Article paru en janvier 2004Pile à combustible : "L'hydrogène énergie" en quête de sécurité
Energie > Dans le cadre du projet européen Hysafe qui vient de débuter, le CEA va s'attacher ces quatre prochaines années à améliorer la connaissance des phénomènes accidentels liés à l'hydrogène : quels sont-ils ? quel est leur mécanisme ? quels risques présentent-ils ? Environ 40 industriels et centres de recherche participent à Hysafe, qui a pour toile de fond le développement de l'hydrogène "vecteur d'énergie" : pour qu'il devienne une technologie grand public, son utilisation doit impérativement être sûre.
Comment garantir que l'utilisation de l'hydrogène restera sûre, quand ce gaz hautement énergétique et fortement explosif sera mis à la disposition de tous ? C'est une des questions les plus délicates posées par la montée en puissance de la pile à combustible. Demain, si elle se généralise, l'hydrogène sera partout : maisons, réseaux de distribution, automobiles, stations-services... Les utilisateurs ne seront plus des spécialistes qualifiés, mais des citoyens ordinaires aux comportements multiples et imprévisibles : un quidam n'a-t-il pas un jour fait "sécher" son chat dans un micro-ondes ?
"L'objectif du projet européen Hysafe est précisément de promouvoir une culture de sûreté européenne, applicable à des technologies qui devront être "idiot proof "", explique Henri Paillère, de la Direction de l'énergie nucléaire du CEA. En sachant que l'hydrogène a des propriétés redoutables. Si son potentiel énergétique est inégalable (120 kJ/g contre 50 pour le gaz naturel), il a pour revers une forte capacité à entrer en combustion : 20 microjoules suffisent. Selon sa concentration dans l'air, l'hydrogène peut brûler ou exploser. Au-delà de 12 % de concentration, la détonation génère 20 bars de pression et propage une flamme à 2000 m/s ! Circonstance largement atténuante : l'hydrogène se disperse très vite dans l'air, 5 fois plus que le méthane, ce qui limite le risque de formation de nuage explosif en milieu non confiné.
Au-delà de ces données physiques connues de longue date, la mission du CEA consiste à passer en revue tous les phénomènes accidentels liés à l'hydrogène. Phénomènes qui peuvent être dus à une défaillance du stockage (perméation, brèche, rupture d'une soupape...), se produire à l'air libre, dans un garage souterrain, un garage particulier, un tunnel, etc : les scénarios ne manquent pas. "Nous les étudierons avec les codes de calcul développés pour les études de sûreté des centrales nucléaires. Des benchmarks seront réalisés au niveau européen avec d'autres codes de calcul de fuite, de dispersion atmosphérique et de modélisation d'explosions".
Ce double criblage largement éprouvé dans le nucléaire, (outils de calcul, scénarios accidentels) servira in fine à dégager les phénomènes les plus mal connus, et ayant l'impact sécurité le plus fort. C'est là, bien sûr, qu'il faut concentrer les efforts et réaliser les programmes expérimentaux, ce qui pourra être fait au CEA, dans des laboratoires universitaires ou dans les organismes partenaires de HYSAFE.
Au-delà de ses objectifs immédiats, HYSAFE servira à faire naître un réseau d'excellence en matière de sécurité de l'hydrogène, appelé à durer au-delà du programme. A ce titre, le dispositif n'est pas fermé : des mécanismes d'entrée de nouveaux partenaires seront prévus d'ici un an ou deux.
