FR2902113A1 - Procede de mesure a la volee de la hauteur d'une anode d'electrolyse - Google Patents

Abstract

Procédé de mesure à la volée de la longueur suivant un axe (z'z) d'une anode (20) par électrolyse ignée dans lequel:i) on suspend ladite anode à un organe de préhension (13a) qui est muni d'un capteur de déplacement mesurant la position verticale du point d'accrochage (O);ii) on déplace verticalement ledit organe de préhension, de sorte que la surface inférieure (21a) de l'anode traverse un plan (P) formé par n faisceaux (fl,..., fi,..., fn) et, à chaque fois qu'un desdits faisceaux i (i=1 à n) est perturbé par la traversée de la surface inférieure de l'anode, on mesure la position verticale hi dudit point d'accrochage (O);iii) on mesure l'angle d'inclinaison de l'axe zz' de la tige d'anode et on déduit à partir des valeurs mesurées hi (i=1 à n), et de la valeur de l'inclinaison de la tige d'anode, la distance entre le point d'accrochage et la surface inférieure (21 a) du bloc anodique (21).

Description

PROCEDE DE MESURE A LA VOLEE DE LA HAUTEUR D'UNE ANODE D'ELECTROLYSE

DOMAINE TECHNIQUE s L'invention concerne la mesure de la hauteur des anodes d'électrolyse, en particulier des anodes des usines de production d'aluminium par électrolyse ignée. La connaissance précise de la hauteur desdites anodes, neuves ou usées, plus particulièrement de la hauteur "fonctionnelle", c'est-à-dire de la distance entre le point d'accrochage de l'anode et la surface inférieure du ~o bloc anodique, est essentielle pour limiter les perturbations de fonctionnement de la cellule d'électrolyse qui résultent des diverses manipulations liées au remplacement desdites anodes.

ETAT DE LA TECHNIQUE 1s L'aluminium est produit industriellement par électrolyse ignée dans des cellules d'électrolyse suivant le procédé bien connu de Hall-Héroult. La demande de brevet français FR 2 806 742 (correspondant au brevet américain US 6 409 894) décrit des installations d'une usine d'électrolyse destinée à la production 20 d'aluminium.

Selon la technologie la plus répandue, les cellules d'électrolyse comportent une pluralité d'anodes dites "précuites" en matériau carboné qui sont consommées lors des réactions de réduction électrolytique de l'aluminium. La consommation 25 progressive des anodes nécessite des interventions sur les cellules d'électrolyse parmi lesquelles figure, notamment, le remplacement des anodes usées par des anodes neuves.

Afin d'effectuer le remplacement des anodes usées par des anodes neuves, on 30 utilise en général une unité de service, appelée "machine de service électrolyse" ou "M.S.E" ("PTA" ou "Pot Tending Assembly" ou "PTM" ou "Pot - 2 Tending Machine" en langue anglaise). Cette unité de service comprend un pont mobile qui peut être translaté au-dessus des cellules d'électrolyse, et le long des séries de cellules, et au moins une machine de service, apte à être déplacée sur le pont mobile, comprenant un chariot et un module de service s muni entre autres d'organes de manutention des anodes. La demande de brevet internationale W02005/095676 de la demanderesse décrit par exemple une machine de service électrolyse (MSE) compacte.

Afin de limiter la perturbation du fonctionnement d'une cellule d'électrolyse lors ~o d'un changement d'anode, il est préférable de placer l'anode neuve de manière à ce que sa surface inférieure soit au même niveau que celle des autres anodes de la cellule. Pour assurer une mise à niveau correcte des anodes neuves, on utilise encore couramment la méthode classique suivante: - avant son enlèvement, on marque la tige de l'anode usée d'un trait de craie 15 à un endroit correspondant à un repère déterminé sur le cadre anodique; - l'anode usée est extraite de la cellule et déposée sur une surface de référence, typiquement un plateau métallique; - le niveau du trait de craie sur la tige est relevé, l'anode usée est retirée et une anode neuve est placée sur ladite surface de référence; 20 - un trait de craie est tracé sur la tige de l'anode neuve au niveau relevé; - l'anode neuve est placée sur le cadre anodique de façon à ce que le trait de craie soit situé au niveau du repère déterminé sur le cadre anodique. Ces opérations, essentiellement manuelles, nécessitent l'intervention d'un opérateur dans la zone d'action des outils de manutention des anodes et 25 l'exposent aux risques inhérents à ces opérations, tels que les risques de décrochement de la charge et les projections de métal liquide.

Dans une modalité préférée de la demande française de la demanderesse, dont le numéro de dépôt est 04 09508, il est proposé de remplacer les anodes 30 usées en utilisant un nouveau procédé qui nécessite moins d'interventions manuelles: -3 a) on utilise un outil de manutention d'anode comprenant un organe de positionnement, un organe de préhension et un capteur de position verticale utilisé pour mesurer la distance verticale entre un point particulier de l'organe de préhension par rapport à un niveau de référence N donné, et s b) on réalise un faisceau d'ondes sonores ou électromagnétiques dans un plan parallèle au niveau de référence N; c) on place ce faisceau dans la trajectoire de l'anode usée et dans celle de l'anode de remplacement de sorte que, au passage des anodes au niveau du faisceau, des relevés dimensionnels sont pris à la volée à l'aide du capteur de ~o déplacement et sont ensuite utilisés pour placer correctement l'anode de remplacement.

Les relevés dimensionnels sont effectués de la manière suivante: - on place un organe de préhension en position de saisie de la tige métallique ~s de l'anode usée et on mesure, à l'aide du capteur de déplacement, la distance verticale entre le niveau de référence N et un point particulier de l'organe de préhension lorsque celui-ci a saisi ladite tige métallique; - on retire l'anode usée de la cellule d'électrolyse, on fait passer le bloc anodique de cette anode à travers ledit faisceau en un mouvement vertical et 20 on mesure, à l'aide du capteur de déplacement, la distance verticale entre le niveau de référence N et le point particulier de l'organe de préhension au moment où une surface particulière de l'anode saisie traverse ledit faisceau; - on saisit la tige métallique d'une anode de remplacement à l'aide d'un organe de préhension, de préférence le même pour utiliser le même point de 25 référence et ainsi éviter l'ajout de corrections supplémentaires de positionnement; - on fait passer le bloc anodique de cette anode à travers ledit faisceau en un mouvement vertical et on mesure, à l'aide du capteur de déplacement, la distance verticale entre le niveau de référence N et le point particulier de 30 l'organe de préhension au moment où la surface particulière de l'anode traverse ledit faisceau ; - 4 - on détermine la position verticale de l'anode de remplacement dans la cellule à partir des valeurs mesurées précédemment, et en tenant compte de diverses autres corrections, en particulier celles dues aux différences de poids et de température entre l'anode usée au moment de sa saisie et l'anode de s remplacement au moment de sa mise en place; - enfin, on place l'anode de remplacement, à la position déterminée à l'étape précédente, dans l'emplacement initialement occupé par l'anode usée.

~o PROBLEME POSE

Ce procédé présente un grand avantage par rapport à la méthode classique décrite plus haut puisqu'il permet de réduire le nombre de manipulations à effectuer au cours du remplacement d'une anode. Il a toutefois l'inconvénient 1s d'être fortement tributaire de la qualité de la surface particulière de l'anode qui a été choisie pour réaliser ces mesures. En pratique, la surface la mieux adaptée pour prendre ce type de mesure est la surface inférieure du bloc anodique. Or une anode usée ne présente plus une géométrie parfaitement parallélépipédique avec des arêtes vives. De plus, si, pour une raison 20 quelconque, l'anode se trouve déséquilibrée au moment où elle traverse le faisceau, le plan de la face inférieure du bloc de carbone n'est plus parallèle au faisceau, de sorte que le faisceau est perturbé non pas d'emblée par la surface inférieure du bloc mais par une arête érodée, voire un point sur cette arête. Ceci peut entraîner, avec les géométries courantes considérées et un 25 décalage angulaire typique de 3 , un décalage dans l'estimation du nivellement de l'ordre de 40 mm pour une anode dont le bloc présente une longueur de 1550 mm. Une telle erreur n'est pas compatible avec l'exploitation des cuves.

30 La demanderesse a donc recherché une procédure et des moyens qui permettent d'éviter ces inconvénients et en particulier d'exploiter -5 industriellement et de manière économiquement satisfaisante le procédé décrit dans la demande française 04 09508.

OBJET DE L'INVENTION s Un premier objet de l'invention est un procédé de mesure à la volée de la longueur suivant la direction (z'z) d'une anode de production, typiquement une anode de production d'aluminium par électrolyse ignée, ladite anode comprenant une tige qui s'étend substantiellement le long d'un axe, de direction (z'z), et dont la section orthogonale est un rectangle dont les côtés ~o suivent les directions (x'x) et (y'y), ainsi qu'un bloc de carbone - appelé également bloc anodique - de forme globale parallélépipédique rectangle, dont la hauteur s'étend suivant la direction de l'axe (z'z) et dont la section orthogonale présente des côtés substantiellement parallèles à (x'x) et (y'y). C'est un procédé dans lequel: 1s i) on suspend ladite anode à un organe de préhension qui saisit, au niveau du point d'accrochage, la tige de l'anode de telle sorte qu'elle ne peut pas tourner autour de son axe. Ledit organe de préhension est guidé dans son mouvement de telle sorte qu'il se déplace suivant l'axe vertical Z'Z et de telle sorte que, lorsqu'il saisit une anode neuve, les directions (x'x) et (y'y) restent 20 sensiblement parallèles à deux directions horizontales (X'X) et (Y'Y) données, orthogonales entre elles. Ces directions correspondent typiquement, mais non nécessairement, respectivement au petit et au grand côté de la cellule d'électrolyse. Ledit organe de préhension est muni d'un capteur de déplacement permettant de mesurer la position verticale du point 25 d'accrochage, c'est-à-dire la distance verticale entre un niveau de référence horizontal (N) et ledit point d'accrochage; ii) on déplace verticalement ledit organe de préhension, de sorte que la surface inférieure du bloc anodique traverse au moins un plan formé par une pluralité de n faisceaux d'ondes sonores ou électromagnétiques, et on 30 relève à l'aide dudit capteur de déplacement la position verticale h; (i=1 à -6 n) dudit point d'accrochage à chaque fois qu'un desdits faisceaux est perturbé par la traversée de la surface inférieure de l'anode; Ledit procédé est caractérisé en ce que: iii) on mesure également l'angle d'inclinaison de l'axe (z'z) de la tige d'anode s par rapport à la verticale (Z'Z) pour déduire de cet angle d'inclinaison et des valeurs mesurées hi (i=1 à n) la distance entre le point d'accrochage et la surface inférieure du bloc anodique.

