FR2828011A1

FR2828011A1 - Procede et installation d'alimentation en air d'une pile a combustile

Info

Publication number: FR2828011A1
Application number: FR0110000A
Authority: FR
Inventors: Pierre Charlat
Original assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Current assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date: 2001-07-26
Filing date: 2001-07-26
Publication date: 2003-01-31
Anticipated expiration: 2021-07-26
Also published as: FR2828011B1

Abstract

Selon ce procédé, on alimente la cathode (4) avec de l'air d'entrée (par 12) et on évacue (par 14), hors de cette cathode (4), un air de sortie, appauvri en oxygène et mélangé à de l'eau.On met en relation d'échange thermique, dans un échangeur de chaleur (15), l'air d'entrée et l'air de sortie, de manière à obtenir une fraction d'eau condensée provenant dudit air de sortie, on récupère (par 24) cette fraction d'eau condensée, et on mélange au moins une partie de cette eau condensée, à l'air d'entrée, de manière à provoquer une évaporation au moins partielle de cette eau condensée, dans l'échangeur de chaleur.

Description

La présente invention concerne un procédé et une installation d'alimentation en air d'une pile à combustible.

De façon classique, une pile à combustible comporte un compartiment anodique où se produit l'oxydation de l'hydrogène, ainsi qu'un compartiment cathodique, dans lequel l'oxygène de l'air est réduit, avec production d'eau.

Une membrane de type échangeuse d'ions sépare physiquement les compartiment anodique et cathodique, alors que ces derniers se trouvent reliés par un circuit électrique extérieur.

Le compartiment anodique est mis en communication avec une ligne d'arrivée d'hydrogène, ainsi qu'une ligne d'évacuation de l'hydrogène consommé. Ce dernier est mélangé à une fraction d'eau, qui a été produite au niveau de la cathode, et a traversé la membrane de séparation précitée.

De façon analogue, le compartiment cathodique est pourvu d'une conduite d'arrivée d'air, ainsi que d'une conduite d'évacuation de cet air appauvri en oxygène, mélangé à de l'eau.

Par ailleurs, le fonctionnement correct de cette pile à combustible nécessite que la membrane de séparation précitée soit humidifiée en permanence. A cet effet, l'air d'entrée, admis dans la pile à combustible, doit posséder un taux d'humidité élevé.

L'invention se propose de mettre en oeuvre un procédé d'alimentation en air d'une pile à combustible qui, tout en assurant une humidification satisfaisante de cette membrane de séparation, soit avantageux en termes énergétiques et garantisse un bilan hydrique favorable à l'ensemble de la pile.

A cet effet, elle a pour objet un procédé d'alimentation en air d'une pile à combustible, dans lequel on alimente une cathode de cette pile avec de l'air d'entrée et on évacue, hors de cette cathode, un air de sortie, appauvri en oxygène et mélangé à de l'eau, caractérisé en ce qu'on met en relation d'échange thermique, dans un échangeur de chaleur, l'air d'entrée et l'air de sortie, de manière à obtenir une fraction d'eau condensée provenant dudit air de sortie, en ce qu'on récupère cette fraction d'eau condensée, et en ce qu'on mélange au moins une partie de cette eau condensée, à l'air d'entrée, de manière à provoquer une évaporation au moins partielle de cette eau condensée, dans l'échangeur de chaleur.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention : on met en relation d'échange thermique, à contre-courant, l'air d'entrée et l'air de sortie ; - on mélange l'eau condensée à l'air d'entrée, avant de mettre ce dernier en relation d'échange thermique avec l'air de sortie ; - on mélange l'eau condensée à l'air d'entrée, en même temps qu'on met ce dernier en relation d'échange thermique avec l'air de sortie ; - on fait circuler, dans l'échangeur de chaleur, l'eau condensée dans un espace intercalaire d'évaporation, dont au moins une paroi est formée par une membrane hydrophile ; - on récupère la fraction d'eau condensée dans un espace intercalaire de condensation, dont au moins une paroi est formée par une membrane hydrophile ; - on fait circuler l'eau condensée récupérée dans l'espace intercalaire de condensation, de façon à la mettre en relation d'échange thermique avec l'air d'entrée et/ou l'air de sortie ;

