Brevet FR3159593A1 — publié le 20250829

Ce système (1) d’évacuation de gaz est configuré pour se connecter à au moins deux boîtiers (2) pour batterie de stockage d’énergie électrique d’un aéronef et pour se connecter à une sortie de gaz (4) commune de l’aéronef. Le système (1) comprend pour chaque boîtier (2), un moyen d’évacuation (3) de gaz associé audit boîtier (2) et connecté à la sortie de gaz (4) commune. Le système (1) comprend des moyens synchronisés de connexion (5) adaptés pour établir de manière concomitante des connexions entre chaque boîtier (2) et son moyen d’évacuation (3) de gaz associé. Figure pour l’abrégé : Figure 3 Système d’évacuation de gaz depuis des boîtiers pour batterie d’un aéronef comprenant des moyens synchronisés de connexion entre chaque boîtier et des moyens d’évacuation de gaz du système La présente invention se rapporte à la gestion des gaz émis lors du fonctionnement de batteries, en particulier dans le domaine de l’aéronautique. Techniques antérieures Le changement climatique est une préoccupation majeure pour de nombreux organes législatifs et de régulation à travers le monde. En effet, diverses restrictions sur les émissions de carbone ont été, sont ou seront adoptées par divers Etats. En particulier, une norme ambitieuse s’applique à la fois aux nouveaux types d’avions mais aussi ceux actuellement en circulation nécessitant de devoir mettre en œuvre des solutions technologiques afin de les rendre conformes aux réglementations en vigueur. L’aviation civile se mobilise depuis maintenant plusieurs années pour apporter une contribution à la lutte contre le changement climatique. Les efforts de recherche technologique ont déjà permis d’améliorer de manière significative les performances environnementales des avions. La Déposante prend en considération les facteurs impactant toutes les phases de conception et de développement pour obtenir des composants et des produits aéronautiques moins énergivores, plus respectueux de l’environnement, et dont l’intégration et l’utilisation dans l’aviation civile ont des impacts environnementaux modérés. Par voie de conséquence, la Déposante travaille en permanence à la réduction de son impact climatique par l’emploi de méthodes et l’exploitation de procédés de développement et de fabrication vertueux et minimisant les émissions de gaz à effet de serre au minimum possible. Ces travaux de recherche et de développement soutenus portent notamment sur le développement de l’emploi des technologies électriques pour assurer la propulsion. Dans ce cadre, le stockage de l’énergie électrique à bord s’effectue par exemple au moyen de batteries (typiquement de type Lithium-Ion) à basse tension, typiquement une tension inférieure à 120V. Ce type de stockage présente des défis particuliers en termes de sécurité et de performance. En particulier, les batteries Lithium-Ion disposent d’une forte densité d’énergie par rapport à la masse et nécessitent un suivi important de leurs conditions de fonctionnement, comme la tension ou la température, et un système de refroidissement pour les maintenir dans une plage de température réduite. Au-delà d'un seuil de température dit « d'emballement thermique », il peut y avoir amorçage de réactions chimiques internes exothermiques. Lorsque l'accumulateur n'est plus capable d'évacuer suffisamment de chaleur, la température de la cellule augmente jusqu'à sa destruction. Autrement dit, un emballement thermique se produit dans une batterie lorsque l'énergie dégagée par les réactions exothermiques qui surviennent à l'intérieur de la batterie excède la capacité à dissiper cette énergie à l'extérieur. Cet emballement peut être suivi d'une génération de gaz et d'explosion et/ou feu, qui risque de propager la réaction aux autres cellules électrochimiques de la batterie. Pour contenir le phénomène d’emballement thermique, les batteries d’aéronefs sont généralement enfermées dans une structure de confinement dédiée (typiquement