Brevet FR3155584A1 — publié le 20250523

Ce dispositif (1) de prélèvement de gaz comprend un flacon (7) de prélèvement définissant un volume de prélèvement (9), est configuré pour être raccordé à une poche (5) de gaz et est pourvu d’une ouverture (11) de prélèvement, ainsi qu’une première et une seconde membranes (19 ; 21) imperméables aux liquides et perméables aux gaz, les première et seconde membranes (19 ; 21) étant positionnées dans le flacon (7) de prélèvement et espacées axialement l’une de l’autre de manière à scinder le volume de prélèvement (9) en un premier espace (23) entre l’ouverture de prélèvement (11) et la première membrane (19), un deuxième espace (25) destiné à contenir un solvant inerte entre la première membrane (19) et la seconde membrane (21) et un troisième espace (27), le dispositif (1) de prélèvement comprenant en outre un système d’obturation (31) de l’ouverture (11) de prélèvement. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Dispositif de prélèvement de gaz La présente invention concerne le prélèvement de gaz. En particulier, la présente invention concerne le prélèvement de gaz émis par une cellule de batterie électrochimique, notamment émis lors de la dégradation de l’électrolyte de ladite cellule électrochimique et provisoirement stocké dans une poche, de telle cellules étant appelées « pouch cell » en termes anglo-saxons. De manière générale, l’invention s’applique à du prélèvement de gaz issu de tout type de cellule de batterie, et plus généralement à du prélèvement de gaz dans tout type d’environnement et pour tout type d’application. Techniques antérieures Lorsque qu’une cellule de batterie électrochimique est en fonctionnement, elle émet généralement des gaz issus de la dégradation de son électrolyte. Les cellules à poche, dites « pouch cell », font partie des formats de cellule de batterie les plus utilisés à l’heure actuelle, quelle que soit la technologie de batterie étudiée. Elles récupèrent généralement le gaz émis dans une poche. D’une cellule de batterie à une autre, la nature et la quantité de gaz générés sont variables. Afin de mieux comprendre le vieillissement des cellules de batterie, il est parfois nécessaire de pouvoir analyser ces gaz, dans des cadres de recherche ou de contrôle-qualité. De nombreuses solutions de prélèvement de gaz existent mais ne permettent pas de pouvoir transporter facilement et de manière sécurisée le prélèvement, ou de pouvoir connaitre le volume de gaz prélevé, ou prélevable. De plus, les solutions existantes sont généralement peu solides, peu rigides, complexes et encombrantes. Dans ce dernier cas, la réalisation de prélèvements sur plusieurs cellules de batterie en parallèle se trouve dans une zone à l’espace restreint. Des solutions nécessitent parfois de se placer dans des conditions de pression particulières et donc contraignantes. En outre, certaines solutions permettent une analyse des gaz en temps réels et nécessitent donc de positionner les moyens d’analyse des gaz à proximité immédiate du lieu de prélèvement. D’autres solutions sont efficaces mais nécessitent de démonter ou d’arrêter la cellule de batterie afin d’effectuer les prélèvements, ce qui empêche d’autres prélèvements ultérieurs. La présente invention a donc pour but de pallier les inconvénients précités et de fournir un dispositif de prélèvement de gaz permettant un transport des gaz prélevés et permettant de connaitre la quantité de gaz prélevée. La présente invention a pour objet un dispositif de prélèvement de gaz comprenant un flacon de prélèvement définissant un volume de prélèvement, configuré pour être raccordé à une poche de gaz et pourvu d’une ouverture de prélèvement, le dispositif comprenant une première et une seconde membranes imperméables aux liquides et perméables aux gaz, les première et seconde membranes étant positionnées dans le flacon de prélèvement et espacées axialement l’une de l’autre de manière à scinder le volume de prélèvement en un premier espace entre l’ouverture de prélèvement et la première membrane, un deuxième espace destiné à contenir un solvant inerte entre la première membrane et la seconde membrane et un troisième espace, le dispositif de prélèvement comprenant en outre un système d’obturation de l’ouverture de prélèvement. Ainsi, le troisième espace est l’espace destiné à accueillir le gaz prélevé, une fois ce dernier passé au travers des membranes, le troisième espace ayant un volume fixé et connu par l’utilisateur. Avantageusement, le système d’obturation comprend un clapet d’obturation de l’ouverture de prélèvement, et une tige rigide et solidaire du clapet dont une extrémité s’étend en dehors du flacon de prélèvement, la tige étant mobile entre une position de fermeture de