Brevet FR3158795A1 — publié le 20250801

La présente invention concerne une chambre de test (100) pour un système générateur électrochimique (1) de type pile à combustible ou électrolyseur, la chambre de test comprenant un système d’alimentation électrique (2), un système de gestion des gaz (22) et un système de ventilation (3), la chambre de test (100) étant destinée à être disposée sur un sol horizontal. Selon l’invention, la chambre de test (100) comprend des parois verticales (5), un plafond (6) et une sortie d’extraction (8) d’air ambiant, le plafond (6) étant relié de manière continue et étanche à l’air aux parois verticales (5), le plafond (6) étant incliné par rapport à un plan horizontal, la sortie d’extraction (8) d’air ambiant étant disposée dans une zone (7) du plafond à proximité d’un sommet du plafond incliné et la sortie d’extraction (8) d’air ambiant étant traversante à travers le plafond (6). Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Chambre et système de test pour système générateur électrochimique de type pile à combustible ou électrolyseur Domaine technique de l'invention La présente invention concerne le domaine technique des appareils de métrologie et de test. Cette invention est applicable à tout équipement de test manipulant de l'hydrogène, en particulier tout système générateur électrochimique de type pile à combustible ou électrolyseur. Elle concerne en particulier une chambre de test sécurisée. Etat de la technique Dans le domaine ci-dessus, il est connu d’effectuer des mesures sur un banc de test. Toutefois, les système de gestion des gaz sont en général complexes et posent des questions de sécurité. En particulier, l’utilisation de dihydrogène (H 2 ) pour alimenter une pile à combustible ou généré en sortie d’un électrolyseur implique des risques en cas de fuite du fait de l’explosivité du dihydrogène. Il est souhaitable de disposer d’un environnement sécurisé pour tester le fonctionnement des système générateur électrochimique de type pile à combustible ou électrolyseur, dans des conditions de sécurité optimales. Présentation de l'invention Dans ce contexte, la présente invention propose une chambre de test pour un système générateur électrochimique de type pile à combustible ou électrolyseur, la chambre de test comprenant un système d’alimentation électrique, un système de gestion des gaz et un système de ventilation, la chambre de test étant destinée à être disposée sur un sol horizontal. Selon l’invention, la chambre de test comprend des parois verticales, un plafond et une sortie d’extraction d’air ambiant, le plafond étant relié de manière continue et étanche à l’air aux parois verticales, le plafond étant incliné par rapport à un plan horizontal, la sortie d’extraction d’air ambiant étant disposée dans une zone du plafond à proximité d’un sommet du plafond incliné et la sortie d’extraction d’air ambiant étant traversante à travers le plafond. Ainsi, étant plus léger que l’air, le dihydrogène susceptible de s’échapper du système générateur électrochimique ou des canalisation de gaz monte naturellement vers le plafond incliné puis vers la sortie d’extraction d’air ambiant. Cela permet de manière passive d’éviter l’accumulation de dihydrogène dans la chambre de test et ainsi d’augmenter la sécurité de l’installation. Selon un aspect particulier et intéressant, le plafond s’étend suivant un plan incliné formant un angle ALPHA avec le plan horizontal. Avantageusement, l’angle ALPHA est compris entre 2 et 4 degrés et, de préférence égal à 3 degrés. Selon un autre aspect particulier et intéressant, la chambre de test comprend un système de détection de gaz relié à la sortie d’extraction d’air ambiant, le système de détection de gaz étant apte à mesurer une concentration en dihydrogène circulant dans la sortie d’extraction d’air ambiant. Avantageusement, la chambre de test comprend un système de contrôle adapté pour comparer la concentration en dihydrogène mesurée par le système de détection de gaz à un premier seuil et à un deuxième seuil, le premier seuil correspondant à un premier pourcentage prédéterminé d’une limite inférieure d’explosivité du dihydrogène et le deuxième seuil correspondant à un deuxième pourcentage prédéterminé de la limite inférieure d’explosivité du dihydrogène, le système de contrôle étant configuré pour déclencher une alarme et actionner le système de ventilation de la chambre de test lorsque la concentration détectée est supérieure au premier seuil et le système de contrôle étant configuré pour couper le système d’alimentation électrique du système générateur électrochimique lorsque la concentration détectée est supérieure au deuxième seuil. Selon un aspect particulier, la chambre de test comprend un plancher relié de manière continue et étanche à l’air aux parois verticales. Avantageusement, la chambre de test comprend au moins une ouverture étanche à l’air dans une des parois verticales. Selon encore un autre aspect particulier et intéressant, la chambre de test comprend un système de climatiseur adapté pour maintenir la chambre de test à une température de consigne. L’invention concerne aussi un système de test comprenant un conteneur intermodal et une chambre de test selon l’un des modes de réalisation décrits, la chambre de test étant arrangée à l’intérieur du conteneur intermodal. Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. De plus, diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description annexée effectuée en référence aux dessins qui illustrent des formes, non limitatives, de réalisation de l'invention et où : FIG. 1 est une vue en perspective selon une coupe partielle d’une chambre de test selon l’invention, disposée dans un conteneur intermodal ; FIG. 2 est une autre vue en perspective selon une coupe partielle de la chambre de test selon l’invention ; FIG. 3 est une vue extérieure d’un conteneur intermodal selon l’invention à l’intérieur duquel est aménagée une chambre de test. Il est à noter que sur ces figures les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différentes variantes peuvent présenter les mêmes références. Description détaillée On a représenté sur les figures 1 et 2 un repère orthonormé XYZ, dans lequel l’axe Z est vertical et les axes XY sont horizontaux. La chambre de test 100 est décrite en lien avec les figures 1 et 2. La chambre de test s’entend ici comme étant une chambre de test portable placée à l’intérieur d’une pièce, ou s’entend ici comme étant la chambre de test elle-même. Sur les figures 1 et 2, on a représenté en vue de coupe partielle une chambre de test 100 selon l’invention installée à l’intérieure d’un conteneur intermodal 200. Toutefois, la chambre de test 100 peut aussi être installée directement à l’intérieur d’une pièce dans un bâtiment. La chambre de test 100 comporte quatre parois verticales 5 formant au sol un quadrilatère, par exemple un rectangle ou un carré. Sur les figures 1 et 2 on n’a représenté que deux parois verticales 5 pour permettre de visualiser l’intérieur de la chambre de test 100. Toutefois, la chambre de test comporte en général quatre parois 5 assemblées pour former un quadrilatère fermé. Comme illustré dans cet exemple, la chambre de test 100 comporte une ou plusieurs ouvertures formées dans une des parois 5. Par exemple, la chambre de test comporte une porte 9 et un fenestron 19. Les ouvertures, lorsqu’elles sont fermées, sont avantageusement étanches à l’air. A cet effet, la porte 9 et le fenestron 19 sont munis de joints d’étanchéité. La porte 9 permet à un opérateur d’intervenir à l’intérieur de la chambre de test 100 par exemple pour installer un système générateur électrochimique 1 à tester. Le fenestron 19 permet à l’opérateur de surveiller visuellement le bon fonctionnement du système générateur électrochimique 1 et des différents appareils et dispositifs placés à l’intérieur de la chambre de test 100 sans être exposé directement aux gaz présents à l’intérieur de la chambre de test 100. De façon avantageuse, la chambre de test comprend un système de ventilation 3 et/ou un système de climatiseur 13 adapté pour maintenir la chambre de test à une température de consigne. La chambre de test est adaptée pour recevoir un système générateur électrochimique 1 de type pile à combustible ou électrolyseur sur un banc de test. Dans l’exemple illustré sur les figures 1 et 2, le banc de test est modulaire et comporte trois modules montés sur roulette : un module de refroidissement, un module auxiliaire comprenant un boitier 14 et un module sur lequel est installé le système générateur électrochimique 1 avec les conduites de dihydrogène, d’arrivée d’air, de sortie d’air ; les conduites du circuit de refroidissement et les connections électriques. A cet effet, la chambre de test est équipée d’un système d’alimentation électrique 2 et d’un système de gestion des gaz 22. Le système de gestion des gaz 22 comprend par exemple une alimentation en dihydrogène pour alimenter une pile à combustible 1. Par exemple, le système d’alimentation électrique 2 est disposé en partie du côté extérieur d’une des parois 5 et relié à l’intérieur de la chambre de test via un dispositif de câblage électrique pour alimenter le système générateur électrochimique 1 et les différents appareils de contrôle et/ou instruments de mesure. Le boitier 14 d’entrées/sortie (I/O box en anglais) permet l’acquisition des signaux provenant de tous les capteurs banc de test. De manière analogue, le système de gestion des gaz 22 est disposé en partie du