les espaces intercalaires de condensation et d'évaporation sont séparés par une plaque de l'échangeur ;

les espaces intercalaires de condensation et d'évaporation sont confondus ; on récupère la fraction d'eau condensée au moyen d'un circuit de récupération, disposé en dehors de l'échangeur de chaleur ; - on sépare une autre fraction d'eau de l'air d'entrée, en aval de l'échangeur de chaleur ; - on renvoie l'intégralité de la fraction d'eau séparée vers l'échangeur de chaleur, et on élimine une purge de l'eau condensée, présente dans le circuit de récupération ; on renvoie vers l'échangeur de chaleur l'intégralité de l'eau condensée, présente dans le circuit de récupération, et on élimine la fraction d'eau séparée ; - on renvoie 1 vers l'échangeur de chaleur toute l'eau condensée, présente dans le circuit de récupération, ainsi que toute l'eau séparée.

L'invention a également pour objet une installation d'alimentation en air d'une pile à combustible comprenant des moyens d'alimentation en air d'entrée d'une cathode de cette pile, et des moyens d'évacuation, hors de cette cathode, d'un air de sortie appauvri en oxygène et mélangé à de l'eau, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un échangeur de chaleur mettant en relation d'échange thermique les moyens d'alimentation et les moyens d'évacuation, ce qui permet d'obtenir une fraction d'eau condensée provenant dudit air de sortie, des moyens de récupération de ladite fraction d'eau condensée, ainsi que des moyens de mélange d'au moins une partie de cette eau condensée, à l'air d'entrée.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - l'échangeur de chaleur est à contre-courant ;

- les moyens de mélange sont disposés en amont de l'échangeur de chaleur ; - le tronçon des moyens d'alimentation, mis en relation d'échange thermique, possède des parois revêtues d'une structure hydrophile ; les moyens de mélange sont disposés à l'intérieur de l'échangeur de chaleur ; - les moyens de mélange comprennent une membrane apte à être traversée par l'eau condensée, cette membrane définissant un espace intercalaire d'évaporation ; les moyens de récupération comprennent une membrane hydrophile, définissant un espace intercalaire de condensation ; les espaces intercalaires de condensation et d'évaporation sont séparés par une plaque de l'échangeur ;

les espaces intercalaires de condensation et d'évaporation sont confondus ; les moyens de récupération comprennent un circuit de récupération, disposé en dehors de l'échangeur de chaleur ; - l'installation comprend également des moyens de séparation, permettant de séparer une autre fraction d'eau de l'air d'entrée, qui sont disposés en aval de l'échangeur de chaleur ; - le circuit de récupération est pourvu d'une ligne de purge de l'eau condensée, alors que les moyens de séparation sont mis en communication avec l'échangeur de chaleur ; les moyens de séparation sont pourvus d'une ligne de purge de l'eau séparée.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :

- La figure 1 est une vue schématique, illustrant le principe d'une installation d'alimentation en air d'une pile à combustible, conforme à l'invention ; - La figure 2 est une vue schématique, analogue à la figure 1, illustrant une première variante de réalisation de l'invention ; - La figure 3 est une vue schématique, illustrant partiellement un échangeur de chaleur appartenant à l'installation de la figure 2 ; - La figure 4 est une vue schématique, illustrant un des éléments appartenant à l'échangeur de la figure 3, dans lequel se produit une condensation ; - Les figures 5 et 6 sont des vues schématiques illustrant deux variantes de réalisation d'un élément appartenant à l'échangeur de la figure 3, dans lequel se produit une évaporation ; - Les figures 7 et 8 sont des vues schématiques, analogues à la figure 2, illustrant deux autres variantes de réalisation de l'invention ; - La figure 9 est une vue schématique, illustrant partiellement un échangeur de chaleur appartenant à une autre variante de réalisation de l'invention ; et les figures 10 et 11 sont des vues schématiques, analogues aux figures 2 et 7, illustrant deux variantes supplémentaires de réalisation, mettant en oeuvre l'échangeur de chaleur de la figure 9.

