Cinq défis de l'essai à haute pression de l'hydrogène

Cinq défis de l'essai à haute pression de l'hydrogène

Au cours des dernières années, le concept d'une économie dans laquelle l'hydrogène joue un rôle important a gagné en popularité, notamment auprès des organisations qui cherchent à réduire leurs émissions de carbone tout en envisageant un réseau énergétique sans carbone. Les progrès réalisés en matière de stockage de l'électricité sous forme d'hydrogène peuvent avoir un impact majeur sur la stabilité du réseau et la connexion du réseau énergétique.

Le développement de cette industrie de l'hydrogène s'accompagne de ses propres défis. Les propriétés particulières de la molécule d'hydrogène peuvent la rendre difficile à manipuler. Les applications pratiques telles que les réservoirs de stockage, les cylindres, les tuyaux, les valves et autres composants utilisés par les industries de l'énergie, de l'automobile et du pétrole et du gaz doivent toujours être testées et certifiées. Ces procédures d'essai peuvent aller des essais d'éclatement de base aux procédures d'essai de cycle complexes dans des gammes de températures basses et élevées. Si vous êtes amené à effectuer des tests à haute pression avec de l'hydrogène de quelque manière que ce soit, le fait de connaître les cinq défis suivants liés à l'hydrogène vous aidera certainement :
 

1. La fragilisation de l'hydrogène augmente le risque d'échec

Selon NACE International, la fragilisation par l'hydrogène peut être une cause de corrosion qui "peut sérieusement réduire la ductilité et la capacité de charge, provoquer des fissures et des ruptures fragiles catastrophiques à des contraintes inférieures à la limite d'élasticité". Comme ce phénomène n'affecte pas tous les métaux de la même manière, il est important de choisir avec soin les bons matériaux.

2. L'hydrogène se réchauffe pendant le processus d'expansion

L'hydrogène, avec l'hélium, est un gaz qui se comporte différemment de l'azote, de l'air et d'autres gaz lors d'une chute de pression (le processus dit isenthalpique). Contrairement à de nombreuses autres molécules, l'hydrogène se réchauffe lorsqu'il se dilate. Cet effet est également appelé effet Joule-Thomson inversé. Lorsqu'on travaille avec de l'hydrogène sous des pressions élevées pouvant atteindre 700 bars, le Health and Safety Executive souligne qu'il est essentiel de comprendre les implications de ce comportement afin de développer des solutions sûres.

3. Les systèmes à hydrogène nécessitent des accumulateurs pour fournir une quantité raisonnable d'énergie

Bien que l'énergie par masse de l'hydrogène soit la plus élevée de tous les carburants, sa faible densité ambiante se traduit par une faible énergie par unité de volume. Pour augmenter la densité énergétique de cette énergie, l'hydrogène gazeux est généralement stocké dans des réservoirs à des pressions comprises entre 350 et 700 bars, voire plus.

4. L'hydrogène est hautement explosif

De nombreuses organisations internationales reconnaissent la grande inflammabilité de l'hydrogène. Selon un projet de la NASA, "une concentration de 4 à 74 % dans l'air et de 4 à 94 % dans l'oxygène" est suffisante pour créer un mélange inflammable. Empêcher l'hydrogène de se mélanger à l'air et à l'oxygène dans les espaces confinés est donc un conseil qui ne doit pas être pris à la légère.

5. L'hydrogène se diffuse facilement à travers les matériaux en raison de sa légèreté

En raison de sa structure chimique et de son faible poids atomique, l'hydrogène se diffuse facilement à travers les matériaux et est donc extrêmement difficile à contenir dans des zones confinées. La technologie et les matériaux d'étanchéité appropriés sont essentiels pour développer des équipements de test de l'hydrogène sûrs qui minimisent les fuites d'hydrogène et luttent contre la fragilisation de l'hydrogène.

 

 

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Sander Vroling

"Nous nous considérons comme des médecins à haute pression et non comme des vendeurs."

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