L'invention concerne le domaine de la production d'aluminium par électrolyse ignée selon le procédé Hall-Héroult. Plus précisément, l'invention concerne la couverture par un produit pulvérulent des anodes dans des cuves d'électrolyse pour la production d'aluminium.

La production industrielle d'aluminium à partir d'alumine par le procédé

Hall-Héroult est une technique bien connue. De manière générale, elle est réalisée au sein d'une installation d'électrolyse comprenant une halle, dans laquelle une pluralité de cuves d'électrolyse est installée. Chaque cuve est emplie d'un bain électrolytique comprenant notamment de la cryolite dans lequel l'alumine est dissoute. Des anodes précuites en carbone sont partiellement immergées dans le bain électrolytique. Les anodes sont alimentées en courant qui traverse le bain jusqu'à une cathode formée en général au fond de la cuve. Le document FR 2 806 742 décrit un exemple d'une telle installation.

Les réactions ayant lieu dans la cuve nécessitent des interventions régulières.

Plus particulièrement, les réactions d'électrolyse impliquent la consommation progressive des anodes, lesquelles doivent être changées régulièrement.

Une anode peut être définie comme comprenant une tige métallique qui conduit le courant, scellée sur au moins un bloc carboné précuit. C'est ce bloc carboné qui est consommé par les réactions de réduction de l'électrolyse.

Afin de protéger la combustion par l'air de la partie du bloc carboné qui n'est pas immergée dans le bain électrolytique, il est connu de recouvrir le bloc carboné d'un produit de couverture sur une épaisseur contrôlée, par exemple de l'ordre de 10cm . En général, le produit de couverture est de type pulvérulent et comprend un mélange d'alumine et de « bain broyé », c'est-à- dire du bain électrolytique récupéré, solidifié et broyé. Le produit de couverture se solidifie au-dessus du bloc carboné, mais également du bain électrolytique, formant une croûte. Ainsi, d'une part la croûte protège le bloc carboné, mais également la surface du bain électrolytique.

La composition du produit de couverture peut être surveillée afin de garantir que la croûte qui se forme au-dessus du bloc carboné présente les propriétés requises, et notamment qu'elle ne laisse pas l'air atteindre le bloc carboné ou encore qu'elle limite les fuites du bain électrolytique vers l'extérieur de la cuve. Le document WO2009/055645 propose alors un système d'imagerie pour obtenir des images des matériaux entrant dans une trémie 40 où se mélangent l'alumine et les particules du bain électrolytique qui constituent le produit de couverture, et/ou après que le matériau de couverture a été déposé sur une ou plusieurs des cellules d'électrolyse. Les images sont ensuite traitées pour prédire la quantité d'alumine et/ou de particules de bain électrolytique dans le produit de couverture et ainsi pour déterminer si le matériau de couverture présente la composition requise pour obtenir la qualité visée de la croûte. Les quantités d'alumine et de particules de bain électrolytique alimentant la trémie sont ajustées en conséquence.

Un tel système implique le traitement des images dans le but de déterminer la composition du produit de couverture et in fine de la croûte, ce qui s'avère complexe à mettre en œuvre, et coûteux.

Un autre paramètre que la composition du produit de couverture permet également de s'assurer que l'air n'atteint pas le bloc carboné : l'épaisseur de la couche du produit de couverture recouvrant le bloc carboné.

Plusieurs solutions ont été proposées afin de contrôler l'épaisseur du produit de couverture.

Par exemple, il a été proposé de mettre en place des rebords sur les blocs carbonés pour former un récipient sur la surface supérieure du bloc carboné dans lequel le produit de couverture déversé est retenu . Le bloc carboné est ainsi recouvert du produit de couverture de manière fiable. Le document FR 2 527 229 propose un exemple d'une telle réalisation à l'aide de bandes d'aluminium. Toutefois, cette réalisation ne permet pas de recouvrir le bain électrolytique. En outre, elle requiert de revoir la forme des blocs carbonés et d'y ajouter des rebords, ce qui complexifie la fabrication des blocs carbonés et donc augmente les coûts de production de l'aluminium.

Dans le document WO2007/132081, il est proposé de recouvrir le bloc carboné d'une couche de produit de couverture sur une épaisseur contrôlée avant de le placer dans la cuve. Cette solution présente plusieurs inconvénients. Notamment, elle n'apporte toujours pas de solution au dépôt du produit de couverture sur la surface du bain électrolytique. De plus, elle nécessite de donner des propriétés spécifiques au produit de couverture afin d'éviter que celui-ci ne s'écoule lorsqu'il recouvre le bloc carboné avant d'être placé dans la cuve, ce qui implique des traitements et donc des coûts supplémentaires.

Lors du changement d'une anode, la croûte du bain est découpée autour du bloc carboné usé, appelé « mégot », et l'anode usée est soulevée pour être retirée hors de la cuve. Une partie de la croûte tombe au fond de la cuve, et une partie reste accrochée au mégot. Eventuellement, une opération de nettoyage à l'aide d'une pelle est réalisée afin de récupérer les parties de croûte tombées au fond de la cuve. Une nouvelle anode est placée de sorte que le nouveau bloc carboné est immergé dans le bain électrolytique à une hauteur donnée, une partie du nouveau bloc carboné émergeant hors du bain. Puis, quelques heures après, typiquement 3 ou 4 heures, le temps qu'une pellicule solide appelée croûte se forme à la surface du bain électrolytique entre les blocs carbonés, le produit de couverture est déversé dans la cuve pour recouvrir le nouveau bloc carboné et l'espace entre les blocs carbonés.