La pile à combustible, illustrée sur la figure 1 et désignée dans son ensemble par la référence 2, comprend une cathode 4, ainsi qu'une anode 6. Ces dernières sont séparées physiquement par une membrane échangeuse de protons, représentée de façon schématique par une ligne 8 en traits mixtes.

Le compartiment cathode 4 reçoit, à son entrée 10, un circuit 12 d'alimentation en air. Par ailleurs, un second

circuit 14 permet l'évacuation, hors de la sortie 16 de cette cathode, d'un mélange d'air appauvri en oxygène et d'eau.

Le tronçon amont 121 du circuit d'alimentation 12, le plus éloigné de l'entrée 10 de la cathode, véhicule un air relativement sec, dont le point de rosée est voisin par exemple de 100C.

De plus, le tronçon amont 141 du circuit d'évacuation 14, voisin de la sortie 16 de la cathode, véhicule un air relativement chaud et humide, dont la température est voisine par exemple de 80 C et le taux d'humidité voisin de 100%.

Les tronçons médians 122 et 142 de ces circuits d'alimentation 12 et d'évacuation 14 sont mis en relation d'échange thermique, dans un échangeur à contre-courant 15. La structure de ce dernier, qui est représenté de façon schématique sur cette figure 1, sera explicitée dans ce qui suit.

Lors de son parcours ascendant dans le tronçon médian 142, l'air de sortie, originellement chaud et humide, se condense, ce qui provoque la formation d'une fraction d'eau de condensation. Cette dernière est récupérée par l'intermédiaire d'une ligne 18, représentée schématiquement sur cette figure 1, et dont différents modes de réalisation seront décrits dans ce qui suit.

Cette eau de condensation est ensuite mélangée à l'air descendant sec, provenant du tronçon amont du circuit d'alimentation 12. Puis, elle s'évapore de nouveau lors de son passage dans l'échangeur 15.

Ainsi, en sortie de l'échangeur, le tronçon aval 123 du circuit d'alimentation 12 véhicule désormais de l'air chaud et humide, dont la température et le taux d'humidité sont voisins de ceux de l'air circulant dans le tronçon amont

d'évacuation 141. Par ailleurs, le tronçon aval d'évacuation 143 véhicule de l'air humide et refroidi.

La mise en relation d'échange thermique de l'air d'entrée et de l'air de sortie est doublement avantageuse.

En effet, l'air de sortie, évacué à une température élevée de la cathode, subit une baisse sensible de cette température dans son passage au sein de l'échangeur de chaleur 15. Ainsi, en aval de cet échangeur, cet air de sortie possède une température relativement faible, qui est le cas échéant inférieure à la température extérieure. Ceci est particulièrement favorable au bilan hydrique global du système.

Par ailleurs, l'adjonction d'une fraction d'eau de condensation à l'air d'alimentation assure l'évaporation de cette eau dans l'échangeur. De la sorte, cet air d'alimentation possède un taux d'humidité élevé, lors de son admission dans la pile à combustible. Ceci garantit que la membrane de séparation est humidifiée en permanence, de façon satisfaisante.

Les figures 2 à 5 illustrent de façon plus précise une première variante de réalisation de l'invention.

L'installation représentée sur la figure 2 diffère de celle de la figure 1, en ce que le trajet de l'eau de condensation a été illustré de façon plus détaillée. Comme le montre la figure 3, les tronçons médians 122 et 142 des circuits d'alimentation 12 et d'évacuation 14 sont mis en relation d'échange thermique, dans un échangeur à plaques 15, fonctionnant à contre-courant.

De façon classique, un tel échangeur comprend plusieurs plaques 20 séparant deux tronçons médians adjacents. Il est par ailleurs prévu des moyens permettant d'empêcher la communication entre ces deux tronçons adjacents. Ces moyens, qui ne sont pas représentés sur la

figure 3, peuvent par exemple être réalisés par emboutissage, puis brasage ou adjonction d'un joint.

