La présente invention concerne un système de confinement pour un ensemble anodique, ainsi qu'un procédé de changement d'un ensemble anodique provenant d'une cuve d'électrolyse de l'aluminium.

L'aluminium métal est produit industriellement par électrolyse de l'alumine en solution dans un bain d'électrolyte, essentiellement constitué de cryolithe, selon le procédé de Hall-Héroult. Le bain d'électrolyte est contenu dans une cuve d'électrolyse comprenant un caisson en acier revêtu intérieurement de matériaux réfractaires et/ou isolants, et au fond duquel est situé un ensemble cathodique.

Des anodes, typiquement en matériau carboné, sont partiellement immergées dans le bain d'électrolyte. Chaque anode est munie d'une tige métallique destinée à son raccordement électrique et mécanique à un cadre anodique mobile par rapport à un portique fixé au-dessus de la cuve d'électrolyse. On désigne par « ensemble anodique » la tige et l'anode fixée à la tige par une embase.

Les anodes étant consommées par l'électrolyse, elles doivent régulièrement être changées. A cet effet, un ensemble anodique comprenant une anode usée est détaché du cadre anodique puis déplacé vers un support de stockage temporaire où l'anode va se refroidir avant de pouvoir être acheminée vers une installation de récupération du matériau carboné non consommé.

Or, une anode usée provenant d'une cuve d'électrolyse émet des gaz fluorés qui peuvent être nocifs pour l'homme et pour l'environnement. Les émissions sont d'autant plus importantes que la température de l'anode est importante, et décroissent progressivement en même temps que la température.

On a donc cherché depuis de nombreuses années à éviter que les gaz fluorés émis par les anodes usées ne se diffusent dans l'environnement, ou du moins à limiter cette diffusion.

Une solution décrite dans le document WO2008/048844 consiste à placer l'anode usée dans une enceinte fermée destinée à empêcher la sortie non contrôlée des gaz fluorés. Cette enceinte comporte une ouverture par laquelle passe la tige d'anode et qui est pourvue d'un élément d'étanchéité flexible coopérant avec ladite tige.

Un inconvénient important de cette solution est qu'il est difficile, sinon impossible, de réaliser une bonne étanchéité de façon durable. En effet, d'une part, un centrage imparfait de l'ensemble anodique risque de compromettre la qualité de l'étanchéité entre la tige d'anode et l'élément d'étanchéité. D'autre part, l'enceinte subit, au cours de sa durée de vie, des déformations qui conduisent à l'augmentation des fuites de gaz. Les moyens d'étanchéité généralement prévus pour palier ces problèmes sont des consommables qui s'usent rapidement et qui occasionnent donc un coût supplémentaire.

Une solution décrite dans le document WO2003/042618 consiste à placer l'anode usée dans une enceinte de stockage connectée à un dispositif d'extraction des gaz, destinée à empêcher la sortie non contrôlée des gaz fluorés dans le hall d'électrolyse. Cette enceinte, destinée à recevoir une pluralité d'ensembles anodique comporte des ouvertures par lesquelles passent les tiges d'anode.

En plus des inconvénients déjà mentionnés en référence au document WO2008/048844, cette solution est de conception coûteuse et engendre une combustion indésirable du carbone de l'anode usée par apport d'air extérieur aspiré dans l'enceinte par la mise en dépression de l'enceinte via le dispositif d'extraction des gaz. Le refroidissement de l'anode usée est donc ralenti et la quantité de matériau carboné à recycler diminuée.

Il est connu du document RU2385973 de placer des ensembles anodiques comportant des anodes usées et des anodes neuves dans une enceinte de stockage connectée à un dispositif d'extraction des gaz destiné à empêcher la sortie non contrôlée des gaz fluorés dans le hall d'électrolyse. L'objectif est de préchauffer les anodes neuves au moyen de la chaleur dégagée par les anodes usées. L'enceinte comporte des ouvertures par lesquelles passent les tiges des ensembles anodiques comportant des anodes neuves. Une telle solution présente les inconvénients déjà mentionnés en référence au document WO2003/042618. Il est par ailleurs connu du document WO2011/067477 d'étouffer la combustion d'une anode usée disposée sur un support en l'enfouissant sous une poudre contenant de l'alumine. Une enceinte de confinement apte à limiter la dispersion de la poudre dans l'usine d'électrolyse lors de son déversement sur l'anode usée peut être agencée autour du support. Cette enceinte destinée à limiter la dispersion de la poudre comporte des ouvertures pour l'introduction de la poudre contenant de l'alumine et pour réaliser une aspiration limitant encore la dispersion de la poudre dans l'usine d'électrolyse. Une telle solution est complexe à mettre en œuvre au sein d'une aluminerie du fait de la nécessaire manipulation de la poudre contenant de l'alumine (approvisionnement, manutention, stockage...), qui de plus est rapidement souillée et doit faire l'objet d'un traitement supplémentaire de recyclage.

Dans un contexte de réduction globale des rejets fluorés dans les usines d'aluminium, et lors du changement d'anode en particulier, la présente invention vise à remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus, en fournissant un système de confinement qui assure une très bonne étanchéité, et ce de façon fiable et durable dans le temps. A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention concerne un système de confinement pour au moins un ensemble anodique, l'ensemble anodique comportant une tige et au moins une anode usée fixée à la tige, le système comprenant

un support pour l'ensemble anodique comportant une paroi de base,

un dispositif de couverture ouvert vers le bas destiné à être posé sur le support et comportant une paroi périphérique et une paroi supérieure,

le support et le dispositif de couverture étant configurés pour former en combinaison un volume fermé apte à recevoir l'ensemble anodique dans son intégralité.

Par volume fermé, on entend que le support et le dispositif de couverture formant en combinaison le volume fermé comprennent un ensemble de parois ne comportant pas d'orifice formant un passage depuis l'intérieur du volume fermé jusqu'à l'extérieur du volume fermé. Ainsi, en prévoyant de placer dans un volume fermé l'intégralité de l'ensemble anodique, c'est-à-dire à la fois l'anode usée et la tige, le système de confinement selon l'invention permet de s'affranchir des problèmes d'étanchéité à l'interface avec la tige. L'étanchéité doit donc être assurée uniquement à l'interface entre le support et le dispositif de couverture, ce qui peut être réalisé de façon efficace et fiable notamment par des moyens classiques.