Les étapes caractéristiques ii) et iii) du procédé telles que décrites ci-dessus ne ~o se suivent pas nécessairement dans l'ordre chronologique. Ainsi, suivant les variantes possibles de l'invention, la mesure de l'angle d'inclinaison de l'axe (z'z) de l'axe de la tige peut être effectuée lorsque l'anode est à l'arrêt, avant son déplacement vertical, ou au contraire à la volée au cours de son déplacement vertical et, dans ce dernier cas, elle peut être effectuée avant 15 ou après que le premier des n faisceaux soit perturbé.

Le procédé selon l'invention est un procédé de mesure à la volée, c'est-à-dire ne nécessitant pas l'immobilisation et la mise en place de l'anode sur une aire de stockage, une palette ou un véhicule. La mesure est prise lorsque l'anode 20 est suspendue, le contact entre l'anode et l'organe de préhension se faisant sur une zone dont le barycentre est appelé "point d'accrochage", que l'on peut considérer comme appartenant autant à l'organe de préhension qu'à la tige d'anode. Ce procédé de mesure est destiné à connaître la hauteur de l'anode, ou plus précisément, une hauteur "fonctionnelle" correspondant à la distance 25 suivant (z'z) entre ledit point d'accrochage et la surface inférieure du bloc anodique. Pour que cette mesure soit valable quel que soit l'état d'usure de l'anode, on doit prendre en compte la modification d'orientation de l'anode lorsqu'elle est suspendue, qui peut résulter du déséquilibre occasionné par l'usure, voire la détérioration, du bloc anodique. 30 -7 L'anode neuve présente un parfait équilibre de sorte que les directions (x'x), (y'y), (z'z) correspondent à celles de ses axes de symétrie. L'organe de préhension est agencé de telle sorte que, lorsque l'anode neuve est suspendue, les directions (x'x) et (y'y) restent parallèles à deux directions s horizontales (X'X) et (Y'Y) données. Ces directions peuvent, en particulier si la mesure se fait à proximité de la cellule d'électrolyse, être parallèles respectivement au petit et au grand côté de la cellule d'électrolyse. En effet, lorsque l'anode neuve évolue à proximité de la cellule d'électrolyse lors des changements d'anode, elle est déplacée de telle sorte que son axe (z'z) est io vertical et que les directions (x'x) et (y'y) sont parallèles au petit et au grand côté de ladite cellule d'électrolyse, la direction du grand côté de la cellule correspondant à la direction du cadre anodique sur lequel l'anode est connectée.

1s Par contre, lorsqu'elle est suspendue, l'anode usée ne présente plus l'équilibre initial de sorte que ses axes (x'x), (y'y), (z'z) ne sont plus parallèles aux axes (X'X), (Y'Y) et (Z'Z). Ce déséquilibre, qui se traduit par un défaut d'horizontalité de la surface inférieure du bloc anodique, peut être dû à un défaut de répartition de la couverture d'anode (le mélange de bain broyé et d'alumine qui est versé sur 20 le bain d'électrolyse et sur la face supérieure des blocs anodiques) et/ou à une détérioration locale du bloc anodique (manque local de matière carbonée). Ce défaut correspond néanmoins à une faible inclinaison, quelques degrés au plus par rapport au plan horizontal, et il s'agit d'évaluer les conséquences de cet écart angulaire sur l'estimation de la hauteur réelle de l'anode. 25 L'organe de préhension envisagé dans le cadre de l'invention se déplace verticalement et saisit l'anode de telle sorte que la tige ne peut pas tourner autour de son axe z'z. Cet organe de préhension peut appartenir à un outil de manutention qui est habituellement utilisé lors du remplacement des anodes, 30 tel que celui décrit dans la demande internationale WO2004/079046. En général, un tel outil de manutention comprend un organe de préhension fixé 2902113 -s sur un organe de positionnement qui est lui-même attaché au chariot d'une machine de service qui roule sur un pont mobile apte à être translaté au-dessus et le long des séries de cellules d'électrolyse. Ledit organe de positionnement est typiquement un bras télescopique disposé verticalement, composé d'au moins deux mâts coulissant l'un dans l'autre, un mât étant mû par un actionneur et étant guidé par l'autre mât attaché à ladite machine de service. L'organe de préhension, fixé à l'extrémité du mât mû par un actionneur, se déplace verticalement, sans subir ni rotation autour de l'axe z'z ni déplacement transversal important. 'o Le dispositif de saisie de l'organe de préhension empêche toute rotation autour de l'axe (z'z) de la tige. II s'agit par exemple d'une pince dont les branches articulées pivotent autour d'un axe horizontal qui reste parallèle à une direction donnée, coïncidant typiquement avec l'axe (X'X) ou (Y'Y). Dans cette modalité 1s de l'invention, chaque branche articulée de la pince comprend par exemple au moins une saillie, appelée également "linguet", qui s'insère avec jeu dans un alésage de la tige d'anode. Ledit alésage, traversant ou non, s'étend suivant la direction perpendiculaire à celle de l'axe de pivotement des branches de la pince, c'est-à-dire perpendiculairement au petit côté ou au grand côté de la 20 section de la tige. Bien évidemment, ces moyens d'accrochage de formes complémentaires peuvent se présenter sous une configuration géométrique différente: par exemple, un alésage pratiqué dans la branche de la pince et des portions d'arbre placés en saillie sur les petites faces ou les grandes faces de la tige ou encore toutes autres formes géométriques conjuguées qui 25 permettent de verrouiller et de lever l'anode. Dans cette modalité de l'invention également, on ménage avantageusement, perpendiculairement auxdits moyens d'accrochage, c'est-à-dire parallèlement à l'axe de pivotement des branches articulées, des flans qui viennent encadrer les autres faces de la tige, de sorte que, lorsque la pince est fermée, l'extrémité de la tige 30 ne peut subir aucun déplacement transversal substantiel par rapport à l'organe de positionnement.

Ledit organe de préhension est muni d'un capteur de déplacement qui permet de mesurer la position verticale d'un point particulier de l'organe de préhension par rapport à un niveau de référence horizontal (N). Le capteur de position peut être, par exemple, un encodeur à câble ou un télémètre laser. Typiquement, il est fixé rigidement à la partie de l'organe de positionnement qui est attachée à la machine de service, et il permet de mesurer la distance relative entre sa position et celle d'un point particulier de l'organe de préhension qui correspond, s'il s'agit d'un encodeur à câble, au point de ~o fixation de l'extrémité mobile du câble ou, s'il s'agit d'un télémètre laser, au point de l'organe de préhension visé par le rayon laser. La distance verticale entre ce point particulier et le point d'accrochage peut être facilement connue, de sorte que le capteur de déplacement permet de connaître à tout moment la position verticale du point d'accrochage, c'est-à-dire la distance 1s entre le niveau de référence (N) et le point d'accrochage.

Par exemple, dans le cas où l'organe de préhension est une pince, la distance entre le point particulier et l'axe de pivotement des branches articulées est connue, la distance existant entre l'axe de pivotement et les axes des linguets 20 est connue et le jeu existant entre lesdits linguets et le ou les alésages de la tige est faible, de sorte qu'il est possible de déterminer avec une bonne précision la position verticale du point d'accrochage. Pour s'assurer que la distance verticale entre le point particulier et le point d'accrochage reste constante pendant l'ensemble des mesures, il est avantageux de munir l'organe de 25 positionnement d'un moyen de mesure de la tension dans l'outil, tel qu'un dynamomètre axial, qui permet de connaître le moment où la chaîne cinématique de l'outil est en traction et de déterminer le moment où les jeux mécaniques sont tous repris.

3o L'anode est suspendue à l'organe de préhension, par exemple par l'intermédiaire dudit alésage et desdites saillies, en une zone d'accrochage - 10- située sur la tige, à une position connue sur ladite tige. En raison du déséquilibre occasionné par l'usure, ses axes (x'x), (y'y) et (z'z) ne coïncident plus nécessairement avec les axes initiaux (X'X), (Y'Y) et (Z'Z). Si l'anode est bridée en rotation autour de son axe (z'z) par l'extrémité de sa tige, elle risque néanmoins s de se comporter comme une sorte de pendule susceptible d'osciller autour du point d'accrochage. De façon à ce que ces oscillations ne perturbent pas trop les mesures, les actionneurs qui imposent les déplacements de l'organe de préhension suivant la direction verticale Z'Z et dans le plan horizontal, typiquement suivant les directions X'X et Y'Y, sont de préférence contrôlés en 10 accélération et en décélération de telle sorte que, lorsque l'anode est descendue ou montée dans le cadre de l'étape ii) du présent procédé selon l'invention, elle subit un mouvement aussi proche que possible d'une translation verticale pure, avec des axes (x'x), (y'y) et (z'z) qui conservent leurs directions respectives tout au long dudit déplacement. 15 Au cours du procédé de mesure, on déplace verticalement l'anode de sorte que sa surface inférieure traverse un plan formé par une pluralité de n faisceaux d'ondes sonores ou électromagnétiques, n étant au moins égal à deux, de préférence trois. Comme indiqué dans la demande française 20 04 09508, les ondes sonores sont typiquement des ondes ultrasonores et les ondes électromagnétiques sont typiquement de la lumière visible, des infrarouges ou des ondes radio. Dans une modalité préférée de l'invention, lesdits faisceaux sont générés à l'aide de lasers.

