DOMAINE DE L’INVENTION L’invention concerne le stockage de gaz par sorption.

L’invention vise plus spécifiquement un dispositif de stockage de gaz par sorption, un système de de stockage et/ou de fourniture de gaz, et un procédé de fabrication d’un dispositif de stockage de gaz par sorption.

ETAT DE LA TECHNIQUE

L’utilisation de gaz dans l’industrie, qu’il s’agisse du secteur de la mobilité, de l’énergie, de la chimie ou de la production, est soumise à de multiples contraintes. A cet égard, de nombreux dispositifs de stockage de gaz ont déjà été proposés. Certains de ces dispositifs peuvent comprendre un matériau solide permettant de stocker un gaz.

De tels dispositifs de stockage solide doivent présenter des propriétés particulières, afin de répondre aux contraintes induites par le gaz et liées aux conditions de son utilisation. Le gaz stocké sous forme solide peut, par exemple, lorsqu’il est utilisé comme vecteur énergétique, alimenter une pile à combustible. Dans le secteur de la mobilité, il peut également être utilisé au sein d’un véhicule à moteur.

Suivant l’utilisation visée, les structures de stockages sont dimensionnées de différentes manières de par le choix du matériau de stockage et sa taille. Certains de ces matériaux permettent à la fois de stocker et de déstocker du gaz, suivant les conditions de température et de pression auxquelles ces matériaux sont soumis. De manière générale, de tels matériaux stockent du gaz au cours d’une réaction exothermique, et le déstockent au cours d’une réaction endothermique. Ces réactions ont par exemple lieu par sorption du gaz sur le matériau.

En tout état de cause, la gestion de la répartition de la chaleur au sein du matériau de stockage est un enjeu essentiel pour garantir la performance de tels dispositifs. A cet égard, il est par exemple connu de disposer le matériau de stockage à l’intérieur d’une enceinte confinée comprenant des parois chauffantes. Dans d’autres exemples de dispositif le matériau de stockage est disposé autour d’un tube cylindrique chauffant. Dans tous les cas, le chauffage peut être réglable suivant les besoins de stockage.

Les systèmes connus sont toutefois exposés à des problèmes d’efficacité, notamment en ce qui concerne d’homogénéisation du transfert de chaleur depuis les moyens chauffants vers l’intégralité du matériau de stockage. Par exemple, la portion du matériau la plus éloignée desdits moyens de chauffage est moins bien chauffée que la portion la plus proche. Les systèmes connus sont en outre exposés à des problèmes de robustesse et de longévité de fonctionnement des structures de stockage, mais aussi de sûreté d’utilisation, de complexité de fabrication, et de rendement économique et énergétique dans la mise en oeuvre desdits systèmes.

DESCRIPTION DE L’INVENTION

Un but de l’invention est de pallier au moins un des inconvénients précités. Un autre but de l’invention est d’améliorer les transferts thermiques au sein d’une structure de stockage d’un gaz par sorption.

Un autre but de l’invention est de favoriser la modularité d’une structure de stockage d’un gaz.

L’invention propose notamment un dispositif de stockage de gaz par sorption comprenant :

- une structure de stockage de gaz par sorption comprenant un matériau de stockage de gaz par sorption, ladite structure de stockage présentant un bord circonférentiel,

- des moyens de chauffage configurés pour chauffer le matériau de stockage, et faciliter la désorption du gaz, lesdits moyens de chauffage comprenant :

o une première partie chauffante agencée dans la structure de stockage, à distance du bord circonférentiel, o une deuxième partie chauffante agencée dans la structure de stockage, à distance du bord circonférentiel d’une part, et de la première partie chauffante d’autre part, la première partie chauffante et la deuxième partie chauffante définissant entre elles un espace dans lequel une première portion de la structure de stockage s’étend.

Un tel dispositif permet de réduire les pertes associées au chauffage, tout en assurant une homogénéisation des transferts thermiques au sein de la structure de stockage.

Le dispositif selon l’invention peut en outre comprendre l’une ou l’autre des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :

- la première partie chauffante et la deuxième partie chauffante sont reliées l’une à l’autre par une troisième partie chauffante,

- la structure de stockage présente une direction privilégiée définissant un axe longitudinal, les moyens de chauffage présentant une structure substantiellement annulaire le long de l’axe longitudinal,

- les compositions et/ou répartitions du matériau de stockage dans la première portion de la structure de stockage sont différentes des compositions et/ou répartitions du matériau de stockage dans le reste de la structure de stockage, en vue d’optimiser la répartition de la chaleur issue des moyens de chauffage au sein de la structure de stockage,

- il comprend en outre :

o une enceinte comprenant une paroi extérieure, la structure de stockage étant disposée à l’intérieur de l’enceinte, et

o une couche isolante thermiquement disposée entre la structure de stockage et la paroi extérieure de l’enceinte, ladite couche étant en outre configurée pour diffuser du gaz,

- la couche isolante comprend une structure poreuse,

- la couche isolante comprend une structure rainurée,

- la couche isolante est un film,

- la couche isolante est formée au niveau d’une paroi interne de l’enceinte, par exemple par traitement de ladite paroi, ou par dépôt d’un revêtement additionnel,