Le système de confinement selon l'invention permet :

d'éviter la diffusion des gaz émis par l'anode usée et par les morceaux de couverture de bain qui lui sont attachés, en confinant l'ensemble anodique dans un volume fermé ;

mais également d'empêcher l'arrivée d'oxygène jusqu'à la partie d'anode se consumant et donc de restreindre le phénomène de combustion de l'anode, c'est-à- dire l'émission de davantage de gaz.

Ainsi, le système de confinement selon l'invention ne se contente pas d'empêcher les gaz nocifs d'être émis dans l'environnement, mais en plus il limite la quantité de gaz émis.

De par cette, fonction, le système de confinement peut également être utilisé pour le stockage temporaire des croûtes de bain, en complément ou en remplacement des bennes à croûtes habituellement dédiées.

Le fait que le dispositif de couverture soit simplement posé sur le support confère au système de confinement une simplicité de conception et de manipulation, et une grande robustesse dans le temps. Il s'ensuit que le volume fermé peut être obtenu très rapidement une fois l'ensemble anodique posé sur le support, ce qui augmente encore l'efficacité du système de confinement en termes de limitation des émissions de gaz. Il est à noter que les termes tels que « supérieur » et « bas » sont employés lorsque le système de confinement est en position d'utilisation, c'est-à-dire lorsque le support est placé sur une surface sensiblement horizontale, par exemple au sol.

Par « paroi périphérique », on n'entend pas nécessairement une surface fermée au sens d'un cylindre (ce terme étant employé au sens mathématique et incluant les prismes dont les parallélépipèdes rectangles) ou d'un cône (ce terme étant employé au sens mathématique et incluant les pyramides). Ainsi, la paroi périphérique peut présenter une ouverture latérale. L'important est que le volume formé par la combinaison du support et du dispositif de couverture soit fermé.

Avantageusement, le support et le dispositif de couverture formant en combinaison le volume fermé comprennent un ensemble de parois constitué par un agencement de tôles métalliques dépourvu d'orifice. Un tel système est ainsi de réalisation simple, peu coûteux et robuste. Le support, respectivement le dispositif de couverture, présente une surface métallique pleine et continue depuis l'interface avec le dispositif de couverture, respectivement le support.

Selon une réalisation possible, le système de confinement comprend en outre des moyens d'étanchéité agencés entre le support et le dispositif de couverture, pour que ledit volume fermé soit sensiblement étanche aux gaz, lesdits moyens d'étanchéité pouvant être agencés sur le support et/ou sur le dispositif de couverture.

Par « étanche aux gaz » on entend que ledit volume fermé empêche ou limite considérablement la sortie des gaz émis par l'anode usée, et l'entrée d'oxygène, dans des conditions normales d'utilisation.

Selon un mode de réalisation préféré, l'interface entre le support et le dispositif de couverture est située en partie basse du dispositif de couverture et en partie haute du support. Plus particulièrement, l'interface est de forme annulaire et sensiblement horizontale. Le dispositif de couverture est ainsi positionné de façon stable de par l'effet de son propre poids. Le poids du dispositif de couverture permet en outre d'assurer une bonne étanchéité à l'interface. Aussi, grâce à cette disposition, les éventuels défauts d'étanchéité à l'interface entre le support et le dispositif de couverture, située en partie basse du dispositif de couverture, ne créent pas un effet cheminée.

Les moyens d'étanchéité comprennent par exemple un joint annulaire monté sur la paroi périphérique du dispositif de couverture et apte à coopérer avec une face du support, et/ou une membrane souple agencée sur le support et conformée pour coopérer avec étanchéité avec la paroi périphérique du dispositif de couverture lorsqu'il est posé sur le support. Les moyens d'étanchéité sont avantageusement montés sur le dispositif de couverture et non sur le support afin d'éviter que des morceaux de couverture de bain ne tombent dessus lors de la pose de l'ensemble anodique sur le support.

En variante, les moyens d'étanchéité pourraient être omis lorsque le dispositif de couverture, de par son propre poids, permet d'assurer l'étanchéité requise.

Selon une réalisation possible, le système de confinement comprend des moyens de guidage conçus pour faciliter la pose du dispositif de couverture sur le support et pour assurer le positionnement approprié du dispositif de couverture sur le support, lesdits moyens de guidage étant agencés sur le support et/ou sur le dispositif de couverture. Ces moyens de guidage peuvent comporter une surface agencée sur le support et/ou sur le dispositif de couverture, qui est inclinée vers l'intérieur du volume fermée et vers le bas. Les moyens de guidage peuvent notamment permettre d'obtenir le centrage du dispositif de couverture par rapport au support.

Le dispositif de couverture peut comprendre une face de contact destinée à venir en appui sur le support. La face de contact peut être située à la partie extrême inférieure du dispositif de couverture. La face de contact peut être située à une distance non nulle de l'extrémité inférieure du dispositif de couverture selon la direction verticale. Grâce à cette disposition, le dispositif de couverture ne repose pas sur la face de contact lorsqu'il est posé sur le sol. Ainsi, la face de contact ne risque pas d'être endommagée, ce qui garantit une robustesse du système de confinement dans le temps en termes d'étanchéité. Lorsqu'un joint est monté sur le dispositif de couverture, ce joint peut également être disposé de façon à ne pas être en contact avec le sol lorsque le dispositif de couverture repose sur le sol, pour préserver son intégrité et donc l'étanchéité qu'il procure.

Le support peut posséder une face d'appui sur laquelle le dispositif de couverture est destiné à reposer, ladite surface d'appui étant inclinée vers le bas en direction de l'intérieur du support. Un tel agencement de la surface d'appui permet d'assurer un guidage pour la mise en place et le centrage du dispositif de couverture. Un autre avantage réside dans le fait que les croûtes de bain qui pourraient se trouver sur la surface d'appui auraient tendance à tomber à l'intérieur du support plutôt que de rester sur la surface d'appui. Ainsi, ces croûtes ne nuiraient pas à l'obtention d'un bon contact entre le support et le dispositif de couverture, c'est-à-dire à une bonne étanchéité du volume fermé. En outre, l'absence de croûtes sur cette surface d'appui évite que le joint d'étanchéité monté sur le dispositif de couverture, lorsqu'il est présent, ne soit endommagé notamment en étant brûlé. Les gaz restent donc retenus dans le volume fermé sans apport nouveau d'oxygène qui pourrait participer à la combustion de l'anode. Aussi, le système de confinement contenant l'ensemble anodique peut être transporté vers une unité de traitement des gaz contenus dans le volume fermé dès la pose du dispositif de couverture sur le support. Selon une réalisation possible, la paroi périphérique du dispositif de couverture comporte un unique tronçon de cône d'axe sensiblement vertical ou une pluralité de tronçons de cônes possédant sensiblement un même axe vertical, disposés successivement et de façon adjacente le long de cet axe, ladite paroi périphérique étant divergente de haut en bas.

