulement représente environ 7 % des émissions mondiales. Les procédés industriels en cours, s’appuient sur le procédé de carbothermie qui utilise le graphite pour la réduction des oxides métalliques à haute température, selon la formule suivante : Cependant, cette technologie n’est pas compatible avec les ambitions de neutralité carbone. L’alternative qui se présente s’appuie sur des technologies d’électrolyses hautes températures. Trois types d’électrolyseur des oxides métalliques sont en ce moment explorés : Fray-Farthing-Chen (FFC) Cambridge process par réduction indirect d’un solide (T° 700°C -900°C), Hall-Heroult® par réduction direct d’un eutectique (T° 1000°C) et Metal Oxide Electrolysis (MOE) par réduction direct de l’oxide métallique sous sa forme liquide (T° 1400°C -1600°C). Plusieurs acteurs se sont positionnés dans le domaine dont Boston Metal® avec la technologie MOE et Metalysis® avec la technologie FFC. Par exemple, la technologie de Boston Metal® « Électrolyse de l'oxyde fondu » (MOE) pour la production d'acier est un procédé d'électrolyse éliminant le besoin de charbon dans la production d'acier. Le procédé et la plateforme MOE développé peut utiliser de l'électricité renouvelable pour convertir du minerai de fer en métal liquide. Cette approche directe supprime plusieurs étapes du processus de fabrication de l'acier, évitant ainsi la production de coke, le frittage et la granulation du minerai de fer, la réduction en haut fourneau ou l'affinage en convertisseur basique à l'oxygène. Dans la plateforme MOE, une anode inerte est immergée dans un électrolyte contenant du minerai de fer, puis elle est électrifiée. Lorsque la cellule atteint une température de 1600°C, les électrons réduisent l'oxyde de fer contenu dans le minerai, produisant ainsi un métal liquide pur à la cathode. Il n'y a pas de dioxyde de carbone ni d'autres sous-produits nocifs : le seul sous-produit réalisé est l'oxygène dégagé à l’anode. La réaction globale est la suivante : De plus, la plateforme et la cellule MOE ne nécessite pas d'eau de traitement, de produits chimiques dangereux ou de catalyseurs à base de métaux précieux. Le résultat est un métal liquide propre et d'une grande pureté qui peut être envoyé directement à la métallurgie en poche - aucun réchauffage n'est nécessaire. D’autres acteurs se sont également positionnés pour l’utilisation in-situ du régolithe pour l’exploration spatiale, notamment pour la production de l’oxygène et de métaux pour la construction de matériels sur le sol lunaire. Cependant, les technologies d’électrolyse pour la réduction des oxydes souffrent de rendement de conversion relativement faibles, notamment à cause de la présence de boucles ioniques où les espèces réduites à la cathode (ex : Fe 2+ ) sont réoxydées à l’anode (ex : Fe 3+ ) à cause d’une diffusion importante dans un électrolyte liquide, et fonctionnent à des températures élevées (1600°C) ce qui a pour conséquence de réduire l’étendue des matériaux compatibles pour la conception de la cellule d’électrolyse. Par ailleurs, les interfaces gaz/liquide sont problématiques dans une cellule d’électrolyse en l’absence ou sous faible gravité. En effet, le décollage des bulles de gaz des électrodes est réduit ce qui induit une accumulation de gaz bloquant les réactions électrochimiques en l’absence de gravité. Il est donc souhaitable de disposer de solutions permettant d’améliorer le rendement de conversion lors de l’électrolyse des oxydes métalliques, d’abaisser la température pour la mise en œuvre de la cellule d’électrolyse et qui soit mieux adapté à des conditions de mise en œuvre sous faible gravité par la suppression d’une phase liquide. L’invention vient améliorer la situation. L’invention vient améliorer la situation. Plus particulièrement, l’invention autorise la mise en œuvre d’une réduction métallique a de relativement faible température, sans nécessairement nécessiter d’électrolyte liquide, qui permet de réaliser la production de métal même en l’absence de gravité ou en présence d’une faible gravité. Plus particulièrement, la divulgation se rapporte à une cellule électrochimique pour la réduction des oxydes métalliques comprenant une enceinte au sein de laquelle sont positionnées une première électrode et une deuxième électrode, ladite cellule comprenant en outre des moyens de chauffage du volume interne de ladite enceinte, la cellule étant configurée pour recevoir un électrolyte sous une forme (singulièrement) solide. Selon l’invention, au moins une couche de transport ionique est située entre la première électrode et/ou la deuxième électrode et l’électrolyte (singulièrement) solide. Selon une caractéristique particulière la couche de transport anionique (CTA) est conformée pour transporter les anions de l’électrolyte solide vers une première électrode tout en évitant le blocage de cette électrode