de type boîtier) et généralement associée à un système de gestion des gaz pouvant être générés lors de l'emballement thermique. Le confinement et la gestion des gaz sont des fonctions essentielles pour la sécurité des aéronefs, qui permettent de contrôler les risques liés à la surchauffe et à l'explosion des batteries. Par exemple, le document FR 313 1454 A1 au nom de la Déposante divulgue une structure de confinement de batterie, ou boîtier de batterie, comprenant un plateau associé à une cloche qui assure une fonction de guidage des gaz émis par la batterie lors de son fonctionnement, notamment en cas d’emballement thermique. La cloche comprend à cet effet une ouverture profilée destinée à la gestion des gaz et prévue afin que les gaz émis soient guidés dans une direction souhaitée. Cette conception vise à améliorer la sécurité en dirigeant les gaz potentiellement dangereux vers l’extérieur et loin des composants sensibles de l'aéronef. Cependant, le document FR 313 1454 A1 ne traite que du confinement et de la gestion des gaz émis par la batterie d’un seul boîtier. Or, dans la pratique courante, notamment dans l'industrie aéronautique, les systèmes de stockage d'énergie électrique comprennent généralement plusieurs batteries placées dans plusieurs boîtiers et fonctionnant en parallèle et/ou en série. Cette configuration multiple est adoptée pour répondre à des besoins élevés en énergie et pour assurer une redondance, élément clé dans la sécurité aéronautique. Le nombre de boîtiers de batterie embarqués à bord peut s’avérer important, par exemple de l’ordre de plusieurs dizaines. Chacun des boîtiers doit alors être connecté au système de gestion des gaz. Du fait du grand nombre de boîtiers de batterie, il peut s’avérer fastidieux de vérifier individuellement que chaque boîtier est bien connecté au système de gestion des gaz. Par ailleurs, il est connu d’utiliser des systèmes d’évacuation de gaz associés à des batteries d’aéronef afin d’assurer l’évacuation des gaz pouvant être émis lors de la détérioration d’une batterie. Cependant, la connexion de tels systèmes d’évacuation de gaz aux boîtiers contenant les batteries est une activité chronophage et sujette à des risques de sécurité lorsque la connexion n’est pas correctement établie. L’invention a pour objectif de proposer un système d’évacuation de gaz depuis des boîtiers pour batterie d’aéronef dont la sécurité et la facilité de connexion sont accrues, notamment lors de la connexion entre les boîtiers et la sortie des gaz à évacuer à l’extérieur. Le système recherché doit notamment faciliter la connexion de plusieurs boîtiers de batterie à un système commun d’évacuation des gaz. L’invention a pour objet un système d’évacuation de gaz configuré pour se connecter à au moins deux boîtiers pour batterie de stockage d’énergie électrique d’un aéronef, et pour se connecter à une sortie de gaz commune de l’aéronef. Le système comprend pour chaque boîtier, un moyen d’évacuation de gaz associé au boîtier et connecté à la sortie de gaz commune. Le système comprend des moyens synchronisés de connexion adaptés pour établir de manière concomitante des connexions entre chaque boîtier et son moyen d’évacuation de gaz associé. La connexion établie entre chaque boîtier et son moyen d’évacuation de gaz associé est de préférence réversible, le boîtier pouvant être déconnecté de son moyen d’évacuation de gaz à l’aide des moyens synchronisés de connexion. Un tel système d’évacuation de gaz permet une connexion centralisée à de multiples boîtiers et améliore la sécurité. De plus, la réversibilité des connexions permet une déconnexion centralisée. Un avantage additionnel est qu’il n’est pas nécessaire, pour vérifier la bonne connexion des moyens d’évacuation de gaz aux boîtiers, de vérifier chaque boîtier l’un après l’autre. Par exemple, les moyens synchronisés de connexion comprennent au moins deux barres de guidage reliées chacune à une première extrémité à un bras