L'invention concerne un procédé pour mesurer la quantité de gaz introduite dans un réservoir ainsi qu'une station de remplissage.

L'invention concerne plus particulièrement un procédé pour mesurer la quantité de gaz introduite dans un réservoir de gaz via une station) de remplissage munie d'un conduite de remplissage comprenant une extrémité amont reliée à au moins une source de gaz sous pression et une extrémité aval raccordée à un réservoir à remplir, la conduite de remplissage comprenant un débitmètre et au moins une vanne d'isolation aval disposée entre le débitmètre et l'extrémité aval de la conduite de remplissage, le procédé comprenant une étape de transfert de gaz depuis la source vers un réservoir durant laquelle la vanne d'isolation aval est ouverte, une étape d'interruption du transfert de gaz avec une fermeture de vanne aval, le procédé comprenant une étape de mesure, par le débitmètre, de la quantité de gaz transférée au cours de l'étape de transfert.

Les stations de remplissage de réservoirs de gaz sous pression, notamment les réservoirs de gaz carburant de véhicules, nécessitent de mesurer la quantité de gaz introduite dans le réservoir avec un niveau de précision relativement élevé. Ceci s'applique en particulier au remplissage de réservoirs d'hydrogène gazeux sous pression.

Cette quantité doit être mesurée en vue de sa facturation (de la même façon qu'un carburant liquide).

Dans le cas d'un gaz, par exemple l'hydrogène, de nombreux paramètres ont de l'influence sur la mesure de cette quantité (pression, température, volume, débit...).

Cette quantité dépend en particulier des conditions initiales (pression dans le réservoir avant remplissage notamment) et finales (pression après remplissage notamment). Cette quantité est également difficile à mesurer car généralement une quantité de gaz présente dans le circuit est purgée à l'extérieur après le remplissage. Cette purge est prévue pour abaisser la pression dans le flexible de la conduite de remplissage pour permettre à l'utilisateur de déconnecter l'extrémité de la conduite de remplissage du réservoir. Idéalement il faudrait mesurer le débit de gaz transférer au plus près du réservoir (au niveau de la buse de remplissage). Cependant, pour des raisons industrielles et techniques cette mesure de débit est en fait réalisée plus en amont. Ainsi, une partie du gaz mesuré par de débitmètre n'est pas transférée dans le réservoir et risque d'être facturée au client.

Pour mesurer au plus juste la quantité de gaz transférée (et donc facturée) il est connu de ne pas compter le gaz qui est utilisé le cas échéant lors de test avant le remplissage (des impulsions de gaz peuvent être prévues pour des tests d'étanchéité et/ou pour calculer le volume du réservoir ou d'autres paramètres).

Un but de l'invention est de proposer un procédé et/ou un dispositif permettant une amélioration de précision de la mesure de cette quantité de gaz réellement fournie au réservoir.

Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus.

A cette fin, le procédé selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend une étape de génération d'un signal de quantité de gaz transféré corrigée obtenu en réduisant ou en augmentant d'une quantité déterminée corrective la quantité de gaz transféré mesurée par le débitmètre au cours de l'étape de transfert.

Par ailleurs, des modes de réalisation de l'invention peuvent comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :

- le signal de quantité de gaz transféré corrigée est stocké et/ou transmis et/ou affiché,

- le signal de quantité de gaz transféré corrigée est utilisé dans une étape de calcul d'une facturation de la quantité de gaz introduite dans le réservoir,

- la quantité déterminée corrective de gaz est une quantité fixe,

- la quantité déterminée corrective est comprise entre un et cinquante grammes et de préférence entre deux et vingt grammes et notamment entre cinq et dix grammes,

- la pression finale dans le réservoir ou dans la conduite de remplissage à la fin de l'étape de transfert est mesurée ou estimée et en ce que la quantité déterminée corrective est une quantité qui varie en fonction de cette pression finale, notamment proportionnellement,