par la production de la phase gazeuse à sa surface. Par exemple, la couche de transport anionique est conformée pour transporter les anions vers l’anode tout en évitant le blocage de la réaction d’oxydation par la phase gazeuse produite à l'anode. Selon une caractéristique particulière les moyens de chauffage du volume interne de ladite enceinte sont configurés pour délivrer une température comprise entre 500°C et 1200°C. Selon une caractéristique particulière, l’électrolyte sous une forme solide est un verre. Selon une caractéristique particulière, le verre appartient au groupe comprenant : le verre sodocalcique ; le verre borosilicaté, la silice fondue, le verre de régolithe. Plus généralement il s’agit de tout autre matériau amorphe caractérisé par un point de transition vitreuse (T g ) et un point de fusion (T m ), tel que T g est inférieur à T m , offrant dans cet intervalle une plage de température de travail pour l’oxydoréduction. Selon une caractéristique particulière, ladite au moins une couche de transport anionique appartient au groupe comprenant : les sels fondus, comme par exemple le chlorure de calcium (CaCl 2 ) ; les eutectiques (de sels fondus), comme par exemple les carbonates de lithium et de potassium (Li 2 CO 3 -K 2 CO 3 ), de sorte à abaisser le point de fusion ; les métaux de la colonne 11 du tableau périodique des éléments comme par exemple l’argent (Ag) ou l’or (Au) ; les membranes solides conductrice d’anion avec par exemple le zircone stabilisé à l'oxyde d'yttrium (YSZ). Selon une caractéristique particulière, la première électrode est une anode et la deuxième électrode est une cathode. Selon un autre aspect, l’invention se rapporte également à un procédé d’électrolyse d’un électrolyte sous une forme solide. Ce procédé comprend la mise en œuvre d’une cellule électrochimique telle que décrite précédemment, au sein de laquelle l’électrolyte sous une forme solide est inséré. Selon une caractéristique particulière, le procédé comprend plus particulièrement : Une étape d’insertion de l’électrolyte sous forme solide au sein de la cellule électrochimique ; Une étape d’adjonction de la couche de transport anionique à l’interface entre la première électrode et l’électrolyte sous forme solide ; Une étape de fermeture hermétique de la cellule électrochimique ; Une étape de chauffage, à l’aide les moyens de chauffage M3, pour l’atteinte d’une température comprise entre la température de transition vitreuse et la température de fusion de l’électrolyte sous forme solide ; Une étape d’application d’une consigne en courant aux bornes des électrodes avec un générateur de courant, la densité de courant étant sélectionnée pour engager le processus d’oxydo-réduction. Ainsi, la cellule électrochimique de la divulgation peut être utilisée pour produire, par exemple à partir de régolite lunaire, des métaux et de l’oxygène, en utilisant de l’énergie produite in situ (par exemple à partir de l’énergie solaire). Le régolite étant en effet constitué à 99% d'oxygène, de sodium, de magnésium, d'aluminium, de silicium, de titane et de fer, celui-ci se prête bien à la mise en œuvre de la cellule électrochimique objet de la divulgation. D’autres mises en œuvre de la cellule électrochimique peuvent évidemment être effectuées en fonction des besoins. Selon un autre aspect, l’invention se rapporte également à la conduite de l’électrolyse à l’aide d’une cellule telle que précédemment décrite. Une telle conduite comprend la mise en œuvre d’un programme d’ordinateur exécutable par un processeur, sur une carte électronique de contrôle reliées aux différents moyens mis en œuvre pour l’utilisation de la cellule précédemment décrite. Un tel programme d’ordinateur contrôle la mise en œuvre de l’oxydoréduction de l’électrolyte sous une forme solide notamment en effectuant un contrôle de la température au sein de l’enceinte de la cellule, en pilotant l’application des consignes de courant aux bornes des électrodes, en actionnant les moyens d’extraction des gaz produits lors de l’oxydoréduction et en signalant la fin de la réaction lorsque certaines valeurs mesurées les indiquent. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de la divulgation apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : FIG. 1 illustre schématiquement une cellule électrochimique objet de l’invention ; FIG. 2 et FIG. 2 illustrent la mise en œuvre d’une première configuration de la cellule électrochimique ; FIG. 3 et FIG. 3 illustrent la mise en œuvre d’une deuxième configuration de la cellule électrochimique ; FIG. 4 et FIG. 4 illustrent la mise en œuvre d’une troisième configuration de la cellule électrochimique ; FIG. 5 illustre le courant en fonction de la tension appliqué aux bornes des électrodes avec du régolithe vitrifié dans un essai d’une configuration de la cellule de l’invention ; FIG. 6 et FIG. 6 illustrent