25 Selon les modalités de l'invention, ce plan est horizontal ou faiblement incliné par rapport au plan horizontal, typiquement d'un angle inférieur à 3 . L'anode étant suspendue et le bloc de carbone étant la partie la plus basse de l'anode, la hauteur de l'anode est avantageusement mesurée dans une phase où on lui fait subir une descente verticale. Toutefois, la mesure peut également être 30 effectuée en imposant une montée verticale à l'anode, à condition de pouvoir distinguer les perturbations des faisceaux dues à la surface supérieure du bloc -11-anodique de celles dues à la surface inférieure. D'une manière plus générale, les générateurs sont placés et orientés de telle sorte que lorsque les faisceaux qu'ils émettent sont perturbés, on peut déterminer sans ambiguïté la cause de la perturbation et ne retenir que les perturbations dues à la partie plane de la s surface inférieure du bloc anodique.

La demanderesse a en effet constaté que si la surface inférieure des anodes usées était en général érodée sur sa périphérie, elle conservait néanmoins dans la quasi-totalité des cas une zone plane perpendiculaire à la tige, qui ~o correspond à la partie la plus basse du bloc anodique et sert donc de base à l'estimation de la distance entre l'anode et l'ensemble cathodique, et dont l'orientation réelle peut être estimée en mesurant l'inclinaison de la tige par rapport à l'axe vertical. Dans le cadre de la présente invention, on utilise cette zone plane soit en maintenant le plan des faisceaux dans une direction fixe (de 15 préférence le plan horizontal) et tenant compte du fait que c'est la partie la plus basse de la périphérie de cette zone plane qui perturbe en premier lesdits faisceaux, soit en orientant le plan des faisceaux de façon à ce qu'il devienne parallèle à ladite zone plane. Dans ce dernier cas, les générateurs sont avantageusement regroupés sur une plateforme dont on peut imposer une 20 orientation par rapport au plan horizontal telle que ledit faisceau plan devient orthogonal à la direction (z'z) de la tige d'anode, dont l'inclinaison a été mesurée auparavant.

Au cours du déplacement vertical de l'anode en vue de la mesure de sa 25 hauteur (étape ii)), la position du point d'accrochage est connue à tout moment: sa distance verticale par rapport au niveau de référence (N) est déduite de la position verticale du point particulier donnée par le capteur de déplacement et ses coordonnées dans le plan horizontal sont liées à celles du dispositif de positionnement. Lorsque ce dernier est fixé à une machine de 30 service pour la manipulation d'une anode à proximité d'une cellule d'électrolyse, ces coordonnées dans le plan horizontal sont déterminées par les -12- positions respectives du chariot et du pont mobile dont les directions de déplacement sont parallèles aux directions X'X et Y'Y.

L'anode est ensuite soumise à un mouvement de translation verticale, de préférence vers le bas, de sorte que la surface inférieure du bloc anodique traverse le plan des faisceaux. A chaque fois qu'un des n faisceaux est perturbé par la traversée de la surface inférieure du bloc anodique, on mesure la position verticale h; dudit point d'accrochage.

io Comme indiqué dans la demande française 04 09508, la détection de la perturbation desdits faisceaux peut se faire de plusieurs manières. Selon un premier mode de réalisation, on dispose un détecteur d'ondes sonores ou électromagnétiques en regard d'un générateur de faisceau d'ondes sonores ou électromagnétiques de manière à ce que le détecteur puisse détecter le 15 faisceau produit par le générateur et on relève alors le moment où le bloc anodique interrompt la transmission dudit faisceau au détecteur. Selon un autre mode de réalisation, on dispose un détecteur d'ondes sonores ou électromagnétiques et un générateur de faisceau d'ondes sonores ou électromagnétiques en regard d'une surface de manière à ce que le 20 détecteur puisse détecter le faisceau produit par le générateur et réfléchi par ladite surface. Ces éléments peuvent être disposés en triangle de manière à former un plan. On relève comme dans le premier mode le moment où la surface inférieure du bloc anodique interrompt la transmission dudit faisceau au détecteur. 25 Selon encore un autre mode de réalisation, on dispose un détecteur d'ondes sonores ou électromagnétiques et un générateur de faisceau d'ondes sonores ou électromagnétiques de manière à ce que le détecteur puisse détecter le faisceau produit par le générateur et réfléchi par le bloc anodique. On relève 30 alors le moment où la surface inférieure du bloc anodique traverse ledit faisceau, de sorte que le bloc anodique réfléchit (mesure en descendant) ou - 13- ne réfléchit plus (mesure en montant) tout ou partie dudit faisceau vers le détecteur. Des essais ont montré que la réflectivité de la surface d'une anode neuve ou usée était suffisante pour permettre un fonctionnement satisfaisant de ce mode de réalisation, même si la surface réfléchissante n'est pas s parfaitement perpendiculaire au faisceau. En effet, même si le récepteur reçoit un rayon diffracté et non le rayon réfléchi, l'intensité reçue est suffisante pour caractériser la présence de la surface qui fait obstacle au faisceau. Ce mode de réalisation présente l'avantage de permettre de regrouper géographiquement le détecteur et le générateur en un même endroit, ~o l'ensemble des moyens utilisés pour cette mesure devenant une unité de mesure aisément mobile et autonome.

Pour connaître avec une précision suffisante la hauteur réelle de l'anode, il reste à estimer l'inclinaison de la partie plane de la surface inférieure du bloc ~s anodique en mesurant l'angle d'inclinaison de l'anode par rapport à l'axe vertical. Comme il n'est pas possible de prévoir à l'avance dans quelle direction l'anode va s'incliner, l'anode, en particulier sa tige, est avantageusement observée suivant deux plans verticaux non parallèles, de préférence orthogonaux et son angle d'inclinaison par rapport à la verticale Z'Z est 20 considéré comme présentant deux composantes: les angles a et (3 que fait la tige d'anode respectivement avec ces deux plans verticaux. De préférence, ces plans passent par le point d'accrochage de la tige d'anode et sont perpendiculaires respectivement à deux directions horizontales V'V et W'W orthogonales entre elles, que nous appellerons directions de visée. Nous 25 noterons a l'angle d'inclinaison par rapport au plan vertical perpendiculaire à la première direction (V'V) et (3 l'angle d'inclinaison par rapport au plan vertical perpendiculaire à la deuxième direction (W'W).

Une première solution pour estimer l'angle d'inclinaison de l'anode par rapport 30 à l'axe vertical consiste à utiliser au moins une caméra en la plaçant face à chacun de ces plans verticaux, à une certaine distance, typiquement -14- quelques mètres, de l'anode et en l'orientant vers la tige d'anode. Cette caméra ainsi placée et orientée, il est possible de mesurer, directement ou à l'aide d'un logiciel d'analyse d'image, l'angle d'inclinaison de la tige par rapport au plan vertical passant par la direction de visée V'V (respectivement W'W), s c'est-à-dire perpendiculaire à l'autre direction W'W, (respectivement V'V).

Avec cette solution, tout couple de directions orthogonales (V'V; W'W) peut être choisi, en particulier (X'X, Y'Y). De préférence, on choisira les plans verticaux orthogonaux à X'X et Y'Y, dans la mesure où ils permettent de viser ~o l'anode dans des directions sensiblement orthogonales aux faces latérales de la tige et du bloc anodique.

Une deuxième solution pour estimer l'angle d'inclinaison de l'anode par rapport à l'axe vertical consiste à utiliser au moins un moyen de visée, par exemple un 15 télémètre laser, en le plaçant face à chacun desdits plans verticaux, à une certaine distance, typiquement quelques mètres, del'anode et en l'orientant vers la tige d'anode suivant la direction de visée (V'V) (respectivement W'W), de façon à pouvoir mesurer la distance qui sépare la tige d'anode de ce moyen de visée suivant ladite direction de visée. 20 Avantageusement, pour bénéficier d'une meilleure réception des faisceaux réfléchis ou diffractés sur une face de la tige, la direction de visée (V'V) (respectivement W'W) est sensiblement parallèle à la direction X'X (respectivement Y'Y), c'est-à-dire qu'elle fait avec ladite direction X'X 25 (respectivement Y'Y) un angle inférieur à 25 , de préférence 15 , de préférence encore 10 . Pour estimer, dans le cadre de cette deuxième solution, l'angle d'inclinaison de la tige par rapport à chacun de ces plans verticaux, une première façon de procéder consiste à placer, face à ce plan, m moyens de visée les uns au 30 dessus des autres, à une distance Hj (j=1,m) connue du niveau de référence (N). Ces moyens de visée mesurent en même temps l'ensemble des distances - 15- dj (j=1,m) qui les séparent de la tige d'anode. L'inclinaison est alors estimée par régression linéaire sur l'ensemble des points relevés (dj, Hj). L'estimation est d'autant plus précise que la distance entre les plus éloignés de ces moyens de visée est proche de la longueur de la tige d'anode. s Une autre façon de procéder pour cette deuxième solution consiste à placer un seul moyen de visée face à chacun desdits plans verticaux, mais à faire, m fois au cours du déplacement vertical de l'anode, la mesure de la distance dj qui sépare ledit moyen de visée de la tige d'anode et à relever lors de cette io mesure la position hi du point d'accrochage. L'inclinaison est estimée par régression linéaire sur l'ensemble des points (dj, hj), l'estimation étant d'autant plus précise que l'intervalle de temps entre la première et la dernière mesure est important et correspond typiquement à un déplacement de la tige d'anode voisin de la hauteur de celle-ci. 1s Enfin, on peut combiner ces deux variantes en effectuant plusieurs fois dans le temps une mesure simultanée sur plusieurs télémètres et en moyennant les résultats. Cette dernière façon de procéder peut se révéler avantageuse lorsque l'on souhaite avoir une estimation précise de l'inclinaison de la tige 20 après une course relativement courte de l'anode, sensiblement inférieure à la longueur de la tige d'anode. Ceci peut se révéler avantageux, en particulier si on met en oeuvre le premier mode opératoire, décrit ci-après, qui exige que l'inclinaison de la tige soit connue avant que la face inférieure du bloc anodique ne vienne perturber les faisceaux. 25 Une troisième solution pour estimer l'angle d'inclinaison de l'anode par rapport à l'axe vertical consiste à utiliser deux groupes de faisceaux coplanaires en suivant le procédé général décrit dans la demande française 04 09508, les faisceaux de chacun de ces groupes étant de plus disposés dans un plan so horizontal et globalement orientés perpendiculairement à une arête du bloc anodique, de façon à ce qu'ils soient perturbés par une seule et même arête -16-dudit bloc. Comme les arêtes de la surface inférieure d'un bloc anodique usé restent sensiblement parallèles aux directions X'X et Y'Y, les directions de visée V'V et W'W coïncident avec X'X et Y'Y et on utilise, pour estimer l'inclinaison par rapport à chacun desdits plans verticaux, un groupe de faisceaux coplanaires horizontaux, globalement orienté suivant la direction (X'X), (respectivement Y'Y). Avantageusement, les faisceaux coplanaires de chaque groupe sont parallèles entre eux, orientés suivant une première direction horizontale (X'X, resp. Y'Y) et ont chacun une position connue suivant la direction horizontale perpendiculaire, dite deuxième direction horizontale (Y'Y , resp. X'X).