l’ouverture de prélèvement et une position d’ouverture. Dans un mode de réalisation, la tige comprend un volume interne creux, traverse le troisième espace et comprend au moins une perforation de sa paroi faisant communiquer le troisième espace et le volume interne de la tige, le système d’obturation comprenant en outre un septum positionné dans le volume interne de la tige à l’extrémité s’étendant en dehors du flacon de prélèvement. De préférence, le dispositif comprend un tube flexible configuré pour raccorder le flacon de prélèvement à la poche de gaz. Avantageusement, le flacon de prélèvement comprend un filetage et un joint étanche au niveau de l’ouverture de prélèvement, le filetage étant configuré pour accueillir un taraudage du tube flexible. Dans un mode particulier de réalisation, le tube flexible comprend du polyéthylène et/ou du polypropylène et/ou du polytétrafluoroéthylène. Avantageusement, les première et seconde membranes comprennent des polymères, de préférence du polytétrafluoroéthylène, et/ou du polydiméthylsiloxane, et/ou du silicone. Dans un mode particulier de réalisation, les première et seconde membranes sont soudées et/ou collées au flacon de prélèvement. Avantageusement, le flacon de prélèvement comprend un matériau transparent. Selon un mode de réalisation, le flacon de prélèvement comprend du verre et/ou du plastique chimiquement compatibles avec les gaz prélevés, de préférence du polyéthylène et/ou du polypropylène. 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 est une vue schématique d’un dispositif de prélèvement de gaz selon l’invention ; et FIG. 2 est une vue schématique du dispositif de la FIG. 1 dans une position d’obturation de son ouverture de prélèvement. Exposé détaillé d’au moins un mode de réalisation On a représenté schématiquement sur la FIG. 1 un dispositif 1 de prélèvement de gaz ainsi qu’une cellule 3 de batterie de type « pouch cell » comprenant une poche 5 destinée à recueillir des gaz issus de la détérioration de l’électrolyte de ladite cellule 3 de batterie. Le dispositif 1 de prélèvement de gaz est configuré pour prélever des gaz présents dans la poche 5 de la cellule 3 de batterie. Le dispositif 1 de prélèvement de gaz comprend un flacon 7 de prélèvement définissant un volume de prélèvement 9. Le flacon 7 de prélèvement est par exemple de forme générale tubulaire selon un axe longitudinal X-X’. Le dispositif 1 de prélèvement est pourvu d’une ouverture 11 de prélèvement, par exemple située à une première extrémité longitudinale 13 du flacon 7 de prélèvement. Depuis l’ouverture 11 de prélèvement s’étend une paroi 15 à distance radiale constante de l’axe longitudinal X-X’ jusqu’à une seconde extrémité longitudinale 17 du flacon 7 de prélèvement. Dans le mode de réalisation illustré, le flacon 7 de prélèvement comprend un matériau transparent. Ceci permet de voir l’intérieur du flacon 7 de prélèvement. Par exemple, les matériaux employés pour réaliser le flacon 7 de prélèvement comprennent du verre et/ou du plastique chimiquement compatibles avec les gaz prélevés, de préférence du polyéthylène et/ou du polypropylène. Le dispositif 1 comprend en outre une première et une seconde membranes 19 et 21 imperméables aux liquides et perméables aux gaz, les membranes 19 et 21 étant positionnées dans le flacon 7 de prélèvement et espacées axialement l’une de l’autre de manière à scinder le volume de prélèvement 9 en un premier espace 23 entre l’ouverture 11 de prélèvement et la première membrane 19, un deuxième espace 25 entre la première membrane 19 et la seconde membrane 21 et un troisième espace 27 délimitant un volume de prélèvement effectif 29. Le deuxième espace 25 est destiné à contenir un solvant inerte. On entend par solvant inerte un solvant compatible avec les électrolytes utilisés dans les cellules 3 de batterie. Par exemple, le solvant inerte est un solvant carbonate liquide. Tout autre type de solvant liquide peut néanmoins être utilisé, à condition qu’il ne détériore pas le gaz à prélever en réagissant avec ce dernier. Les première et seconde membranes 19 et 21 sont imperméables aux liquides, autrement dit imperméables au solvant inerte destiné à être contenu entre les deux membranes 19 et 21. On entend par imperméable, la faculté de chaque membrane 19 et 21 à ne pas laisser passer au travers desdites membranes 19 et 21 le solvant inerte. Ainsi, le solvant inerte reste entre les deux membranes 19 et 21 au fil du temps. En outre, les première et seconde membranes 19 et 21 sont également perméables aux gaz, notamment aux gaz prélevés. Ces derniers peuvent donc, une fois le dispositif 1 raccordé à une poche 5 de gaz, migrer de la poche 5 vers le premier espace 23, puis traverser la première membrane 19, le solvant