La figure 4 illustre de façon plus précise un tronçon médian 142 du circuit d'évacuation 14, où se produit la condensation de l'eau. Comme le montre cette figure, les plaques 20 de l'échangeur, précédemment décrit en référence à la figure 3, sont recouvertes d'une membrane poreuse hydrophile, qui est par exemple réalisée en polyéthylène.

Cette membrane, qui peut revêtir seulement l'une des parois des plaques 20, est désignée par la référence 22, à la fois sur cette figure 4 et sur la figure 2, où elle se trouve représentée par une ligne parallèle à celle représentant le tronçon de condensation 142.

En faisant à nouveau référence à la figure 4, lorsque l'air, provenant de la sortie 16 de la cathode, s'écoule de bas en haut, la vapeur d'eau initialement présente dans cet air se condense. Elle est alors récupérée au sein d'un espace intercalaire 23, défini par les parois en regard de la membrane hydrophile 22 et des plaques 20. Cette eau est alors pompée, de sorte qu'elle s'écoule vers le haut de cet espace intercalaire 23.

A titre de variante, l'eau condensée dans le tronçon intermédiaire 142 peut ressortir par le bas de l'échangeur, à une température élevée, sous l'action de la gravité éventuellement associée à un pompage. Ainsi, cette eau condensée, qui se réchauffe au fur et à mesure de sa descente, confère une efficacité supplémentaire à la condensation.

En revenant à la figure 4, l'eau de condensation est collectée dans un circuit de récupération 24, pourvu d'une pompe 26 et d'une ligne de purge 28. Etant donné que cette eau de condensation a été récupérée à la partie haute de l'échangeur, elle se trouve à une température peu élevée, voisine par exemple de 15 C. Cette eau froide est alors

renvoyée en partie vers le tronçon médian 122 du circuit d'alimentation 12.

La membrane hydrophile 22, qui sépare le circuit de récupération 24 du gaz circulant dans le tronçon 142, doit posséder une taille de pores et des propriétés hydrophiles, telles que son point de bulle empêche la pénétration de gaz dans l'espace intercalaire 23.

Ce dernier est maintenu à une pression inférieure à la pression de fonctionnement des gaz dans le tronçon intermédiaire 142. De la sorte, il est possible d'éviter tout noyage de la partie condenseur de l'échangeur, par de l'eau liquide issue de la condensation.

Deux variantes de réalisation, concernant le mélange de l'eau condensé et de l'air, sont envisageables.

Ainsi, il est possible de mélanger cette eau de condensation à l'air d'alimentation 12, en amont du tronçon médian 122, illustré à la figure 5. Comme le montre cette dernière, les parois des plaques 20 de l'échangeur 15 sont revêtues d'une structure hydrophile 30, par exemple en tissu ou en feutre, qui est collée contre la paroi correspondante d'une plaque 20.

Cette structure hydrophile est représentée sur la figure 2 par une ligne 30 parallèle à celle illustrant le tronçon médian 122 du circuit d'alimentation. La présence de cette structure hydrophile permet de faciliter l'évaporation de l'eau de condensation mélangée à l'air provenant du tronçon amont 121. Cette structure doit être à même d'assurer la rétention d'une quantité d'eau suffisante, pour garantir l'évaporation en chaque point du tronçon intermédiaire 122, pendant le temps qui sépare deux arrivées irrégulières d'eau.

Il convient de noter que la présence de la structure 30, qui permet d'améliorer l'évaporation dans le tronçon 122, est optionnelle. Ainsi, il est possible, tout en

mélangeant l'eau et l'air en amont de ce tronçon, de ne pas revêtir les parois au moyen de cette structure 30.

A titre de variante, l'eau de condensation, issue du circuit de récupération 24, et l'air sec provenant du tronçon amont 121, peuvent être mélangés au sein même du tronçon d'évaporation 122. Cette alternative est représentée à la figure 6, qui illustre une membrane hydrophile 32, par exemple analogue à celle 22, qui s'étend contre les parois des plaques de séparation 20.