Le terme « cône » englobe les cônes de révolution et les cônes pyramidaux. Dans cette réalisation, la paroi périphérique forme donc une surface se refermant autour de l'axe. La paroi périphérique du dispositif de couverture peut en outre comporter une portion cylindrique, par exemple à sa partie extrême supérieure.

Avantageusement, le dispositif de couverture peut être conformé pour pouvoir être empilé sur un autre dispositif de couverture sensiblement identique, de façon à permettre un gain de place lors du stockage ou du transport.

Le système de confinement peut en outre comporter au moins un ensemble anodique reposant sur le support, ledit ensemble anodique comportant une tige et au moins une anode usée fixée à la tige au moyen d'une embase, et étant intégralement logé dans le volume fermé formé par le support et le dispositif de couverture. On pourrait envisager que le système de confinement puisse recevoir plusieurs ensembles anodiques.

Selon une réalisation possible, le support possède une paroi périphérique présentant une hauteur suffisante pour que, lorsque l'ensemble anodique est posé sur le support, une portion inférieure de l'ensemble anodique soit située en-dessous de l'extrémité supérieure de la paroi périphérique, ladite portion inférieure de l'ensemble anodique ayant une hauteur d'au moins un quart, voire au moins un tiers, voire même au moins la moitié de la hauteur de l'ensemble anodique.

En d'autres termes, une grande partie de l'ensemble anodique est logée dans le support, et la tige dépasse partiellement du support, mais sur une hauteur peu importante. Cette réalisation est avantageuse en ce qu'il n'est pas nécessaire de prévoir un dispositif de couverture de grande hauteur pour recouvrir l'ensemble anodique. De ce fait, l'encombrement global en hauteur n'est pas trop important lorsque l'on vient placer le dispositif de couverture sur le support pour coiffer l'ensemble anodique. Ainsi, cette opération peut être effectuée par une machine mobile sur un pont roulant classiquement présente dans les installations d'électrolyse, alors même que l'on est limité par la hauteur disponible sous le pont roulant.

De préférence, l'extrémité supérieure de la paroi périphérique du support est située au moins au-dessus de l'embase de l'ensemble anodique lorsque l'ensemble anodique est posé sur le support.

Selon une réalisation possible, le dispositif de couverture possède successivement, de haut en bas :

une première portion entourant la tige de l'ensemble anodique et qui est en forme de tronçon de cône sensiblement cylindrique possédant une dimension transversale égale à N fois la dimension transversale correspondante de la tige de l'ensemble anodique, N étant compris entre 1 ,2 et 2 ;

une deuxième portion qui diverge vers le bas en épousant sensiblement la forme de l'ensemble anodique, notamment de l'embase ;

et éventuellement une troisième portion sensiblement cylindrique épousant sensiblement la forme de l'anode.

Le terme « cylindrique » s'entend au sens mathématique, c'est-à-dire qu'il englobe la forme parallélépipédique rectangle notamment.

Par « épouser la forme », on entend que le dispositif de couverture possède une forme généralement similaire à celle de l'ensemble anodique et que la distance dans le même plan horizontal entre l'ensemble anodique posé sur le support et le dispositif de couverture est relativement faible. Il s'ensuit que le volume fermé a une capacité volumique relativement faible, ce qui permet d'augmenter son efficacité en termes de limitation de la combustion de l'anode par privation d'oxygène et des émissions de gaz.

Selon un premier mode de réalisation, l'anode repose sur la paroi de base du support et la tige s'étend sensiblement verticalement.

Selon un deuxième mode de réalisation, l'ensemble anodique comporte une tige et une pluralité d'anodes usées fixées chacune à la tige au moyen d'une embase, la tige s'étendant sensiblement horizontalement et reposant sur le support. Par exemple, on peut prévoir que les extrémités latérales de la tige reposent sur des moyens d'appui ménagés dans deux parois latérales en regard appartenant à la paroi périphérique du support.

Un tel système de confinement peut en outre présenter les caractéristiques suivantes : la paroi périphérique du support comprend deux faces latérales dans chacune desquelles est ménagée une gorge recevant une extrémité latérale de la tige, une face arrière, et une face avant ouverte ;

et la paroi périphérique du dispositif de couverture est constituée d'une face avant destinée à obturer la face avant ouverte de la paroi périphérique du support, la paroi supérieure du dispositif de couverture étant sensiblement plane et agencée pour être posée sur le bord supérieur de la paroi périphérique du support.

Dans ce cas, le support possède une paroi périphérique suffisamment haute pour loger l'ensemble anodique dans son intégralité et le dispositif de couverture se présente comme un simple capot.

Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un procédé de changement d'un ensemble anodique provenant d'une cuve d'électrolyse de l'aluminium, l'ensemble anodique comportant une tige et au moins une anode usée fixée à la tige, le procédé comprenant les étapes consistant à :

a) enlever ledit ensemble anodique hors de la cuve d'électrolyse ;

b) poser ledit ensemble anodique sur un support ;

c) poser sur le support un dispositif de couverture ; le support et le dispositif de couverture appartenant à un système de confinement tel que précédemment décrit, de sorte à former un volume fermé recevant l'ensemble anodique dans son intégralité.

Une fois l'ensemble anodique disposé dans le volume fermé, le dispositif de couverture est maintenu sur le support jusqu'à ce que l'ensemble anodique se soit refroidit et les émissions de gaz se soient arrêtées.

L'ensemble anodique reste donc dans le volume fermé et la combustion de l'anode usée de l'ensemble anodique s'arrête du fait de la privation d'oxygène liée à l'enfermement.