La mesure de l'inclinaison de la tige d'anode par rapport au plan vertical perpendiculaire à la première direction horizontale (X'X, resp. Y'Y) se fait au cours d'un déplacement vertical de l'anode, de la manière suivante: a) au cours de la descente de l'anode, à chaque fois qu'un faisceau fi du ~s groupe orienté selon cette première direction horizontale (X'X, resp. Y'Y) est perturbé par la traversée de la surface inférieure du bloc anodique, on mesure la position verticale (hi)du point d'accrochage; b) connaissant la différence d'altitude H existant entre le plan des faisceaux et le niveau de référence (N), et en prenant le point d'accrochage O comme 20 origine du repère dans le plan OYZ perpendiculaire à X'X (resp. OXZ perpendiculaire à Y'Y), on établit que l'ordonnée suivant Z'Z du point de perturbation du faisceau est (hi-H). c) connaissant la position Yi (resp. Xi) suivant la seconde direction horizontale (Y'Y, resp. X'X) de chacun des faisceaux fi, on en déduit, en effectuant une 25 régression linéaire sur l'ensemble des points relevés, la forme et la pente moyenne de la projection - sur OYZ (resp. OXZ) - de l'arête du bloc qui coupe lesdits faisceaux. L'angle que fait avec l'horizontale cette arête projetée sur le plan OYZ (resp. OXZ) est considéré comme représentatif de l'angle que fait avec la verticale la tige projetée sur ce même plan. 30 -17- Par exemple, en procédant ainsi avec le premier groupe de faisceaux orientés selon X'X, on relève n points dans le repère OYZ dont le centre O est le point d'accrochage. Ces points ont des coordonnées (Yi, Zi), Yi étant donnée par la position du faisceau fi suivant la direction Y'Y et Zi étant égal à (hi-H). L'arête s projetée sur le plan OYZ s'appuie sur une droite qui est obtenue par régression linéaire sur l'ensemble de ces points et qui a pour équation: Z=ao+at*Y n Ey2 E - EY;Z; EY; n Y;Z; - ÈY, ÉZ; avec a o '=' et a = '=t 0 2 t 2 ,i , j ( j n tYZ - ï n Y2 Y, =t ~=t ;=t i=l La pente de cette droite permet d'estimer l'inclinaison (i de l'anode par rapport ~o au plan vertical OXZ, perpendiculaire à Y'Y: /3 = Arctan (at) . On obtient également une estimation de la distance de cette droite projetée sur OYZ au point d'accrochage, qui est donnée par d = ao 1/2 2 ao + at 1s En procédant de la même façon avec le deuxième groupe de faisceaux orientés selon Y'Y, on peut obtenir la valeur de l'inclinaison a de l'anode par rapport à OYZ.

Il est possible d'utiliser des faisceaux coplanaires non parallèles, mais toujours 20 sensiblement orientés suivant une direction commune parallèle à X'X ou Y'Y, au prix de l'ajout de termes correctifs tenant compte du décalage d'orientation de chacun des faisceaux par rapport à cette direction commune.

Les deux groupes de faisceaux coplanaires utilisés dans le cadre de cette 25 troisième solution forment des plans horizontaux placés chacun à une distance fixe donnée du niveau de référence (N). Ils pourraient former un plan non horizontal fixe mais ici encore au prix de l'ajout de termes correctifs. Ils sont a 2902113 - 18- priori distincts du groupe de faisceaux coplanaires qui est utilisé dans le cadre de l'étape ii) du procédé selon l'invention, mais ce dernier peut, en fonction du mode opératoire choisi, être choisi pour constituer également l'un des deux groupes utilisés dans le cadre de cette troisième solution.

Ces trois solutions peuvent naturellement être combinées: on peut par exemple estimer le premier angle a à l'aide d'une série de télémètres ou d'un groupe de faisceaux formant un plan horizontal fixe et estimer l'angle p à l'aide d'une caméra. Autrement dit, l'estimation de chaque composante (a ou R) de Io l'inclinaison de la tige d'anode par rapport à la verticale Z'Z peut être réalisée en utilisant une étape de procédé différente de celle utilisée pour l'autre composante, l'étape de procédé relative à chaque composante étant choisie parmi l'une des trois solutions proposées ci-dessus, mais étant limitée à l'estimation de cette seule composante (a ou R). 15 Une fois que l'inclinaison de la tige par rapport à la verticale Z'Z est connue, on peut procéder suivant au moins deux modes opératoires différents. Dans le premier mode opératoire, on utilise au cours de l'étape ii) un groupe de faisceaux qui forme un plan variable que l'on va orienter perpendiculairement 20 à la tige, donc parallèlement à la surface plane résiduelle de la face inférieure du bloc anodique: il faut donc connaître ladite inclinaison avant que la face inférieure du bloc anodique ne vienne perturber lesdits faisceaux. Dans le deuxième mode opératoire, on utilise au cours de l'étape ii) un groupe de faisceaux formant un plan fixe et on effectue un calcul d'estimation global 25 prenant en compte l'ensemble des données mesurées au cours du mouvement vertical de l'anode.

Dans le premier mode opératoire, les n faisceaux coplanaires utilisés dans l'étape ii) sont avantageusement émis par des générateurs regroupés sur une 30 plate-forme que l'on peut faire pivoter par rotations indépendantes, autour de deux axes orthogonaux entre eux. Ceci nécessite donc une première étape de -19- mesure destinée à estimer l'angle d'inclinaison de la tige d'anode par rapport à Z'Z, une deuxième étape au cours de laquelle on incline le plan virtuel formé par les faisceaux en fonction de l'inclinaison de la tige, typiquement par rotation de ladite plate-forme, et une troisième étape correspondant à l'étape s ii). Les deux premières étapes doivent être effectuées suffisamment rapidement, avant que la face inférieure du bloc anodique ne vienne perturber les faisceaux.

Ainsi, par exemple, après avoir caractérisé l'inclinaison de la tige par les angles w a et p que fait la tige d'anode avec les plans perpendiculaires respectivement aux directions horizontales V'V et W'W, on impose à la plate-forme, initialement placée horizontalement à une distance H du niveau de référence, une rotation d'un angle a autour du premier axe qui a été placé parallèlement à w' w et à une distance f, suivant la direction V'V, du point d'accrochage, puis une ~s rotation d'un angle p'=arctan(cos a tan p) autour du deuxième axe, résultant de la rotation d'angle a de W'W. On oriente ainsi le plan des faisceaux perpendiculairement à la tige d'anode. Ensuite, on effectue le déplacement vertical de l'anode exposé à l'étape ii). Au cours de ce déplacement vertical de l'anode, on relève les n valeurs hi de la position du point d'accrochage lors 20 de l'interruption des n faisceaux. Ensuite, on calcule la moyenne les valeurs (hi) pour en déduire une position h caractéristique du franchissement du plan des faisceaux par la partie plane de la surface inférieure du bloc anodique. La longueur Lo de l'anode est alors estimée par l'expression suivante: Lo-(H-h)cosa-f Bina-Ytan/3' cos/3'(1+tant/3') 25 où Y est la coordonnée suivant W'W du barycentre des points de perturbation des faisceaux. Si les faisceaux sont tous parallèles à V'V, Y est la moyenne des coordonnées suivant W'W de ces faisceaux.

Dans le deuxième mode opératoire, les n faisceaux coplanaires utilisés dans 30 l'étape ii) sont avantageusement émis par des générateurs regroupés sur une -20- plate-forme fixe, et forment de préférence un plan virtuel horizontal situé à une distance H du niveau de référence (N). Dans ce deuxième mode opératoire, il n'est pas nécessaire de connaître l'inclinaison de la tige avant que la face inférieure du bloc anodique ne vienne perturber les faisceaux.

s Dans ce deuxième mode opératoire, on suit la chronologie des étapes i), ii) et iii) et l'estimation est effectuée de la façon suivante :

a) au cours de la descente de l'anode, à chaque fois qu'un faisceau est perturbé par la traversée de la surface inférieure du bloc anodique, on mesure la position verticale (hi)du point d'accrochage. b) on effectue une moyenne h des positions verticales hi en attribuant cette position à un point caractéristique du franchissement du plan des faisceaux par la partie plane de la surface inférieure du bloc anodique.

d) on en déduit alors la hauteur de l'anode par l'expression approchée 15 suivante : Io- (H-h)-Fsina _y tan/3' cosacos/3'(l+tan2/3) cos/3' où (3'= arctan(cos a tan p), Y est la coordonnée suivant W'W du barycentre des points de perturbation des faisceaux, et F est un terme correctif, en particulier lié à l'effet de forme de la périphérie de la zone plane de la surface 20 inférieure du bloc anodique. L'angle a étant faible, des termes correctifs proportionnels à 1-cosa donc de l'ordre de a2 (a exprimé en radians), ont été cos a

négligés. De préférence, les n faisceaux sont regroupés et orientés de telle sorte qu'ils ne

25 coupent qu'une seule arête du bloc anodique. Pour cette raison, on utilise préférentiellement n générateurs de faisceaux électromagnétiques ou sonores disposés de telle sorte qu'ils émettent n faisceaux coplanaires inclinés de moins de 25 , de préférence moins de 15 , de préférence encore moins de 10 , par rapport à une direction parallèle à X'X ou Y'Y. -21 - Si on a choisi X'X (respectivement Y'Y) comme direction globale des faisceaux, le terme correctif F est voisin de (b-r), où b est la demi longueur du bloc anodique suivant X'X (respectivement Y'Y) et r est le rayon moyen du congé d'usure de l'arête, si celui-ci est circulaire ou encore le demi axe suivant X'X (respectivement Y'Y) si celui-ci est elliptique. Avantageusement, ce terme correctif F est déterminé au préalable à partir de mesures statistiques et peut prendre en compte d'autres facteurs, tels que la plus ou moins bonne linéarité de l'arête perturbatrice des faisceaux, la sensibilité de réception du rayon laser io réfléchi ou diffracté par l'arête arrondie, etc...