inerte, qui se met à buller, et enfin la seconde membrane 21 afin de se retrouver dans le troisième espace 27. Les membranes 19 et 21 sont réalisées par exemple dans des matériaux comprenant des polymères, de préférence du polytétrafluoroéthylène, et/ou du polydiméthylsiloxane, et/ou du silicone, permettant de telles propriété d’imperméabilité aux liquides et de perméabilité aux gaz. Dans un mode particulier de réalisation, les membranes 19 et 21 sont soudées et/ou collées au flacon 7 de prélèvement, notamment à la paroi du flacon 7 de prélèvement. Le dispositif 1 de prélèvement comprend en outre un système d’obturation 31 de l’ouverture 11 de prélèvement. Le système d’obturation 31 comprend un clapet 33 d’obturation de l’ouverture 11 de prélèvement, et une tige 35 rigide et solidaire du clapet 33 dont une extrémité 37 s’étend en dehors du flacon 7 de prélèvement, la tige 35 étant mobile entre une position de fermeture PF de l’ouverture 11 de prélèvement illustrée sur la FIG. 2 , et une position d’ouverture PO illustrée sur la FIG. 1 . La tige 35 s’étend par exemple le long de l’axe longitudinal X-X’ et comprend son extrémité 37 qui ressort au travers de la seconde extrémité 17 du flacon 7 de prélèvement. Dans un mode de réalisation particulier, le flacon 7 de prélèvement comprend une butée 38, par exemple s’étendant radialement vers l’intérieur du flacon 7 dans le premier espace 23, permettant de restreindre le mouvement longitudinal du clapet 33 entre l’ouverture 11 de prélèvement et la butée 38. Le flacon 7 de prélèvement comprend par exemple une troisième membrane 39 imperméable aux liquides et aux gaz obturant la seconde extrémité 17, la troisième membrane 39 étant traversée par la tige 35 et étant souple de manière à permettre à la tige 35 d’être positionnée dans sa position de fermeture PF ou d’ouverture PO. Le contact entre la tige 35 et la troisième membrane 39 est maintenu par l’usage de colle ou par soudage de la troisième membrane 39 sur la tige 35. De même, dans le mode de réalisation illustré, la tige 35 traverse la première membrane 19 et la seconde membrane 21, par exemple en leur centre. Ces première et seconde membranes 19 et 21 sont par exemple souples et le contact entre ces membranes 19 et 21 et la tige 35 est maintenu par collage ou par soudage de manière à permettre à la tige 35 d’être positionnée dans sa position de fermeture PF ou d’ouverture PO. Dans le mode de réalisation illustré, la tige 35 comprend un volume interne 41 creux et délimité par une paroi 43. La tige 35 traverse le troisième espace 27 et comprend au moins une perforation 45 de sa paroi 43 faisant communiquer le troisième espace 27 et le volume interne 41 de la tige 35. Le volume interne 41 de la tige 35 ne communique donc fluidiquement avec un espace extérieur qu’au niveau de la perforation 45. Le système d’obturation 31 comprend en outre un septum 47 positionné dans le volume interne 41 de la tige 35 à l’extrémité 37 s’étendant en dehors du flacon 7 de prélèvement. Ce septum 47 est configuré pour être transpercé par une seringue (non illustrée) afin de pouvoir prélever du gaz du troisième espace 27 par l’intermédiaire du système d’obturation 31 et en particulier de la tige 35. Une fois la seringue retirée, le septum 47 se referme automatiquement et garantit l’obturation de la tige 35. Le septum 47 peut également être remplacé. Le dispositif 1 comprend en outre un tube flexible 49 configuré pour raccorder le flacon 7 de prélèvement à la poche 5 de gaz. Avantageusement, le flacon 7 de prélèvement comprend un filetage 51 et un joint étanche 53 au niveau de l’ouverture 11 de prélèvement, le filetage 51 étant configuré pour accueillir un taraudage 55 fixé sur un module de jonction 57 du tube flexible 49. Un module de jonction peut également être utilisé pour fixer le tube flexible 49 à la cellule 3 de batterie. Le tube flexible 49 est par exemple réalisé avec des matériaux comprenant du polyéthylène et/ou du polypropylène et/ou du polytétrafluoroéthylène et ne réagissant pas avec les gaz prélevés. Lors de l’utilisation du dispositif 1 de prélèvement de gaz, le tube flexible 49 est en premier lieu relié au flacon 7 de prélèvement par vissage du module de jonction 57 sur le filetage 51. De même, le tube flexible 49 est relié à la poche 5 de la cellule 3 de batterie. L’utilisateur veille à ce que dans un premier temps, la tige 35 soit positionnée dans sa position d’ouverture PO. Le deuxième espace 25 doit par ailleurs comprendre un solvant inerte liquide. Le gaz présent dans la poche 5 se déplace alors dans le tube flexible 49 jusque dans le premier espace 23 du flacon 7 de prélèvement. Puis, le gaz traverse la première membrane 19, le solvant présent dans le deuxième espace 25 ainsi que la