Une fois l'ensemble anodique disposé dans le volume fermé, le support, le dispositif de couverture et l'ensemble anodique contenu dans le volume fermé peuvent être transportés vers un hall de refroidissement pour y rester le temps nécessaire au refroidissement de l'ensemble anodique et l'arrêt des émissions de gaz ou vers une unité de retraitement de l'ensemble anodique.

L'enfermement de l'ensemble anodique peut ainsi être réalisé au plus près des cuves d'électrolyse en positionnant le système dans le hall d'électrolyse. Puis le système peut avantageusement être enlevé rapidement du hall d'électrolyse, ce qui évite son encombrement. Aussi, une fois le dispositif de couverture posé sur le support, les machines mobiles sur pont roulant du hall d'électrolyse n'ont plus besoin d'être mobilisées par d'autres opérations liées à ce changement d'ensemble anodique.

Par exemple, le support peut être posé sur le sol d'une installation où se situe la cuve d'électrolyse, et les étapes a) à c) peuvent être réalisées dans ladite installation au moyen d'une machine mobile sur un pont roulant, et/ou au moyen d'un véhicule équipé d'un dispositif de levage.

En variante, le support peut être placé sur un véhicule et, entre les étapes b) et c), le véhicule peut être déplacé vers un appareil dédié à la pose de dispositifs de couverture sur les supports.

On décrit à présent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation possibles de l'invention, en référence aux figures annexées :

La figure 1 est une vue schématique en section d'une installation de production d'aluminium par électrolyse comportant des ensembles anodiques ;

La figure 2 est une représentation schématique, en perspective, d'un ensemble anodique comportant une tige et une anode usée fixée à la tige au moyen d'une embase, l'anode usée comportant une croûte de couverture ;

Les figures 3 à 5 montrent schématiquement des étapes successives d'un procédé de changement d'un ensemble anodique, en particulier les étapes visant à placer l'ensemble anodique dans un système de confinement selon l'invention ;

La figure 6 est une vue en perspective d'un système de confinement selon l'invention ;

La figure 7 est une vue latérale d'un dispositif de couverture selon un premier mode de réalisation de l'invention ;

La figure 8 représente le dispositif de couverture de la figure 7 posé sur un support, pour former un système de confinement selon un premier mode de réalisation de l'invention ; La figure 9 est une vue en perspective d'un dispositif de couverture pour former un système de confinement selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;

La figure 10 est une vue en perspective d'un système de confinement selon un troisième mode de réalisation de l'invention ;

La figure 1 1 est une vue latérale en coupe du système de confinement de la figure 10 ; La figure 12 est une vue de détail de la figure 11 ;

La figure 13 est une vue en perspective d'un système de confinement selon un quatrième mode de réalisation de l'invention ; La figure 14 est une vue en perspective de deux dispositifs de couverture de la figure 13 empilés ;

Les figures 15 et 16 sont des vues en perspective d'un système de confinement selon un cinquième mode de réalisation de l'invention, respectivement sans et avec le dispositif de couverture ;

Les figures 17 à 19 montrent schématiquement des étapes successives d'un autre procédé de changement d'un ensemble anodique, en particulier les étapes visant à placer l'ensemble anodique dans un système de confinement selon l'invention.

La figure 1 représente une cellule 3 d'électrolyse située dans un bâtiment 2 d'une installation 1 de production d'aluminium par électrolyse, et plus particulièrement dans une salle d'électrolyse d'une telle installation 1. Chaque cellule 3 s'étend selon une direction transversale Y, et les cellules 3 sont disposées les unes à côté des autres selon une direction longitudinale X.

Chaque cellule 3 comprend une cuve 20, une structure de support 30 appelée « superstructure » et une pluralité d'anodes 40, 40'.

La cuve 20 comprend un caisson 21 en acier, un revêtement intérieur 22 qui est généralement formé par des blocs en matériaux réfractaires, et un ensemble cathodique qui comprend des blocs en matériau carboné, appelés « blocs cathodiques » 23, et des barres de raccordement métalliques 24 auxquelles sont fixés les conducteurs électriques 45, 46, 47 servant à l'acheminement du courant d'électrolyse.

Chaque anode 40 est munie d'une tige métallique 41 qui est typiquement fixée à l'anode 40 par l'intermédiaire d'une embase 42 ou multipode. L'ensemble formé par la tige 41 , l'embase 42 et l'anode est appelé ensemble anodique 50. Les anodes 40 sont fixées de manière amovible à un cadre métallique mobile 25, appelé « cadre anodique », par un connecteur amovible 26. Le cadre anodique 25 est porté par la superstructure 30 et fixé à des conducteurs électriques 47, appelés « montées positives », servant à l'acheminement du courant d'électrolyse.

Généralement, plus d'une centaine de cellules 3 sont disposées les unes à côté des autres, en rangées ou files, selon la direction X. Les cellules 3 d'une rangée sont raccordées électriquement en série à l'aide de conducteurs de liaison 45, 46, 47. Les cellules 3 sont disposées de manière à dégager une allée de circulation le long de l'installation 1 et une voie d'accès 49 entre les cellules 3.

Chaque cellule 3 est munie d'un système de capotage. Celui-ci comprend une série de capots 33 amovibles qui sont typiquement métalliques, et plus typiquement en alliage d'aluminium. Le système de capotage confine les effluents à l'intérieur 29 de la cellule 3 et est relié à des moyens (non illustrés) pour évacuer les effluents et les diriger vers un centre de traitement. Les capots 33 sont typiquement insérés dans une rainure de guidage 35 aménagée le long de la cellule 3 (selon la direction Y) et sont mis en appui sur un rebord 31 de la superstructure 30. La tige 41 des anodes 40 émerge typiquement du système de capotage par des ouvertures aménagées à cet effet dans le système de capotage.

Selon la technologie la plus répandue, les anodes 40 sont en matériau carboné précuit. Les anodes 40 sont progressivement consommées lors des réactions de réduction électrolytique de l'aluminium, et les anodes usées 40' doivent être remplacées par des anodes neuves 40.

