Plan de déploiement de l’hydrogène pour la transition énergétique : l'Ineris travaille sur la sécurité liée à l'usage de l'hydrogène

INERIS, L’EXPERT PUBLIC EN PRÉVENTION DES RISQUES, ACCOMPAGNATEUR DE L’INNOVATION

L’accompagnement de la transition énergétique est inscrit dans son Contrat d’objectifs et de performance. L’hydrogène est reconnu comme une source d’énergie alternative aux énergies fossiles offrant de grands potentiels. Sa neutralité d’émission (Nox, nanoparticules) au regard des autres vecteurs en fait une énergie d’avenir. Le cas de la filière GPL montre que la sécurité est un facteur de réussite indispensable pour qu’une technologie émergente puisse s’installer durablement. Prendre en compte les risques très en amont dans un processus d’innovation participe donc à son succès.

CARACTÉRISTIQUES DE L’HYDROGÈNE, NOUVEAU VECTEUR D’ÉNERGIE

L’hydrogène est un gaz synthétique et un produit industriel. Les risques associés à sa production et à son utilisation sont connus et maîtrisés.

Elargir l’utilisation de l’hydrogène à d’autres applications ou usages, comme le transport automobile, nécessite d’établir de nouveaux référentiels et normes, et d’ajuster le contexte réglementaire. Cela soulève notamment deux défis :
-    Fortement inflammable, l’hydrogène doit être stocké dans des réservoirs adaptés et sûrs, quel que soit sa forme (gazeuse comprimée, liquide cryogénique ou « solide » adsorbé sur un hydrure métallique).
-    L’hydrogène présente, au regard de sa faible taille moléculaire, une propension à fuir. Dans un milieu confiné disposer d’une ventilation efficace et fiable est essentiel pour écarter les risques d’explosion.

LES COMPÉTENCES DE L’INERIS DANS CE DOMAINE

L’Ineris est aujourd’hui l’une des rares structures en France et en Europe à conduire des essais d’explosion avec de l’hydrogène. Les travaux de l’institut concernent notamment l’étude et la modélisation des fuites de gaz (en milieu confiné comme en milieu ouvert), la sécurité du stockage et de la distribution d’hydrogène, afin de contribuer à l’élaboration du cadre réglementaire. Qu’il s’agisse d’applications mobiles ou stationnaires, ces travaux contribuent également à mieux identifier et évaluer les risques des procédés de fabrication et d’utilisation de l’hydrogène, pour apporter des réponses concrètes aux concepteurs afin de développer des systèmes intrinsèquement plus sûrs.

Analyse des risques liés au stockage
Outre une veille technologique et réglementaire, l’Ineris a identifié et recensé les principaux risques et phénomènes dangereux associés aux technologies de stockage de l’hydrogène :
•    Pour toute technologie de stockage, une fuite d’hydrogène gazeux a des conséquences variables selon de la pression à laquelle il est stocké.
L’Ineris a réalisé des essais afin d’étudier d’une part la dispersion d’hydrogène et d’autre part les moyens permettant de prévenir la formation d’atmosphères explosives (systèmes de détection et de ventilation).
•    Pour le stockage d’hydrogène sous pression, l’éclatement du réservoir et les effets associés : surpressions aériennes et projection de fragments.
L’Ineris a conduit des tests sur les réservoirs à hautes pressions qui ont été soumis à des agressions (feu, tir à balle, chute.) afin d’évaluer d’une part le maintien de leur intégrité en situation accidentelle et d’autre part le niveau de fiabilité des dispositifs de sécurité.
•    Pour le stockage dans les solides, la mise en contact accidentelle des composés hydrures métalliques avec l’air, l’eau ou encore d’autres agents incompatibles peut induire des risques d’incendie violents.
Ces hydrures ont été soumis à des conditions similaires à celles rencontrées en situation accidentelle. Les premiers résultats mettent en évidence, pour les hydrures testés, l’absence de réaction à l’air libre et à l’eau.
•    Pour le stockage cryogénique qui constitue un mode de stockage en cours de développement, l’INERIS s’intéresse à l’influence des très basses températures sur les propriétés inflammables de l’hydrogène.

Accompagnement de la mise en place du cadre normatif
L’Ineris contribue aux travaux de suivi de normalisation des nouvelles technologies. L’institut partage et valorise ainsi son expertise technique, collecte celle de ses partenaires et fait valoir le positionnement français. Ces réunions d’experts donnent également les grandes orientations techniques qui se dessinent aux niveaux mondial, européen et français.

Coopération internationale et partenariats
En 2015, l’Ineris a signé un partenariat avec son homologue allemand, le BAM sur cinq ans : mise en place de projet commun en R&D, réponses coordonnées à des appels à projets, partage de compétences. Le volet hydrogène de ce partenariat concerne l’inflammabilité et le comportement des matériau en contact avec l’hydrogène, selon le pourcentage de mélange hydrogène / gaz naturel.

Contribution de l’Ineris au démonstrateur GRHYD
L’institut a mobilisé ses travaux existants pour accompagner le projet GRHYD sur les questions de sécurité pour la production, le stockage le post-injection (ou le post-mélange). Le démonstrateur GRHYD, Gestion des Réseaux par l’injection d’Hydrogène pour Décarboner les énergies, sera inauguré le 11 juin. Il compte parmi les plus importants en France et en Europe. Développé sur le territoire de Dunkerque, il est le premier site pilote d’injection d’hydrogène dans le réseau de gaz naturel en France. L’Institut a d’abord participé à l’analyse préliminaire des risques de l’ensemble du projet puis a travaillé à l’élaboration d’une stratégie de Mesures de Maîtrise des Risques (MMR).