Les opérations de changement d'anodes requièrent d'ouvrir les cuves, lesquelles sont normalement fermées par des capots, afin d'empêcher l'échappement des gaz et fumées toxiques produits par les réactions d'électrolyse dans la halle d'électrolyse. Pendant ces opérations, des dispositifs permettent de limiter l'échappement des gaz, des fumées et de poussières toxiques, mais ne peuvent pas totalement l'empêcher. Ainsi, un opérateur se trouvant à proximité d'une cuve ouverte, par exemple pour s'assurer de la bonne répartition du produit de couverture, est exposé à ces gaz et fumées. L'automatisation et la mécanisation des opérations de manutention sur les cuves fait donc l'objet de recherche et de développement afin tenir les opérateurs humains les plus éloignés possible des cuves et des gaz et fumées qui s'en échappent.

A cet effet, de nombreuses opérations de manutention des cuves sont réalisées à l'aide d'une machine, appelée machine de service en électrolyse ou MSE, mobile dans la halle d'électrolyse. La MSE porte des outils pour réaliser les différentes interventions. Un opérateur peut piloter la MSE et les outils à distance, à partir d'une cabine.

Toutefois, le déversement du produit de couverture dans la cuve est une opération difficilement automatisable. En effet, le produit de couverture est en général stocké dans une trémie montée sur la MSE et munie d'un dispositif de distribution, typiquement un tube pour déverser le produit de couverture dans la cuve. Un dispositif d'extraction volumétrique variable, tel qu'un doseur à palette ou une vis d'Archimède par exemple, est associé au dispositif de distribution afin de contrôler l'alimentation en produit de couverture. Par déplacement de la MSE, le point de déversement du produit de couverture par le dispositif de déversement dans la cuve est déplacé au-dessus du bain électrolytique et des blocs carbonés.

Or, les propriétés granulométriques du produit de couverture rendent difficile le contrôle précis et fiable de la quantité s'écoulant hors du tube et de son étalement sur le bain électrolytique et sur le bloc carboné.

En outre, lors du retrait d'une anode usée, comme cela a déjà été mentionné plus haut, une partie de la croûte autour du bloc carboné, et donc une partie du produit de couverture, peuvent disparaître involontairement de la surface du bain et des blocs carbonés des anodes adjacentes, soit par prélèvement soit en tombant dans le fond de la cuve, créant des zones à déficit de produit de couverture autour de l'anode changée et à la surface des blocs carbonés des anodes adjacentes. De telles zones rendent d'autant plus difficile la maîtrise de la quantité du produit de couverture déversée pour obtenir une couche d'épaisseur contrôlée. Ainsi, les inventeurs ont constaté que lorsque le déplacement du tube est automatisé, certaines zones de la cuve se retrouvent en déficit de produit de couverture, et d'autres en excès.

Par conséquent, l'intervention d'un opérateur sur la cuve est toujours nécessaire, afin de rectifier manuellement, à l'aide d'outils, les défauts de répartition du produit de couverture dans la cuve.

Il existe donc un besoin pour augmenter l'automatisation des opérations de manutention des cuves d'électrolyse, et notamment l'opération de recouvrement par le produit de couverture.

A cet effet, un premier objet de l'invention est de proposer un procédé de manutention des cuves mis en œuvre de manière automatique et de manière fiable.

Un deuxième objet de l'invention est de proposer un procédé de manutention des cuves permettant un recouvrement des blocs carbonés efficace.

Un troisième objet de l'invention est de permettre de recouvrir de manière fiable et contrôlée le bain électrolytique.

Un quatrième objet de l'invention est de préserver les opérateurs des gaz et fumées pouvant s'échapper des cuves.

Un cinquième objet de l'invention est de réduire les coûts des opérations sur cuves.

Un sixième objet de l'invention est de permettre l'acquisition et l'enregistrement de données concernant le fonctionnement de la cuve à des fins notamment d'analyse et d'amélioration du procédé.

Ainsi, selon un premier aspect, l'invention propose un procédé de mise en place d'une couverture d'au moins une anode dans une cellule d'électrolyse employée pour la production d'aluminium, au moyen d'une machine de service mobile par rapport à la cellule. La cellule comprend un bain électrolytique fondu dans lequel un bloc anodique de l'anode est en partie immergé, de sorte qu'une surface supérieure du bloc anodique émerge hors du bain. La machine de service comprend quant à elle au moins un dispositif de distribution d'un produit de couverture du bloc anodique Le procédé comprend alors au moins les étapes suivantes :

/l/ dépôt en couche d'une quantité contrôlée du produit de couverture par le dispositif de distribution sur au moins une zone à recouvrir de la surface supérieure du bloc anodique ;

/2/ mesure de l'épaisseur de la couche de produit de couverture déposée dans ladite zone à recouvrir par au moins un capteur d'épaisseur embarqué sur la machine de service ;

13/ comparaison entre l'épaisseur mesurée par le capteur et une épaisseur de référence, l'épaisseur de référence étant prédéterminée pour permettre au produit de couverture de recouvrir la surface supérieure du bloc anodique sur une hauteur donnée dans au moins ladite zone à recouvrir ;

/4/ calcul d'une quantité correctrice de produit de couverture pour atteindre l'épaisseur de référence dans ladite zone à recouvrir ;

/5/ rectification de l'épaisseur de la couche du produit de couverture dans ladite zone à recouvrir à l'aide de la quantité correctrice.