Au cas où l'on a choisi d'estimer l'inclinaison de la tige en suivant la troisième solution décrite précédemment, les faisceaux coplanaires utilisés dans le cadre de ce deuxième mode opératoire peuvent correspondre à l'un des deux ~s groupes utilisés dans ladite troisième solution. Toutefois, de façon à obtenir une bonne estimation de l'inclinaison de l'anode, il importe de s'assurer que les points de perturbation des faisceaux correspondent à une même arête.

Dans une modalité préférée, on choisit les moyens qui sont utilisés pour la 20 mesure de l'inclinaison de la tige et les faisceaux coplanaires qui sont utilisés à l'étape ii) de telle sorte qu'ils n'opèrent que suivant une seule direction de visée. On peut par exemple employer un ou plusieurs télémètres pour mesurer la composante a de l'inclinaison de la tige par rapport au plan vertical perpendiculaire à X'X, une caméra pour estimer la composante 3 par rapport 25 au plan vertical passant par X'X et un groupe de faisceaux coplanaires globalement orientés suivant X'X et formant un plan à orientation variable (premier mode opératoire) ou fixe et de préférence horizontal (deuxième mode opératoire). Typiquement, le ou les télémètres visent la tige d'anode suivant une direction inclinée de moins de 25 , de préférence de moins de 15 , 30 de préférence encore de moins de 10 par rapport à la direction de visée. De même, typiquement, les faisceaux coplanaires visent l'anode suivant une -22- direction inclinée de moins de 25 , de préférence de moins de 15 , de préférence encore de moins de 10 par rapport à la direction de visée.

L'axe X'X étant associé à l'axe de déplacement de l'organe de préhension de s l'anode qui est perpendiculaire au cadre anodique, cette modalité est particulièrement adaptée à une mesure effectuée lorsque l'anode est déplacée à proximité de la cellule d'électrolyse lors de son évacuation ou de sa mise en place dans la cellule d'électrolyse. Ainsi, dans cette modalité préférée de l'invention, l'ensemble des moyens utilisés pour la mesure à la volée w est avantageusement regroupé dans une unité de mesure mobile et autonome qui peut être amenée à proximité de la zone où l'anode doit être remplacée, dans l'allée qui circule entre deux cellules d'électrolyse. Lorsqu'elle est mise en place pour les mesures, l'unité mobile est orientée de telle sorte que la direction (X'X) soit sensiblement parallèle à la direction du petit côté de la 1s cellule d'électrolyse et que lesdits moyens sont orientés en visant vers l'emplacement de l'anode à remplacer.

Dans une variante simplifiée de la dite modalité préférée, on mesure uniquement l'angle d'inclinaison a de la tige d'anode par rapport au plan 20 vertical parallèle au cadre anodique, c'est-à-dire perpendiculaire à l'axe (X'X) et on vérifie simplement, par exemple à l'aide de caméras, que l'inclinaison 13 reste limitée à une valeur au plus égale à une valeur critique, typiquement 1 .

La demanderesse a en effet constaté, lors des manipulations en vue du 25 remplacement des anodes, qu'une fois extraite de la cellule, l'anode usée présente un bloc anodique avec en général une couverture d'anode plus épaisse vers l'extérieur de la cellule et/ou des défauts de manque de carbone dans les parties situées vers l'intérieur de la cellule. L'anode a alors tendance à s'incliner essentiellement par rapport au plan vertical passant par (Y'Y). L'angle 30 a, qui en l'occurrence est l'angle d'inclinaison par rapport au plan vertical perpendiculaire à (X'X), est donc substantiellement plus élevé que p, angle -23- d'inclinaison par rapport au plan vertical perpendiculaire à (Y'Y), et son influence sur l'estimation de la hauteur est amplifiée par l'effet "bras de levier" constitué par les dimensions correspondantes du bloc anodique.

s On utilise dans cette variante l'unité de mesure décrite plus haut, qui regroupe des moyens de mesure utilisant une direction de visée globale commune sensiblement parallèle à la direction X'X. Les générateurs des faisceaux sont regroupés dans cette unité de telle sorte que le plan des faisceaux peut pivoter d'un angle a autour d'un axe parallèle à la direction (Y'Y) (premier mode ~o opératoire) ou au contraire être maintenu fixe horizontal, à une distance H donnée du niveau de référence (N) (deuxième mode opératoire).

Dans le cas du premier mode opératoire, on place l'unité mobile au droit du point d'accrochage de sorte que l'axe de pivotement du plan des faisceaux 15 coplanaires soit parallèle à (Y'Y), à une distance f du point d'accrochage suivant la direction (X'X). On mesure d'abord l'inclinaison a de la tige d'anode puis on fait pivoter le plan des faisceaux dudit angle a par rapport au plan horizontal. On déplace ensuite l'anode verticalement jusqu'à ce que les faisceaux soient perturbés par la surface inférieure du bloc anodique. A 20 chaque fois qu'un faisceau i est perturbé, on relève la position hi du point d'accrochage et l'on en déduit une position moyenne h du point d'accrochage correspondant à la perturbation du plan des faisceaux. En disposant les faisceaux de telle sorte que le barycentre des points de perturbation des faisceaux se trouve à la verticale du point d'accrochage (ou 25 à proximité de celle-ci, typiquement moins de 10 mm), la longueur Lo de l'anode peut être estimée par la formule simplifiée: Lä=(H-h)cosa-fsina Dans le cas du deuxième mode opératoire, on place l'unité mobile au droit du 30 point d'accrochage de sorte que les moyens de visée utilisés pour l'estimation de l'inclinaison de la tige d'anode soient à une distance f du point -24- d'accrochage suivant la direction (X'X). On maintient le plan des faisceaux dans une direction fixe. De préférence, ce plan est horizontal. Les générateurs sont regroupés de telle sorte qu'ils génèrent n faisceaux sonores ou électromagnétiques, n étant au moins égal à deux, de préférence trois, s coplanaires et faiblement inclinés par rapport à XX', c'est-à-dire faisant typiquement un angle inférieur à 25 , de préférence inférieur à 15 , de préférence encore inférieur à 10 par rapport à (X'X), l'inclinaison moyenne des n faisceaux étant aussi faible que possible, de préférence inférieure à 10 .

10 Pour exploiter les mesures prises dans le cadre de cette variante, la demanderesse a constaté qu'en fait la zone plane de la surface inférieure des blocs anodique présentait une périphérie avec des "arêtes" qui conservent sensiblement les directions (x'x) et (y'y) des axes de l'anode. De sorte que des faisceaux coplanaires peu inclinés par rapport à (X'X) seront perturbés par une 15 arête basse parallèle à (y'y). Comme indiqué précédemment, l'anode usée en sortie de cellule présente cette arête basse vers l'extérieur de la cellule, de sorte que lesdits faisceaux ne sentent pas l'influence de la surface inférieure du bloc anodique avant d'être interrompus et qu'ils sont de ce fait interrompus de façon nette par le bloc anodique. 20 Les faisceaux sont orientés de telle sorte que le barycentre des points perturbés soit situé à proximité, typiquement moins de 10 mm, de la verticale du point d'accrochage.

25 Au temps ti, lorsqu'on relève que le faisceau est perturbé par la traversée du bloc de carbone de l'anode, on mesure la position verticale hi dudit point d'accrochage. On effectue une moyenne h des positions verticales hi et la hauteur de l'anode est estimée à l'aide de la formule simplifiée: L0 = (H û h) û Fa , où a est exprimé en radians et où F est un coefficient 30 correcteur lié en particulier à l'effet de forme de l'arrondi des arêtes et déterminé par ailleurs à partir de mesures statistiques. - 25 - Ce deuxième mode opératoire présente l'intérêt de ne pas imposer la connaissance de l'angle d'inclinaison de la tige d'anode avant que les faisceaux soient perturbés par la face inférieure du bloc anodique. s Les faisceaux coplanaires utilisés dans le cadre de ce deuxième mode opératoire peuvent être parallèles entre eux et à la direction X'X : dans ce cas, ils pourraient également être utilisés pour estimer l'inclinaison p en utilisant la troisième solution décrite plus haut. Dans ce cas, l'unité de mesure pourrait être ~o exempte de caméras. Cependant, l'inclinaison étant uniquement estimée par extrapolation de données provenant de points de perturbation censés se trouver sur une même arête, le risque d'erreur est grand si l'un de ces points se trouve sur autre arête. Une telle unité mobile devrait donc être utilisée avec un moyen fiable, embarqué ou non dans ladite unité mobile, qui permet de 1s vérifier que les points de perturbation des faisceaux se situent bien sur une même arête.