- la quantité déterminée corrective de gaz est retirée à la quantité de gaz transféré mesurée et est comprise entre 9 et 7,4 grammes lorsque la pression finale dans le réservoir à remplir ou dans la conduite de remplissage est comprise entre 850 et 700bar et comprise entre 7,4 et 6,3 grammes lorsque la pression finale dans le réservoir (2) à remplir ou dans la conduite de remplissage est comprise entre 700 et 600bar,

- la quantité déterminée corrective de gaz est une quantité qui varie en fonction de la température du gaz dans le réservoir à remplir ou dans la conduite de remplissage,

- la conduite de remplissage comprend, en aval de la vanne d'isolation aval, une vanne de purge commandé pour évacuer à l'extérieur de la conduite de remplissage au moins une partie du gaz sous pression emprisonné dans la partie aval de conduite de remplissage après l'étape de transfert, le procédé comprenant, après l'étape de transfert, une étape de purge de la conduite de remplissage comprenant une ouverture de la vanne de purge, la quantité déterminée corrective de gaz étant la quantité de gaz calculée ou mesurée évacuée via la vanne de purge,

- la quantité déterminée corrective de gaz est calculée par une équation des gaz parfaits ou réels appliquée au gaz dans la partie aval de la conduite de remplissage avant l'étape de purge et après l'étape de purge à partir des paramètres suivants : le volume connu de la conduite de remplissage en aval de la vanne d'isolation aval, la pression finale mesurée dans le réservoir à remplir ou dans la conduite de remplissage à la fin de l'étape de transfert avant l'étape de purge, la température mesurée ou estimée du gaz dans le réservoir à remplir ou dans la conduite de remplissage, la nature connue du gaz et notamment sa masse molaire, la pression dans la conduite de remplissage après l'étape de purge et en ce que la quantité corrective est le résultat de la différence entre la quantité calculée de gaz présent dans la partie aval de la conduite de remplissage avant l'étape de purge et la quantité calculée de gaz présent dans la dans la partie aval de la conduite de remplissage après l'étape de purge, - la conduite de remplissage comprend un débitmètre de purge situé en aval de la vanne de purge pour mesuré la quantité de gaz purgé lors de l'étape de purge et en ce que la quantité déterminée corrective de gaz est la quantité de gaz mesurée par le débitmètre de purge ou une fraction déterminée de celle-ci,

- la génération d'un signal de quantité de gaz transférée corrigée est obtenu en soustrayant ou en ajoutant une quantité déterminée de gaz à la quantité de gaz transféré mesurée par le débitmètre au cours de l'étape de transfert,

- le débitmètre est du type générant des signaux électriques sous forme d'impulsions successives correspondant chacune à une quantité élémentaire de gaz mesurée, la génération d'un signal de quantité de gaz transférée corrigée étant obtenue en soustrayant ou en ajoutant une quantité déterminée d'impulsions à la somme d'impulsions générées par le débitmètre au cours de l'étape de transfert,

- la station de remplissage comprend un dispositif électronique de traitement et de stockage de données, comprenant notamment un microprocesseur ou un ordinateur, ledit dispositif électronique étant configuré pour recevoir un signal représentatif de la quantité de gaz transféré mesurée par le débitmètre au cours de l'étape de transfert et pour calculer et/ou recevoir et/ou transmettre et/ou afficher le signal de quantité de gaz transféré corrigée,

- la quantité déterminée corrective de gaz est un pourcentage déterminé de la quantité de gaz mesurée par le débitmètre au cours de l'étape de transfert.

L'invention concerne également une station de remplissage de réservoirs de fluide sous pression, notamment pour le remplissage de réservoirs d'hydrogène sous pression, comportant une conduite de remplissage comprenant une extrémité amont reliée à au moins une source de gaz sous pression et au moins une extrémité aval destinée à raccordée à un réservoir à remplir, la conduite de remplissage comprenant un débitmètre et au moins une vanne d'isolation aval disposée entre le débitmètre et l'extrémité aval de la conduite de remplissage, la au moins une vanne étant pilotée pour permettre une étape de transfert de gaz depuis la source vers le réservoir, le débitmètre étant configuré pour mesurer la quantité de gaz transférée et générer un signal correspondant, la station comprenant un dispositif électronique de traitement et de stockage de données, comprenant notamment un microprocesseur ou un ordinateur, le dispositif électronique étant configuré recevoir le signal du débitmètre et pour générer un signal de quantité de gaz transféré corrigée obtenu en réduisant ou en augmentant d'une quantité déterminée corrective la quantité de gaz transféré mesurée par le débitmètre au cours du transfert.