Selon un mode de réalisation, le procédé comprend, préalablement à l'étape /l/ de dépôt, une étape de maillage d'au moins une partie de la portion supérieure du bloc carboné définissant une pluralité de zones à recouvrir par le produit de couverture. Dès lors, au moins une partie des étapes /l/ de dépôt, III de mesure, /3/ de comparaison, /4/ de calcul et /5/ de rectification peuvent être réalisées directement successivement l'une à la suite de l'autre pour une zone à recouvrir avant de passer à une zone à recouvrir suivante. En variante, au moins une partie des étapes /l/ de dépôt, /2/ de mesure, /3/ de comparaison, /4/ de calcul et /5/ de rectification peuvent être réalisées ensemble en séquence, chaque étape étant appliquée pour plusieurs des zones à recouvrir avant de passer à l'étape suivante.

Selon un mode de réalisation, le capteur d'épaisseur peut comprendre une caméra tridimensionnelle, permettant de prendre en une image des mesures sur une zone, et/ou un laser bidimensionnel. Selon un mode de réalisation, l'étape /5/ de rectification comprend l'ajout de la quantité correctrice de produit de couverture dans la zone à recouvrir par le dispositif de distribution.

Lorsqu'un maillage est réalisé, et que l'épaisseur mesurée dans l'étape /2/ de mesure pour au moins une première zone à recouvrir est supérieure à une épaisseur seuil, la quantité correctrice déterminée à l'étape /3/ est alors positive. Lorsque l'épaisseur mesurée dans l'étape /2/ de mesure pour au moins une deuxième zone à recouvrir est inférieure à l'épaisseur de référence, la quantité correctrice déterminée à l'étape /4/ est alors négative. L'étape /5/ de rectification peut alors comprendre la répartition par un dispositif de raclage d'une quantité contrôlée du produit de couverture depuis la première zone à recouvrir vers la deuxième zone à recouvrir.

De préférence, mais non nécessairement dans l'étape /l/ de dépôt, la quantité contrôlée du produit de couverture peut correspondre à une épaisseur de couche inférieure ou égale à l'épaisseur de référence, c'est-à-dire qu'on prévoit dès la première étape un déficit de quantité de produit de couverture pour atteindre l'épaisseur de référence.

Selon un mode de réalisation, le procédé peut comprendre, préalablement à l'étape /l/ de dépôt, une étape de mise au point d'une trajectoire pour le dispositif de distribution qui comporte un enregistrement des déplacements d'un dispositif de distribution commandé par un opérateur. En d'autres termes, une étape d'apprentissage à partir d'un opérateur pour le dispositif de distribution est réalisée.

Selon un mode de réalisation, le procédé peut comprendre, préalablement à l'étape /l/ de dépôt, une étape de mise au point d'une trajectoire pour le dispositif de distribution qui comporte une correction de la quantité contrôlée de produit de couverture dans l'étape /l/ de dépôt par la prise en compte de la quantité de produit de couverture supplémentaire à déposer pour atteindre l'épaisseur de référence dans ladite zone à recouvrir calculée dans une étape /4/ de calcul mise en œuvre pour un bloc anodique précédent. En d'autres termes, le procédé comprend une étape d'apprentissage à partir du passé : pour deux blocs anodiques à caractéristiques similaires (dimensions et position dans la cuve notamment), la quantité de produit de couverture à déposer pour atteindre l'épaisseur de référence est sensiblement identique.

Selon un mode de réalisation, le procédé peut comprendre en outre une étape de collecte et d'enregistrement des données prises par le capteur d'épaisseur. Ces données peuvent ensuite être utilisées afin de surveiller le fonctionnement global d'une usine de production d'aluminium.

Selon un deuxième aspect, l'invention propose une machine de service d'une cellule d'électrolyse employée pour la production d'aluminium, la machine étant apte à mettre en œuvre le procédé tel que présenté ci-dessus. La machine comprend alors au moins un dispositif de distribution d'un produit de couverture et au moins un capteur d'épaisseur du produit de couverture.

Selon un troisième aspect, l'invention propose un produit programme d'ordinateur pour la mise en œuvre du procédé tel que présenté ci-dessus, comprenant un système de contrôle de la machine de service recevant les mesures du capteur d'épaisseur, le système de contrôle comprenant un module de calcul comparant l'épaisseur mesurée par le capteur et une épaisseur de référence et calculant la quantité correctrice de produit de couverture à déposer pour atteindre l'épaisseur de référence.

D'autres effets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description de modes de réalisation accompagnée des figures dans lesquelles : la figure 1 est une représentation schématique d'une salle d'électrolyse ; la figure 2 est une représentation schématique d'une vue en coupe d'une cellule d'électrolyse ;

- la figure 3 est une vue de détail de la figure 2 ;

la figure 4 est une représentation schématique de deux blocs anodiques précuits montées sur un même hexapode, vues de dessus.

La figure 1 représente une salle 1 d'électrolyse telle que celles que l'on trouve communément dans les usines de production d'aluminium par électrolyse. Des cellules 2 d'électrolyses sont alignées dans la salle d'électrolyse. Afin d'intervenir sur les cellules 2, la salle 1 d'électrolyse est équipée d'un pont 3 mobile se déplaçant au-dessus des cellules 2 et sur lequel une machine de service en électrolyse, ou MSE, 4 peut se déplacer. La MSE 4 embarque des outils servant à effectuer des opérations sur les cellules 2, telles que le changement d'anodes usées par des anodes neuves, le nettoyage de la cellule 2, l'approvisionnement en alumine, ou encore la manutention d'équipements de la cellule 2.