l’utilisation d’une configuration de la cellule de l’invention avec d’une part une couche de transport anionique liquide et une couche de transport anionique solide. Description d’un mode de réalisation Comme indiqué ci-dessus, les techniques actuelles de réduction électrolytiques n’ont pas de bon rendement de conversion et/ou fonctionne sur des plages de températures élevées (>1200°C) et/ou bien utilise des composants extrêmement dangereux pour la santé humaine avec par exemple les composés fluorés dans les cellules Hall-Heroult et/ou ne sont pas compatible avec les situations de faible gravité. Dans ce contexte, la technique divulguée concerne l’utilisation d’une technique qui permet de travailler à des niveaux de température acceptables (T° comprise entre 500°C et 1200°C) et à des niveaux de rendement de conversion du courant proche de 90% (rendement de Faraday). Cette technique peut par ailleurs être mise en œuvre avec de nombreux oxides ou couches de transport anionique, et les résultats obtenus sont illustrés dans la présente. Selon la divulgation, il est décrit, en relation avec la FIG. 1 , une vue de coupe d’une cellule électrochimique CEL d’oxydation métallique comprenant une enceinte E0 au sein de laquelle sont positionnées une première électrode A1 et une deuxième électrode C2, la cellule électrochimique comprenant en outre des moyens de chauffage MC3 du volume interne de ladite enceinte. La cellule électrochimique est configurée pour recevoir un électrolyte E4 sous une forme solide par exemple. Selon la divulgation, la première électrode A1 et/ou la deuxième électrode C2 est au moins partiellement recouverte d’une couche de transport anionique CTA. Le contact entre l’électrolyte solide E4 introduit au sein de l’enceinte de la cellule électrochimique et la première électrode A1 est indirect. Il est effectué par l’intermédiaire de la couche de transport anionique CTA. La fonction de la CTA est de transporter les anions vers l’anode sans bloquer la phase gazeuse produite à l'interface de l’anode, comme cela est détaillé par la suite. Selon la divulgation, l’électrolyte sous une forme solide E4 introduit au sein de l’enceinte est un verre. Dans la cadre de la mise en œuvre de la présente, un verre est un matériaux amorphe caractérisé par une absence de réseau cristallin. Ce type de verre peut par exemple être le verre sodocalcique « Soda-Lime Glass » (SLG) qui comprend principalement du dioxyde de silicium (SiO 2 ), de la soude (Na 2 CO 3 ) et de la chaux (CaO). Il peut également s’agir d’un « Boro-Silicate Glass », qui est un type de verre qui contient du dioxyde de silicium (SiO 2 ) et de l'oxyde de bore (B 2 O 3 ) dans sa composition chimique. Il peut également s’agir de « Fused Silica », également connu sous le nom de silice fondue ou de verre de quartz fondu, obtenu à partir de dioxyde de silicium (SiO 2 ). Dans le cadre d’une application spatiale, il peut également s’agir de « Regolith Glass », type de verre formé naturellement à partir de la fusion de régolithe, par exemple à la surface lunaire. De plus, la mise en œuvre de la cellule électrochimique peut également présenter un intérêt pour des matériaux nano- ou micro-cristallins ou bien des cristaux. Les verres présentent cependant des températures de transition bien distinctes (T m et T g ) qui ne se retrouvent pas nécessairement dans les cristaux. Comme cela est expliqué par la suite, la température de la cellule électrochimique CEL devrait donc être contrôlée précisément pour ces matériaux. Ainsi, la cellule électrochimique CEL pour la réduction de métaux comprend, dans au moins une réalisation, les éléments suivants : L’enceinte E0 réfractaire, en matériau résistant aux hautes températures, comme l'alumine ou la zircone, pour contenir la cellule et isoler thermiquement le système. L’anode A1, en graphite ou en métal réfractaire, où a lieu l'oxydation des anions. Le graphite est un matériau qui est généralement consommé et dégage du CO 2 dans le cas où l’anion est l’ion oxygène alors que les métaux réfractaires sont idéalement utilisés dans le cadre des anodes inerte qui ne sont pas consommée et ont un taux d’usure relativement faible. La cathode C2, en métal ou en alliage conducteur, où se produit la réduction des ions métalliques. Le système de chauffage M3 (qui peut être externe), comme un four résistif ou à induction, pour maintenir la cellule à la température de fonctionnement requise (par exemple entre 500 et 1200°C). Au moins une couche de transport anionique (CTA), comme explicité précédemment. Un électrolyte E4 solide, sous la forme d’un verre. Une couche de conduction ISL (par exemple de l’étain) située entre la cathode et l’ électrolyte E4 solide, cette couche est optionnelle. Des collecteurs de courant C5, par exemple en acier inoxydable connectés aux électrodes A1 et C2 pour collecter les électrons et