L'invention peut concerner également tout dispositif ou procédé alternatif comprenant toute combinaison des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous.

D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles :

- la figure 1 représente une vue schématique et partielle illustrant un exemple de structure et de fonctionnement d'une station de remplissage selon un premier mode de réalisation possible de l'invention,

- la figure 2 représente une vue schématique et partielle illustrant un exemple de structure et de fonctionnement d'une station de remplissage selon un second mode de réalisation possible de l'invention.

La station 1 de remplissage de réservoirs de fluide sous pression schématisée à la figure 1 comprend classiquement une conduite 4 de remplissage comprenant au moins une extrémité 3 amont reliée à au moins une source 5 de gaz sous pression et au moins une extrémité 8 aval destinée à raccordée à un réservoir 2 à remplir.

La source de gaz (hydrogène notamment) peut comprendre au moins l'un parmi : un ou plusieurs réservoirs de gaz sous pression, notamment plusieurs réservoirs raccordés en parallèle pour un remplissage en cascade, un compresseur, une source de gaz liquéfié et un vaporiseur, et/ou tout autre source de gaz sous pression appropriée.

L'extrémité aval comprend par exemple au moins un tuyau flexible dont l'extrémité terminale comprend un raccord, de préférence un raccord rapide, permettant sa liaison étanche avec l'entrée d'un réservoir 2 ou d'un circuit de remplissage d'un réservoir 2 (notamment de véhicule).

La conduite 4 de remplissage comprenant un débitmètre 9 et au moins une vanne 6 d'isolation aval disposée entre le débitmètre et l'extrémité aval 8 de la conduite 4 de remplissage. La vanne 6 d'isolation est de préférence une vanne 6 pilotée pour permettre une étape de transfert de gaz depuis la source 5 vers le réservoir 2 lorsqu'elle est ouverte. Le débitmètre 9, de préférence du type à effet Coriolis est configuré pour mesurer la quantité de gaz transférée et générer un signal correspondant (un signal électrique de préférence).

La station 1 comprend un dispositif 12 électronique de traitement et de stockage de données, comprenant notamment un microprocesseur ou un ordinateur. Ce dispositif 12 électronique est configuré pour recevoir le signal du débitmètre 9 et pour générer un signal de quantité de gaz transféré corrigée obtenu en réduisant ou en augmentant d'une quantité déterminée corrective la quantité de gaz transféré mesurée par le débitmètre 5 au cours du transfert.

De préférence le dispositif 12 électronique peut être configuré pour commander tout ou partie des vannes 6, 10 ou organes de la station et/ou pour recevoir des mesures 15 de pression et/ou de température dans le circuit 4 de remplissage (en amont et/ou en aval de la vanne 6 d'isolation aval). En particulier, préférence le dispositif 12 électronique peut être configuré pour commander le transfert de gaz vers le réservoir (contrôle du débit et/ou des sources...).

De plus, le dispositif 12 électronique peut comprendre ou être associé à une interface homme machine comprenant par exemple un afficheur 13 et/ou un terminal 14 de paiement et/ou de saisie ou d'identification. Le dispositif 12 électronique peut comprendre des moyens de communication sans fil pour transmettre ou recevoir ces données ou/ou d'autres données. En particulier, tout ou partie des moyens de calcul et/ou de stockage de données et/ou d'affichage et/ou de facturation peuvent être déportés de la station 1 (via internet ou un réseau local et utilisant par exemple des applications sur téléphone sans fil)

Comme illustré, la conduite 4 de remplissage comprend également de préférence en outre une vanne 10 de purge située en aval de la vanne 6 d'isolation aval.