Les cellules 2 sont disposées en rangées dans la salle 1 d'électrolyse, et sont connectées électriquement en série les unes aux autres. Un couloir 5 est aménagé dans la salle 1 le long des rangées de cellules 2, pour permettre par exemple la circulation d'un opérateur ou d'un engin mobile.

La figure 2 illustre une cellule 2 d'électrolyse vue en coupe. La cellule 2 comprend une cuve 6, une structure de support appelée « superstructure » 7 et une pluralité d'anodes 8, 8'. Chaque anode respectivement 8, 8', comprend au moins un bloc, respectivement 9, 9', en matériau carboné précuit, appelé « bloc anodique », qui est fixé sur une tige respectivement 10, 10' métallique, s'étendant sensiblement verticalement.

Dans ce qui suit, les adjectifs « horizontal » et « vertical » et leurs variantes font référence aux directions correspondant à l'orientation naturelle des figures, sur lesquelles les tiges 10, 10' sont sensiblement verticales.

Comme cela sera vu plus loin, chaque anode 8, 8' comprend en pratique deux blocs 9, 9' anodiques chacune, montés sur une même tige 10, 10' métallique. Les blocs 9, 9' anodiques ont typiquement une forme parallélépipédique. Chaque tige 10, 10' est maintenue en appui contre un cadre 11, 11' anodique de la superstructure 7 à l'aide d'un connecteur 12, 12' amovible.

Plus précisément, chaque bloc 9, 9' anodique est fixé à la tige 10, 10' correspondante par l'intermédiaire d'un élément 13, 13' de fixation, appelé « multipode ». Chaque élément 13, 13' de fixation comprend des pieds, ancrés dans les blocs 9, 9' anodiques, notamment à l'aide de fonte. Sur l'exemple illustré sur les figures, chaque élément 13, 13' de fixation comprend six pieds, auquel cas ils sont appelés « hexapodes », et permettent la fixation de deux blocs anodiques sur une tige. La cuve 6 est typiquement formée d'un caisson 18 en acier, un revêtement 14, 15 intérieur, généralement formé de blocs en matériaux réfractaires, et un ensemble cathodique 16, 17 qui comprend des blocs 16 en matériau carboné, appelés « blocs cathodiques », et des barres 17 de raccordement métallique, auxquelles des conducteurs électriques, non représentés, sont fixés pour acheminer le courant d'électrolyse. Plus précisément, pour une cuve, les barres 17 de raccordement sont fixées d'un côté aux barres de raccordement d'une cuve adjacente et d'autre part aux cadres anodiques d'une autre cuve adjacente.

La cellule 2 d'électrolyse est généralement fermée par des capots 19, 19' amovibles, permettant de confiner les gaz et fumées dans la cellule 2. Un système d'évacuation et de traitement de ces gaz et fumées est généralement mis en place. Les capots 19, 19' sont amovibles, afin de donner accès à l'intérieur de la cellule, notamment aux outils de la MSE 4, par deux côtés lorsque des interventions doivent être faites.

La cellule 2 est emplie d'un bain 20 électrolytique, comprenant un mélange d'alumine et de cryolite fondue. Les blocs 9, 9' anodiques sont en partie plongés dans le bain 20 électrolytique, de sorte qu'une portion supérieure émerge hors du bain 20. Du courant d'électrolyse est amené aux blocs 9, 9' anodiques par l'intermédiaire des cadres 11, 11' anodiques, et traverse le bain 20 électrolytique jusqu'à l'ensemble 16, 17 cathodique, provoquant l'électrolyse de l'alumine du bain 20 en aluminium. Le métal fondu se dépose et forme une couche 21 au fond de la cuve 6. Un système d'alimentation en alumine permet de maintenir le taux d'alumine du bain 20 dans une plage prédéterminée.

Au cours du procédé d'électrolyse, les blocs 9, 9' anodiques sont progressivement consommés. Sur la figure 2, il est représenté deux blocs anodiques, un premier bloc 9 étant neuf, le deuxième bloc 9' étant consommé.

Une distance déterminée doit être maintenue entre la couche 21 de métal fondu et l'extrémité inférieure du bloc 9, 9' anodique afin de maintenir les réactions d'électrolyse. Par conséquent, les cadres anodiques 11, 11' sont abaissés au fur et à mesure que le bloc 9, 9' anodique correspondant est consommé.

Une fois que le bloc 9' anodique a été consommé, l'anode 8' correspondante est remplacée. A cet effet, plusieurs opérations sont mises en œuvre.

Tout d'abord, le capot 19' donnant accès à l'anode 8' à remplacer est retiré. De manière générale, une croûte s'est formée sur la surface du bain 20 en contact avec l'air. Par conséquent, un outil de découpe est actionné, par exemple depuis la MSE 4, pour découper la croûte autour du ou des blocs 9' anodiques de l'anode 8' à remplacer. Puis, un système de levage saisit la tige 10' de l'anode 8' à remplacer, et le connecteur 12' correspondant est déverrouiller, autorisant le retrait de l'anode 8' hors de la cellule 2.