permettre la circulation du courant électrique. Des joints d'étanchéité J6 en matériau réfractaire, comme le mica ou la zircone, pour assurer l'étanchéité de la cellule et éviter les fuites de gaz, notamment de l’oxygène produit par la réaction. Un système d’extraction S7 en gaz pour extraire les gaz produits (par exemple O 2 ) dans la cellule. Cette structure permet de créer un environnement contrôlé pour la réduction électrochimique des oxydes métalliques vitrifiés tout en maximisant l’action anodique par le transport des anions hors de l'électrolyte solide. Les dimensions de cette cellule sont adaptées aux besoins et aux configurations. Le volume interne de réception de l’électrolyte E4 solide peut être de l’ordre du décimètre cube à plusieurs dizaines de décimètre cubes. La technique proposée permet ainsi de réaliser l'électrolyse du matériau (du verre) sur une plage de température T tel que avec Tg la température de transition du verre et Tm la température de fusion du verre. On rappelle à toute fins utiles que la température de transition du verre, également connue sous le nom de température de transition vitreuse (Tg), est la température à laquelle un matériau vitreux passe d'un état solide rigide à un état caoutchouteux et élastique. Cette transition se produit lorsque les chaînes moléculaires du verre commencent à se déplacer et à se réorganiser en réponse à l'augmentation de la température. En dessous de la température de transition vitreuse, le verre est dans un état solide et rigide, avec une structure moléculaire désordonnée et amorphe. Au-dessus de la température de transition vitreuse, le verre devient plus mou et élastique, avec une structure moléculaire plus fluide et mobile. La température de transition vitreuse est généralement comprise entre 500°C et 1200°C pour les verres courants et elle varie en fonction de la composition et de la structure moléculaire du verre. La température de fusion du verre (Tm) est la température à laquelle un matériau vitreux passe d'un état solide à un état liquide. Cette température dépend de la composition chimique et de la structure moléculaire du verre, ainsi que de la vitesse de chauffage pendant le processus de fusion. Lorsque le verre est chauffé à sa température de fusion, les chaînes moléculaires commencent à se briser et à se réorganiser, ce qui entraîne une perte de viscosité et une fluidité accrue. Le tableau suivant illustre les plages de température pour les verres décrits précédemment : Tg (°C) Tm (°C) Soda-Lime Glass 500 1000 Boro-Silicate Glass 700 1200 Fused Silica 1200 2200 Regolith Glass 600 1200 Dans ces plages de température, en fonction du verre mis en œuvre, la conductivité ionique est activée et les réactions électrochimiques sont possibles avec la réduction des cations (C m+ ) à la cathode et l'oxydation des anions (A n- ) à l'anode. On rappelle que la conductivité ionique est différente de la conductivité électrique : bien que les deux quantités soient souvent exprimées avec les mêmes symboles (σ - sigma) et unités (S/cm), ces deux conductivités sont différentes. La conductivité ionique est générée par le mouvement des ions sous l'effet d'un champ électrique. Le déplacement des ions se déroule dans un électrolyte tel que les solides et les solutions. La conductivité ionique est mesurée avec des signaux de l'ordre du kHz. Au contraire, la conductivité électrique est générée par le déplacement des porteurs de charge tel que les électrons ou les trous dans un métal ou un semiconducteur. La conductivité électrique peut être mesurée avec des signaux continus ou bien alternatifs. Les deux conductivités peuvent parfois être rencontrés dans un même milieu, en particulier à des températures supérieures à 1000°C. Cependant, à température ambiante, la conduction ionique peut être considérée comme l'unique type de conduction au travers d'un électrolyte. Comme indiqué précédemment, l'architecture de la cellule électrochimique est adaptée afin de permettre l'évacuation de la phase gazeuse générée à l'anode. En effet, la viscosité du verre sur cette plage de température, ne permet pas aux bulles de gaz d'être libérées de l'interface électrode (anode)-verre. La cellule électrochimique ainsi décrite peut fonctionner sur des gammes de courant relativement élevées (~ 0.1 – 2 A/cm²) pour la réduction des oxydes métalliques vitrifiés dans une plage de température relativement basse (500-1200°C). L’électrolyte solide E4 peut ressembler à une barre singulièrement cylindrique dont le diamètre et la longueur ne sont pas limités. Les électrodes (A1 et C2) sont positionnées à chaque extrémité de la barre cylindrique. La CTA, décrite ci-dessous, étant positionnée entre l’anode et la barre cylindrique. Le potentiel appliqué entre les électrodes est singulièrement proportionnel à la résistance équivalente induite par la barre cylindrique. La