Un ensemble anodique 50 comportant une anode usée 40' est illustré sur la figure 2. Comme on peut le voir, des morceaux de couverture de bain 38 formant une croûte sont attachés à l'anode usée 40'. Des gaz fluorés sont émis par l'anode usée 40', essentiellement par le ou les morceaux de couverture de bain 38 qui restent attachés à l'anode usée 40' lorsque celle-ci est extraite du bain. Afin de limiter l'émission de gaz fluorés par l'anode, le procédé selon l'invention prévoit de placer l'ensemble anodique 50 dans un système de confinement comme cela va à présent être décrit.

Le procédé de changement d'un ensemble anodique 50 comportant une anode usée 40' est schématiquement représenté sur les figures 3 à 5.

Une fois l'ensemble anodique 50 enlevé du bain d'électrolyse, il est posé sur un support 60 (figure 3), puis un dispositif de couverture 80 est posé sur le support 60 (figure 4). Le support 60 et le dispositif de couverture 80 appartiennent à un système de confinement 100, et forment en combinaison un volume fermé 101 apte à recevoir l'ensemble anodique 50 dans son intégralité, c'est-à-dire non seulement l'anode usée 40', mais également l'embase 42 et la tige 41 en entier (figures 5 et 6).

Le support 60 est par exemple posé sur le sol 4 de l'installation 1 où se situe la cuve 3 d'électrolyse. Les opérations précitées de manipulation de l'ensemble anodique 50 et du dispositif de couverture 80 peuvent être réalisées dans l'installation 1 , par exemple à proximité des cellules 3 d'électrolyse, au moyen d'une machine 5 mobile sur un pont roulant 6 de l'installation 1 , comme schématisé sur la figure 3. En variante et/ou en complément, ces opérations peuvent être réalisées au moyen d'un véhicule équipé d'un dispositif de levage.

Le support 60 peut être apporté à proximité de la cuve 3 d'électrolyse en étant chargé d'un ou de plusieurs ensembles anodiques 50 portant des anodes neuves 40, avec ou sans dispositif de couverture 80. Dans ce cas, le procédé de changement d'un ensemble anodique 50 comprend une étape préliminaire consistant à déplacer un ensemble anodique 50 du support 60 vers le sol 4 de l'installation, de façon à libérer le support 60. Ceci peut être effectué par la machine 5 ou par un véhicule équipé d'un dispositif de levage.

Le support 60 peut alors recevoir un ensemble anodique 50 comportant une anode usée 40', puis un dispositif de couverture 80 peut être posé sur le support 60. Avec ce mode de réalisation, l'anode usée 40' reste très peu de temps non confinée, ce qui permet de réduire très efficacement la quantité de gaz qu'elle émet.

Une fois l'ensemble anodique 50 disposé dans le volume fermé le dispositif de couverture 80 est maintenu sur le support 60 jusqu'à ce que l'ensemble anodique se soit refroidit et les émissions de gaz se soient arrêtées.

Le fait de placer l'ensemble anodique 50 dans un volume fermé 101 permet de limiter l'émission de gaz fluorés par l'anode 40'. En effet, le système de confinement 100 empêche l'entrée d'oxygène dans le volume fermé 101 , ce qui permet d'arrêter le phénomène par lequel l'anode 40' se consume, le temps que l'anode se refroidisse suffisamment et que les émissions de gaz fluorés cessent ou atteignent un niveau suffisamment faible. En outre, le fait de confiner la totalité de l'ensemble anodique 50 permet de s'affranchir des problèmes d'étanchéité à l'interface avec la tige 41.

Des essais ont permis d'établir que les émissions de gaz fluorés sont de l'ordre de 10 à 20 % des émissions observées lorsque l'ensemble anodique 50 n'est pas confiné, ce qui montre bien les avantages considérables obtenus grâce à l'invention. Le temps pendant lequel l'ensemble anodique 50 reste dans le volume fermé 101 peut être de l'ordre de 32 à 36 heures, ce qui correspond au temps nécessaire pour que l'anode 40' se refroidisse jusqu'à une température acceptable pour le traitement ultérieur de l'anode 40', de l'ordre de 100°C. Par ailleurs, les essais ont montré que l'augmentation de la pression dans le volume fermé ou la concentration en CO restent bien en-deçà des valeurs critiques.

Les opérations visant à confiner l'ensemble anodique 50 sont réalisées en priorité, pour éviter l'émission d'une trop grande quantité de gaz par l'anode usée 40', tant que le dispositif de couverture 80 n'est pas mis en place. Une fois ces opérations réalisées, l'ensemble anodique 50 portant l'anode neuve 40 peut être mis en place dans la cellule 3 d'électrolyse.

Enfin, une fois que les émissions de gaz par l'anode usée 40' ont cessé ou du moins qu'elles ont atteint un niveau suffisamment faible, l'ensemble anodique 50 est transporté dans le système de confinement 100 vers une unité de retraitement de l'anode usée et de traitement des gaz contenus dans le volume fermé 101 , dans laquelle le dispositif de couverture 80 peut être ôté.

Entre temps, l'ensemble anodique 50 peut être transporté dans le système de confinement 100 depuis le hall d'électrolyse vers un hall de refroidissement pour y rester le temps nécessaire au refroidissement de l'ensemble anodique et l'arrêt des émissions de gaz. Il n'encombre ainsi pas le hall d'électrolyse.

Le support 60 est réalisé en un matériau capable de résister au poids de l'anode et à sa température élevée à la sortie de la cellule 3 d'électrolyse (pouvant être de l'ordre de 950°C). Le support 60 est par exemple réalisé en métal, typiquement en acier. Le support 60 peut avantageusement se présenter sous la forme d'une palette pouvant être soulevée et déplacée par des moyens appropriés. De la sorte, il est possible de déplacer facilement l'anode usée 40' vers une unité de retraitement comprenant notamment une unité de séparation des éléments constitutifs de l'anode puis vers une unité de récupération des matériaux de l'anode, à savoir en particulier la couverture et le matériau carboné non consommé.

De façon générale, le support 60 comporte une paroi de base 61 qui peut se présenter sous la forme d'un plateau sensiblement rectangulaire et horizontal. La paroi de base 61 peut présenter des nervures 62 sensiblement verticales sur lesquelles va reposer l'anode 40', pour éviter la détérioration de la paroi de base 61 (voir figure 12).

