DOMAINE D'APPLICATION DE L'INVENTION

La présente invention a trait au domaine des équipements embarqués dans un aéronef transportant des passagers et notamment aux adaptations permettant, dans les meilleures conditions, de reminéraliser et de corriger le pH des eaux produites dans un aéronef.

DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR

Afin de diminuer la consommation de kérosène, l'intensité du bruit et la production de dioxyde de carbone, les constructeurs aéronautiques s'orientent vers la mise en œuvre d'une motorisation électrique pour la mise en mouvement au sol des aéronefs.

Une solution technologique pour une telle mise en œuvre réside dans l'exploitation d'une pile à combustible pour alimenter le ou les moteurs électriques.

En parallèle de la production d'électricité, la réaction chimique mise en œuvre par une pile à combustible produit de l'eau et de la chaleur.

Dans un souci de diminution du volume d'eau à embarquer par un aéronef transportant des passagers, il peut être envisagé d'exploiter l'eau produite par la pile à combustible comme eau potable de consommation et d'alimentation des installations sanitaires.

Une telle exploitation se heurte néanmoins à plusieurs problèmes techniques décrits ci-dessous.

L'eau produite par une pile à combustible est déminéralisée et acide et nécessite donc une opération de reminéralisation et de correction de son pH avant d'être injectée dans le réseau d'alimentation de l'aéronef.

En addition de l'aspect de protection de la santé des passagers, cette opération est également nécessaire du fait de la fragilité des conduites généralement en acier inoxydable dudit réseau d'alimentation.

Or, si des solutions de reminéralisation et de correction de pH existent, ces dernières requièrent un temps et/ou une surface d'exposition entre le produit de reminéralisation et/ou de correction de pH et l'eau qui ne cadrent pas avec le temps d'exposition, l'encombrement et/ou la masse disponible dans un aéronef.

Ces différents problèmes techniques n'ont pas permis jusqu'ici d'envisager sérieusement l'exploitation de la production d'eau d'une pile à combustible comme eau de consommation et d'alimentation des installations sanitaires d'un aéronef transportant des passagers malgré les avantages identifiés .

DESCRIPTION DE L'INVENTION

Partant de cet état de fait, la demanderesse a mené des recherches visant à obvier aux inconvénients précités.

Ces recherches ont abouti à la conception d'un procédé de reminéralisation et de correction de pH pour une eau produite par une pile à combustible embarquée dans un aéronef, remarquable en ce qu'il consiste à dériver une partie de l'eau produite par la pile vers au moins un réservoir de traitement contenant un réactif à saturation et à mélanger le flux d'eau traitée issue du réservoir de traitement avec le flux d'eau non dérivé afin d'obtenir une eau avec la minéralisation et/ou le pH souhaités.

Cette caractéristique est particulièrement avantageuse en ce qu'elle évite d'avoir à traiter par contact direct avec le réactif, la totalité de l'eau issue de la pile à combustible.

L'utilisation d'un réactif atteignant un niveau de saturation permet de contrôler les paramètres de traitement de l'eau issue du réservoir de traitement.

Le réservoir de traitement peut contenir un seul réactif de traitement et être associé à d'autres réservoirs oubien contenir plusieurs réactifs destinés à plusieurs traitements. Il n'est alors plus nécessaire de disposer d'un temps d'exposition avec un réactif ou de doser un réactif en regard d'un volume, dès lors que le procédé de l'invention peut garantir le passage d'un certain volume d'eau à l'intérieur d'un réservoir de traitement dont le niveau de traitement est maîtrisé assurant après mélange, les niveaux de minéralisation et/ou de pH souhaités. De plus, la reminéralisation et/ou la correction de pH sont activées dès la circulation de l'eau dans le réservoir de traitement sans nécessiter un temps d'exposition important.

On comprend que la mise en œuvre d'un tel procédé va conduire à des solutions particulièrement compactes conformes aux objectifs de l'invention. Le procédé de l'invention permet donc d'envisager l'exploitation de l'eau issue d'une pile à combustible embarquée dans un aéronef à des fins de consommation pour les passagers et d'alimentation des installations sanitaires dudit aéronef.

Ainsi, un autre objet de l'invention réside dans le dispositif permettant de mettre en œuvre le procédé ci-dessus décrit. Selon l'invention, le dispositif comprend un premier réservoir répartiteur dans lequel arrive l'eau déminéralisée issue de la pile et d'où partent au moins deux conduites :

une première conduite débouche dans un deuxième réservoir de traitement comprenant un réactif à saturation avec lequel l'eau entre en contact à des fins de reminéralisation et/ou de correction de pH, l'eau ainsi traitée étant évacuée vers une troisième conduite,

une deuxième conduite laisse circuler une eau directement issue du premier réservoir et est rejointe par l'eau traitée issue du deuxième réservoir à des fins de mélange .

L'utilisation d'un réservoir répartiteur garantit la dérivation de l'eau issue de la pile.