conductivité ionique du verre est estimée être comprise entre 0.1 et 1 S/cm sur la plage de température envisagée. L’effet joule généré au travers de la barre cylindrique permet de maintenir la cellule en température. Par ailleurs, certains verres comprennent des éléments volatils sous leur forme métallique réduite à la cathode avec par exemple le sodium métallique qui s'évapore à une température de 883°C et le magnésium qui s'évapore à une température de 1090°C. Pour cette raison, les inventeurs ont déterminé qu’il est avantageux de travailler à de relativement basses températures T comprises entre avec la température de vaporisation des éléments les plus volatils. Plus particulièrement, en considérant que pour T compris entre la conductivité ionique est activée, les éléments constitutifs du verre peuvent être réduits, notamment les cations, à la cathode selon la réaction : (1) avec , la phase métallique du cation et, les anions peuvent être oxydés à l'anode selon la réaction : (2) Cependant la forme A° est généralement une forme gazeuse qui ne peut être correctement évacuée de l'interface verre/anode sur la plage de température considérée. Afin d'améliorer cette interface une couche de transport des anions CTA est introduite selon l’invention. La CTA a pour fonction de transporter les anions vers l'anode sans bloquer la génération et l’évacuation de la phase gazeuse produite à l'interface entre l’oxyde métallique et l’anode. La CTA peut être un sel fondu (NaCl, CaCl 2 , etc.), un eutectique (par exemple un mélange de sels) ayant une faible viscosité, un métal liquide (ex : argent, or), ou bien un solide tel que le Zircone Stabilisé à l'Yttrium (YSZ). La CTA est sélectionnée en fonction de la plage de fonctionnement définie par les températures Tg et Tm du verre. Par exemple, un eutectique tel que CaCl 2 -NaCl est un bon CTA lorsque Tg Lorsqu’une CTA métallique est désirée, celle-ci est sélectionnée au sein de la colonne 11 du tableau périodique des éléments, avec un point de fusion intermédiaire (900-1100°C) et un haut potentiel d'oxydation (difficilement oxydable). Lorsqu’une phase liquide n'est pas désirée alors le CTA peut être une membrane solide conductrice d’anion sur laquelle une électrode est fritté. Une telle membrane ne laisse circuler que les anions et les conduits à l’anode. On peut par exemple adopter les technologies développées pour les piles à combustible à oxyde solide (SOFC) avec l’utilisation de demi-cellule du type YSZ/LSM (de l’anglais pour « Lanthanum strontium manganite ») ou bien YSZ/Ni ou autre pour évacuer l’oxygène produit à l’interface avec le verre dans le cas où l’anion du verre est l’ion oxygène (O 2- ). La membrane YSZ fonctionne sur des plages de température de 500 à 1100°C et l’épaisseur de la membrane est comprise entre 10µm et 5 mm. Aussi, si les propriétés du verre le permettent, une anode spécifique, singulièrement poreuse, permettant l’évacuation des gaz produits par la réaction d’oxydation peut être directement préparé sur la surface du verre. Par exemple l’utilisation d’une anode poreuse et spécifiquement conçue pour l’électrolyse des verres sous leur point de fusion peut ainsi être envisagée. L’anode poreuse est configurée pour oxyder les anions et d’évacuer les gaz de l’interface réactive. Cette option réduit le besoin d’une CTA. Le CTA peut également, dans certaines situations être le verre lui-même dans lequel un gradient de température est appliqué tel que la température T Tm à l'anode. Avec l'introduction de la CTA et l'électrolyse du verre pour , l'efficacité Faradique, qui est le niveau de conversion électrochimique des électrons injectés dans le système est estimé être proche de 90 %. En effet, les inventeurs ont déterminé que dans ces conditions, l'évolution des gaz à la cathode est supprimée, tout comme la conductivité électrique au travers de l'électrolyte et les boucles ioniques au sein de l’électrolyte. Ainsi, la technique décrite permet d’exploiter les propriétés des verres sur cette plage de température pour la production des métaux, notamment en conditions gravitationnelles variables (en l’absence de gravité ou avec une faible gravité, là où les électrolytes liquides classiques ne peuvent pas être utilisés), ainsi que dans l’industrie du nucléaire. Les figures 2a à 4b illustrent plusieurs exemples de réalisation de la cellule électrochimique de l’invention, dans lesquels plusieurs couches de transport anioniques et plusieurs configurations de cellules cellule électrochimiques sont représentées (les configurations de cellules cellule électrochimiques sont représentées en vue de coupe). Les moyens de chauffage ne sont pas représentés sur ces figures. La FIG. 2 illustre une vue de coupe d’un premier exemple de configuration de la cellule électrochimique CEL dans un montage à trois électrodes. Dans ce premier exemple la cellule électrochimique CEL comprend une anode A1, en graphite, en position verticale pénétrant dans la partie supérieure de la cellule CEL. La cellule CEL comprend également une cathode C2, en graphite, formant une base horizontale de la cellule CEL. Enfin, une électrode de référence e-ref55 est introduite préalablement au sein du verre sodocalcique SLG lors d’une chauffe au-dessus du point de fusion (Tm). L’électrode de référence est un fil de nickel-chrome. Une sonde de mesure de température Stemp est également introduite. Le volume de réaction électrochimique est délimité par une enceinte E0 de forme cylindrique composée d’alumine, jouant le rôle d’isolant. Dans cet exemple de réalisation, la cellule électrochimique est polarisée de 2 Volts entre la cathode et l’anode pendant qu’une lecture du potentiel de l’électrode de référence est effectuée. Le volume de réaction de la cellule CEL comprend une couche d’étain à l’état liquide (en chauffe), en contact avec la cathode C2 en graphite, le verre sodocalcique SLG, dont on souhaite effectuer la réduction, et du chlorure de calcium CaCl 2 (eutectique) en contact avec l’anode A1 qui joue le rôle de CTA. Comme illustré en FIG. 2 , le potentiel de l’électrode de référence se stabilise autour de T σ =250°C durant la chauffe. Pour T σ l’électrode de référence est flottante. Une transition S → L est visible et correspond à la transition solide-liquide du CaCl 2 à 772°C. Il est considéré, dans la configuration décrite sur la FIG. 2 et dont le résultat est présenté dans la FIG. 2 que le verre sodocalcique (SLG) se comporte comme un matériau sans viscosité, c’est-à-dire avec un coefficient infini, sous le point de fusion Tm (~ 1000°C) mais dont la conductivité ionique est activée à partir de 250°C lorsque le potentiel de l’électrode de référence est stabilisé, comme illustré sur la FIG. 2 . La FIG. 3 illustre un deuxième exemple de configuration de la cellule électrochimique CEL dans laquelle deux électrodes sont utilisées. La cellule électrochimique CEL comprend ainsi une anode A1, en position verticale pénétrant dans la partie supérieure de la cellule CEL. La cellule CEL comprend également une cathode C2, formant une base horizontale de la cellule CEL. Le volume de réaction électrochimique est délimité par une enceinte E0 de forme cylindrique composée d’alumine, jouant le rôle d’isolant. Dans cet exemple de réalisation, la cellule électrochimique CEL comprend également le dispositif de mesure de température D3. Le volume de réaction de la cellule CEL comprend du verre sodocalcique SLG avec une base d’environ 2 cm d’épaisseur et environ 3 cm de diamètre, dont on souhaite effectuer la réduction sur la cathode C2, et un mélange de carbonates de lithium et de potassium Li 2 CO 3 -K 2 CO 3 (eutectique) jouant le rôle de CTA en contact avec l’anode A1 et le verre sodocalcique SLG E4. La FIG. 3 représente les mesures de température, de densité de courant et de tension entre la cathode et l’anode sur une période de 50 minutes. On peut noter que la tension de la cellule tend à décroître à densité de courant constante et se stabilise entre 20 et 30 V. La densité de courant maximale durant cette configuration avoisine 0.4 A/cm². La FIG. 4 illustre un troisième exemple de configuration de la cellule électrochimique, dans lequel le verre (E4) est directement intégré sur la cathode sous la forme d’un cylindre plein de 2 cm de diamètre et 3 cm de haut. L’anode (A1) quant à elle forme un cylindre d’environ 5 cm de diamètre et 2 cm de haut, dont le volume interne est au moins partiellement complété avec un mélange de carbonates de lithium et de potassium Li 2 CO 3 -K 2 CO 3 (eutectique) qui joue le rôle de CTA. La FIG. 4 représente les valeurs de la température, du potentiel entre l’anode et la cathode ainsi que la densité de courant sur une période de 30 minutes. La densité de courant est graduellement augmentée pendant que la tension se stabilise entre 20 et 30 V. Des oscillations en potentiel sont observables et sont dues à l’accumulation de gaz sous le cylindre de verre qui est produit sur l’anode. Une densité de courant maximale d’environ 1 A/cm² est atteinte durant l’essai. Durant les deux essais présentés dans les FIG. 3 , 3b, 4a et 4b, la température de la cellule n’excède pas 780°C qui est en dessous des températures de vaporisation du sodium métallique et de la température de fusion du verre. Un dépôt métallique a été visuellement constaté entre la cathode et le verre dont la composition est un mélange ternaire des oxydes métalliques composant le verre, c’est-à-dire le sodium, le calcium et le silicium sous leur forme métallique. Les expériences ont ainsi prouvé qu’il est possible de réduire des oxydes métalliques sous une forme vitrifié sous la température de fusion (T m ) et avec l’addition d’une couche de transport anionique CTA. Enfin, la FIG. 5 représente