deuxième membrane 21 pour se retrouver dans le troisième espace 27, autrement dit dans le volume de prélèvement effectif 29. En traversant le solvant, le gaz forme des bulles dans le solvant. Le flacon 7 de prélèvement étant transparent, il est possible de voir les bulles et donc de constater que le volume de prélèvement effectif 29 se rempli, même si le gaz est incolore. Le volume de prélèvement effectif 29 est un volume connu et prédéfini. Selon la quantité de gaz que l’utilisateur souhaite prélever, ce dernier utilise un flacon 7 de prélèvement de petite ou de grande contenance. Ainsi, lorsque plus aucune bulle n’est visible dans le deuxième espace 25, cela signifie que le volume de prélèvement effectif 29 est rempli de gaz. Il est ainsi facile de connaitre la quantité de gaz récupérée. L’utilisateur déplace ensuite la tige 35 dans sa position de fermeture PF afin d’obturer l’ouverture 11 de prélèvement avec le clapet 33 d’obturation. Le tube flexible 49 peut ensuite être séparé du flacon 7 de prélèvement par dévissage. Un bouchon peut être vissé sur l’ouverture 11 de prélèvement pour plus de sûreté durant le transport. D’autres flacons 7 peuvent être raccordés à la poche 5 si d’autres prélèvements sont nécessaires. Le flacon 7 de prélèvement est alors un contenant idéal pour le transport du prélèvement vers un lieu d’analyse. En effet, le flacon 7 est rigide et peu fragile, contrairement à une poche souple ou une seringue. Puis, afin de retirer le gaz du volume de prélèvement effectif 29 et de l’analyser, l’utilisateur peut insérer une seringue dans le septum 47 et récupérer le gaz par l’intermédiaire du volume interne 41 de la tige 35, qui est fluidiquement en communication avec le troisième espace 27. Dispositif (1) de prélèvement de gaz comprenant un flacon (7) de prélèvement définissant un volume de prélèvement (9), configuré pour être raccordé à une poche (5) de gaz et pourvu d’une ouverture (11) de prélèvement, caractérisé en ce qu’il comprend une première et une seconde membranes (19 ; 21) imperméables aux liquides et perméables aux gaz, les première et seconde membranes (19 ; 21) étant positionnées dans le flacon (7) de prélèvement et espacées axialement l’une de l’autre de manière à scinder le volume de prélèvement (9) en un premier espace (23) entre l’ouverture de prélèvement (11) et la première membrane (19), un deuxième espace (25) destiné à contenir un solvant inerte entre la première membrane (19) et la seconde membrane (21) et un troisième espace (27), le dispositif (1) de prélèvement comprenant en outre un système d’obturation (31) de l’ouverture (11) de prélèvement. Dispositif (1) selon la revendication 1, dans lequel le système d’obturation (31) comprend un clapet (33) d’obturation de l’ouverture (11) de prélèvement, et une tige (35) rigide et solidaire du clapet (33) dont une extrémité (37) s’étend en dehors du flacon (7) de prélèvement, la tige (35) étant mobile entre une position de fermeture (PF) de l’ouverture (11) de prélèvement et une position d’ouverture (PO). Dispositif (1) selon la revendication 2, dans lequel la tige (35) comprend un volume interne (41) creux, traverse le troisième espace (27) et comprend au moins une perforation (45) de sa paroi (43) faisant communiquer le troisième espace (27) et le volume interne (41) de la tige (35), le système d’obturation (31) comprenant en outre un septum (47) positionné dans le volume interne (41) de la tige (35) à l’extrémité (37) s’étendant en dehors du flacon (7) de prélèvement. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant un tube flexible (49) configuré pour raccorder le flacon (7) de prélèvement à la poche (5) de gaz. Dispositif (1) selon la revendication 4, dans lequel le flacon (7) de prélèvement comprend un filetage (51) et un joint étanche (53) au niveau de l’ouverture (11) de prélèvement, le filetage (51) étant configuré pour accueillir un taraudage (55) du tube flexible (49). Dispositif (1) selon l’une des revendications 4 et 5, dans lequel le tube flexible (49) comprend du polyéthylène et/ou du polypropylène et/ou du polytétrafluoroéthylène. Dispositif (1) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel les première et seconde membranes (19 ; 21) comprennent des polymères, de préférence du polytétrafluoroéthylène, et/ou du polydiméthylsiloxane, et/ou du silicone. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel les première et seconde membranes (19 ; 21) sont soudées et/ou collées au flacon (7) de prélèvement. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le flacon (7) de prélèvement comprend un matériau transparent. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le flacon (7) de prélèvement comprend du verre et/ou du polyéthylène et/ou du polypropylène.