côté extérieur d’une des parois 5 et relié à l’intérieur de la chambre de test via un ensemble de tubes et raccords fluidiques reliés en entrée et/ou en sortie au système générateur électrochimique 1. De cette manière, il est facile de remplacer uniquement le système générateur électrochimique 1 en vue de le tester sans avoir à refaire le câblage électrique ni le raccordement de fluides. La chambre de test 100 est disposée sur un plancher 4, par exemple ici sur le plancher d’un conteneur multimodal 200. En variante, La chambre de test comporte un plancher 4 indépendant. Le plancher 4 est relié de manière continue et étanche à l’air aux parois verticales 5. Le plancher 4 est ici horizontal, c’est-à-dire dans un plan parallèle au plan XY. La chambre de test 100 comprend un plafond 6 qui est relié de manière continue et étanche à l’air aux parois verticales 5. Plus précisément, les parois 5 et le plafond 6 sont reliés à leurs jointures de façon continue et étanche à l’air. De même, les parois sont assemblées deux à deux à leurs jointures de façon continue et étanche à l’air. Plus particulièrement, le plafond 6 est incliné par rapport au plan horizontal XY. De cette manière, le plafond incliné présente une zone 7 à proximité d’un sommet du plafond. Par exemple, le plafond est plan et incliné d’un angle ALPHA par rapport au plan horizontal XY. Avantageusement, l’angle ALPHA est compris entre 2 degrés et 4 degrés et, de préférence, égal à 3 degrés. De plus, la chambre de test 100 comprend une sortie d’extraction 8 d’air ambiant disposée dans la zone 7 à proximité du sommet du plafond. La sortie d’extraction 8 d’air ambiant est traversante à travers le plafond 6. Autrement dit, les gaz plus légers que l’air à l’intérieur de la chambre de test peuvent s’échapper de la chambre de test 100 via la sortie d’extraction 8 d’air ambiant. De façon particulièrement avantageuse, la chambre de test comporte un système de détection de gaz 10 comprenant au moins un capteur disposé à l’intérieur de la chambre de test 100, sous le plafond 7 et à proximité de la sortie d’extraction 8 d’air ambiant. Le système de détection de gaz 10 est configuré pour mesurer au moins la concentration en dihydrogène circulant au niveau de l’extraction 8 d’air ambiant. Par exemple, le système de détection de gaz 10 est basé sur une centrale analogique et numérique MX16 de la société ADS, la centrale étant destinée à la mesure des gaz dans l’atmosphère. Notamment, le système de détection de gaz 10 permet de mesurer en temps réel, à une cadence d’acquisition, la concentration en gaz. On utilise par exemple un détecteur OLCT10N pour détecter le dihydrogène. Le système de détection de gaz 10 est relié à un système de contrôle 11. Le système de détection de gaz 10 fournit un signal électronique analogique ou numérique qui est transmis au système de contrôle 11. On entend ici par système de contrôle tout processeur électronique ou ordinateur configuré pour traiter les signaux électroniques provenant du système de détection de gaz 10. Par exemple, une centrale analogique et numérique telle que décrite ci-dessus est adaptée pour traiter les signaux provenant d’un ou plusieurs détecteurs. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 1 et 2, le système de contrôle 11 est disposé à l’extérieur de la chambre de test 100. Le système de contrôle comporte par exemple un ou plusieurs ordinateurs qui permettent de surveiller tous les systèmes fonctionnant à l’intérieur de la chambre de test 100. Notamment, le système de contrôle 11 est configuré pour comparer la concentration en dihydrogène mesurée à la sortie d’extraction 8 d’air ambiant à une limite inférieure d’explosivité du dihydrogène. Plus précisément, on définit un premier seuil correspondant à un premier pourcentage prédéterminé d’une limite inférieure d’explosivité (LIE) du dihydrogène. Par exemple, le premier seuil correspond à 10% de la limite inférieure d’explosivité du dihydrogène. De plus, le système de contrôle 11 est configuré pour déclencher une alarme et fermer l’alimentation en dihydrogène lorsque la concentration mesurée en dihydrogène à la sortie d’extraction 8 d’air ambiant est supérieure au premier seuil. De plus, on définit un deuxième seuil correspondant à un deuxième pourcentage prédéterminé d’une limite inférieure d’explosivité (LIE) du dihydrogène. Par exemple, le deuxième seuil correspond à 20% de la limite inférieure d’explosivité du dihydrogène. Le système de contrôle 11 est configuré couper le système d’alimentation électrique de l’ensemble du banc de test, et en particulier du système générateur électrochimique, lorsque la concentration mesurée en dihydrogène à la sortie d’extraction 8 d’air ambiant est supérieure au deuxième seuil. Comme illustré sur