Une nouvelle anode est ensuite placée dans la cellule, avec un nouveau bloc anodique plongé au moins partiellement dans le bain 20 électrolytique. Comme présenté en introduction, quelques heures, en général 3 heures, après la mise en place de la nouvelle anode dans la cellule 2, une fine croûte solide s'est de nouveau formée autour du bloc anodique, et un produit 22 de couverture est déversé sur la surface du bloc anodique émergeant hors du bain électrolytique.

A cet effet, la MSE 4 est muni d'au moins un dispositif 23 de distribution d'un produit de couverture pour les blocs carbonés. Par exemple, le dispositif

23 de distribution comprend une trémie 24 de stockage du produit de couverture et un tube 25 permettant de déverser le produit depuis la trémie

24 dans la cellule 2. Le dispositif 23 de distribution est en outre muni d'un dispositif d'extraction permettant de contrôler la quantité, par exemple en contrôlant le débit, de produit de couverture déversé par le tube 25. Le dispositif 23 de distribution est contrôlé pour être mobile par rapport à la cellule 2, puisqu'embarqué sur la MSE 4. Par exemple, la MSE 4 est mobile en translation suivant deux axes horizontaux par rapport à la cellule 2, et le dispositif 23 de distribution est mobile en translation suivant un troisième axe vertical et en rotation autour de ce troisième axe par rapport à la cellule 2. La MSE 4 est également équipée d'au moins un capteur 26 d'épaisseur, figuré schématiquement sur la figure 3, permettant de mesurer l'épaisseur de la couche de produit de couverture.

Le capteur 26 d'épaisseur peut être, comme cela sera le cas dans le mode de réalisation décrit dans ce qui suit, une caméra tridimensionnelle, capable de mesurer une épaisseur de la couche du produit de couverture sur une zone d'une surface déterminée sans déplacement. En variante, le capteur 26 d'épaisseur peut être un scanner laser bidimensionnel, balayant une zone d'une surface déterminée, par exemple par déplacement de la MSE 4, pour en déterminer une épaisseur.

Dans ce qui suit, l'épaisseur du produit de couverture est définie comme étant une dimension verticale de la couche du produit de couverture. Elle peut correspondre, pour une zone d'une surface déterminée, à une dimension maximale, une dimension minimale, ou une moyenne de dimensions.

Plus précisément, dans le cas de la caméra tridimensionnelle, le capteur 26 d'épaisseur, de position connue, est initialement pointé sur une zone de référence de l'anode 8. La zone de référence est typiquement localisée sur la tige 10 ou sur l'élément 13 de fixation, et est de préférence une surface sensiblement horizontale. Le capteur 26 enregistre une donnée de position pour une pluralité de points R _f dans la zone de référence, typiquement une distance D _réf entre ces points R _f et le capteur 26. Sur la figure 3, à des fins de clarté, on a représenté un seul de ces points R _f . Toutefois, la distance D _r é _f peut être calculée comme étant une distance moyenne, une distance minimale ou une distance maximale entre les points R _f et le capteur 26. La distance D _r é _f peut également être calculée à partir de plusieurs zones de référence, afin de limiter l'influence sur la mesure de distance du produit de couverture pouvant se trouver par endroit sur la tige 10 ou sur l'élément 13 de fixation.

La zone de référence est choisie car elle est à une distance verticale connue d'une face S _sup supérieure des blocs 9 anodiques émergeant hors du bain 20 électrolytique. Ainsi, il est possible de déduire une distance D _sup entre la face S _sup supérieure des blocs 9 anodiques et le capteur 26. Puis, le capteur 26 est pointé vers une zone à mesurer, sur la surface du produit 22 de couverture recouvrant les blocs 9 anodiques de l'anode 8. Le capteur 26 enregistre une donnée de position pour une pluralité de points R _p de la zone à mesurer, typiquement la distance D _p entre ces points R _p et le capteur 26. De même que précédemment, sur la figure 3, à des fins de clarté, on a représenté un seul point R _p de la zone à mesurer. Toutefois, la distance D _p peut être calculée comme étant une distance moyenne, une distance minimale ou une distance maximale entre les points R _p et le capteur 26.

Par conséquent, l'épaisseur du produit 22 de couverture au point R _p est donnée par la distance D _e correspondant à la différence entre D _sup et D _p .

Le capteur 26 peut ainsi déterminer l'épaisseur D _e pour une pluralité de points R _p sur la surface du produit 22 de couverture.

L'épaisseur de la couche du produit 22 de couverture dans une zone à mesurer peut alors être définie comme étant une moyenne, un maximum ou un minimum, pour la zone à mesurer en question.

En variante, le capteur 26 peut prendre une mesure de la distance par rapport la surface S _sup supérieure du bloc 9 anodique dans la cuve 6 avant que le produit de couverture ne soit déversé dessus. Ainsi, la distance D _sup entre la face S _sup supérieure du bloc 9 anodique et le capteur 26 est directement mesurée, et non plus calculée comme précédemment. Comme précédemment, cette mesure peut correspondre à la mesure entre un point de la surface S _sup supérieure du bloc 9 anodique, un minimum, un maximum ou une moyenne. Une fois que le produit de couverture a été déversé sur la surface S _sup supérieure du bloc 9 anodique, la distance D _p est mesurée comme précédemment, puis la distance D _e est calculée comme précédemment.