La vanne 10 de purge est de préférence commandée pour évacuer à l'extérieur de la conduite 4 de remplissage au moins une partie du gaz sous pression emprisonné dans la partie aval de conduite 4 de remplissage après une étape de transfert (à la fin d'un remplissage). Le gaz purgé est évacué à l'atmosphère ou dans une zone 20 de récupération.

En réduisant ou en augmentant d'une quantité déterminée corrective la quantité de gaz transféré mesurée par le débitmètre 5 au cours de l'étape de transfert il est ainsi possible d'afficher et/ou de facturer à l'utilisateur une quantité de gaz qui est plus proche ou égale à la quantité de gaz réellement transférée dans le réservoir 2.

La quantité déterminée corrective de gaz peut être une quantité fixe (par exemple une masse de gaz déterminée) quelles que soient les conditions de remplissage. Par exemple, la quantité déterminée corrective est comprise entre un et cinquante grammes et de préférence entre deux et vingt grammes et notamment entre cinq et dix grammes, par exemple neuf grammes lorsque la pression dans le réservoir en fin de remplissage est égale à 850bar et une température maintenue à -33°C par refroidissement. Cette quantité corrective peut être égale à sept gramme lorsque la pression dans le réservoir en fin de remplissage est égale à 660bar et une température de -33°C.

Par exemple, la quantité corrective sera indépendante de la pression finale à la fin de l'étape de transfert de gaz. Cette quantité sera préétablie pour des conditions de pression maximales de remplissage (200 bar, 350 bar ou 700 bar par exemple). Dans ce cas, il n'est pas nécessaire de prévoir un capteur 15 de pression dans la boucle de mesure et de calcul.

En variante ou en combinaison, cette quantité corrective est une quantité fixe ou un pourcentage (fixe ou variable) qui est fonction (qui varie) selon les conditions de remplissage et par exemple la pression finale.

Ainsi, dans le cas où différents réservoirs sont remplis à des pressions différentes, les quantités déterminées correctives pourront être différentes.

La quantité déterminée corrective peut correspondre à une valeur prédéterminée correspondant à des conditions thermodynamiques déterminées : volume, température une pression et/ou densité.

Par exemple, la pression finale dans le réservoir 2 ou dans la conduite 4 de remplissage à la fin de l'étape de transfert est mesurée 15 (ou estimée) et la quantité déterminée corrective est une quantité qui varie en fonction de cette pression finale, notamment proportionnellement. De même, la quantité déterminée corrective peut être une quantité fixe selon l'intervalle de la pression finale à la fin de l'étape de transfert. Par exemple, (notamment pour une température de gaz de -33°C dans la conduite 4) et un flexible de cinq mètres de longueur et un volume déterminé), pour une pression finale comprise entre 850et 700bar cette quantité corrective peut être comprise entre 9 et 7,4 grammes tandis que pour une pression finale comprise entre 700 et 600bar cette quantité corrective peut être comprise entre 7,4 et 6,3 grammes.

De même,_la quantité déterminée corrective est une quantité fixe selon l'intervalle de pression à la fin de l'étape de transfert et comprise entre 1 1 et 5 grammes lorsque la pression dans le réservoir à remplir ou dans la conduite 4 de remplissage est comprise entre 850 et 700 bar et comprise entre 8 et 2,5 grammes lorsque la pression dans le réservoir 2 à remplir ou dans la conduite 4 de remplissage est comprise entre 700 et 400bar_et comprise entre 6 et 1 gramme lorsque la pression dans le réservoir 2 à remplir ou dans la conduite 4 de remplissage est comprise entre 400 et 200bar.

Par exemple, la quantité déterminée corrective de gaz est retirée à la quantité de gaz transféré mesurée et est comprise entre 9 et 6 grammes lorsque la pression finale dans le réservoir à remplir ou dans la conduite de remplissage est comprise entre 850 et 600bar..

La quantité déterminée corrective de gaz peut éventuellement varier également en fonction de la température du gaz dans le réservoir 2 à remplir ou dans la conduite 4 de remplissage.