- la structure de stockage comprend : o une première couche comprenant un matériau de stockage par sorption,

o une deuxième couche comprenant :

^■ une première partie de deuxième couche, en contact avec la première couche, et comprenant un matériau thermiquement conducteur, de conductivité thermique supérieure à celle du matériau de stockage, en vue d’augmenter les transferts thermiques au sein de la structure de stockage, et

^■ une deuxième partie de deuxième couche, comprenant un matériau :

• compressible en vue de se déformer sous l’action d’efforts exercés par le matériau de stockage lors de variations du volume du matériau de stockage au cours de phases de sorption et de désorption du gaz,

• de compressibilité supérieure à celle du matériau de première partie, et

• thermiquement conducteur, de conductivité thermique supérieure à celle du matériau de stockage, en vue d’augmenter les transferts thermiques au sein de la structure des stockage, et la structure de stockage comprend :

o une pluralité de premières couches, chaque première couche comprenant le matériau de stockage de gaz par sorption sous forme pulvérulente pré-com pressée, et

o une pluralité de deuxièmes couches, chaque deuxième couche comprenant un matériau :

^■ compressible en vue de se déformer sous l’action d’efforts exercés par le matériau de stockage lors de variations de volume du matériau de stockage au cours de phases de sorption et de désorption de gaz, et

^■ thermiquement conducteur, de conductivité thermique supérieure à celle du matériau de stockage, en vue d’augmenter les transferts thermiques au sein de la structure des stockage,

les premières et les deuxièmes couches étant disposées selon un motif alterné. L’invention porte en outre sur un procédé de fabrication d’un dispositif tel que précédemment décrit comprenant les étapes de :

- compression d’une poudre de matériau de stockage de gaz par sorption de sorte à former une première couche de matériau de stockage de gaz par sorption sous forme pulvérulente pré-compressée,

- disposition d’une deuxième couche adjacente à la première couche, ladite deuxième couche comprenant un matériau thermiquement conducteur, de conductivité thermique supérieure à celle du matériau de stockage.

L’invention porter par ailleurs sur un système de stockage et/ou de fourniture de gaz comprenant un dispositif tel que précédemment décrit, et une unité d’utilisation de gaz.

DESCRIPTION DES FIGURES

D’autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés donnés à titre d’exemple non limitatif et sur lesquels :

- la figure 1 représente une vue en coupe d’un premier exemple d’un dispositif de stockage de gaz selon l’invention,

- la figure 2 représente une vue en coupe d’un exemple d’une structure de stockage de gaz,

- la figure 3 représente une vue schématique d’une structure de stockage de gaz dans différents états de fonctionnement,

- la figure 4 est une vue de dessus d’un deuxième exemple d’un dispositif de stockage de gaz selon l’invention,

- la figure 5 est une vue de dessus d’un troisième exemple d’un dispositif de stockage de gaz selon l’invention,

- la figure 6 représente une vue en coupe d’un quatrième exemple d’un dispositif de stockage de gaz selon l’invention,

- la figure 7 est une vue en coupe agrandie d’un cinquième exemple d’un dispositif de stockage de gaz selon l’invention,

- la figure 8 est une vue en coupe agrandie d’un sixième exemple d’un dispositif de stockage de gaz selon l’invention,

- la figure 9 illustre schématiquement un système de stockage et/ou de fourniture de gaz selon l’invention, et

- la figure 10 est un organigramme illustrant un exemple de mise en oeuvre d’un procédé de fabrication d’un dispositif de stockage de gaz selon l’invention.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION En référence aux figures, on va maintenant décrire un dispositif de stockage de gaz par sorption 1 , un système de stockage et/ou de fourniture de gaz 5, ainsi qu’un procédé E de fabrication d’un dispositif de stockage de gaz par sorption.

Le gaz stocké peut être de toute nature et de tout type. Par exemple, le dispositif de stockage 1 peut stocker seul, ou en combinaison, de l’hydrogène, de l’ammoniac, de la vapeur d’eau, de l’oxygène, et/ou du dioxyde de carbone.

Structure de stockage de gaz

En référence à la figure 1 , un dispositif de stockage de gaz par sorption 1 comprend une structure de stockage de gaz par sorption 10 comprenant un matériau de stockage par sorption.

La structure de stockage par sorption comprend en outre un bord circonférentiel B qui entoure ladite structure de stockage 10.

Par ailleurs, en référence aux figures 1 et 2, la structure de stockage de gaz par sorption 10 peut comprendre une première couche 100 et une deuxième couche 200.

La première couche 100 est alors configurée pour stocker du gaz par sorption. Pour ce faire, elle peut comprendre le matériau de stockage par sorption.

Avantageusement, le matériau de stockage peut être sous forme pulvérulente pré- compressé. En effet, cette forme facilite le transport du matériau de stockage car il est alors plus facile à manipuler et présente un volume plus faible. En outre, cette forme est plus adaptée au fonctionnement de stockage par sorption, car elle plus stable, facilite le transfert de chaleur, rend l’expansion du matériau de stockage plus homogène.