La mesure de la distance D _sup au lieu de sa déduction à partir de la mesure de la distance D _r éf augmente la fiabilité de la détermination de l'épaisseur D _e de la couche de produit 22 de couverture. En effet, D _réf est mesurée sur une surface de la tige 8 ou de l'élément 13 de fixation, ce qui peut impliquer des erreurs de mesures dues par exemple à l'érosion, à la présence de produit de couverture dessus ou encore des écarts de positionnement de la MSE 4. L'étendue de surface S _sup du bloc 9 anodique est plus importante que celle disponible sur la tige 8 ou l'élément 13 de fixation, de sorte que le capteur 26 peut pointer plus facilement sur la surface S _sup . En outre, la mesure de D _sup permet de prendre en compte l'épaisseur de l'éventuel résidu de produit de couverture à la périphérie du bloc 9 anodique neuf. L'épaisseur de produit 22 de couverture réelle recouvrant le bloc 9 anodique est donc évaluée plus précisément. Dès lors, la quantité de produit 22 de couverture à déverser pour atteindre une épaisseur cible peut également être déterminée avec une précision accrue.

L'association du dispositif 23 de distribution et du capteur 26 d'épaisseur sur la MSE 4, laquelle est en liaison avec un système de contrôle, permet d'automatiser et de contrôler avec une précision accrue le déversement du produit de couverture. Le système de contrôle, qui sera décrit ci-après avec les étapes du procédé, peut être embarqué directement sur la MSE 4 et être accessible à distance, ou être embarqué dans tout système informatique à distance de la MSE 4 et en connexion avec la MSE 4.

Il va maintenant être décrit un exemple réalisation du procédé de mise en place d'une couverture d'une anode 8, en l'occurrence une anode 8 neuve, à l'aide du produit de couverture.

Il est préalablement réalisé un maillage à la surface du bain 20 électrolytique, et plus précisément sur la surface S _sup des blocs 9 anodiques de l'anode 8, afin de définir une pluralité de zones A _n à recouvrir. Sur la figure 4, il est représenté une vue de dessus des deux blocs 9 anodiques, montés sur une même tige 10 à l'aide du même hexapode 13. Il est alors défini à titre d'exemple quatorze zones, notées Ai, A _i4 . Chaque zone Ai, A _i4 englobe au moins une portion de la surface S _sup supérieure d'au moins un des blocs 9 anodiques. De préférence aussi, les zones A _n à recouvrir englobent l'espace E entre deux anodes adjacentes de la cellule 2, et peut également englober la surface S _sup supérieure d'un bloc 9 anodique d'une anode adjacente. Il pourrait toutefois se faire que certaines zones englobent uniquement l'espace E entre deux anodes adjacentes. A cet effet, le système de contrôle est muni d'un module de maillage, définissant les zones A _n à recouvrir par exemple à partir de calculs, à partir d'un maillage défini par un opérateur et enregistré dans le système de contrôle ou encore à partir d'un maillage défini sur plan par un opérateur et configuré dans le système de contrôle.

Dans une première étape, une couche du produit de couverture en quantité contrôlée est déposée par le dispositif 23 de distribution sur au moins une des zones A _n à recouvrir. Selon un mode de réalisation, la quantité de produit de couverture est contrôlée pour être inférieure à une quantité correspondant à une épaisseur déterminée du produit de couverture pour la zone concernée. En d'autres termes, dans cette première étape de dépôt du produit de couverture, le produit de couverture est déposé en déficit. Toutefois, comme vu en introduction, l'écoulement du produit de couverture est difficilement maîtrisable, si bien qu'il est difficile de s'assurer que l'épaisseur de la couche déposée est effectivement inférieure à l'épaisseur déterminée. Or, tout surplus de produit de couverture constitue une perte économique, notamment : la trémie 24 doit être remplie plus souvent, induisant des allers-retours supplémentaires augmentant le temps d'intervention sur les cellules 2 ; le surplus de produit de couverture implique plus de déchets dans le bain 20 d'électrolyse qu'il faut ensuite traiter ; le procédé d'électrolyse en tant que tel peut être impacté du fait de la modification de la composition du bain électrolytique.

La quantité de produit de couverture est contrôlée par exemple en montant la trémie sur des pesons, et en contrôlant le débit de produit de couverture s'écoulant par le tube 25 à l'aide du dispositif d'extraction .

La quantité contrôlée peut être établie comme étant une quantité globale pour l'ensemble de la surface à couvrir, puis être réparties entre les zones A _n à recouvrir selon une table de correspondance, établie empiriquement ou par le calcul.

Dans une deuxième étape, le capteur 26 est ensuite mis en œuvre dans la au moins une zone A _n à recouvrir, afin de mesurer l'épaisseur, comme vu précédemment, de la couche de produit de couverture déposé.

Comme cela est illustré sur la figure 4, le maillage en zone A _n ne concerne pas nécessairement l'ensemble de la surface S _sup supérieure des blocs 9 anodiques. Toutefois, en pratique, la couche de produit de couverture recouvre l'ensemble de la surface S _sup supérieure des blocs 9 anodiques, et les zones A _n à recouvrir constituent des zones de contrôle.

Dans une troisième étape, l'épaisseur mesurée par le capteur 26 est ensuite comparée avec une épaisseur de référence. L'épaisseur de référence est prédéterminée pour permettre au produit 22 de couverture de recouvrir la surface S _sup des blocs 9 anodiques sur une hauteur donnée. L'épaisseur de référence est généralement la même pour toutes les zones A _n à recouvrir, mais non nécessairement. L'épaisseur de référence peut être une valeur donnée, ou une plage de valeurs données.