actionneur commun et à une seconde extrémité à une pièce à serrer associée aux moyens d’évacuation de gaz. De préférence, le nombre de barres de guidage est égal au nombre de boîtiers, chaque barre de guidage étant associée à un boîtier. Une telle configuration permet d’assurer une connexion centralisée pour tous les boîtiers. Avantageusement, chaque barre de guidage est reliée au bras actionneur commun et à la pièce à serrer par des liaisons de type rotule, de manière à constituer un mécanisme de guidage des pièces à serrer actionnable par le bras actionneur commun. Avantageusement, le système comprend des pièces à visser sur chaque boîtier, destinées chacune à constituer un espace de réception des pièces à serrer au voisinage d’une ouverture de chaque boîtier. Selon une caractéristique, le bras actionneur commun est relié par des liaisons de type glissière à au moins un levier fixé à une structure de l’aéronef et les pièces à serrer sont reliées à un bras de guidage commun. Selon une autre caractéristique, les moyens d’évacuation de gaz comprennent au moins un raccordement associé à chaque boîtier, chaque raccordement ayant une première extrémité fixée à la pièce à serrer associée et une deuxième extrémité raccordée à la sortie de gaz commune. Avantageusement, le système comprend des moyens de verrouillage des moyens synchronisés de connexion dans une position de verrouillage. De tels moyens de verrouillage empêchent toute déconnexion non désirée. Selon un autre aspect, l’invention a pour objet un aéronef comprenant au moins deux boîtiers pour batterie de stockage d’énergie électrique et un système d’évacuation de gaz tel que défini ci-dessus. Selon un autre aspect, l’invention a pour objet un procédé de connexion d’un système d’évacuation de gaz d’un aéronef tel que défini ci-dessus aux boîtiers de l’aéronef. Le procédé comprend des étapes de : connexion des moyens d’évacuation de gaz à la sortie de gaz commune, et connexion concomitante entre chaque boîtier et son moyen d’évacuation de gaz associé. Un tel procédé permet une connexion centralisée à de multiples boîtiers et améliore la sécurité. De manière optionnelle le procédé comprend les étapes suivantes : montage de pièces à visser sur chaque boîtier, de manière à constituer une chambre de réception des pièces à serrer au voisinage d’une ouverture profilée de chaque boîtier, introduction concomitante des pièces à serrer dans les chambres de réception par une translation verticale du bras actionneur commun depuis une position haute vers une position basse, translation horizontale du bras actionneur commun depuis une position déverrouillée jusqu’à une position verrouillée, et verrouillage du bras actionneur commun dans la position verrouillée par l’activation des moyens de verrouillage. D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : FIG. 1 à FIG. 3 illustrent une cinématique de connexion d’un système d’évacuation de gaz selon un exemple de l’invention; FIG. 4 et FIG. 5 illustrent respectivement une position haute et une position basse d’un levier du système des FIG. 1 à FIG. 3 ; et FIG. 6 à FIG. 8 illustrent la cinématique des FIG. 1 à FIG. 3 au niveau d’une connexion des moyens d’évacuation du système d’évacuation de gaz. Exposé détaillé d’au moins un mode de réalisation Il est à noter que dans toute la suite, des éléments identiques ou similaires portent les mêmes références, d’une figure à l’autre. On a représenté sur les figures 1 à 3 un système 1 d’évacuation de gaz depuis des boîtiers de batterie électrique, selon un exemple de réalisation de l’invention. Le système 1 est ici intégré à bord d’un aéronef. On notera qu’un système d’évacuation similaire serait utilisable pour tout autre type de véhicule ou d’installation dotée de batteries électriques. Plus précisément, les figures 1 à 3 illustrent une cinématique de mise en place d’une connexion du système 1 d’évacuation de gaz à des boîtiers 2 pour batterie de stockage d’énergie électrique