Souvent présenté comme l’énergie du futur du fait de son fort potentiel énergétique et de sa combustion non émettrice de CO2, l’hydrogène (ou plus précisément le dihydrogène H2) suscite des espoirs mais aussi des craintes. Mais en réalité qu’en est-il ?

L’hydrogène H2 est l’élément le plus abondant de l’univers. Dans la nature l’hydrogène se trouve essentiellement combiné à d’autres atomes comme l’eau H2O ou dans les hydrocarbures. Afin de l’utiliser comme source d’énergie, il doit être extrait. 95 % de l’hydrogène est produit par vaporeformage d’hydrocarbures. Il s’agit d’un procédé très énergivore et qui produit du CO2 à fort impact environnemental

Les enjeux énergétiques et environnementaux mondiaux ont conduit à la recherche de nouveaux procédés de production d’hydrogène dit « vert ». Le principe repose sur l’électrolyse de l’eau pour dissocier la molécule H2O. L’électricité utilisée dans le procédé étant issue d’énergies renouvelables (hydraulique, éolienne ou photovoltaïque).

Dans les véhicules, la transformation est inversée, l’hydrogène stocké en réservoir est converti en électricité qui alimente les moteurs de propulsion. La conversion hydrogène/électrique s’opère par une pile à combustible embarquée dans le véhicule.

La question de sécurité qui se pose : quels sont les risques d’un stockage d’hydrogène en station de production ou de distribution et en réservoir sur les véhicules ?

Promptitude à fuir : composée du plus petit atome de l’univers, de faible viscosité et à grande perméation, la molécule d’H2 possède tous les atouts pour s’échapper de son contenant. Il est important de prévoir un système de détection adéquat et une circulation d’air naturelle ou mécanique afin d’éviter son accumulation dans les zones confinées. Les risques de fuite sont d’autant plus importants que les caractéristiques physico chimiques imposent des conditions de stockage sous très hautes pressions (plusieurs centaines de bars).

Dégrade les métaux et les alliages : la fragilisation et l’attaque par l’H2 peuvent provoquer à terme des fuites ou des ruptures d’équipements. Les atomes d’hydrogène ont tendance à pénétrer certains alliages. Ils endommagent la structure cristalline accélérant la propagation de microfissures.

Extrêmement inflammable : son énergie minimale d’inflammation dans l’air (20 μJ) est plus de 10 fois inférieure à celle du propane ou de l’essence. Cette énergie peut être obtenue par des décharges électrostatiques d’origine humaine. Dans l’oxygène pur (présent dans les électrolyseurs), l’énergie nécessaire est seulement de 3 μJ. La flamme d’H2 rayonne peu et est quasiment invisible le jour. Du fait de sa faible radiation, le risque de propagation du feu par effet thermique dû au rayonnement est en revanche limité.

Très explosif : compris entre 4 % et 75 % en volume d’H2 dans l’air, le domaine d’explosibilité de l’H2 est 10 fois plus important que celui du propane. Brûlant 7 fois plus rapidement que ce gaz, le régime de détonation est favorisé.

La production, le stockage et l’utilisation en mode embarqué de l’hydrogène vert constitue donc de nouveaux défis technologiques Cependant la parfaite connaissance de ses caractéristiques permet d’appréhender les risques pour la conception des dispositifs de production et de consommation.

Bertrand Poireault – Directeur du Département PYRIM – Expert RCCI

Bio express de Bertrand Poireault

• Formation : Docteur en physique.
• Entrée dans le Groupe : octobre 1997.
• Fonctions :
  • Expert RCCI.
  • Directeur de PYRIM (Cellule nationale Recherche de Causes et Circonstances Incendie) depuis 2012.
  • Directeur Régional Adjoint de Polyexpert Atlantique.
  • Formateur au sein de Polyexpert Formation.
  • Membre du jury pour la certification au CNPP.
  • Formateur et membre du jury pour l’habilitation expert RCCI de la CEA.
• A titre personnel goût pour : les sciences.