De préférence, l'unité de mesure utilisée dans le cadre de l'invention comprend deux groupes de moyens séparés, l'un ayant pour fonction d'estimer l'angle 20 d'inclinaison de la tige d'anode, l'autre ayant pour mission de relever les positions du point d'accrochage à chaque perturbation des faisceaux. Ainsi, un autre objet de l'invention est une unité de mesure mobile regroupant: n générateurs de faisceaux électromagnétiques ou sonores disposés de telle sorte qu'ils émettent n faisceaux coplanaires inclinés de moins de 25 25 , de préférence moins de 15 , de préférence encore moins de 10 , par rapport à une direction de visée, n étant au moins égal à deux, de préférence trois, n récepteurs, chaque récepteur étant susceptible de déceler la perturbation du faisceau émis correspondant, - 26 - et au moins un télémètre visant dans une direction inclinée de moins de 25 , de préférence moins de 15 , de préférence encore moins de 10 , par rapport à ladite direction de visée.

s Avantageusement, cette unité mobile comprend également une caméra qui vise dans une direction inclinée de moins de 25 , de préférence moins de 15 , de préférence encore moins de 10 , par rapport à ladite direction de visée et qui permet de mesurer l'inclinaison de la tige d'anode par rapport au plan vertical passant par la direction de visée. 10 Selon un mode de réalisation assez fréquent, on remplace au moins deux ensembles anodiques usés à la fois par deux ensembles anodiques neufs. Dans ce cas, au moins deux pinces à anodes sont utilisées et on peut aménager l'unité de mesure mobile de telle sorte qu'elle comprenne l'ensemble des is générateurs des faisceaux coplanaires et l'ensemble des télémètres destinés à mesurer les inclinaisons des au moins deux tiges. On s'arrange alors pour placer l'unité de telle sorte que chaque télémètre soit placé dans le plan vertical passant par le point d'accrochage de l'anode correspondante et parallèle à la direction (X'X) du grand côté des anodes neuves et que la direction moyenne 20 des faisceaux coplanaires corresponde à ladite direction (X'X). Mais cela impose de séparer les télémètres et les groupes de générateurs des faisceaux coplanaires, ce qui entraîne une augmentation de l'encombrement de l'unité de mesure mobile. On peut alors regrouper les télémètres et les générateurs des faisceaux coplanaires relatifs aux au moins deux anodes. 25 Avantageusement, lorsque l'unité mobile doit mesurer la hauteur de deux anodes, on place l'unité mobile entre les anodes et on aménage des directions de visée moyennes aussi symétriques que possible par rapport à X'X, l'unité mobile étant placée sur ladite direction X'X à une distance f suffisante pour que chacun des angles de visée des faisceaux relatifs à une anode ne dépasse pas 30 + ou - 20 par rapport à (X'X) et que l'angle moyen de visée des faisceaux et du télémètre relatifs à une anode ne dépasse pas + ou - 10 par rapport à (X'X). - 27 - Un autre objet de l'invention est l'utilisation du procédé de mesure à la volée de la hauteur d'une anode tel que décrit ci-dessus dans le cadre d'un procédé de remplacement des anodes usées dans une cellule de production s d'aluminium par électrolyse ignée tel que celui décrit dans la demande française n 04 09508. Dans une modalité avantageuse, on utilise l'unité de mesure mobile décrite ci-dessus en l'amenant à proximité de la zone où l'anode doit être remplacée, en empruntant l'allée qui circule entre deux cellules d'électrolyse (l'unité de mesure peut être par exemple placée sur un io véhicule au sol ou suspendue à un pont mobile) et en orientant ladite unité de mesure de telle sorte que la direction (X'X) coïncide avec la direction du petit côté de ladite cellule d'électrolyse.

15 FIGURES La figure 1 représente, vue de face, une anode neuve placée verticalement , juste avant qu'un organe de préhension la saisisse.

20 La figure 2 représente schématiquement l'anode saisie par l'organe de préhension, les différents systèmes d'axes (x'x, y'y, z'z), (X'X, Y'Y, Z'Z) et (V'V, W'W, Z'Z), le point d'accrochage, correspondant à l'origine O du repère OXYZ, ainsi que les moyens utilisés pour la mesure à la volée de la hauteur de l'anode.

25 La figure 3 illustre, vu en section, un atelier d'électrolyse typique destiné à la production d'aluminium et comprenant une unité de service représentée de manière schématique.

La figure 4 illustre l'utilisation d'une modalité particulière du procédé de mesure 30 à la volée de la hauteur d'une anode selon l'invention, dans le cadre du - 28 - remplacement des anodes usées dans une cellule de production d'aluminium par électrolyse ignée.

EXEMPLE

L'exemple, illustré par les figures 1 à 4, présente un mode de réalisation particulier du procédé de mesure selon l'invention, dans lequel on utilise une unité mobile de mesure 80 comprenant des moyens globalement orientés ~o suivant X'X.

L'anode 20 comprend une tige 22 et un bloc anodique 21. Lorsqu'elle est neuve, elle est parfaitement équilibrée de sorte que les directions x'x, y'y, z'z correspondent à celles de ses axes de symétrie. L'organe de préhension 13a est 15 agencé de telle sorte que, lorsque l'anode neuve est suspendue, les directions x'x et y'y restent parallèles aux directions X'X et Y'Y qui sont parallèles respectivement au petit et au grand côté de la cellule d'électrolyse, la direction du grand côté coïncidant avec celle du cadre anodique 23 sur lequel l'anode est connectée. Lorsqu'elle estsuspendue, l'anode usée ne 20 présente plus l'équilibre initial de sorte que ses axes x'x, y'y, z'z ne sont plus parallèles aux axes X'X, Y'Y et Z'Z. Le problème est d'obtenir, sans immobiliser l'anode, et quel que soit son état d'usure, une estimation aussi fidèle que possible de la distance Lo entre la surface inférieure 21a du bloc anodique 21 et le point d'accrochage O. 25 L'organe de préhension 13a se déplace verticalement et saisit l'anode de telle sorte que la tige ne tourne pas autour de son axe z'z. Cet organe de préhension, utilisé pour le changement des anodes 20 dans une cellule d'électrolyse 2, est fixé sur un organe de positionnement 13b attaché au 30 chariot 7 d'une machine de service 6 qui roule sur un pont mobile 5 apte à être translaté dans l'atelier d'électrolyse 1, au-dessus et le long des séries de cellules - 29 - d'électrolyse. Ledit organe de positionnement 13b est typiquement un bras télescopique disposé verticalement, composé d'au moins deux mâts 13b.1 et 13b.2 coulissant l'un dans l'autre, le mât 13b.2 étant mû par un actionneur et étant guidé par l'autre mât 13b.1 qui est attaché à la machine de service 6.

L'organe de préhension 13a est une pince à anode qui, fixée à l'extrémité du mât 13b.2, se déplace verticalement, sans subir ni rotation autour de l'axe z'z ni déplacement horizontal transversal important.

La pince comprend des branches articulées 130 qui pivotent autour d'un axe ~o horizontal qui reste parallèle à Y'Y. Chaque branche articulée de la pince comprend un linguet 131, qui s'insère avec jeu dans un alésage 22b de la tige d'anode. Des flans (non représentés) viennent encadrer les autres faces de la tige, de sorte que, lorsque la pince est fermée, l'extrémité de la tige ne peut subir aucun déplacement relatif, axial ou transversal, par rapport à l'organe de 15 positionnement.

L'organe de préhension 13a est muni d'un capteur de déplacement (non représenté) qui permet de mesurer la position verticale d'un point particulier M de l'organe de préhension par rapport à un niveau de référence horizontal (N). 20 Le capteur est placé de telle sorte qu'une de ses extrémités est fixée à la base du mât télescopique, dont l'altitude sert de niveau de référence horizontal (N). Son autre extrémité est fixée sur le point particulier de l'organe de préhension.

Au cours du procédé de mesure, on déplace verticalement l'anode 20 vers le 25 bas de sorte que sa surface inférieure 21a traverse un plan P horizontal formé par n (n typiquement compris entre 3 et 5) faisceaux (fi,

., fi, ..., fn) d'ondes électromagnétiques générées à l'aide de générateurs lasers 52. Le plan P est situé à une distance H connue du niveau de référence N...DTD: 30 Les faisceaux sont orientés de telle sorte que le barycentre des points perturbés (B1, ..., Bi, ...Bn) soit situé à proximité de la verticale du point d'accrochage O, - 30 - typiquement à moins de 10 mm de celle-ci. La direction XX' correspond elle-même à la direction du grand côté de l'anode et du petit côté de la cellule d'électrolyse.

s Au cours du déplacement vertical de l'anode en vue de la mesure de sa hauteur (étape ii)), la position du point d'accrochage O est connue à tout moment: sa distance verticale par rapport au niveau de référence N est déduite de la position verticale du point particulier M donnée par le capteur de déplacement et ses coordonnées dans le plan horizontal sont déterminées w par les positions respectives du pont mobile et du chariot porteurs de la machine de service à laquelle est fixé l'organe de positionnement et dont les directions de déplacement sont parallèles aux directions X'X et Y'Y.

L'anode est ensuite soumise à un mouvement de translation verticale vers le ~s bas, de sorte que la surface inférieure 21a du bloc anodique 21 traverse le plan horizontal P des faisceaux. L'anode usée étant déséquilibrée, la surface inférieure 21a du bloc anodique n'est pas parallèle au plan P, de sorte que ledit plan P coupe le bloc anodique suivant une courbe 60 qui n'est pas parallèle à l'arête du bloc et que les faisceaux ne sont pas perturbés simultanément. 20 A chaque fois qu'un des n faisceaux est perturbé par la traversée la surface inférieure 21a du bloc anodique, on mesure la position verticale hi dudit point particulier de l'organe de préhension.

25 On dispose les détecteurs (non représentés) et les générateurs 52 des faisceaux laser de sorte que chaque détecteur puisse détecter le faisceau produit par le générateur associé et réfléchi par le bloc anodique. On relève alors le moment où la surface inférieure du bloc anodique traverse ledit faisceau, lorsque le bloc anodique réfléchit tout ou partie dudit faisceau vers le détecteur. Ce 30 mode de réalisation présente l'avantage de permettre de regrouper géographiquement le détecteur et le générateur en un même endroit. -31 - Dans le cas particulier de cet exemple les faisceaux coplanaires (fi, ..., fi, ..., fn) se croisent. On aurait pu également utiliser n faisceaux parallèles entre eux, de préférence un nombre impair de faisceaux équidistants, en s'arrangeant pour s que le faisceau du milieu arrive à la verticale du point d'accrochage.