d’un aéronef. Cette cinématique est détaillée plus loin dans la description. La batterie de stockage d’énergie peut être par exemple une batterie de propulsion, ou tout autre type de batterie électrique risquant de produire dans certains cas des gaz toxiques à évacuer. Les gaz à évacuer peuvent par exemple être associés à un évènement d’emballement thermique de la batterie. Un repère orthonormé droit illustre l’orientation des éléments par rapport aux axes X, Y et Z, d’une figure à une autre. Un boîtier 2 est une structure appelée « casing » en langue anglaise, destinée à recevoir une batterie et qui est apte à contenir tout emballement thermique des cellules de la batterie. Dans un exemple de réalisation, chaque boîtier 2 comporte un plateau sur lequel viennent se fixer les cellules de la batterie, une cloche coiffant le plateau et des moyens de fixation mécanique de la cloche sur le plateau. Le plateau comprend en outre de préférence des moyens de raccordement électrique de la batterie, des moyens de raccordement de moyens de communication, et des moyens de gestion thermique des éléments de puissance. Chaque boîtier 2 constitue une structure de confinement et comprend des moyens de guidage de gaz émis par la batterie permettant la gestion des risques d’emballement thermique de la batterie. Par exemple, la cloche du boîtier comprend une ouverture profilée, visible sur les figures 6 à 8, destinée à la gestion des gaz et prévue afin que les gaz émis soient guidés dans une direction souhaitée. Par exemple, l’ouverture profilée est maintenue fermée par un capot configuré pour se rompre en cas de surpression. Le système 1 d’évacuation de gaz comprend des moyens d’évacuation 3 de gaz depuis l’intérieur d’au moins deux boîtiers 2, ici au nombre de trois boîtiers, vers une sortie de gaz 4 commune. Le système 1 d’évacuation de gaz comprend des moyens synchronisés de connexion 5 adaptés pour établir, de préférence de manière concomitante, des connexions entre chaque boîtier 2 et les moyens d’évacuation 3 de gaz. La connexion établie entre chaque boîtier 2 et son moyen d’évacuation 3 de gaz associé est de préférence réversible, le boîtier pouvant être déconnecté de son moyen d’évacuation de gaz à l’aide des moyens synchronisés de connexion 5. Les moyens d’évacuation 3 de gaz comprennent ici au moins deux barres de guidage 6, ici au nombre de trois. Chaque barre de guidage 6 comprend une première extrémité 6a et une deuxième extrémité 6b, opposées l’une à l’autre. La première extrémité 6a est reliée à un bras actionneur 7 commun qui est orienté selon l’axe Z. La deuxième extrémité 6b est reliée à une pièce à serrer 8 associée à chaque barre de guidage 6. Chaque pièce à serrer 8 est connectable à un boîtier 2. Selon l’exemple illustré, chaque barre de guidage 6 est reliée au bras actionneur 7 commun et à la pièce à serrer 8 associée par des liaisons de type rotule 9, de manière à constituer un mécanisme de guidage des pièces à serrer 8 actionnable par le bras actionneur 7. Ainsi, chaque barre de guidage 6 est mobile en rotation autour de l’axe X entre une position déverrouillée et une position verrouillée. Les barres de guidage 6 sont en position déverrouillée ( FIG. 2 ) lorsqu’elles sont orientées selon l’axe Y et dans une position verrouillée ( FIG. 3 ) lorsqu’elles sont inclinées d’un angle α par rapport à l’axe Y. De préférence, le nombre de barres de guidage 6 est égal au nombre de boîtiers 2, chaque barre de guidage 6 étant associée à un boîtier 2. Tel qu’illustré sur les figures 1 à 3, les pièces à serrer 8 sont reliées à un bras de guidage 10 commun, de préférence par des liaisons de type rotule. Le bras actionneur 7 est relié par des liaisons de type glissière à au moins un levier 11, ici au nombre de deux leviers 11. Chaque levier 11 est articulé à une partie de structure 12 de l’aéronef (c’est-à-dire par exemple à un bâti), telle que visible sur la FIG. 4 . Les leviers 11 sont mobiles en rotation autour