L’hydrogène, en tant que vecteur d’énergie, doit être stocké dans des réservoirs pour être utilisé en stations ou en systèmes embarqués. Ces réservoirs à hydrogène présentent un fort risque d’inflammation qu’il est nécessaire de prévenir.
De par son expertise, Spi Energie propose des essais d’étanchéité et de résistance de vos réservoirs à hydrogène dans le but d’assurer leur état de fonctionnement. De manière plus générale, nos techniciens testent l’étanchéité des installations avec l’hélium.
Techniques de stockage de l’hydrogène
L’hydrogène a une densité très faible (0,09 kg/m3). Pour cette raison, son stockage pose un défi technologique. Les industriels cherchent à développer des solutions de stockage du gaz de manière à augmenter la densité volumique d’énergie. Dans les projets liés à la mobilité, ce critère est déterminant pour assurer la viabilité du procédé.
Des réservoirs adaptés à l’état de l’hydrogène
Plusieurs techniques sont actuellement à l’état d’étude ou de commercialisation, selon trois principales voies : stockage à l’état gazeux, stockage à l’état liquide, stockage sur matériau porteur.
- Pour les process liés à la mobilité, la compression dans des réservoirs à haute pression est privilégiée. L’acier ou l’acier renforcé est peu utilisé pour les risques de rupture liée à la pénétration de l’hydrogène dans la matière (fissuration). Les réservoirs d’hydrogène haute pression sont généralement fabriqués en matériaux composites à fibres enroulées et liner polymère.
- Pour les applications spatiales, l’hydrogène est stocké à l’état liquide (liquéfaction cryogénique).
- D’autre solutions de stockage d’hydrogène sont déployées : stockage dans un solide (adsorption dans les hydrures métalliques, absorption dans les charbons actifs…).
Pourquoi faire des essais sur les réservoirs à hydrogène
Compte tenu du risque élevé d’inflammation (faible Energie Minimale d’Inflammation), il est déterminant d’éviter toute fuite ou dispersion de l’hydrogène dans l’atmosphère, qu’il s’agisse d’un espace libre ou confiné.
Un contrôle à la fabrication s’impose : l’objectif est de valider le procédé de fabrication dans son ensemble, puis de contrôler la qualité des réservoirs qui seront produits.
Au cours des différentes étapes de fabrication, les réservoirs d’hydrogène seront soumis à des essais destructifs et non destructifs pour contrôler : la résistance mécanique au-delà de la pression de service, l’étanchéité à la pression de service. Les résultats sont également dépendants du vieillissement des matériaux dont les performances ont tendance à se dégrader avec le temps.
La pile à combustible
Une pile à combustible (PAC ou Fuel Cell) utilise la source d’hydrogène gazeux pour la transformer partiellement en énergie électrique, selon la formule chimique suivante :
H2 + ½ O2 H2O
Cette réaction exothermique produit des ions qui migrent dans l’électrolyte conducteur pour générer un courant électrique.
La pile à combustible est aujourd’hui largement utilisée comme générateur électrique : depuis les systèmes embarqués dans les véhicules, jusqu’aux centrales électriques.