Afin de doubler les capacités d'un tel dispositif, ce dernier comprend selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, un premier réservoir répartiteur dans lequel arrive l'eau déminéralisée issue de la pile et d'où partent trois conduites :

- deux conduites débouchent chacune dans un réservoir différent de traitement comprenant un réactif à saturation avec lequel l'eau entre à contact, l'eau ainsi traitée étant évacuée par une quatrième et une cinquième conduite,

- une troisième conduite issue du réservoir répartiteur laisse circuler une eau directement issue du premier réservoir et est rejointe par l'eau traitée issue des deux réservoirs de traitement à l'intérieur d'un réservoir de mélange à des fins de mélange.

Un tel dédoublement des capacités de traitement permet d'envisager une spécialisation de ces derniers. Ainsi, selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, un premier réservoir de traitement comprend un réactif à saturation assurant la reminéralisation et le deuxième réservoir de traitement comprend un réactif à saturation assurant la correction du pH.

Une version simplifiée du dispositif comprend une division de la conduite de sortie de l'eau déminéralisée issue de la pile à combustible en deux conduites dont l'une vient déboucher dans un réservoir de traitement, la conduite d'eau traitée sortant dudit réservoir venant rejoindre la conduite d'eau non traitée à des fins de mélange. Afin d'assurer le traitement de l'ensemble des paramètres, un tel dispositif peut être monté en cascade en amont ou en aval d'un dispositif identique de traitement d'un autre paramètre.

La mise en œuvre du procédé, quel que soit le dispositif, est facilitée par le fait qu'une ou plusieurs conduites sont équipées d'un module de régulation de débit. Ainsi, selon le type de traitement ou les volumes déplacés, les débits sont ajustés .

Afin, par exemple, de filtrer l'eau issue de la pile mais également l'eau issue du traitement une ou plusieurs conduites sont équipées d'un module de filtration. Ces modules de filtration peuvent être disposés en extrémité de conduites à l'intérieur desdits réservoirs.

Bien entendu, le choix du réactif est prépondérant. Pour mettre en œuvre ce procédé, le réactif est très rapide à atteindre sa saturation pour assurer la régularité des paramètres de traitement de l'eau issue des réservoirs de traitement dès le début du fonctionnement. De plus, il est conçu de sorte qu'il ne puisse agir que lorsque l'eau se déplace et non lorsqu'elle stagne évitant ainsi toute sur concentration .

Selon un mode de réalisation non limitatif, le réactif à saturation pour la reminéralisation et/ou pour la correction du Ph contient les éléments suivants associés ou non :

- carbonate de calcium,

hydroxyde de calcium,

bicarbonates,

carbonates,

acide sulfurique,

- résine échangeuse d'ions,

absorbants minéraux,

chlorure de sodium,

chlorure de calcium.

Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse, le dispositif comprend des moyens de mesure de la minéralisation et du pH en sortie de dispositif communiquant les données à un automate de contrôle de module(s) de régulation de débit ce qui va permettre de proposer la reminéralisation et la correction de pH la plus précise possible et ce, automatiquement.

Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le dispositif comprend au moins un débit-mètre permettant de mesurer le débit de l'eau avant ou après mélange et au moins une pompe doseuse positionnée en sortie de réservoir de traitement afin de doser la quantité d'eau traitée à mélanger à l'eau non traitée.

Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif comprend un moyen de mesure du débit (ou débit-mètre) de l'eau non dérivée associé à un moyen de dosage de type pompe doseuse disposé en sortie de réservoir de traitement afin de réinjecter le volume d'eau traité adéquat dans l'eau non traitée .

Le dispositif comprend en outre un module de désinfection de l'eau après mélange final.

Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, les réservoirs de traitement sont détachables et interchangeables. Que ce soit dans une configuration spécialisée ou non, la conception des réservoirs de traitement comme consommables à durée de vie limitée garantit la maîtrise du procédé et des effets de ce dernier.

Les concepts fondamentaux de l'invention venant d'être exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d'autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit et en regard des dessins annexés, donnant à titre d'exemple non limitatif, plusieurs modes de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

La figure 1 est un dessin schématique d'une vue en coupe d'un premier mode de réalisation d'un dispositif conforme à 1 ' invention;

La figure 2 est un dessin schématique d'une vue en coupe d'un deuxième mode de réalisation d'un dispositif conforme à 1 ' invention ;

La figure 3 est un dessin schématique d'une vue en coupe d'un troisième mode de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention ; La figure 4 est un dessin schématique d'une vue en coupe d'un quatrième mode de réalisation d'un dispositif conforme à 1 ' invention .

DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS

Tel qu'illustré sur le dessin de la figure 1, le dispositif référencé D dans son ensemble est un dispositif embarqué qui assure la reminéralisation et la correction de pH pour une eau référencée El par une pile à combustible (non illustrée) embarquée dans un aéronef (non illustré). Ce dispositif D comprend une succession de trois réservoirs cylindriques 100, 200, 300 de volumes différents, disposés coaxialement et de façon contiguë les uns à la suite des autres de façon à former un ensemble compact présentant un même diamètre extérieur.