En outre, le matériau peut présenter une porosité optimisée en vue d’augmenter la capacité de stockage volumétrique de la structure de stockage, mais aussi de s’accommoder des variations de volume de la deuxième couche 200. Par exemple la porosité du matériau de stockage est comprise entre 10 vol.% et 50 vol.%, et vaut de préférence entre 25 vol.% et 35 vol.%. Par porosité on entend le rapport du volume d’air non occupé par le matériau de stockage au sein d’un volume donné du matériau de stockage, sur ledit volume donné. En d’autres termes, la porosité correspond au rapport du volume non occupé par le matériau de stockage, sur son volume apparent, c’est-à-dire que la porosité est égale au rapport entre la densité théorique à laquelle la densité apparente est retranchée, sur la densité théorique. En tout état de cause, la forme pulvérulente pré-compressée permet de contrôler la porosité du matériau de stockage.

De plus, le matériau de stockage peut comprendre :

- un matériau adapté pour former un hydrure métallique, de préférence du type Mghh, NaAlhU, UNH2, et/ou UBH4, et/ou

- un matériau adapté pour forme un alliage intermédiaire, de préférence du type TiMn2, T 2, LaNi ₅ , FeTi, TiV, et/ou TiZr, et/ou

- un matériau adapté pour former un sel d’ammoniac, de préférence du type BaCh, et/ou CaCh, ou

- un matériau adapté pour former un hydroxyde, de préférence du type CaO, et/ou Ca(OH)2, ou

- un matériau adapté pour former un oxyde, de préférence du type PbO, et/ou CaO.

Le demandeur s’est en effet aperçu que les matériaux ci-dessus sont particulièrement adaptés pour stocker et/ou fournir du gaz tel que de l’hydrogène, de l’ammoniac, de la vapeur d’eau de l’oxygène, et/ou du dioxyde de carbone. Ceci n’est cependant pas limitatif, puisque de tels matériaux peuvent également être particulièrement adaptés pour d’autres types de gaz.

La deuxième couche 200 peut, quant à elle, comprendre un matériau :

thermiquement conducteur, de conductivité thermique supérieure à celle du matériau de stockage, en vue d’augmenter les transferts thermiques au sein de la structure de stockage 10, et

compressible en vue de se déformer sous l’action d’efforts exercés par le matériau de stockage lors de variations du volume du matériau de stockage au cours de phase de sorption et de désorption de gaz.

Grâce à la deuxième couche 200, les phénomènes de sorption et de désorption de gaz par le matériau de stockage, qui impliquent d’importants flux de chaleur, sont facilités. En effet, les transferts thermiques sont ainsi répartis de manière homogène à travers toute la structure de stockage 10, ce qui en renforce l’efficacité et la pérennité. De fait, la chaleur peut être acheminée et extraite facilement de la première couche 100, ce qui assure le stockage et/ou le déstockage rapide du gaz au sein de la structure de stockage 10. L’énergie stockée par une masse donnée de matériau de stockage en est donc augmentée. Avantageusement, les dimensions, la forme, et le positionnement relatif de première couche 100 et de deuxième couche 200 permettent notamment d’optimiser les transferts thermiques au sein de la structure de stockage 10. Par exemple, lorsque la première couche 100 et la deuxième couche 200 s’étendent suivant une direction longitudinale privilégiée, comme visible sur la figure 1 , l’épaisseur de couche suivant la direction longitudinale est un levier d’optimisation possible des flux de chaleur au sein de la structure de stockage 10. Alternativement, ou en combinaison, prévoir un gradient de porosité de matériau de stockage au sein de la première couche 100, dans une direction radiale par rapport à la direction longitudinale, constitue également une voie d’optimisation possible des échanges thermiques au sein de la structure de stockage 10. En effet, on observe que, lorsque la première couche 100 et la deuxième couche 200 s’étendent suivant une direction longitudinale, la direction radiale constitue une direction privilégiée d’échange de chaleur au sein de la structure de stockage 10. En tout état de cause, la plupart de la chaleur émise ou reçue par la première couche 100 est transférée par la deuxième couche 200.

En outre, la deuxième couche 200 assure un rôle de tampon lors du fonctionnement de la structure de stockage 10. En effet, la deuxième couche 200 compense les variations de volume du matériau de stockage lors des phases de sorption et de désorption de gaz, et préserve ainsi la cohérence mécanique de la structure de stockage 10. De cette manière, la capacité volumétrique du matériau de stockage est avantageusement augmentée, puisqu’il n’est plus nécessaire de ménager des espaces vides au sein de la structure de stockage 10. Enfin, la deuxième couche 200 permet de répartir les efforts mécaniques nés des variations de volume du matériau de stockage en fonctionnement.

Par ailleurs, la deuxième couche 200 peut comprendre une matrice comprenant du graphite, par exemple du graphite naturel, par exemple du graphite naturel expansé. Alternativement, ou en complément, la deuxième couche 200 peut comprendre un métal, par exemple de l’aluminium ou du cuivre. Le demandeur s’est en effet aperçu que ces matériaux présentaient des propriétés de compressibilité et/ou de transferts thermiques adéquats pour remplir les fonctions de la deuxième couche 200.