les figures 1 à 3, la chambre de test 100 peut-être disposée et aménagée à l’intérieur d’un conteneur intermodal 200. Par exemple, les dimensions internes de la chambre de test 100 sont d’environ 5,1 m de longueur par 2,4 m. de largeur et environ 2,6 m. de hauteur. Le conteneur 200 a des dimensions extérieures d’environ 6,05 m de longueur par 2,43 m. de largeur et 2,89 m. de hauteur. Comme illustré sur les figures 1 et 2, les parois verticales 5 et le plafond 6 incliné de la chambre de test sont placés à l’intérieur des parois externes et du plafond du conteneur 200. De façon avantageuse, le système d’alimentation électrique 2 et le système de gestion des gaz 22 sont situés dans un compartiment du conteneur formé entre une paroi externe du conteneur et une paroi verticale de la chambre de test 100. Cet arrangement permet d’isoler le système d’alimentation électrique 2 et le système de gestion des gaz 22 des appareils et instruments placés à l’intérieur de la chambre de test 100. A titre d’exemple, le système de ventilation 3 et/ou le système de climatiseur 13 sont placés en partie à l’extérieur du conteneur 200 et reliés à l’intérieur de la chambre de test 100 via des conduits adaptés. De façon avantageuse, le conteneur 200 comprend une autre sortie 18 qui est traversante à travers le plafond du conteneur 100. Cette autre sortie 18 permet de collecter des gaz d’échappement. Comme illustré sur les figures 1 et 2, les ouvertures 9, 19 sont insérées dans les parois verticales du conteneur 200. La FIG. 3 montre une vue externe d’un exemple de conteneur 200. Le conteneur 200 est aisément transportable. Le conteneur inclut tous les appareils, installations et dispositifs nécessaires pour tester un système générateur électrochimique 1. Le conteneur permet d’effectuer des tests de sécurité dans des conditions de ventilation, de pression, de température maîtrisées. Chambre de test (100) pour un système générateur électrochimique (1) de type pile à combustible ou électrolyseur, la chambre de test comprenant un système d’alimentation électrique (2), un système de gestion des gaz (22) et un système de ventilation (3), la chambre de test (100) étant destinée à être disposée sur un sol horizontal, caractérisé en ce que : la chambre de test (100) comprend des parois verticales (5), un plafond (6) et une sortie d’extraction (8) d’air ambiant, le plafond (6) étant relié de manière continue et étanche à l’air aux parois verticales (5), le plafond (6) étant incliné par rapport à un plan horizontal, la sortie d’extraction (8) d’air ambiant étant disposée dans une zone (7) du plafond à proximité d’un sommet du plafond incliné et la sortie d’extraction (8) d’air ambiant étant traversante à travers le plafond (6). Chambre selon la revendication 1 dans laquelle le plafond (6) s’étend suivant un plan incliné formant un angle ALPHA avec un plan horizontal. Chambre selon la revendication 2 dans laquelle l’angle ALPHA est égal à 3 degrés. Chambre selon l’une des revendications 1 à 3 comprenant un système de détection de gaz (10) relié à la sortie d’extraction (8) d’air ambiant, le système de détection de gaz (10) étant apte à mesurer une concentration en dihydrogène circulant dans la sortie d’extraction d’air ambiant. Chambre selon la revendication 4 comprenant un système de contrôle (11) adapté pour comparer la concentration en dihydrogène mesurée par le système de détection de gaz (10) à un premier seuil et à un deuxième seuil, le premier seuil correspondant à un premier pourcentage prédéterminé d’une limite inférieure d’explosivité du dihydrogène et le deuxième seuil correspondant à un deuxième pourcentage prédéterminé de la limite inférieure d’explosivité du dihydrogène, le système de contrôle (11) étant configuré pour déclencher une alarme et actionner le système de ventilation (3) de la chambre de test (100) lorsque la concentration détectée est supérieure au premier seuil et le système de contrôle étant configuré pour couper le système d’alimentation électrique du système générateur électrochimique lorsque la concentration détectée est supérieure au deuxième seuil. Chambre selon l’une des revendications 1 à 5 comprenant un plancher (4) relié de manière continue et étanche à l’air aux parois verticales (5). Chambre selon l’une des revendications 1 à 6 comprenant au moins une ouverture (9, 19) étanche à l’air dans une des parois verticales (5). Chambre selon l’une des revendications 1 à 8 comprenant un système de climatiseur (13) adapté pour maintenir la chambre de test à une température de consigne. Système de test comprenant un conteneur intermodal (200) et une chambre de test (100) selon l’une des revendications 1 à 8, la chambre de test (100) étant arrangée à l’intérieur du conteneur intermodal (200).