Cette membrane hydrophile 32 définit, avec les parois en regard des plaques 20, un espace intercalaire 33 qui est alimenté en eau depuis le circuit de récupération 24. Cette eau, qui circule tout d'abord à côté de l'air, s'évapore le long de son trajet dans le tronçon 122, et se mélange progressivement à cet air selon les flèches 1.

En utilisant la structure 30 de la figure 5 ou la membrane 32 de la figure 6, l'air circulant dans le tronçon aval d'alimentation 123 se trouve en excès d'eau. A cet égard, ce tronçon 123 est pourvu d'un séparateur de phases 34, de type connu.

Ce dernier permet de récupérer, via une ligne 36, l'excès d'eau initialement présent dans l'air. Cette eau chaude en excès est alors recyclée, via la ligne 36, vers le haut du tronçon de condensation 142. Par ailleurs, l'excès d'eau circulant dans le circuit de récupération 24 et la ligne de recyclage 36 est évacué, à une température basse, par la ligne de purge 28. Cette configuration permet de récupérer un maximum de puissance thermique.

La figure 7 illustre une variante de réalisation de l'invention.

L'installation qui y est représentée diffère de celle de la figure 2, en ce que le circuit de récupération 24' est dépourvu d'une ligne de purge 28, permettant d'évacuer un excès d'eau froide. De la sorte, la totalité de l'eau

condensée dans le tronçon 1421 puis récupérée dans le circuit 24', est renvoyée vers la partie basse du tronçon d'évaporation 122-
En revanche, l'eau chaude récupérée par le séparateur 34'n'est pas renvoyée vers 11 échangeur 151 1 comme dans l'exemple de la figure 2. Cette eau chaude en excès se trouve au contraire éliminée par une ligne de purge 28' s'étendant à partir du séparateur 34'.

L'agencement illustré à la figure 7 est avantageux, en termes de simplicité. Par ailleurs, il permet d'éliminer l'eau, à l'endroit où celle-ci est le plus chargée en polluants et poussières.

La figure 8 illustre une autre variante de réalisation de l'invention.

L'installation qui y est représentée diffère de celles des figures 2 et 7, en ce qu'elle est dépourvue d'une ligne de purge, analogue à celles 28 et 28'.

Ainsi, la totalité de l'eau de condensation, récupérée en aval du tronçon 142 de l'échangeur 15'', est renvoyée, via le circuit de récupération 24'', vers le tronçon d'évaporation 142. En outre, la totalité de l'eau chaude

récupérée depuis le séparateur 34'', est recyclée vers la partie haute du tronçon de condensation 142, via la ligne 36''.

Cette configuration de type en boucle , induit une dégradation des performances de l'échangeur 15'', jusqu'à ce que le bilan d'eau global devienne nul. Un tel agencement confère une température élevée au gaz circulant dans le tronçon aval d'évacuation 143.

Ceci permet de diminuer la puissance à évacuer au radiateur de la source froide principale du système. Ceci revêt une importance notable dans le cas d'un véhicule.

La figure 9 illustre une variante supplémentaire de l'invention, dans laquelle les tronçons d'évaporation 122 et

de condensation 142 ne sont pas séparés par une plaque 20 d'échangeur. Ainsi, cette dernière est remplacée par une zone de liaison, désignée dans son ensemble par la référence 38.

Cette zone 38 comprend une membrane hydrophile 40, analogue à celle 22 ou 32, qui forme une paroi latérale du tronçon de condensation 142. Elle comprend également, à l'opposé de la membrane 40, une membrane supplémentaire 42, présentant une forte affinité chimique pour l'eau, qui est par exemple réalisée en NAFION. Cette membrane 42, qui forme une paroi latérale du tronçon d'évaporation 122 peut, à titre d'alternative, être remplacée par une autre membrane hydrophile, analogue à celle 40.

Ces deux membranes 40,42 délimitent un espace intercalaire 44, dans lequel est présente de l'eau liquide, qui se trouve en échange thermique avec l'air d'entrée et l'air de sortie, comme l'illustrent également les figures 10 et 11.

Dans ces conditions, l'échange entre l'air d'évacuation, véhiculé par le tronçon 142, et l'air d'alimentation, véhiculé par le tronçon 122, est effectué directement par l'intermédiaire de ces membranes 40,42.