Structure en alternance

Comme visible sur les figures 1 et 2, mais aussi sur les figures 6 à 8, la structure de stockage 10 peut comprendre la première couche 100 et la deuxième couche 200, en alternance. De manière privilégiée, la structure de stockage 10 comprend alors une alternance de premières couches 100 et de deuxièmes couches 200, les premières couches 100 étant de préférence séparées deux à deux par une des deuxièmes couches 200. En d’autres termes, la pluralité de premières couches 100 et la pluralité de deuxièmes couches 200 sont disposées selon un motif alterné. La répartition en alternance facilite notamment la répartition des contraintes thermiques et mécaniques au sein de la structure de stockage 10. En outre, une structure en alternance est aisément reproductible à l'échelle industrielle, tant au stade de fabrication que de maintenance de la structure de stockage 10. De plus, une telle structure peut facilement être adaptée suivant les besoins en performance de stockage et/ou de fourniture de gaz. Enfin, une telle répartition autorise une compacité de la structure de stockage 10 qui peut s’avérer particulièrement avantageuse pour des applications telles que le transport, par exemple automobile.

Avantageusement, la structure de stockage 10 comprend une alternance de galettes, chaque première couche 100 et/ou chaque deuxième couche 200 formant de préférence une galette. De manière privilégiée, mais toutefois optionnelle, les galettes sont mécaniquement indépendantes les unes des autres. Une telle configuration peut notamment faciliter la manipulation des différents éléments de la structure de stockage lors des différentes opérations associées à la fabrication, la maintenance et/ou le recyclage de la structure de stockage 10. En outre, la configuration en galette favorise une optimisation géométrique de la répartition et de la distribution des matériaux au sein de la structure de stockage 10. De plus, cette configuration est plus adaptée au fonctionnement de stockage par sorption, car elle plus stable, facilite le transfert de chaleur, rend l’expansion du matériau de stockage plus homogène. Ainsi, le gaz peut être mieux distribué à travers toute la structure de stockage 10 lors du chargement du matériau de stockage.

Parties de deuxième couche

En référence aux figures 2 et 3, la deuxième couche 200 peut comprendre une première partie de deuxième couche 201 , 203 en contact avec la première couche 100, et une deuxième partie de deuxième couche 202.

Dans cette configuration, la première partie 201 , 203 peut alors comprendre un matériau thermiquement conducteur, de conductivité thermique supérieure à celle du matériau de stockage, en vue d’augmenter les transferts thermiques au sein de la structure de stockage. La deuxième partie 202 peut, quant à elle, comprendre un matériau compressible en vue de se déformer sous l’action d’efforts exercés par le matériau de stockage lors de variations du volume du matériau de stockage au cours de phase de sorption et de désorption de gaz. En outre, le matériau de deuxième partie 202 est, dans ce cas, avantageusement de compressibilité supérieure au matériau de première partie. Par compressibilité, on comprend la capacité d’un matériau à diminuer son volume lorsqu’il est soumis à un effort de compression donné. Ainsi, pour un même effort de compression, la diminution en volume du matériau de deuxième partie 202 est plus importante que la diminution en volume du matériau de première partie 201 , 203. En d’autres termes, pour obtenir un taux de diminution donné du volume du matériau de première partie 201 , 203 et du matériau de deuxième partie 202, des efforts de compression plus importants sont nécessaires pour le matériau de première partie 201 , 203 que pour le matériau de deuxième partie 202. En tout état de cause, le matériau de deuxième partie 202 peut également être thermiquement conducteur, de conductivité thermique supérieure à celle du matériau de stockage, en vue d’augmenter les transferts thermiques au sein de la structure de stockage 10.

Les fonctions de la deuxième couche 200 sont alors partiellement réparties entre la première partie 201 , 203 et la deuxième partie 202. De cette manière, chacune de ces fonctions peut être optimisée indépendamment l’une de l’autre, ce qui améliore l’efficacité globale de la structure de stockage 10, et permet davantage d’adapter la structure de stockage 10 en fonction des besoins en fourniture et/ou stockage de gaz. En outre, la présence d’un matériau thermiquement conducteur dans chacun des deux parties 201 , 202, 203 garantit que les échanges thermiques au sein de la structure de stockage 10 sont facilités afin de répartir la chaleur de manière homogène dans toute la structure de stockage 10.

Le matériau de première partie 201 , 203 peut être identique au matériau de deuxième partie 202. Ceci permet une avantageuse réduction de coût et une simplification de la fabrication de la structure de stockage 10. Alternativement, le matériau de première partie 201 , 203 peut être différent du matériau de deuxième partie 202. Ceci favorise l’adaptation de la structure de stockage 10 afin d’optimiser ses capacités de stockage et/ou de fourniture d’un gaz donné.

Par ailleurs, le matériau de première partie 201 , 203, et/ou le matériau de deuxième partie 202, peuvent comprendre une matrice comprenant du graphite, par exemple du graphite naturel, par exemple du graphite naturel expansé. Alternativement, ou en complément, le matériau de première partie 201 , 203 peut comprendre un métal, par exemple de l’aluminium ou du cuivre. Alternativement, ou en complément, le matériau de deuxième partie 202 peut comprendre une mousse. Le demandeur s’est en effet aperçu que ces matériaux présentaient des propriétés de compressibilité et/ou de transferts thermiques adéquats pour remplir les fonctions de première partie 201 , 203 et/ou de deuxième partie 202 d’une structure de stockage 10.