Pour estimer l'angle d'inclinaison a, on utilise dans cet exemple un télémètre laser 70 qui vise la tige 22 selon X'X. L'inclinaison a est déterminée en mesurant la distance horizontale entre le télémètre laser 70 et un point T de la tige 22 à 10 plusieurs instants différents, On fait donc la mesure m fois au cours du déplacement vertical de l'anode de la distance dj à la tige d'anode et on relève lors de cette mesure la position hj du point d'accrochage O. L'inclinaison est estimée par régression linéaire sur l'ensemble des points (dj, hj). L'intervalle de temps entre la première et la 15 dernière mesure est choisi de telle sorte qu'il correspond à un déplacement de la tige d'anode de l'ordre de 1 mètre. L'épaisseur de la tige (typiquement 50 mm ou plus) est telle que l'on peut toujours avoir une réflexion ou une diffraction du rayon laser sur la face de la tige malgré l'inclinaison de celle-ci (typiquement inférieure à 3 ). 20 Les générateurs 52 des faisceaux laser, les détecteurs ainsi que le télémètre laser 70 sont regroupés sur une même unité de mesure mobile 80 monté sur un véhicule automobile apte à circuler dans l'allée qui se trouve entre deux cellules d'électrolyse, perpendiculairement à la voie de circulation 3, et qui 25 permet d'amener ladite unité de mesure à proximité de la zone où l'anode doit être remplacée.

La mesure est effectuée après que l'anode est déconnectée du cadre anodique 23 et suffisamment éloignée de la cellule 2 pour qu'elle puisse monter 30 verticalement. De préférence, on effectue une première montée jusqu'à ce que le point M de la pince à anode atteigne une position verticale ho donnée, -32- puis on fait re-descendre l'anode jusqu'à ce que le bloc anodique perturbe l'ensemble des n faisceaux parallèles. De préférence, l'altitude de départ est suffisamment haute pour que l'estimation de la pente a se fasse avec un écart de hauteur voisin de 1 mètre.5

Claims (33)

REVENDICATIONS

1) Procédé de mesure à la volée de la longueur suivant la direction (z'z) d'une anode (20) de production d'aluminium par électrolyse ignée, ladite anode s comprenant une tige (22) qui s'étend substantiellement le long d'un axe (A), de direction (z'z), et dont la section orthogonale est un rectangle dont les côtés suivent les directions (x'x) et (y'y), ainsi qu'un bloc anodique (21) de forme globale parallélépipédique rectangle, dont la hauteur s'étend suivant la direction (z'z) et dont la section orthogonale présente des côtés ~o substantiellement parallèles à ceux de la section de ladite tige; procédé dans lequel: i) on suspend ladite anode à un organe de préhension (13a) qui saisit, au niveau du point d'accrochage (0), la tige (22) de l'anode de telle sorte qu'elle ne peut pas tourner autour de son axe (A); ~s ledit organe de préhension étant guidé dans son mouvement de telle sorte qu'il se déplace suivant l'axe vertical Z'Z et de telle sorte que, lorsqu'il saisit une anode neuve, les directions (x'x) et (y'y) restent sensiblement parallèles à deux directions horizontales (X'X) et (Y'Y) données, orthogonales entre elles; ledit organe de préhension étant muni d'un capteur de déplacement 20 permettant de mesurer la position verticale du point d'accrochage (0); ii) on déplace verticalement ledit organe de préhension, de sorte que la surface inférieure (21a) du bloc anodique (21) traverse au moins un plan (P) formé par une pluralité de n faisceaux (fi,

.fi, ..., fn) d'ondes sonores ou électromagnétiques, et on relève à l'aide dudit capteur de déplacement la 25 position verticale hi (i=1 à n) dudit point d'accrochage à chaque fois qu'un desdits faisceaux est perturbé par la traversée de la surface inférieure de l'anode; ledit procédé étant caractérisé en ce qu'on mesure également l'angle d'inclinaison de l'axe (z'z) de la tige d'anode par rapport à la verticale Z'Z 30 pour déduire de cet angle d'inclinaison et des valeurs mesurées hi (i=1 à n) la- 34 distance entre le point d'accrochage (0) et la surface inférieure (21 a) du bloc anodique...CLMF:

2) Procédé de mesure à la volée selon la revendication 1 dans lequel ledit s organe de préhension (13a) est fixé sur un organe de positionnement (13b) qui est attaché au chariot (7) d'une machine de service (6), ledit chariot roulant sur un pont mobile (5) apte à être translaté au-dessus et le long des séries de cellules d'électrolyse (2). 10

3) Procédé de mesure à la volée selon la revendication 1 ou 2 dans lequel ledit organe de positionnement (13b) est un bras télescopique disposé verticalement, composé d'au moins deux mâts coulissant l'un dans l'autre, un mât (13b.2) étant mû par un actionneur et étant guidé par l'autre mât (13b.1) attaché à ladite machine de service (6). 15

4) Procédé de mesure à la volée selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel ledit organe de préhension (13a) est une pince dont les branches articulées (130) pivotent autour d'un axe horizontal qui reste parallèle à une direction donnée, coïncidant typiquement avec l'axe (X'X) 20 ou (Y'Y) et sont munies de moyens d'accrochage (131) orientés perpendiculairement à ladite direction et complémentaires de moyens d'accrochage (22b) disposés sur deux faces en vis-à-vis de la tige.

5) Procédé de mesure à la volée selon la revendication 4 dans lequel ledit 25 organe de préhension est également muni de flans disposés parallèlement audit axe de pivotement des branches articulées et qui viennent encadrer les autres faces de la tige, de sorte que, lorsque la pince est fermée, l'extrémité de la tige (22) ne peut subir aucun déplacement transversal substantiel par rapport à l'organe de positionnement (13b). 30- 35 -

6) Procédé de mesure à la volée selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel ledit capteur de déplacement est fixé rigidement à la partie (13b.1) de l'organe de positionnement qui est attachée à la machine de service (6).

7) Procédé de mesure à la volée selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel les actionneurs, qui imposent les déplacements de l'organe de préhension suivant la direction verticale Z'Z et dans le plan horizontal, typiquement suivant les direction X'X et Y'Y, sont pilotés en contrôlant les accélérations et décélérations de telle sorte que, lorsque l'anode est descendue ou montée dans le cadre de l'étape ii), elle subit un mouvement aussi proche que possible d'une translation verticale pure, avec des axes (x'x), (y'y) et (z'z) qui conservent leurs directions respectives tout au long dudit déplacement.

8) Procédé de mesure à la volée selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la mesure est effectuée au cours de la descente de l'anode.

9) Procédé de mesure à la volée selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel lesdits n faisceaux (fi,..., f fn) coplanaires sont dans un plan fixe, typiquement horizontal et situé à une distance H donnée du niveau de référence (N).

10) Procédé de mesure à la volée selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel lesdits n faisceaux (fi f fn) coplanaires sont dans un plan à orientation variable, les générateurs étant regroupés sur une plateforme dont on peut imposer une orientation par rapport au plan horizontal telle que ledit faisceau plan devient orthogonal à la direction (z'z) de la tige d'anode.-36-

11) Procédé de mesure à la volée selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel l'inclinaison de la tige (22) est estimée par la mesure de deux angles a et p que fait la tige d'anode respectivement avec deux plans verticaux non parallèles, de préférence passant par ledit point d'accrochage (0) et perpendiculaires à deux directions horizontales (V'V) et (W'W) orthogonales entre elles, appelées directions de visée.

12) Procédé de mesure à la volée selon la revendication Il, dans lequel, pour chacun desdits plans verticaux, on utilise au moins une caméra en la w plaçant face audit plan vertical, à une certaine distance, typiquement quelques mètres, de l'anode et en l'orientant vers la tige d'anode de telle sorte qu'il est possible de mesurer, directement ou à l'aide d'un logiciel d'analyse d'image, l'angle d'inclinaison de la tige par rapport au plan vertical passant par la direction de visée (V'V ou W'W) . 15

13) Procédé de mesure à la volée selon la revendication Il, dans lequel, pour chacun desdits plans verticaux, on utilise au moins un moyen de visée, par exemple un télémètre laser, en le plaçant face audit plan vertical, à une certaine distance, typiquement quelques mètres, de l'anode et orienté vers 20 la tige d'anode suivant la direction de visée (V'V) (respectivement W'W), de façon à pouvoir mesurer la distance qui sépare la tige l'anode de ce moyen de visée suivant ladite direction de visée.

14) Procédé de mesure à la volée selon la revendication 13, dans lequel ladite 25 direction (V'V) (respectivement W'W) est sensiblement parallèle à la direction X'X (respectivement Y'Y), c'est-à-dire faisant avec ladite direction X'X (respectivement Y'Y) un angle inférieur à 25 , de préférence 15 , de préférence encore 100. 30

15) Procédé de mesure à la volée selon la revendication 13 ou 14 dans lequel l'inclinaison est déterminée par m moyens de visée placés les uns au-dessus-37- des autres à une distance Hj (j=1,m) connue du niveau de référence (N), et qui mesurent en même temps l'ensemble des distances dj (j=1,m) qui les sépare de la tige d'anode.

16) Procédé de mesure à la volée selon la revendication 13 ou 14 dans lequel la mesure de l'inclinaison se fait à l'aide d'un seul télémètre et où l'on fait m fois au cours du déplacement vertical de l'anode la mesure de la distance dj qui sépare ledit moyen de la tige d'anode, en relevant lors de cette mesure la position h; du point d'accrochage.

17) Procédé de mesure à la volée selon la revendication 1l, dans lequel les directions V'V et W'W coïncident avec X'X et Y'Y et dans lequel on utilise, pour chacun desdits plans verticaux, un groupe de faisceaux coplanaires horizontaux, globalement orientés suivant la direction (X'X), (respectivement Y'Y), lesdits faisceaux étant de préférence parallèles entre eux, orientés suivant une première direction horizontale (X'X, resp. Y'Y) et ayant chacun une position connue suivant la direction perpendiculaire, dite deuxième direction horizontale (Y'Y , resp. X'X),

18) Procédé de mesure à la volée selon la revendication 11, dans lequel la mesure de l'inclinaison de la tige d'anode par rapport au plan vertical perpendiculaire à la première direction horizontale (X'X, resp. Y'Y) se fait au cours d'un déplacement vertical de ladite anode, de la manière suivante: a) au cours de la descente de l'anode, à chaque fois qu'un faisceau f du groupe orienté selon cette première direction horizontale (X'X, resp. Y'Y) est perturbé par la traversée la surface inférieure du bloc anodique, on mesure la position verticale (h;) du point d'accrochage, b) connaissant la différence d'altitude H existant entre le plan des faisceaux et le niveau de référence (N), et en prenant le point d'accrochage O 30 comme origine du repère dans le plan OYZ perpendiculaire à X'X (resp.- 38 - OXZ perpendiculaire à Y'Y), on établit que l'ordonnée suivant Z'Z du point de perturbation du faisceau est (hi-H). c) connaissant la position Yi (resp. Xi) suivant la seconde direction horizontale (Y'Y, resp. X'X) de chacun des faisceaux fi, on en déduit, en effectuant une régression linéaire sur l'ensemble des points relevés, la forme et la pente moyenne de la projection - sur OYZ (resp. OXZ) - de l'arête du bloc qui coupe lesdits faisceaux.