Le support 60 comporte également une paroi périphérique 63 qui peut se présenter sous la forme d'un simple rebord de la paroi de base 61 ou s'étendre sur une hauteur plus importante. La paroi périphérique 63 du support 60 peut définir une paroi entourant totalement l'ensemble anodique 50 ou comporter une ouverture latérale qui, dans le système de confinement 100, sera obturée par une partie du dispositif de couverture 80. Quant au dispositif de couverture 80, il comporte une paroi supérieure 81 généralement fermée et une paroi périphérique 83, et il est ouvert vers le bas. Le dispositif de couverture 80 peut comporter des moyens d'accrochage 82 permettant sa préhension et sa manipulation par la machine 5 et/ou un véhicule.

La paroi périphérique 83 du dispositif de couverture 80 peut définir une paroi entourant totalement l'ensemble anodique 50 ou comporter une ouverture latérale qui, dans le système de confinement 100, sera obturée par une partie du support 60.

En d'autres termes, le système de confinement 100 formant le volume fermé 101 présente un ensemble de parois (61 , 63, 81 , 83) qui entourent totalement l'ensemble anodique 50. Cet ensemble de parois est formée en partie par le dispositif de couverture 80 et en partie par le support 60. Dans la mesure où un objectif de l'invention est de limiter l'émission de gaz par l'anode, par la création d'un volume fermé 101 , cet ensemble de parois du système de confinement 100 est dépourvue d'orifice destiné à être mis en communication avec un système de traitement des gaz émis par l'anode usée 40' ou encore à un autre usage. Le traitement de ces gaz pourra être effectué lors d'une étape ultérieure, une fois les émissions arrêtées ou considérablement diminuées. Cet ensemble de paroi est constitué par un agencement de tôles métalliques dépourvu d'orifice.

Le simple poids du dispositif de couverture 80 peut suffire à assurer une étanchéité satisfaisante du système de confinement 100 lorsque le dispositif de couverture 80 est posé sur le support 60. Toutefois, le système de confinement 100 peut comprendre des moyens d'étanchéité agencés entre le support 60 et le dispositif de couverture 80. Il s'agit d'une étanchéité aux gaz, plus spécifiquement pour empêcher ou limiter de façon importante l'entrée d'oxygène dans le volume fermé 101 et la sortie des gaz émis par l'anode usée 40'.

Plusieurs modes de réalisation du support 60 et du dispositif de couverture 80 vont maintenant être décrits.

Un premier mode de réalisation est illustré sur les figures 7 et 8.

Dans ce mode de réalisation, l'anode usée 40' de l'ensemble anodique 50 repose sur la paroi de base 61 du support 60, sur les nervures 62, et la tige 41 s'étend sensiblement verticalement. En outre, le système de confinement 100 formé par le support 60 et le dispositif de couverture 80 est conçu pour recevoir un unique ensemble anodique 50 comportant une anode usée 40'.

La paroi périphérique 63 du support 60 présente une hauteur relativement importante, de sorte que, lorsque l'ensemble anodique 50 est posé sur la paroi de base 61 du support 60, une partie importante de l'ensemble anodique 50 est logée à l'intérieur du support 60. Dans la réalisation illustrée à titre d'exemple sur la figure 8, environ la moitié inférieure de l'ensemble anodique 50 est logée à l'intérieur du support 60, lorsque l'ensemble anodique 50 comporte une anode usée 40'.

Avec cette configuration, et par opposition à une configuration où le support 60 ne présenterait que des rebords de hauteur réduite, le dispositif de couverture 80 peut avoir une hauteur moins importante - ici une hauteur suffisante pour coiffer environ la moitié supérieure de l'ensemble anodique 50. De ce fait, l'espace vertical nécessaire au-dessus de l'ensemble anodique 50 posé sur le support 60 pour mettre en place le dispositif de couverture 80 est moins important. En pratique, cet espace, qui doit être un peu plus haut que la hauteur du dispositif de couverture 80, est limité par la structure de l'installation 1 et en particulier la présence du pont roulant 6 et de la machine 5. A titre d'exemple, la hauteur de la tige 41 équipée de l'embase 42 peut être de l'ordre de 2 m.

L'extrémité supérieure 64 de la paroi périphérique 63 du support 60 forme une face d'appui sur laquelle le dispositif de couverture 80 est destiné à reposer. L'extrémité supérieure 64 forme une paroi inclinée vers le bas en direction de l'intérieur du support 60.

Un avantage de cette configuration est que cette extrémité supérieure 64 forme une sorte d'entonnoir de contour rectangulaire, qui facilite et guide la pose du dispositif de couverture 80 sur le support 60 et permet d'assurer le positionnement approprié et le centrage du dispositif de couverture 80 sur le support 60. Un autre avantage réside dans le fait que d'éventuels morceaux de couverture de bain 38 présents sur cette extrémité supérieure 64 inclinée glisseraient à l'intérieur du support 60. Ils ne pourraient donc pas nuire à la qualité de l'étanchéité avec le dispositif de couverture 80 ni endommager ce dispositif de couverture 80.

Dans ce premier mode de réalisation, le dispositif de couverture 80 présente une paroi périphérique 83 divergente de haut en bas, formée pour l'essentiel de plusieurs tronçons de cône pyramidal successifs de même axe 85 sensiblement vertical. Etant donné la forme de parallélépipède rectangle de l'anode 40, 40', il s'agit de préférence de tronçons de pyramide à quatre côtés. A titre d'exemple, la paroi périphérique 83 peut comporter un tronçon supérieur 86a, un tronçon médian 86b et un tronçon inférieur 86c, ayant des angles au sommet de plus en plus grands. En outre, les moyens d'accrochage 82 peuvent être ménagés sur une partie supérieure 87 sensiblement cylindrique. Dans la réalisation représentée, la partie supérieure 87 est un cylindre à base carrée, c'est-à-dire un parallélépipède rectangle.

De plus, dans la réalisation représentée, la paroi périphérique 83 du dispositif de couverture 80 comporte une portion inférieure 88 possédant une face inférieure 89 formant la face d'appui avec le sol lorsque le dispositif de couverture 80 est posé au sol. La portion inférieure 88, ici de forme parallélépipède rectangle, présente en outre une gorge annulaire 91 destinée à recevoir un joint annulaire 90 formant tout ou partie des moyens d'étanchéité du système de confinement 100.