Le matériau de première partie 201 , 203 peut en outre présenter une porosité plus faible que le matériau de deuxième partie 202. La porosité constitue en effet un paramètre influençant à la fois la compressibilité et les propriétés thermiques d’un matériau. Par conséquent, cette différence de porosité favorise la déformation de la deuxième partie 202 sous l’action d’efforts exercés par le matériau de stockage lors de variations du volume du matériau de stockage au cours de phase de sorption et de désorption de gaz, et permet à la première partie 201 , 203 d’augmenter les transferts thermiques au sein de la structure de stockage 10. Plus précisément, le matériau de première partie 201 , 203 peut présenter une porosité inférieure à 50%, de préférence inférieure à 15%, et de manière privilégiée moins de 5%.

En référence à la figure 3, les propriétés mécaniques de la deuxième couche 200 évoluent au cours des différents cycles de fonctionnement de la structure de stockage 10. En fait, les premiers cycles de fonctionnement de la structure de stockage 10 permettent d’activer la première couche 100. Plus précisément, lors des premiers cycles de chargement et/ou déchargement de la structure de stockage 10, le matériau de stockage compris dans la première couche 100 acquiert sa pleine capacité de stockage par sorption. Ce conditionnement initial peut être mis en oeuvre lors de cycles de chargement et/ou de déchargement pouvant être de longue durée et/ou réalisés à haute température et/ou réalisés à haute pression. A cet égard, il convient de noter que, lorsque le matériau de stockage est sous forme pulvérulente pré- compressée, l’activation est facilitée car le nombre et la durée des premiers cycles de chargement et/ou déchargement diminuent. Progressivement, la quantité de gaz stockée, puis fournie, par la première couche 100 augmente, au fur et à mesure des chargements et/ou déchargements successifs, jusqu’à atteindre un niveau de stockage attendu dans des conditions de température et de pression donnée. Ce niveau attendu correspond à la quantité maximale de gaz qu’il est possible de stocker dans la première couche 100 à température et pression données. Une fois ce niveau atteint, le matériau de stockage est activé. Or, ce ou ces premiers cycles de fonctionnement entraînent des modifications importantes du volume de première couche 100. Ceci amène à une compression plastique de deuxième couche 200, essentiellement par compression plastique de la deuxième partie de deuxième couche 202, comme visible sur la figure 2.

Par la suite, les variations de volume de la première couche 100, lors du stockage et/ou de la fourniture de gaz, sont moins importants que lors de l’activation du matériau de stockage. On parle alors de respiration de la première couche 100. Ces faibles variations de volume sont compensées par une déformation élastique de la deuxième couche 200 comme visible sur la figure 3.

Ainsi, la première partie 201 , 203 peut présenter, avant activation du matériau de stockage, une épaisseur inférieure à 5 millimètres, de préférence d’environ 2 millimètres, et de manière privilégiée d’environ 1 millimètres. La deuxième partie 202 peut, quant à elle, présenter, avant activation du matériau de de stockage, une épaisseur comprise entre 2 et 10 millimètres, de préférence comprise entre 2 et 8 millimètres, et de manière privilégiée comprise entre 2 et 4 millimètres. Le demandeur s’est en effet aperçu que ces épaisseurs garantissent la meilleure conductivité thermique au sein de la structure de stockage 10, mais aussi une bonne compensation des efforts exercés par le matériau de stockage lors de variations du volume du matériau de stockage au cours de phases de sorption et de désorption du gaz. En tout état de cause, la compression plastique de deuxième couche 200 conduit à une réduction de hauteur de la deuxième couche 200 de l’ordre de 20 à 60 % par rapport à sa hauteur initiale, avant activation, et la compression élastique conduit à une réduction de hauteur de la deuxième couche 200 de l’ordre de 80 à 99 % par rapport à sa hauteur initiale, avant activation.

En outre, le matériau de deuxième partie 202 peut présenter, avant activation du matériau de stockage, une porosité supérieure à 70%, de préférence plus de 80%, et de manière privilégiée plus de 95% et, après activation du matériau de stockage, une porosité supérieure à 20%, de préférence plus de 30%, et de manière privilégiée comprise entre 45% et 60%. Le demandeur s’est en effet aperçu que ces porosités garantissent la meilleure conductivité thermique au sein de la structure de stockage, 10 mais aussi une bonne compensation des efforts exercés par le matériau de stockage lors de variations du volume du matériau de stockage au cours de phases de sorption et de désorption du gaz.

Comme visible sur les figures 1 à 3, la première partie 201 , 203 peut être une première sous-couche et/ou la deuxième partie 202 peut être une deuxième sous- couche. Ceci garantit une homogénéité structurelle qui facilite les opérations de fabrication, de maintenance et/ou de recyclage de la structure de stockage 10. En outre, les fonctions de la deuxième couche 200 peuvent être assurées tout en conservant une bonne compacité de la structure de stockage 10. Ceci n’est cependant pas limitatif, puisque d’autres formes de première partie 201 , 203 et de deuxième partie 202 sont envisageables. Par exemple, la deuxième couche 202 peut également être structurée en secteurs angulaires, chaque secteur correspondant à l’une ou l’autre de la première partie 201 , 203 et de la deuxième partie 202.