La quantité déterminée corrective de gaz peut éventuellement varier en fonction du volume du réservoir 2 (connu ou mesuré) et/ou du volume connu ou mesuré du circuit 4 de remplissage.

La quantité déterminée corrective de gaz peut être la quantité de gaz calculée ou mesurée évacuée via la vanne 10 de purge.

Par exemple la quantité de gaz purgée peut être estimée à partir du volume connu dans le circuit 4 entre la vanne 6 d'isolation aval et l'extrémité 8 aval, de la pression 15 mesurée dans cette partie de circuit 4, de la température mesurée ou estimée dans cette partie de circuit 4, des caractéristiques du gaz (sa nature, sa masse molaire...), et de la pression finale dans la conduite 4 après l'étape de transfert et après l'étape de purge. Sur la base de ces paramètres la densité et/ou la masse de gaz purgée peut être calculée.

Par exemple, la quantité déterminée corrective de gaz est calculée par une équation d'état du gaz. Par exemple cette quantité est calculée via l'équation des gaz parfaits ou réels appliquée au gaz dans la partie aval de la conduite de remplissage avant l'étape de purge et après l'étape de purge à partir des paramètres suivants : le volume connu de la conduite de remplissage en aval de la vanne 6 d'isolation aval, la pression finale mesurée dans le réservoir 2 à remplir ou dans la conduite 4 de remplissage à la fin de l'étape de transfert avant l'étape de purge, la température mesurée ou estimée du gaz dans le réservoir 2 à remplir ou dans la conduite 4 de remplissage, la nature connue du gaz et notamment sa masse molaire, la pression dans la conduite 4 de remplissage après l'étape de purge. La quantité corrective peut être le résultat de la différence entre la quantité calculée de gaz présent dans la partie aval de la conduite 4 de remplissage avant l'étape de purge et la quantité calculée de gaz présent dans la dans la partie aval de la conduite 4 de remplissage après l'étape de purge.

Comme illustré à la figure 2, la station peut comprendre un second débitmètre 1 1 de purge situé en aval de la vanne 10 de purge configuré pour mesurer la quantité de gaz purgé lors de l'étape de purge. La quantité déterminée corrective de gaz est par exemple la quantité de gaz mesurée par le débitmètre 1 1 de purge ou une fraction déterminée de celle-ci.

La génération d'un signal de quantité de gaz transféré corrigée peut être obtenue en soustrayant ou en ajoutant une quantité déterminée de gaz à la quantité de gaz transféré mesurée par le débitmètre 5 au cours de l'étape de transfert.

Cette correction peut être réalisée à la fin de l'étape de transfert et/ou de façon dynamique pendant le transfert de gaz (par exemple de façon progressive).

De préférence le débitmètre 5 est du type générant des signaux électriques sous forme d'impulsions successives (« puises ») correspondant chacune à une quantité élémentaire de gaz mesurée. C'est-à-dire que, à chaque fois que le débitmètre mesure le passage d'une quantité de gaz (par exemple un gramme) il émet une impulsion. Le débit correspond au nombre d'impulsions par unité de temps (par exemple un certain nombre de grammes par minutes).

Le signal de quantité de gaz transféré corrigée peut être obtenu en soustrayant ou en ajoutant une quantité déterminée d'impulsions à la somme d'impulsions générées par le débitmètre 5 au cours de l'étape de transfert.

Comme schématisé aux figures, le dispositif 12 électronique de traitement et de stockage de données peut comprendre ou être associé un organe 16 de comptage des impulsions et un organe 17 de correction des impulsions comptabilisées (ce ou ces organes 16, 17 peuvent comprendre des cartes électroniques ou tout autre dispositif approprié).

Bien entendu le circuit 4 de remplissage peut comporter d'autre(s) éléments et notamment vanne(s) 7 en amont ou en aval de la vanne 6 d'isolation aval et/ou un volume tampon entre le débitmètre 9 et la vanne 6 d'isolation aval, un échangeur 19 de refroidissement du gaz en aval de la vanne 6 d'isolation aval ...