Plus précisément, les mesures par le capteur 26 sont transmises au système de contrôle, qui enregistre les mesures. La ou les épaisseurs de référence ont été préalablement enregistrées dans le système de contrôle. Le système de contrôle comprend alors un module de calcul permettant, pour la zone A _n concernée, de comparer l'épaisseur mesurée avec l'épaisseur de référence correspondante.

Dans une quatrième étape, le module de calcul déduit, à partir de la différence, une quantité correctrice de produit de couverture à déposer de nouveau dans la zone A _n à recouvrir concernée.

Dans une cinquième étape, une étape de rectification de la couche du produit de couverture est mise en œuvre dans la zone A _n concernée en fonction de la quantité correctrice déterminée. Comme cela sera explicité plus loin, la quantité correctrice calculée à la quatrième étape peut être nulle. Dans ce cas, la cinquième étape de rectification peut ne pas avoir lieu .

Par exemple, lorsque la différence entre l'épaisseur mesurée par le capteur 26 et l'épaisseur de référence indique un déficit de produit de couverture, le module de calcul détermine la quantité correctrice, positive, de produit de couverture correspondant au déficit. Le dispositif 23 de distribution est alors actionné par le système de contrôle pour déposer la quantité correctrice de produit de couverture sur la surface S _sup des blocs 9 anodiques, dans la zone A _n concernée. Par exemple, la quantité correctrice est traduite en débit et/ou en temps, et le dispositif 23 de distribution est actionné en conséquence pour déverser le produit de couverture. Lorsque la différence entre l'épaisseur mesurée par le capteur 26 et l'épaisseur de référence indique un surplus de produit de couverture, au-delà d'une valeur seuil, le module de calcul détermine la quantité correctrice, négative, de produit de couverture correspondant au surplus. Dans ce cas, un dispositif de retrait de la quantité en surplus dans la zone A _n concernée peut être mis en œuvre. Par exemple, considérons deux zones A, et A _j à recouvrir, qui peuvent être adjacentes mais non nécessairement. Pour une première zone A,, la quantité correctrice est positive : le produit de couverture est en surplus. Pour l'autre zone A _Jf la quantité correctrice est négative : le produit de couverture est en déficit. Dans ce cas, la cinquième étape de rectification peut comprendre la répartition, à l'aide d'un dispositif de raclage, du produit de couverture depuis la première zone A, en surplus de produit de couverture vers l'autre zone Aj en déficit de couverture. Une nouvelle étape de mesure par le capteur 26 de l'épaisseur dans les deux zones A, et A _j peut être ensuite mise en œuvre afin de vérifier la conformité, dans chaque zone, de l'épaisseur de la couche de produit de couverture avec l'épaisseur de référence correspondante. Si besoin, une nouvelle étape de rectification peut être mise en œuvre dans chaque zone A,, Aj.

Les étapes du procédé peuvent être réalisées, dans leur ensemble ou en partie, successivement l'une à la suite de l'autre pour chaque zone A _n à recouvrir. Par exemple, les quatre étapes présentées ci-dessus sont appliquées à la zone Ai de la figure 4, avant d'être appliquées à la zone A ₂ , et ainsi de suite.

Les étapes du procédé peuvent également être réalisées, dans leur ensemble ou en partie, en séquence pour plusieurs zones A _n à recouvrir. Par exemple, la première étape est appliquée à l'ensemble des quatorze zones Ai, A _i4 à recouvrir avant d'appliquer la deuxième étape à l'ensemble des quatorze zones Ai, A _i4 à recouvrir, et ainsi de suite jusqu'à la cinquième étape.

En variante, seules la première, deuxième et troisième étape sont mises en œuvre dans la première zone Ai avant de passer à la zone A ₂ , dans laquelle seules ces trois étapes sont également mise en œuvre, et ainsi de suite jusqu'à la zone A _i4 . Puis, la quatrième et la cinquième étapes sont appliquées à leur tour, soit successivement zone par zone, soit l'une après l'autre pour l'ensemble des zones A _n à recouvrir.

Après la cinquième étape de rectification, le procédé peut être répété à partir de la deuxième étape de mesure afin de s'assurer que l'épaisseur de référence est atteinte. Il peut alors être normalement attendu que lors de la répétition du procédé, la quantité correctrice calculée à la quatrième étape soit nulle.

D'autres variantes sont également envisageables de manière immédiate. En variante encore, les étapes du procédé peuvent être appliquées en temps réel . Notamment, les étapes du procédé peuvent être mises en œuvre sensiblement simultanément. Plus précisément, le capteur 26 peut être mis en œuvre de manière quasi-continue pendant le dépôt de la couche de produit de couverture, pour fournir de manière quasi-continue au système de contrôle des informations concernant l'épaisseur de la couche en cours de dépôt, et permettre la rectification de la quantité de produit de couverture déposée pendant le dépôt. En d'autres termes, une boucle d'asservissement peut être mise en œuvre, dans laquelle la quantité correctrice peut être calculée régulièrement, à une fréquence déterminée, pendant que le produit de couverture est en cours de dépôt, de manière à rectifier au plus vite la quantité de produit de couverture déversée par rapport à la quantité déterminée.