Avantageusement, en référence aux figures 1 à 3, pour au moins une deuxième couche 200, la deuxième sous-couche 202 peut être disposée entre la première sous-couche 201 et une troisième sous-couche de deuxième couche 203, en contact avec une autre de l’au moins une première couche 100, et comprenant un matériau thermiquement conducteur, de conductivité thermique supérieure à celle du matériau de stockage, en vue d’augmenter les transferts thermiques au sein de la structure de stockage. Dans cette configuration de deuxième couche 200 en « sandwich », la deuxième sous-couche 202 n’est pas en contact avec la première couche 100. Cette configuration autorise une optimisation des transferts thermiques à travers la structure de stockage 10.

Moyens de chauffage

En référence aux figures 1 , 4 et 5 un dispositif de stockage de gaz par sorption 1 peut en outre comprendre des moyens de chauffage 3 configurés pour chauffer le matériau de stockage et faciliter la désorption du gaz.

Les moyens de chauffage 3 peuvent comprendre un dispositif propre à faire cheminer un fluide calorifique, tel que de l’eau. Par exemple, un tel dispositif peut prendre la forme d’un radiateur, ou d’une coque cylindrique de révolution, à double paroi, entourant la structure de stockage 1 . Lorsque le dispositif de stockage 1 est relié à unité d’utilisation de gaz 6 qui dégage de l’énergie sous forme de chaleur (e.g. pile à combustible, moteur à combustion, ligne d’échappement, etc.), un tel dispositif de chauffage peut comprendre un circuit fermé de fluide calorifique reliant la structure de stockage 1 à l’unité d’utilisation de gaz 6. En fonctionnement, la chaleur émise par l’unité d’utilisation de gaz 6 est captée par le fluide calorifique en circulation, puis rayonnée au sein de la structure de stockage 1 , par l’intermédiaire du même fluide calorifique en circulation. Ceci permet à la fois de refroidir l’unité d’utilisation de gaz 6, mais aussi de faciliter la désorption du gaz par chauffage. Ce type de moyens de chauffage 3 offre ainsi l’avantage d’être optimisé énergétiquement, c’est-à-dire qu’il permet de ne pas dépenser un surplus d’énergie lors du fonctionnement du dispositif de stockage 1. En outre, cela permet de réduire les dimensions d’un éventuel système de refroidissement de l’unité d’utilisation de gaz 6.

Alternativement, ou en complément, les moyens de chauffage 3 comprennent des moyens de ventilation par l’air entourant le dispositif de stockage 1. Les moyens de ventilation offrent en effet l’avantage d’être simples et peu coûteux.

Alternativement, ou en complément, les moyens de chauffage 3 peuvent comprendre une résistance, par exemple de type électrique, reliée à un générateur de puissance électrique. Ce type de moyen de chauffage 3 est simple et rapide à mettre en oeuvre. Une résistance offre en outre l’avantage d’être modulable facilement suivant les applications recherchées.

Alternativement, ou en complément, lorsque le gaz stocké est un combustible, et que le dispositif de stockage 1 est relié, en plus de l’unité d’utilisation du gaz 6, à une unité de combustion de gaz (non représentée), il est possible de relier les moyens de chauffage 3 à ladite unité de combustion de gaz, de sorte à récupérer la chaleur dégagée par la combustion du gaz. Ce type de moyens de chauffage 3, dédié au dispositif de stockage 1 , permet d’augmenter très rapidement la température au sein de la structure de stockage 10.

Comme visible sur les figures 4 et 5, les moyens de chauffage 3 peuvent comprendre :

une première partie chauffante 30 agencée dans la structure de stockage 10, à distance du bord circonférentiel B, et

une deuxième partie chauffante 32, également agencée dans la structure de stockage, à distance du bord circonférentiel d’une part, et de la première partie chauffante 30 d’autre part.

Par « à distance », on comprend que la première partie chauffante 30 et la deuxième partie chauffante 32 ne sont pas directement en contact avec le bord circonférentiel B, ni l’une avec l’autre. Ainsi, la première partie chauffante 30 et la deuxième partie chauffante 32 définissent entre elles un espace, dans lequel une première portion 1 1 de la structure de stockage 10 s’étend.

Cette disposition des moyens de chauffage 3 au sein de la structure de stockage 10 permet de dégager un volume central V _c et un volume périphérique V _p de la structure de stockage 10. Comme les moyens de chauffage 3 ne sont ni disposés au niveau d’une paroi de la structure de stockage 10, ni au centre de ladite structure de stockage 10, il est possible de chauffer la structure de stockage 10 de manière plus homogène. Ainsi, les flux de chaleur émis par les moyens de chauffage 3 bénéficient à l’ensemble de la structure de stockage 10. Le gaz stocké et/ou fourni est donc mieux réparti à travers toute la structure de stockage 10, si bien qu’il est possible d’allonger la durée de vie du dispositif de stockage 10.