On peut prévoir que le tronçon inférieur 86c et/ou la portion inférieure 88 présentent des bords inférieurs 84a, 84b inclinés vers le bas en direction de l'axe 85. Ces bords inférieurs 84a, 84b forment ainsi des moyens de guidage permettant de faciliter la pose et le centrage du dispositif de couverture 80 sur le support 60. En position montée, au moins l'un desdits bords inférieurs 84a, 84b forme une face de contact destinée à venir en appui sur le support, sur l'extrémité supérieure 64 de la paroi périphérique 63 du support 60. De plus, le joint annulaire 90 peut avantageusement venir en contact avec ladite extrémité supérieure 64 pour améliorer l'étanchéité du système de confinement 100.

Il est à noter que l'interface entre le dispositif de couverture 80 et le support 60 (au niveau de la face d'appui 64 et des bords inférieurs 84a et/ou 84b) est située en partie basse du dispositif de couverture 80, afin d'éviter l'effet cheminée.

Toutefois, les éléments du dispositif de couverture 80 participant à cette interface, c'est-à- dire venant en contact sur la face d'appui 64 du support 60 (bords inférieurs 84a, 84b, joint annulaire 90) sont situés au-dessus de la face inférieure 89 et ne viennent donc pas en contact avec le sol lorsque le dispositif de couverture 80 est posé sur le sol. De ce fait, ils ne risquent pas d'être endommagés par un contact avec le sol, ce qui évite une détérioration dans le temps du contact et de l'étanchéité entre le support 60 et le dispositif de couverture 80.

La figure 9 illustre un deuxième mode de réalisation, destiné à un ensemble anodique 50 dont la tige 41 s'étend sensiblement verticalement et dont l'anode usée 40' repose sur la paroi de base 61 du support 60. En outre, le système de confinement 100 formé par le support 60 et le dispositif de couverture 80 est conçu pour recevoir un unique ensemble anodique 50 comportant une anode usée 40'.

Le dispositif de couverture 80 illustré sur la figure 9 peut être posé sur un support 60 similaire à celui de la figure 8, et ainsi posséder une hauteur relativement faible facilitant sa manipulation. En variante, ce dispositif de couverture 80 pourrait être posé sur un support 60 possédant une paroi périphérique 63 de hauteur moins importante et, par conséquent, présenter une hauteur plus grande pour pouvoir venir coiffer l'ensemble anodique 50 dans son intégralité.

Dans ce mode de réalisation, la paroi périphérique 83 du dispositif de couverture 80 comporte un unique tronçon de cône pyramidal 86 à quatre côtés et d'axe sensiblement vertical 85. La paroi périphérique 83 comprend également une portion inférieure 88, ici de forme parallélépipède rectangle, présentant une gorge annulaire 91 pouvant recevoir un joint annulaire (non représenté). Entre le tronçon de cône pyramidal 86 et la face supérieure de la portion inférieure 88 peuvent être prévues des nervures de renfort 92.

On se rapporte à présent aux figures 10 à 12 qui représentent un troisième mode de réalisation d'un système de confinement 100 selon l'invention. Ce système de confinement 100 est destiné à un ensemble anodique 50 dont la tige 41 s'étend sensiblement verticalement et dont l'anode usée 40' repose sur la paroi de base 61 du support 60, sur les nervures 62.

Dans ce mode de réalisation, le support 60 peut recevoir plusieurs ensembles anodiques 50 placés les uns à côté des autres, chacun de ces ensembles anodiques 50 comportant une anode usée 40' et étant coiffé individuellement par un dispositif de couverture 80 dédié.

Le support 60 comporte des cloisons 65 intérieures définissant des logements 66 distincts, sans communication fluidique, et sensiblement identiques. Dans la réalisation représentée, le support 60 est divisé longitudinalement en trois logements 66 par deux cloisons 65, les cloisons ayant une hauteur voisine de la hauteur de la paroi périphérique 63. Chacun de ces logements est destiné à recevoir un unique ensemble anodique 50. Certains logements 66 peuvent recevoir un ensemble anodique 50 comportant une anode usée 40', tandis que d'autres logements 66 peuvent recevoir un ensemble anodique 50 comportant une anode neuve 40. En effet, comme expliqué précédemment, les anodes neuves 40 devant être montées dans la cellule 3 d'électrolyse peuvent être apportées à proximité de la cellule 3 sur le support 60 qui servira à réaliser le système de confinement 100 pour les ensembles anodiques 50 comportant une anode usée 40'.

Dans l'exemple illustré, la paroi périphérique 63 du support 60 ne se limite pas à un simple rebord, mais présente une hauteur moins importante que le support illustré sur la figure 8. Dans la réalisation représentée sur les figures 10 à 12, la paroi périphérique 63 - et les cloisons 65 - s'étendent au-delà de la face supérieure d'une anode neuve 40 posée sur la paroi de base 61 du support 60 (le cas échéant sur les nervures 62), par exemple environ à mi hauteur de l'embase 42 de l'ensemble anodique 50. Toutefois, cette configuration ne doit pas être considérée comme étant limitative.

La paroi périphérique 63 du support 60 et les cloisons 65 peuvent posséder un bourrelet 67 intérieur dont la face supérieure 64' forme une face d'appui sur laquelle le dispositif de couverture 80 est destiné à reposer. La face supérieure 64' du bourrelet 67 peut de préférence former une paroi inclinée vers le bas en direction de l'intérieur du support 60, ce qui présente un certain nombre d'avantages comme expliqué précédemment.

En outre, la paroi périphérique 63 du support 60 et les cloisons 65 peuvent comporter, par exemple à leur extrémité supérieure, une membrane 68 souple conformée pour coopérer avec étanchéité avec la paroi périphérique 83 du dispositif de couverture 80 lorsqu'il est posé sur le support 60. La membrane 68 est de préférence présente sur toute la face intérieure d'un logement 66, formant ainsi un moyen d'étanchéité périphérique pour le dispositif de couverture 80.