de l’axe Z entre une position haute et une position basse illustrées respectivement sur les figures 4 et 5. Les positions haute et basse sont des positions représentatives respectivement d’une déconnexion et d’une connexion du système 1 aux boîtiers 2. Les leviers 11 sont de préférence munis de moyens de maintien en position basse, tels que des doigts d’indexage, des loquets, des verrous ou des aimants. Tel qu’indiqué précédemment, les figures 1 à 3 illustrent une cinématique de mise en place de la connexion du système 1 d’évacuation de gaz aux boîtiers 2. Sur la FIG. 1 , les leviers 11 sont en position haute et le système 1 est déconnecté des boîtiers 2. Sur les figures 2 et 3, les leviers 11 sont en position basse et le système 1 est connecté aux boîtiers 2. Sur les figures 1 et 2, les moyens synchronisés de connexion 5 sont en position déverrouillée, c’est-à-dire que les barres de guidage 6 sont orientées selon l’axe Y. Sur la FIG. 3 les moyens synchronisés de connexion 5 sont en position verrouillée, c’est-à-dire que les barres de guidage 6 forment un angle α avec l’axe Y. L’angle α a une valeur prédéterminée, par exemple comprise entre 5° et 25°, choisie de manière à permettre l’activation de moyens de verrouillage 12 du système 1. Les moyens de verrouillage 12 peuvent notamment comprendre au moins un trou débouchant 13 formé sur l’épaisseur du bras actionneur 7 et orienté selon l’axe X. A chaque trou 13 est associée une goupille de blocage qui coopère avec le levier adjacent 11 pour bloquer un déplacement du bras actionneur 7 selon l’axe Z. Dans l’exemple illustré sur les figures 1 à 3, les moyens de verrouillage 12 comprennent deux trous 13 formés chacun à une extrémité opposée du bras actionneur 7. Une telle configuration interdit tout déplacement selon l’axe Z du bras actionneur 7 lorsque les moyens de verrouillage 12 sont activés et que les moyens synchronisés de connexion 5 sont en position verrouillée. Les figures 6 à 8 illustrent plus en détails la cinématique des figures 1 et 2 à l’endroit de la connexion des moyens d’évacuation 3 de gaz au boîtier 2. Les moyens d’évacuation 3 de gaz comprennent au moins un raccordement 14 associé à chaque boîtier 2, le raccordement 14 prenant de préférence la forme d’un tuyau. Le tuyau est par exemple de forme coudée. Chaque raccordement 14 a une première extrémité fixée à une pièce à serrer 8 associée et une deuxième extrémité raccordée à la sortie de gaz 4 commune. Tel qu’indiqué précédemment, chaque boîtier 2 comprend de préférence une ouverture 15, ici une ouverture profilée. L’ouverture 15 est destinée à la gestion des gaz et prévue afin que les gaz émis soient guidés dans une direction souhaitée, par exemple vers des zones éloignées des personnes présentes dans l’aéronef. Ici, l’ouverture profilée 15 est de préférence maintenue fermée par un capot 16 susceptible de se rompre en cas de surpression. Le système 1 comprend des pièces à visser 16 sur chaque boîtier 2 et destinées chacune à constituer un espace de réception 17 des pièces à serrer 8 au voisinage de l’ouverture profilée 15 de chaque boîtier 2. La connexion des moyens d’évacuation 3 de gaz au boîtier 2 est réalisée lorsque les pièces à serrer 8 sont insérées dans leur espace de réception 17 respectif, mettant en communication fluidique les espaces de réception 17 et les moyens d’évacuation 3 de gaz. Ainsi, chaque raccordement 14 constitue, lorsqu’il est connecté à un boîtier 2 et à la sortie de gaz 4 commune, une voie d’évacuation des gaz depuis l’intérieur du boîtier 2 vers la sortie de gaz 4 commune. Un exemple de réalisation d’un procédé de connexion du système 1 aux boîtiers 2 de batterie d’un aéronef est détaillé dans la suite. Ce procédé met par exemple en œuvre le système d’évacuation ci-dessus décrit. Le procédé commence ici par une étape préalable de montage des pièces à visser 16 sur chaque boîtier 2, de manière à constituer un espace de réception 17 des pièces à serrer 8 au voisinage