La première partie chauffante 30 et la deuxième partie chauffante 32 peuvent en outre être reliées l’une à l’autre par une troisième partie chauffante 34. Ainsi, les moyens de chauffage 3 peuvent présenter une section substantiellement annulaire, comme sur la figure 1 , ou en forme de S, comme sur la figure 4. De cette manière, il est possible d’optimiser la segmentation de la structure de stockage 10 entre la première portion 1 1 et le reste de la structure de stockage 10. Par exemple, en référence à la figure 1 , il est possible d’isoler totalement la première portion 1 1 du reste de la structure de stockage 10.

Par ailleurs, comme visible sur les figures 4 et 5, la structure de stockage 10 peut comprendre une deuxième portion 12 s’étendant jusqu’au bord circonférentiel B de la structure de stockage 10, et reliée à la première portion 1 1 . Dans ce cas, la première portion 1 1 n’est pas isolée du reste de la structure de stockage 10. Cette configuration permet avantageusement de faciliter la diffusion de gaz après désorption.

Comme également visible sur la figure 1 , les compositions et/ou répartitions du matériau de stockage dans la première portion 1 1 de la structure de stockage 10 peuvent être différentes des compositions et/ou répartitions du matériau de stockage dans le reste de la structure de stockage 10. Plus précisément, le matériau de stockage dans la première portion 1 1 peut être différent du matériau de stockage dans le reste de la structure de stockage 10. Alternativement, ou en complément, une épaisseur d’une au moins parmi les premières couches 100 configurées pour stocker du gaz par sorption dans la première portion 1 1 peut être différente d’une épaisseur d’une au moins parmi les premières couches 100 configurées pour stocker du gaz par sorption dans le reste de la structure de stockage 10, l’épaisseur s’entendant de la dimension selon l’axe longitudinal X-X tel que défini ci-après. Alternativement, ou en complément, le nombre de premières couches 100 et/ou de deuxièmes couches 200, comprenant le matériau thermiquement conducteur, de conductivité thermique supérieure à celle du matériau de stockage, en vue d’augmenter les transferts thermiques au sein de la structure de stockage 10, et compressible en vue de se déformer sous l’action d’efforts exercés par le matériau de stockage lors de variations du volume du matériau de stockage au cours de phase de sorption et de désorption de gaz, dans la première portion 1 1 peut être différent du nombre de premières couches 100 et/ou de deuxièmes couches 200 dans le reste de la structure de stockage 10. Alternativement, ou en complément, le matériau et/ou une épaisseur d’une au moins parmi les deuxièmes couches 200 de la première portion 1 1 peut être différent du matériau et/ou d’une épaisseur d’une au moins parmi les deuxièmes couches 200 dans le reste de la structure de stockage 10. Alternativement, ou en complément, l’une au moins parmi les deuxièmes couches 200 de la première portion 1 1 peut ne pas comprendre deux et/ou trois parties 201 , 202, 203, tandis que l’une au moins parmi les deuxièmes couches 200 dans le reste de la structure de stockage 10 comprend deux et/ou trois parties distinctes 201 , 202, 203, la première partie 201 et/ou la troisième partie 203 comprenant un matériau thermiquement conducteur, de conductivité thermique supérieure à celle du matériau de stockage, en vue d’augmenter les transferts thermiques au sein de la structure de stockage 10, la deuxième partie 202 comprenant, quant à elle, un matériau compressible en vue de se déformer sous l’action d’efforts exercés par le matériau de stockage lors de variations du volume du matériau de stockage au cours de phase de sorption et de désorption de gaz.

Ainsi, il est possible d’optimiser la répartition de la chaleur issue des moyens de chauffage 3 au sein de la structure de stockage 10, entre la première portion 1 1 et le reste de la structure de stockage 10. En effet, en fonctionnement, la première portion 1 1 aura tendance à chauffer plus rapidement que le reste de la structure de stockage 10. Par conséquent, il est possible de disposer des matériaux de stockage et/ou de deuxième couche 200 dont les propriétés mécaniques et/ou thermiques sont plus adaptées à une chauffe rapide au sein de la première portion 1 1 , et vice-versa dans le reste de la structure de stockage 10.

En référence à la figure 1 , la structure de stockage 10 peut présenter une direction privilégiée définissant un axe longitudinal X-X. Une telle configuration rend le dispositif de stockage 10 particulièrement facile à stocker et/ou à transporter. Dans cette configuration, comme visible sur la figure 1 , les moyens de chauffage 3 peuvent présenter une structure substantiellement annulaire le long de l’axe longitudinal X-X. De cette manière la répartition de la chaleur au sein de la première portion 1 1 et au sein du reste de la structure de stockage 10 est optimisée. En effet, la chaleur a tendance à se propager radialement par rapport à l’axe longitudinal X-X. Aussi, une structure annulaire des moyens de chauffage 3 garantit la meilleure répartition possible des transferts thermiques au sein de la structure de stockage 10. Avantageusement, dans ce cas, les moyens de chauffage 3 sont centrés autour de l’axe longitudinal X-X, afin de garantir une homogénéité symétrique de la répartition de la chaleur.

Enceinte et évacuation de gaz

En référence à la figure 1 , un conduit d’évacuation de gaz 400 peut être ménagé au sein de la première portion 1 1 . Ceci n’est cependant pas limitatif puisque, à titre d’alternative ou en complément, un conduit d’évacuation de gaz 400 peut également être ménagé dans le reste de la structure de stockage 10. En tout état de cause, de tels conduits 400 facilitent le transport du gaz lors de sa désorption du matériau de stockage.