Dans ce troisième mode de réalisation, la paroi périphérique 83 du dispositif de couverture 80 possède successivement, de haut en bas :

- une première portion 87 entourant la tige 41 de l'ensemble anodique 50 et qui est en forme de cône sensiblement cylindrique (ici parallélépipède rectangle), d'axe sensiblement vertical 85, possédant une dimension transversale égale à N fois la dimension transversale correspondante de la tige 41 de l'ensemble anodique 50, N étant compris entre 1 ,2 et 2 ;

- une deuxième portion qui diverge vers le bas en épousant sensiblement la forme de l'ensemble anodique 50, notamment de l'embase 42. Cette deuxième portion comporte par exemple plusieurs tronçons successifs de cône pyramidal à quatre côtés de même axe 85 sensiblement vertical, à savoir par exemple un tronçon supérieur 86a et un tronçon inférieur 86c ayant un angle au sommet plus grand que le tronçon supérieur 86a ;

et une troisième portion 88 sensiblement cylindrique d'axe 85 épousant sensiblement la forme de l'anode neuve 40 ou usée 40'.

Avec cette configuration, la paroi périphérique 83 du dispositif de couverture 80 suit la forme de l'ensemble anodique 50 au plus près, limitant donc le volume intérieur 101 du système de confinement 100, ce qui améliore les performances du système de confinement 100 en termes de rapidité d'arrêt des émission de gaz par l'anode usée 40'.

La troisième portion 88 sensiblement cylindrique peut en outre posséder un rebord saillant vers l'extérieur 93, par exemple sensiblement horizontalement, formant une face de guidage pour la pose et une face de contact destinée à venir en appui sur la face supérieure 64' du bourrelet 67 intérieur du support 60. Une fois le dispositif de couverture 80 mis en place sur le support 60, la membrane 68 vient en contact avec étanchéité contre la troisième portion 88 de la paroi périphérique 83 du dispositif de couverture 80.

Un quatrième mode de réalisation est illustré sur les figures 13 et 14.

Dans ce mode de réalisation le support 60 est similaire à celui décrit en référence aux figures 10 à 12, chaque logement 66 pouvant recevoir un unique ensemble anodique 50 dont la tige 41 est verticale et dont l'anode 40, 40' repose sur la paroi de base 61 du support 60.

La paroi périphérique 83 du dispositif de couverture 80 comporte une partie supérieure 87 sensiblement cylindrique (ici parallélépipède rectangle) d'axe sensiblement vertical 85, un unique tronçon de cône pyramidal 86 à quatre côtés d'axe 85, et une portion inférieure 88, ici de forme parallélépipède rectangle, cette réalisation n'étant toutefois pas limitative.

Comme illustré sur la figure 14, les dispositifs de couverture 80 sont conformés pour pouvoir être empilés les uns sur les autres. A cet effet, il peut être prévu en partie inférieure du dispositif de couverture 80 une structure 95 agencée pour soutenir la structure 95 du dispositif de couverture 80 superposé et assurer un espacement entre lesdits dispositifs de couverture 80 empilés, pour éviter qu'ils ne soient en contact et ne risquent donc d'être endommagés. A titre d'exemple, la structure 95 peut comporter un cadre 96 reposant par des pieds 97 sur la portion inférieure 88. Lorsque deux dispositifs de couverture 80 sont empilés, la portion inférieure 88 du dispositif de couverture 80 situé au-dessus peut reposer sur le cadre 96 de la structure 95 du dispositif de couverture 80 situé en-dessous.

Les figures 15 et 16 illustrent un cinquième mode de réalisation, destiné à un ensemble anodique 50 qui comporte une tige 41 s'étendant sensiblement horizontalement et une pluralité d'anodes usées 40' fixées chacune à la tige 41 au moyen d'une embase 42. Dans ce mode de réalisation, ce n'est pas l'anode 40' qui repose sur le support 60 mais la tige 41.

Dans ce mode de réalisation, la paroi périphérique 63 du support 60 comporte une face avant 63a ouverte, une face arrière 63b et deux faces latérales 63c se faisant face.

Dans chacune des faces latérales 63c est ménagée une gorge 70 qui s'étend orthogonalement à la face arrière 63b en étant ouverte à l'avant et vers l'intérieur du support 60. Les deux gorges 70, situées à la même hauteur, reçoivent chacune une extrémité latérale 41a de la tige 41. Plus précisément, une extrémité latérale 41a de la tige 41 peut être logée dans une encoche 71 communiquant avec la gorge 70, comme on le voit sur la figure 15.

La paroi périphérique 83 du dispositif de couverture 80 est constituée d'une face avant 83a destinée à obturer la face avant 63a ouverte de la paroi périphérique 63 du support 60. En outre, la paroi supérieure 81 du dispositif de couverture 80 est sensiblement plane et agencée pour être posée sur le bord supérieur de la paroi périphérique 63 du support 60.

Lorsque le dispositif de couverture 80 est posé sur le support 60, un système de confinement 100 est formé, définissant un volume fermé dans lequel est logé l'intégralité de l'ensemble anodique 50, incluant la tige 41 et toutes les anodes 40' qui sont fixées sur cette tige 41. Des moyens d'étanchéité - non représentés - peuvent être agencés entre le support 60 et le dispositif de couverture 80.

On se réfère à présent aux figures 17 à 19 qui illustrent schématiquement des étapes d'une variante du procédé de changement d'un ensemble anodique 50 comportant une anode usée 40'.

Dans cette variante du procédé, le support 60 est placé sur un véhicule 110. Ce véhicule 110 est placé à proximité d'une cellule 3 d'électrolyse, pour qu'un ensemble anodique 50 comportant une anode usée 40' puisse être mis en place sur le support 60, par exemple au moyen de la machine 5 mobile sur le pont roulant 6. Une fois le ou les ensembles anodiques 50 placés sur le ou les supports 60 sur le véhicule 110, le véhicule 1 10 est déplacé vers un appareil 115 dédié à la pose de dispositifs de couverture 80 sur les supports 60.

Ce mode de réalisation est avantageux en ce qu'il évite le recours à la machine 5 pour la pose du dispositif de couverture 80 sur le support 60. Il est donc moins coûteux et permet de libérer la machine 5 pour qu'elle puisse réaliser d'autres opérations.

Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus à titre d'exemples mais qu'elle comprend tous les équivalents techniques et les variantes des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons. Il est en particulier envisageable d'intégrer les caractéristiques décrites d'un mode de réalisation du dispositif de couverture ou du support à un autre mode de réalisation de ces éléments.