le courant en fonction de la tension appliqué aux bornes des électrodes avec du régolithe vitrifié dont la forme est singulièrement une barre ronde de 1 cm de diamètre et 2 cm de haut reposant sur une cathode en graphite. Deux essais de la cellule ont été réalisées avec le régolithe : pour le premier de ces essais, la CTA prend la forme d’une couche de CaCl2 et pour le deuxième l’autre de l’argent liquide. Les essais de ces configurations ont été réalisés entre 800 et 950°C. Dans les deux cas, il est possible de mesurer un courant relativement stable traversant la barre ronde de régolithe pour une température inférieure au point de fusion (T m ) du régolithe, ce qui valide la technique mise en œuvre et l’objet de la divulgation. Ces différents exemples de réalisation permettent de définir que la température T σ à laquelle la conduction ionique débute est inférieure à la température de fusion T m du verre. Ceci peut être utilisé pour réduire le verre à une température plus basse que les méthodes traditionnelles sans émettre de dioxyde de carbone. Cette technique peut être mise en œuvre sur des abondantes variétés de verre disponible (TiO2, Fe2O3, régolithe amorphe etc.). Ceci est rendu possible grâce à la couche de transport anionique (CTA). Cette technologie ne dépend pas directement ou indirectement de gravité quand la CTA est solide et peut être utilisée pour produire des matériaux désoxygénés dans le cadre de programmes spatiaux. Un procédé simple de mis en œuvre pour produire de tels matériaux est le suivant, comme indiqué sur la Figure 6.a. avec une CTA liquide et la Figure 6.b. avec une CTA solide : La cellule est préparée, en fonction des réalisations pour accueillir le verre sélectionné ; Le verre sélectionné est inséré dans la cellule ; Puis une CTA est ajoutée à l’interface entre l’anode A1 et le verre ; La cellule est ensuite fermée hermétiquement et les moyens de chauffage M3 sont mis en fonction, jusqu’à atteindre une température comprise entre T g et T m permettant d’engager les processus d’oxydo-réduction ; Une consigne en courant est appliquée aux bornes des électrodes avec un générateur de courant. La densité de courant est sélectionnée pour engager les processus d’oxydo-réduction sans détériorer la CTA ou l’anode. Le générateur de courant s’adapte pour appliquer une tension adéquate afin d’obtenir la densité de courant désirée. Une fois le système stable, une électrolyse à un courant déterminé peut être réalisée. La durée est fonction de la quantité visée de matériaux à réduire. Par exemple, un volume de 1 cm³ de sodocalcique « Soda-Lime Glass » (SLG) est totalement réduit en 9 heures d’électrolyse à une densité de 0,5 A/cm² et un potentiel de 2 à 50 V et génère environ 1 litre d’oxygène pur dans les conditions standards. La réduction du verre s’effectue à la cathode tandis que les gaz issu de la réaction d’oxydation est produit à l’anode. Une fois la quantité de matériau à réduire atteinte, le système est arrêté et le résultat du processus est récupéré et refroidi à l’extérieur de la cellule. La CTA est recyclée. Des variantes de procédé peuvent être envisagées avec par exemple un procédé d’extraction des matériaux sous leur forme réduite fonctionnant en continu. Dans ce cas une zone haute température est nécessaire pour faire fondre les oxydes métalliques au-dessus de leur point de fusion T m . La réaction à la cathode se réalisant sous le point de fusion T m et la température de transition du verre T g . La réaction à l’anode peut ici être réalisée au-dessus ou sous le point de fusion T m avec respectivement une anode inerte pour les hautes températures ou bien une CTA combinée à une anode inerte basse température. Aussi, si les propriétés de l’anode le permettent, l’anode peut être directement préparée sur l’électrolyte solide (E4) avec par exemple le frittage de matériaux poreux permettant l’évacuation de la phase gazeuse générée entre l’électrolyte solide et l’anode. Enfin dans le cas d’un système fonctionnant sous vide, la réaction d’oxydation peut être de manière complémentaire entraînée par effet thermoïonique. L’effet thermoïonique est l’émission d’électron dans le vide de la surface des matériaux avec l’augmentation de la température. L’émission des électrons J est décrite par l’équation de Richardson : J=A G T 2 exp(-Ф/k b T) avec T la température du métal en Kelvin, Ф la fonction de travail du métal, k b la constante de Boltzmann et A G la constante de Richardson. La cellule objet de la divulgation trouve un intérêt particulier dans le cadre de la mise en œuvre de la production de métaux de manière décarbonée, à des températures raisonnables, nécessitant une puissance électrique de chauffage réduite. En effet la configuration telle que proposée dans le cadre du prototype réalisé permet de déterminer que la puissance électrique nécessaire au fonctionnement