En référence aux figures 1 , et 6 à 8, le dispositif de stockage 10 peut également comprendre une enceinte 4 comprenant une paroi extérieure 40, la structure de stockage 10 étant disposée à l’intérieur de l’enceinte 4. La présence d’une telle enceinte 4 facilite le transport et l’utilisation du dispositif de stockage 1 . En outre, l’enceinte 4 renforce la sûreté d’utilisation du dispositif de stockage 1 , en protégeant un utilisateur d’éventuelles fuites de gaz et/ou de transferts thermiques d’intensité élevées.

En vue de renforcer la protection de l’utilisateur, mais aussi de faciliter la diffusion du gaz lors de sa désorption du matériau de stockage, le dispositif de stockage 1 peut avantageusement comprendre une couche isolante thermiquement 42, disposée entre la structure de stockage 10 et la paroi extérieure 40 de l’enceinte 4. Cette couche isolante thermiquement 42 est, en outre, configurée pour diffuser du gaz. En outre, la couche isolante 42 peut être en contact avec la structure de stockage 10, afin de faciliter davantage la diffusion du gaz, mais aussi d’améliorer la compacité du dispositif de stockage 1 . Ceci n’est cependant pas limitatif, puisque la couche isolante 42 peut également être séparé de la structure de stockage 10, par exemple par un espace libre, ne comportant ni matériau de stockage 10, ni matériau de deuxième couche 200, et pouvant être initialement occupé par du gaz. Cette dernière configuration peut être rencontrée lorsque les matériaux de structure de stockage 10 ne sont pas compatibles avec le matériau de couche isolante 42, ou lorsqu’il est préférable d’augmenter l’isolation thermique grâce à l’espace libre.

La couche isolante 42 peut, dans un mode de réalisation, comprendre une structure poreuse, par exemple avec un gradient de porosité décroissant depuis la structure de stockage 10 vers la paroi extérieur 40 de l’enceinte 4. Ce mode de réalisation est notamment illustré en figure 7. De cette manière, la portion de couche isolante 42 la plus proche du matériau de stockage peut évacuer efficacement le gaz après désorption, tandis que la portion de couche isolante 42 la plus proche de l’enceinte 4 peut isoler efficacement de la chaleur dégagée par la structure de stockage 10.

Alternativement, ou en combinaison, la couche isolante 42 peut comprendre une structure rainurée. En référence à la figure 8, des rainures 420 sont par exemple ménagées au niveau de la paroi de la couche isolante 42 qui débouche sur la structure de stockage 10. Ainsi, la portion de couche isolante 42 la plus proche du matériau de stockage peut également évacuer efficacement le gaz après désorption, tandis que la portion de couche isolante 42 la plus proche de l’enceinte peut isoler efficacement de la chaleur dégagée par la structure de stockage 10.

En outre, la couche isolante 42 peut être formée au niveau d’une paroi interne 44 de l’enceinte 4, par exemple par traitement de ladite paroi 44, ou par dépôt d’un revêtement additionnel. Une telle configuration permet de simplifier le processus d’assemblage du dispositif de stockage 1 . En outre, ce mode de réalisation peut avantageusement aboutir à une réduction des coûts de maintenance du dispositif de stockage.

Par ailleurs, la couche isolante 42 peut être un film. Dans ce cas, la couche isolante 42 présente une épaisseur très fine par rapport à l’épaisseur de l’enceinte 4, par exemple moins de 25% de l’épaisseur de l’enceinte, ou de l’ordre de 10% de l’épaisseur de l’enceinte, de préférence 5% de cette épaisseur. Cette configuration permet d’une part d’améliorer la compacité et la légèreté du dispositif de stockage 1 , et d’autre part d’en faciliter la fabrication et la maintenance.

Un ou plusieurs conduits d’évacuation des gaz 400 peuvent en outre être ménagés au sein de la couche isolante 42, comme visible sur la figure 1 , afin de faciliter le transport du gaz en dehors du dispositif de stockage 1 , après la désorption.

Système de stockage et/ou de fourniture de gaz

En référence à la figure 9, un système de stockage et/ou de fourniture de gaz 5 comprend un dispositif de stockage de gaz par sorption 1 selon l’un quelconque des modes de réalisation précédemment décrits, et une unité d’utilisation de gaz 6.

L’unité d’utilisation de gaz 6 peut, par exemple, être une pile à combustible de véhicule automobile lorsque le gaz stocké est de l’hydrogène.

Procédé de fabrication d’un dispositif de stockage

En référence à la figure 10, un procédé de fabrication d’un dispositif de stockage de gaz par sorption 1 selon l’un quelconque des modes de réalisation précédemment décrit comprend une étape de compression E1 d’une poudre de matériau de stockage de gaz par sorption de sorte à former une première couche de matériau 100 de stockage de gaz par sorption sous forme pulvérulente pré- compressée. En outre, un tel procédé E peut comprendre une étape de disposition E2 d’une deuxième couche 200 adjacente à la première couche 100, ladite deuxième couche 200 comprenant un matériau thermiquement conducteur, de conductivité thermique supérieure à celle du matériau de stockage.