Afin de couvrir avec le produit de couverture au moins une portion donnée de la surface S _sup supérieure des blocs 9 anodiques de l'anode 8 à recouvrir, le dispositif 23 de distribution décrit une trajectoire donnée au- dessus de la surface S _sup supérieure des blocs 9 anodiques. La trajectoire est définie comme étant l'ordre de passage du dispositif 23 de distribution entre les différentes zones A _n à recouvrir. La trajectoire est associée à un temps de passage c'est-à-dire le temps que le dispositif 23 de distribution passe, pour une zone A, à recouvrir, pour un débit déterminé, correspondant à une quantité déterminée de produit de couverture à déposer. Comme déjà indiqué précédemment, dans la première étape, la quantité déterminée de produit est inférieure à la quantité nécessaire pour atteindre l'épaisseur de référence.

Selon un mode de réalisation, la trajectoire et le temps de passage sont mis au point par simulation, ou par calcul théorique.

Selon un autre mode de réalisation, la mise au point de la trajectoire donnée et le temps de passage pour chaque zone A, à recouvrir du dispositif 23 de distribution est réalisée préalablement à la première étape de dépôt, et comprend l'enregistrement des déplacements et des temps de passage du même dispositif 23 de distribution, ou d'un autre équivalent, commandé par un opérateur. Par exemple, un opérateur commande à distance les déplacements de la MSE 4 et du dispositif 23 de distribution, ainsi que le temps de passage du dispositif 23 de distribution dans chaque zone A, à recouvrir, et le débit de produit de couverture, pour les blocs 9 anodiques d'une première anode 8, dite test. Un système d'enregistrement enregistre les données pour les blocs 9 anodiques de l'anode 8 test. Eventuellement, les étapes suivantes du procédé sont mises en œuvre pour les blocs 9 anodiques de l'anode 8 test. Puis, lorsque le procédé est appliqué aux blocs 9 anodiques d'une autre anode 8 à recouvrir, la trajectoire donnée pour les blocs 9 de cette autre anode 8 et les temps de passage associés sont copiés sur la trajectoire enregistrée pour l'anode 8 test. Eventuellement, la trajectoire et les temps de passage déterminés pour l'anode 8 test peuvent être adaptés à la position de l'autre anode, par exemple en considérant un effet de symétrie miroir de part et d'autre de l'hexapode. Ainsi, la trajectoire du dispositif 23 de distribution est mise au point par apprentissage depuis un opérateur.

Selon encore un autre mode de réalisation, la mise au point de la trajectoire et des temps de passage du dispositif 23 de distribution pour les blocs 9 anodiques d'une anode 8 comprend la prise en compte de l'étape de calcul d'une quantité correctrice appliquée préalablement à une autre anode. Plus précisément, les étapes du procédé, depuis la première étape de dépôt jusqu'à au moins la quatrième étape de calcul d'une qualité correctrice, sont mises en œuvre pour les blocs 9 anodiques d'une première anode 8. En pratique, le procédé dans son entier, jusqu'à la cinquième étape, peut être mis en œuvre pour les blocs 9 de la première anode 8. La quantité correctrice pour les blocs 9 anodiques de la première anode 8 est alors enregistrée, et prise en compte pour la mise au point de la trajectoire pour les blocs 9 anodiques d'une deuxième anode 8, en particulier pour corriger la quantité de produit de couverture déposer dans la première étape. Par exemple, lorsque la quantité correctrice calculée pour les blocs 9 de la première anode 8 est positive, la quantité contrôlée de produit de couverture déposée dans la première étape de dépôt pour les blocs 9 de la deuxième anode 8 peut être augmentée par rapport à celle déposée dans la première étape de dépôt pour les blocs 9 de la première anode 8. De même, dans la situation inverse dans laquelle la quantité correctrice calculée pour les blocs 9 de la première anode 8 est négative, la quantité contrôlée de produit de couverture déposée dans la première étape de dépôt pour les blocs 9 de la deuxième anode 8 peut être diminuée par rapport à celle déposée dans la première étape de dépôt pour les blocs 9 de la première anode 8. La trajectoire du dispositif de distribution peut ainsi être corrigée pour chaque bloc 9 anodique. Une telle correction peut être appliquée de proche en proche : à chaque fois que le procédé est appliqué, la quantité correctrice est prise en compte pour l'application suivante du procédé. La trajectoire corrigée peut également être enregistrée en lien avec des conditions données, par exemple des conditions de température ou de type de produit de couverture employée, de sorte que lorsque ces mêmes conditions sont réunies pour d'autres anodes, le procédé est adapté automatiquement.

En pratique, la trajectoire et les temps de passage sont en outre associés à un débit donné contrôlé par le système de contrôle agissant sur le dispositif d'extraction. Par exemple, le temps de passage sur les différentes zones A _n à recouvrir peut être le même pour chaque zone, c'est-à-dire que la vitesse de déplacement du dispositif 23 de distribution est constante, et le débit être régulé.

Il peut alors arriver que la quantité correctrice calculée dans la quatrième étape soit nulle, indiquant que la quantité contrôlée déposée dans la première étape correspond à la quantité requise pour atteindre l'épaisseur de référence. La cinquième étape de rectification est alors vide. Avantageusement, les données de mesure du capteur 26 d'épaisseur sont collectées et enregistrées afin d'être utilisées par exemple pour analyser la qualité de la couverture par le produit et pour surveiller le fonctionnement d'une cellule 2.

Le procédé ainsi décrit permet d'automatiser et de mécaniser les opérations de mise en place de la couverture des anodes dans les cellules 2 de manière fiable et répétable, en augmentant la sécurité des opérateurs humains se trouvant à proximité des cellules 2 d'électrolyse et en diminuant les problèmes liés à une mauvaise évaluation de la quantité de produit de couverture d'anodes à déposer pour couvrir les bloc carbonés.