L'eau condensée au niveau de la membrane hydrophile 40 s'accumule dans l'espace intercalaire 44, puis pervapore , c'est-à-dire qu'elle s'évapore selon les flèches f au travers de la membrane 42. Cette dernière, qui collecte l'eau liquide du côté condenseur, assure l'humidification de l'eau, du côté évaporateur.

La zone de liaison 38, décrite ci-dessus, est illustrée dans les figures 10 et 11 par l'intermédiaire d'une ligne parallèle à celles représentant les tronçons d'évaporation 122 et de condensation 142. Cette zone 38 appartient à l'échangeur de chaleur 15''', qui comprend également les deux tronçons précités.

A la figure 10, cette zone de liaison 38 est terminée par une ligne de récupération 46, qui permet d'évacuer un excès d'eau froide, comme dans le mode de réalisation de la figure 2.

En revanche, à la figure 11, la zone de liaison 38 est pourvue d'une ligne de récupération 46', permettant d'évacuer un excès d'eau chaude, comme dans le mode de réalisation de la figure 7.

Ainsi, le pompage de l'eau contenue dans l'espace intercalaire 44, qui est maintenu à une pression inférieure à celle des gaz, est assuré du côté qui garantit le meilleur bilan thermique de l'ensemble du système.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé d'alimentation en air d'une pile à combustible, dans lequel on alimente une cathode (4) de cette pile avec de l'air d'entrée (par 12) et on évacue (par 14), hors de cette cathode (4), un air de sortie, appauvri en oxygène et mélangé à de l'eau, caractérisé en ce qu'on met en relation d'échange thermique, dans un échangeur de chaleur (15 ; 15' ; 15'' ; 15'''), l'air d'entrée et l'air de sortie, de manière à obtenir (par 22 ; 40) une fraction d'eau condensée provenant dudit air de sortie, en ce qu'on récupère (par 18 ; 24 ; 24' ; 24'' ; 44) cette fraction d'eau condensée, et en ce qu'on mélange (par 32 ; 42) au moins une partie de cette eau condensée, à l'air d'entrée, de manière à provoquer une évaporation au moins partielle de cette eau condensée, dans l'échangeur de chaleur.

2. Procédé d'alimentation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on met en relation d'échange thermique, à contre-courant, l'air d'entrée et l'air de sortie.

3. Procédé d'alimentation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on mélange l'eau condensée à l'air d'entrée, avant de mettre ce dernier en relation d'échange thermique avec l'air de sortie.

4. Procédé d'alimentation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on mélange (par 32 ; 42) l'eau condensée à l'air d'entrée, en même temps qu'on met ce dernier en relation d'échange thermique avec l'air de sortie.

5. Procédé d'alimentation selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on fait circuler, dans l'échangeur de chaleur (15), l'eau condensée dans un espace intercalaire

(33 ; 44) d'évaporation, dont au moins une paroi est formée par une membrane hydrophile (32 ; 40).

6. Procédé d'alimentation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on récupère la fraction d'eau condensée dans un espace intercalaire de condensation (23 ; 44), dont au moins une paroi est formée par une membrane hydrophile (22 ; 40).

7. Procédé d'alimentation selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on fait circuler l'eau condensée récupérée dans l'espace intercalaire de condensation, de façon à la mettre en relation d'échange thermique avec l'air d'entrée et/ou l'air de sortie.

8. Procédé d'alimentation selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que les espaces intercalaires de condensation (23) et d'évaporation (33) sont séparés par une plaque (20) de l'échangeur.

9. Procédé d'alimentation selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que les espaces intercalaires de condensation et d'évaporation (44) sont confondus.

10. Procédé d'alimentation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on récupère la fraction d'eau condensée au moyen d'un circuit de récupération (24 ; 24'i 24"), disposé en dehors de l'échangeur de chaleur (15 ; 15' ; 15'').

11. Procédé d'alimentation selon l'une revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on sépare une autre fraction d'eau (en 34 ; 34' ; 34'') de l'air d'entrée, en aval de l'échangeur de chaleur (15 ; 15' ; 15'').