19) Procédé de mesure à la volée selon la revendication 11, dans lequel ~o l'estimation de chaque composante (a ou [3) de l'inclinaison de la tige d'anode par rapport à la verticale Z'Z est réalisée en utilisant une étape de procédé différente de celle utilisée pour l'autre composante, l'étape de procédé relative à chaque composante étant choisie parmi les étapes de procédé revendiquées en revendications 12, 13 à 16 ou 17 à 18, mais étant ~s limitée à l'estimation de cette seule composante.

20) Procédé de mesure à la volée selon l'une quelconque des revendications 11 à 19, dans lequel, après avoir caractérisé l'inclinaison de la tige par les angles a et R que fait la tige d'anode avec les plans perpendiculaires 20 respectivement aux directions horizontales V'V et W'W, a) on impose au plan formé par les n faisceaux utilisés dans l'étape ii), ledit plan étant initialement horizontal et à une distance H du niveau de référence (N), al) une rotation d'un angle a autour d'un premier axe qui a été placé parallèlement à W'W et à une distance f, suivant la direction V'V, du point 25 d'accrochage (0), a2) puis une rotation d'un angle (3'=arctan(cos a tan p) autour du deuxième axe, résultant de la rotation d'angle a de W'W, b) on relève au cours de l'étape ii) les n valeurs hi de !a position verticale dudit point d'accrochage lors de l'interruption des n faisceaux, on calcule la 30 moyenne desdites valeurs pour en déduire la position h d'un point-39- caractéristique du franchissement du plan des faisceaux par la partie plane de la surface inférieure du bloc anodique, c) on estime la longueur Lo de l'anode à l'aide de la formule suivante: Lo=(H-h)cosa-fsna-Ytan/3' s où Y est la coordonnée suivant W'W du barycentre des points de perturbation des n faisceaux.

21) Procédé de mesure à la volée selon l'une quelconque des revendications 11 à 19, dans lequel les n faisceaux coplanaires (fi,

.fi, ..., fn) utilisés à l'étape ii) forment un plan virtuel horizontal situé à une distance H du niveau de référence (N) et dans lequel, au cours de la descente de l'anode, à chaque fois qu'un desdits n faisceaux est perturbé par la traversée la surface inférieure du bloc anodique, on mesure la position verticale (hi) dudit point d'accrochage, puis on effectue une moyenne h des positions verticales hi et 15 on en déduit la hauteur de l'anode par l'expression approchée suivante : (H-h)-Fsrna _Y tan/3' cosacos/3'(l+tan2/3) cos/3' où p'= arctan(cos a tan f3), Y est la coordonnée suivant W'W du barycentre des points de perturbation (B1, Bi,.. CLMF: ., Bn) des faisceaux, et F est un terme correctif, en particulier lié à l'effet de forme de la périphérie de la zone 20 plane de la surface inférieure du bloc anodique, de préférence déterminé au préalable à partir de mesures statistiques...CLMF:

22) Procédé de mesure à la volée selon la revendication 21 dans lequel lesdits n faisceaux coplanaires (fi, ...f fn) sont regroupés et orientés de telle sorte 25 qu'ils ne coupent qu'une seule arête du bloc anodique, les n générateurs de faisceaux électromagnétiques ou sonores étant typiquement disposés de telle sorte qu'ils émettent n faisceaux coplanaires inclinés de moins de 25 , cos/3'(1+tant /3')-40- de préférence moins de 15 , de préférence encore moins de 10 , par rapport à une direction parallèle à X'X ou Y'Y.

23) Procédé de mesure à la volée selon la revendication Il, dans lequel les s moyens utilisés pour la mesure de l'inclinaison de la tige et les faisceaux coplanaires utilisés à l'étape ii) n'opèrent que suivant une seule direction de visée.

24) Procédé de mesure à la volée selon la revendication 23, dans lequel le ou les télémètres visent la tige d'anode suivant une direction inclinée de moins de 25 , de préférence de moins de 15 , de préférence encore de moins de 10 par rapport à ladite seule direction de visée.

25) Procédé de mesure à la volée selon la revendication 24 ou 25, dans lequel 15 les faisceaux coplanaires visent l'anode suivant une direction inclinée de moins de 25 , de préférence de moins de 15 , de préférence encore de moins de 10 par rapport à ladite seule direction de visée.

26) Procédé de mesure à la volée selon l'une quelconque des revendications 20 23 à 25, dans lequel lesdits moyens utilisés pour la mesure de l'inclinaison de la tige et les faisceaux coplanaires utilisés à l'étape ii) sont regroupés dans une unité de mesure mobile et autonome qui peut être amenée à proximité de la zone de la cellule d'électrolyse où l'anode doit être remplacée et opèrent suivant la direction X'X, perpendiculaire au cadre anodique. 25

27) Procédé de mesure à la volée selon la revendication 26, dans lequel l'inclinaison de la tige (22) est évaluée en mesurant uniquement la composante a de l'angle d'inclinaison de la tige d'anode par rapport au plan vertical perpendiculaire à (X'X), la composante R de l'angle 30 d'inclinaison étant simplement contrôlée comme restant inférieure à une valeur donnée, typiquement 1 .- 41 -

28) Procédé de mesure à la volée selon la revendication 27 dans lequel lesdits générateurs des n faisceaux sont regroupés sur une plateforme pouvant pivoter autour d'un axe et dans lequel : a) on place l'unité de mesure mobile au droit du point d'accrochage de sorte que l'axe de pivotement de la plateforme des générateurs des faisceaux coplanaires soit parallèle à (Y'Y), à une distance f du point d'accrochage (0) suivant la direction (X'X), les faisceaux étant disposés de telle sorte que le barycentre des points de perturbation des faisceaux ~o se trouve à la verticale du point d'accrochage, ou à proximité, typiquement à moins de 10 mm, de celle-ci; b) on mesure d'abord l'inclinaison a de la tige d'anode (22) puis on fait pivoter le plan des faisceaux dudit angle a par rapport au plan horizontal; c) on déplace ensuite l'anode verticalement jusqu'à ce que les faisceaux 15 soient perturbés par la surface inférieure du bloc anodique. A chaque fois qu'un faisceau i est perturbé, on relève la position h, du point d'accrochage et l'on en déduit une position moyenne h du bloc d'accrochage correspondant à la perturbation du plan des faisceaux; d) on en déduit la longueur Lo de l'anode par l'expression suivante: 20 Lo = (H - h) cos a - f sin a

29) Procédé de mesure à la volée selon la revendication 27 dans lequel on place l'unité mobile au droit du point d'accrochage (0) de sorte que les moyens de visée utilisés pour l'estimation de l'inclinaison de la tige d'anode 25 soient à une distance f du point d'accrochage suivant la direction (X'X), dans lequel le plan des faisceaux est horizontal et dans lequel les générateurs sont regroupés de telle sorte qu'ils génèrent n faisceaux sonores ou électromagnétiques, n étant au moins égal à deux, de préférence trois, coplanaires et faiblement inclinés par rapport à (X'X), dans lequel les 30 faisceaux coplanaires sont orientés de telle sorte que le barycentre des-42- points perturbés soit situé à proximité de la verticale du point d'accrochage et dans lequel: a) on mesure la position verticale hi dudit point d'accrochage à chaque fois qu'un faisceau i est perturbé par la traversée de la surface inférieure de 5 l'anode, b) on effectue une moyenne h des positions verticales hi en l'attribuant cette position au barycentre des points de perturbation pris sur l'arête de la zone plane de la surface inférieure du bloc anodique. c) on estime la hauteur de l'anode à l'aide de l'expression simplifiée : w Lo =(H-h)-Fa où a est exprimé en radians et où F est un terme déterminé par ailleurs à partir de mesures statistiques.

30) Unité de mesure mobile regroupant au moins: 15 n générateurs de faisceaux électromagnétiques ou sonores disposés de telle sorte qu'ils émettent n faisceaux coplanaires inclinés de moins de 25 , de préférence moins de 15 , de préférence encore moins de 10 , par rapport à une direction de visée, n étant au moins égal à deux, de préférence trois, 20 n récepteurs, chaque récepteur étant susceptible de déceler la perturbation du faisceau émis correspondant, et au moins un télémètre visant dans une direction inclinée de moins de 25 , de préférence moins de 15 , de préférence encore moins de 10 , par rapport à ladite direction de visée. 25

31) Unité de mesure mobile selon la revendication 30 comprenant également une caméra visant dans une direction inclinée de moins de 25 , de préférence moins de 15 , de préférence encore moins de 10 , par rapport à ladite direction de visée de façon à pouvoir mesurer l'inclinaison de la tige 30 d'anode par rapport au plan vertical passant par la direction de visée.-43-

32) Utilisation du procédé de mesure à la volée de la hauteur d'une anode selon l'une quelconque des revendications 1 à 29 dans le cadre d'un procédé de remplacement des anodes usées dans une cellule de production d'aluminium par électrolyse ignée. s

33) Utilisation du procédé de mesure à la volée selon la revendication 32 dans laquelle on utilise l'unité de mesure mobile selon la revendication 30 ou 31, en l'amenant à proximité de la zone où l'anode doit être remplacée, en suivant l'allée qui circule entre deux cellules d'électrolyse et en orientant ~o ladite unité de mesure de telle sorte que la direction de visée coïncide avec la direction X'X du petit côté de ladite cellule d'électrolyse.