d’une ouverture 15 de chaque boîtier 2. Le procédé se poursuit par une étape d’introduction concomitante des pièces à serrer 8 dans les espaces de réception 17 par une translation du bras actionneur 7 commun depuis une position haute vers une position basse. Lors de cette translation, les moyens d’évacuation 3 de gaz sont simultanément connectés aux boîtiers 2 des batteries. En variante, les moyens d’évacuation 3 de gaz peuvent être connectés aux boîtiers 2 les uns après les autres, de sorte que tous les moyens d’évacuation 3 soient connectés à leurs boîtiers 2 respectifs une fois les pièces à serrer 8 introduites. Après l’étape d’introduction, le bras actionneur 7 est translaté depuis une position déverrouillée jusqu’à une position verrouillée. Le procédé se termine de préférence par une étape de verrouillage du bras actionneur 7 dans la position verrouillée par l’activation des moyens de verrouillage 12. Système (1) d’évacuation de gaz configuré pour se connecter à au moins deux boîtiers (2) pour batterie de stockage d’énergie électrique d’un aéronef, et pour se connecter à une sortie de gaz (4) commune de l’aéronef, caractérisé en ce que ledit système (1) comprend : - pour chaque boîtier (2), un moyen d’évacuation de gaz (3) associé audit boîtier (2) et connecté à la sortie de gaz (4) commune, et - des moyens synchronisés de connexion (5) adaptés pour établir de manière concomitante des connexions entre chaque boîtier (2) et son moyen d’évacuation (3) de gaz associé. Système selon la revendication 1, dans lequel les moyens synchronisés de connexion (5) comprennent au moins deux barres de guidage (6) comprenant chacune une première extrémité (6a) reliée à un bras actionneur (7) commun du système d’évacuation, et comprenant chacune une seconde extrémité (6b) reliée à une pièce à serrer (8) respective du système d’évacuation associée aux moyens d’évacuation (3) de gaz. Système selon la revendication 2, dans lequel le nombre de barres de guidage (6) est égal au nombre de boîtiers (2), chaque barre de guidage (6) étant associée à un boîtier (2). Système selon la revendication 2 ou 3, dans lequel chaque barre de guidage (6) est reliée audit bras actionneur (7) commun et à ladite pièce à serrer (8) par des liaisons de type rotule (9), de manière à constituer un mécanisme de guidage des pièces à serrer (8) actionnable par le bras actionneur (7) commun. Système selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, comprenant des pièces à visser (16) sur chaque boîtier (2), destinées chacune à constituer un espace de réception (17) des pièces à serrer (8) au voisinage d’une ouverture (15) de chaque boîtier (2). Système selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel le bras actionneur (7) commun est relié par des liaisons de type glissière à au moins un levier (11) configuré pour être fixé à une structure (12) de l’aéronef, les pièces à serrer (8) étant reliées à un bras de guidage (10) commun. Système selon l’une quelconque des revendications 2 à 6, dans lequel les moyens d’évacuation (3) de gaz comprennent au moins un raccordement (14) associé à chaque boîtier (2), chaque raccordement (14) ayant une première extrémité fixée à la pièce à serrer (8) associée et une deuxième extrémité raccordée à la sortie de gaz (4) commune. Système selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant des moyens de verrouillage (12) des moyens synchronisés de connexion (5) dans une position de verrouillage. Aéronef comprenant au moins deux boîtiers (2) pour batterie de stockage d’énergie électrique et un système (1) d’évacuation de gaz selon l’une quelconque des revendications 1 à 8. Procédé de connexion d’un système (1) d’évacuation de gaz d’un aéronef selon la revendication 9 aux boîtiers (2) de l’aéronef, comprenant des étapes de : connexion des moyens d’évacuation de gaz (3) à la sortie de gaz (4) commune, et connexion concomitante entre chaque boîtier (2) et son moyen d’évacuation (3) de gaz associé.