de la cellule et compatible avec des puissances électriques tels que des panneaux photovoltaïques ou des éoliennes individuelles. De tels panneaux photovoltaïques peuvent être installés au sein d'environnement non contrôlés. L'avantage principal dès lors réside dans le fait qu’un système qui comprend une pluralité de panneaux photovoltaïques ou d'autres moyens de génération d'électricité verte, peut être connecté à une ou plusieurs cellules pour générer des métaux et de l’oxygène, lequel, si besoin, est stocké au sein d'une cuve adaptée à cet effet. Cet oxygène est ensuite utilisé en tant que réserve pour la production d’autres éléments, ou pour la consommation (par exemple dans le cadre d’un dispositif de recyclage de l’air ambiant). Dans d'autres situations, la mise en œuvre de la solution décrite dans le cadre de la présente peut s’effectuer dans des installations industrielles dédiées. Auquel cas les dimensions des cellules sont modifiées notamment pour leur permettre de produire des quantités supérieures d’oxygène et de métaux. Les cellules peuvent être connectées en séries ou bien en parallèles. L'objectif étant un cadre de cette mise en œuvre de favoriser l'utilisation d'électricité d'origine non carbonée pour favoriser la réduction de métaux. Dans le cadre d’une mise en œuvre sur le sol lunaire, la cellule peut également être alimentée par une source d’énergie produite localement conçus pour l'environnement spatial. Cellule électrochimique (CEL) pour la réduction des oxydes métalliques comprenant une enceinte (E0) au sein de laquelle sont positionnées une première électrode (A1) et une deuxième électrode (C2), ladite cellule comprenant en outre des moyens de chauffage (MC3) du volume interne de ladite enceinte, la cellule étant configurée pour recevoir un électrolyte (E4) sous une forme solide, caractérisé en ce que la première électrode (A1) et/ou la deuxième électrode (C2) est au moins partiellement recouverte d’au moins une couche de transport anionique (CTA). Cellule électrochimique (CEL) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couche de transport anionique (CTA) est conformée pour transporter les anions de l’électrolyte (E4) sous une forme solide vers l’électrode A1 ou bien l’électrode C2, tout en évitant le blocage de la réaction de cette électrode par la production de la phase gazeuse à sa surface. Cellule électrochimique (CEL) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de chauffage (MC3) du volume interne de ladite enceinte sont configurés pour délivrer une température comprise entre 500°C et 1200°C. Cellule électrochimique (CEL) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l’électrolyte (E4) sous une forme solide est un matériau amorphe caractérisé par un point de transition vitreuse (T g ) et un point de fusion (T m ) tel que T g m et une température de fonctionnement de la cellule électrochimique comprise entre T g et T m . Cellule électrochimique (CEL) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l’électrolyte sous une forme solide est un verre. Cellule électrochimique (CEL) selon la revendication 4 caractérisé en ce que le verre appartient au groupe comprenant : le verre sodocalcique ; le verre borosilicaté, la silice fondue, le verre de régolithe Cellule électrochimique (CEL) selon l’une quelconque des revendication 1 à 5, caractérisé en ce que ladite au moins une couche de transport anionique (CTA) appartient au groupe comprenant : les sels fondus ; les eutectiques, notamment des eutectiques de sels fondus ; des métaux de la colonne 11 du tableau périodique des éléments ; des membranes solides conductrice d’anion. Cellule électrochimique (CEL) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la première électrode (A1) est une anode et la deuxième électrode (C2) est une cathode. Procédé d’électrolyse d’un électrolyte sous une forme solide, le procédé comprenant la mise en œuvre d’une cellule électrochimique (CEL) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, au sein de laquelle l’électrolyte sous une forme solide est inséré. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend : Une étape d’insertion de l’électrolyte sous forme solide au sein de la cellule électrochimique (CEL) ; Une étape d’adjonction de la couche de transport anionique (CTA) à l’interface entre la première électrode (A1) et l’électrolyte sous forme solide ; Une étape de fermeture hermétique de la cellule électrochimique (CEL) ; Une étape de chauffage, à l’aide les moyens de chauffage M3, pour l’atteinte d’une température comprise entre la température de transition vitreuse (T g ) et la température de fusion (T m ) de l’électrolyte sous forme solide ; Une étape d’application d’une consigne en courant aux bornes des électrodes avec un générateur de courant, la densité de courant étant sélectionnée pour engager le processus d’oxydo-réduction.