12. Procédé d'alimentation selon les revendications 10 et 11, caractérisé en ce qu'on renvoie l'intégralité de la fraction d'eau séparée vers l'échangeur de chaleur (15), et en ce qu'on élimine (par 28) une purge de l'eau condensée, présente dans le circuit de récupération (24).

13. Procédé d'alimentation selon les revendications 10 et 11, caractérisé en ce qu'on renvoie vers l'échangeur de chaleur (15') l'intégralité de l'eau condensée, présente dans le circuit de récupération (24'), et en ce qu'on élimine la fraction d'eau séparée (par 28').

14. Procédé d'alimentation selon les revendications 10 et 11, caractérisé en ce qu'on renvoie, vers l'échangeur de chaleur (15'') toute l'eau condensée, présente dans le circuit de récupération (24''), ainsi que toute l'eau séparée (en 34'').

15. Installation d'alimentation en air d'une pile à combustible, comprenant des moyens d'alimentation (12) en air d'entrée d'une cathode (4) de cette pile, et des moyens d'évacuation (14), hors de cette cathode (4), d'un air de sortie appauvri en oxygène et mélangé à de l'eau, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un échangeur de chaleur (15 ; 15'i 15" i 15"') mettant en relation d'échange thermique les moyens d'alimentation (12) et les moyens d'évacuation (14), ce qui permet d'obtenir une fraction d'eau condensée provenant dudit air de sortie, des moyens de récupération (18 ; 24 ; 24'i 24" i 44) de ladite fraction d'eau condensée, ainsi que des moyens de mélange (32 ; 42) d'au moins une partie de cette eau condensée, à l'air d'entrée.

16. Installation selon la revendication 15, caractérisée en ce que l'échangeur de chaleur est à contrecourant.

17. Installation selon la revendication 15 ou 16, caractérisée en ce que les moyens de mélange sont disposés en amont de l'échangeur de chaleur.

18. Installation selon la revendication 17, caractérisée en ce que le tronçon (122) des moyens d'alimentation (12), mis en relation d'échange thermique,

possède des parois (20) revêtues d'une structure hydrophile (30).

19. Installation selon la revendication 15 ou 16, caractérisée en ce que les moyens de mélange (32 ; 42) sont disposés à l'intérieur de l'échangeur de chaleur.

20. Installation selon la revendication 19, caractérisée en ce que les moyens de mélange comprennent une membrane (32 i 42) apte à être traversée par l'eau condensée, cette membrane définissant un espace intercalaire d'évaporation (33 ; 44).

21. Installation selon l'une quelconque des revendications 15 à 20, caractérisée en ce que les moyens de récupération comprennent une membrane hydrophile (22 ; 40), définissant un espace intercalaire de condensation (23 ; 44).

22. Installation selon les revendications 20 et 21, caractérisée en ce que les espaces intercalaires de condensation (23) et d'évaporation (33) sont séparés par une plaque de l'échangeur.

23. Installation selon les revendications 20 et 21, caractérisée en ce que les espaces intercalaires de condensation et d'évaporation (44) sont confondus.

24. Installation selon l'une des revendications 15 à 23, caractérisée en ce que les moyens de récupération comprennent un circuit de récupération (24 ; 24' ; 24''), disposé en dehors de l'échangeur de chaleur.

25. Installation selon l'une des revendications 15 à 24, caractérisée en ce qu'elle comprend également des moyens de séparation (34 i 34'i 34''), permettant de séparer une autre fraction d'eau de l'air d'entrée, qui sont disposés en aval de l'échangeur de chaleur.

26. Installation selon les revendications 24 et 25, caractérisée en ce que le circuit de récupération (24) est pourvu d'une ligne (28) de purge de l'eau condensée, alors

que les moyens de séparation (34) sont mis en communication avec l'échangeur de chaleur (15).

27. Installation selon les revendications 24 et 25, caractérisée en ce que les moyens de séparation (34') sont pourvus d'une ligne (28') de purge de l'eau séparée.