Un premier réservoir répartiteur 100 reçoit l'eau El déminéralisée issue de la pile référencée P et d'où partent deux conduites 110 et 120. :

- une première conduite 110 débouche dans un deuxième réservoir de traitement 200 comprenant un réactif à saturation rapide R avec lequel l'eau entre à contact à des fins de reminéralisation et/ou de correction de pH, l'eau ainsi traitée référencée E2 étant évacuée vers une troisième conduite 210

- une deuxième conduite 120 laisse circuler une eau E3 directement issue du premier réservoir 100 et est rejointe par l'eau traitée E2 issue du deuxième réservoir à des fins de mélange par intersection des conduites 120 et 210.

Le troisième réservoir accueille et optimise le mélange d'eau E4. Une eau minéralisée et à pH corrigé E5 sort du réservoir 300.

Comme illustrés, plusieurs modules de filtration 400 sont disposés tout au long du parcours de l'eau traitée ou non. Selon un mode de réalisation non illustré, des moyens de filtration équipent le réservoir répartiteur de façon à ce que l'eau accueillie soit filtrée avant répartition dans les conduites 110 et 120.

De même, un module de régulation de débit 500 équipe la conduite 120. La différence de hauteur entre les sorties donnant accès aux conduites 110 et 120 garantit la circulation de l'eau dans le circuit de dérivation malgré la perte de charge due à la présence du réactif R dans le réservoir 200.

Selon un autre mode de réalisation non illustré, le premier réservoir 100 comprend également un volume de réactif afin d'assurer une première étape de traitement.

Il en est de même pour le dernier réservoir qui peut être équipé d'un module de filtration et/ou d'un volume de réactif finalisant le traitement.

Le dispositif D' illustré par le dessin de la figure 2 met en œuvre le même procédé mais au moyen de deux réservoirs de traitement 200a' et 200b'.

Comme pour le dispositif D, le dispositif D' comprend un premier réservoir répartiteur 100' dans lequel arrive l'eau déminéralisée El issue de la pile référencée P et d'où partent trois conduites.

Deux conduites 110' et 120' débouchent chacune dans un réservoir différent de traitement 200a' et 200b' comprenant un réactif à saturation rapide RI et R2 qui peut être différent d'un réservoir à l'autre avec lequel l'eau entre à contact, l'eau ainsi traitée étant évacuée par une quatrième 210a' et une cinquième 210b' conduites.

La troisième conduite 130' laisse circuler une eau directement issue du premier réservoir 100' et est rejointe par l'eau traitée issue des deux réservoirs de traitement à l'intérieur d'un réservoir de mélange 300' à des fins de mélange .

Comme illustrés, plusieurs modules de filtration 400' équipent le dispositif D' notamment au niveau des entrées et sorties des réservoirs de traitement. De plus, les conduites 110', 120', 130' sont équipées d'un module de filtration 500'.

Le dispositif D3 illustré par le dessin de la figure 3 reprend les caractéristiques du dispositif D de la figure 1 auquel ont été ajoutées plusieurs fonctionnalités. Ainsi, comme illustré un débit-mètre 600 équipe la conduite 120 ici en aval de l'intersection avec la conduite 210 de sortie du réservoir de traitement. Cette conduite 210 est équipée en amont de son intersection avec la conduite 120 d'une pompe doseuse 700 dont le dosage est commandé en fonction du débit mesuré .

De plus, ce dispositif D3 comporte également en aval de la sortie du réservoir 300, un module de désinfection de l'eau 800 ainsi qu'un nouveau module de filtration 900. Selon un mode de réalisation préféré, le module de désinfection 800 comprend un moyen de production de rayon ultraviolet ainsi qu'un moyen de production d'ozone.

En outre, selon une autre caractéristique, la filtration du moyen de filtration finale 900 est réalisée par charbon actif.

Selon une autre caractéristique non illustré, le réservoir

300 comprend une pluralité de réservoirs de mélange communiquant entre eux afin de mieux gérer l'espace disponible .

Le dispositif D4 illustré par le dessin de la figure 4 présente une configuration simplifiée où la conduite de sortie de l'eau El issue de la pile P est immédiatement divisée en deux conduites 110 et 120 dont l'une vient déboucher dans un réservoir de traitement 200. La conduite 210 d'eau traitée E2 sortant dudit réservoir 200 vient rejoindre la conduite 120 d'eau non traitée E3 à des fins de mélange conformément à l'invention pour se mélanger et former une eau avec le PH et/ou la minéralisation souhaitée E4. Comme illustrée pour le dispositif D3, la conduite 120 d'eau non traitée E3 est équipée d'un débit-mètre 600 qui vient commander le dosage de la pompe doseuse 700 équipant la conduite 210 de sortie de l'eau traitée E2. Une telle configuration simplifiée peut se décliner selon le nombre de paramètres à traiter ; Par exemple l'eau traitée pour être reminéralisée dans l'installation illustrée peut déboucher en entrée d'une installation identique dont le réservoir de traitement assure la correction du PH et ainsi de suite.

On comprend que le procédé et les dispositifs, qui viennent d'être ci-dessus décrits et représentés, l'ont été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés à l'exemple ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention.