L'hydrogène est de nouveau à l'ordre du jour dans l'industrie automobile, notamment pour les véhicules utilitaires. Ce qui fait de cette substance une source de force la rend en même temps sensible. Mot-clé : sécurité. Jörg Ruppert, ingénieur chez Weiss Technik, explique dans une interview ce qu'il faut vérifier pour l'utilisation de l'élément explosif.
Certains constructeurs automobiles indiquent qu'ils travaillent sur des systèmes de propulsion utilisant la technologie de l'hydrogène comme alternative aux batteries. Quelles sont vos estimations concernant les applications de l'hydrogène dans le domaine de la mobilité ?
En raison de l'abandon des sources d'énergie fossiles et de la promotion des applications de l'hydrogène entreprise par l'État allemand et les Länder, il existe des projets de recherche et de développement qui seront mis en œuvre plus tard. Les véhicules à hydrogène et leurs composants doivent passer les mêmes tests de simulation environnementale que les véhicules à moteur conventionnels à combustion ou électriques. Pour cela, il faut des installations de contrôle adéquates.
Ressentez-vous déjà une augmentation de la demande ?
Définitivement. De nombreux constructeurs automobiles s'intéressent à l'hydrogène, de même que les fournisseurs correspondants. C'est-à-dire les entreprises qui construisent des composants tels que des systèmes de tuyauterie, des vannes, des réservoirs ou des équipements de sécurité. Nous enregistrons également de plus en plus de demandes de mise à niveau d'installations de test existantes pour des applications d'hydrogène.
Quelles sont les influences environnementales à prendre en compte dans le fonctionnement des véhicules à hydrogène ?
Lors des simulations environnementales, les paramètres classiques sont testés, comme les températures élevées et basses, ainsi que les changements rapides. À cela s'ajoutent l'humidité et la corrosion, qui peuvent par exemple être causées par le brouillard salin et les applications offshore. Il en va de même pour les différentes conditions météorologiques, l’irradiation IR et UV (échauffement & vieillissement). Tout cela en quelques jours, pour ainsi dire en accéléré.
Qu'est-ce qui est testé en plus des influences environnementales ?
Il est important d'étudier les effets des vibrations, elles peuvent provoquer des fuites. Nous examinons en plus les effets de la dépression et de la surpression, qui sont particulièrement importants pour la mobilité en altitude ou pour les appareils volants.
Revenons brièvement sur le thème de la mise à niveau. Une installation de simulation dans laquelle on a testé jusqu'à présent des automobiles à moteur à combustion ou électrique peut-elle être adaptée sans problème à l'étude de véhicules à hydrogène ?
Oui, c'est possible. Une analyse détaillée des risques est effectuée au début d'un réaménagement. Il s'agit d'évaluer précisément les risques liés à l'hydrogène, la manière de prévenir les incidents et les contre-mesures à mettre en place en cas de situation critique. Cela signifie une inspection précise de l'installation sur place, avec un examen, des conseils et l'élaboration d'un concept individuel.
L'hydrogène est assez agressif. Qu'est-ce que cela signifie pour la technologie automobile ? Et pour les tests ?
C'est correct. L'hydrogène réagit facilement avec l'oxygène, il est donc inflammable et hautement explosif. Ce sont des caractéristiques auxquelles il faut s'adapter. L'important est de ne pas avoir de fuites, c'est-à-dire d'empêcher l'hydrogène de s'échapper. Par exemple, avec de petits composants. Ou des tubes à double paroi, donc un tube dans le tube, avec un revêtement supplémentaire pour exclure la corrosion. Les installations utilisées pour tester les piles à combustible, par exemple, fonctionnent avec ces conduites d'alimentation. On y trouve également des vannes à fermeture rapide qui se ferment immédiatement lorsque de l'hydrogène est libéré.
Si, malgré toutes les mesures de précaution, une fuite d'hydrogène se produit – que faut-il faire ?
Si cela se produit, il faut empêcher la formation d'un mélange explosif. La quantité d'hydrogène libérée par rapport au volume de la pièce et la durée de la fuite déterminent le risque. La règle générale est la suivante : si la quantité est faible et l'unité de temps longue, elle est maîtrisable. Si la quantité est importante et l'unité de temps courte, cela devient dangereux.
Quelles sont les mesures à prendre en cas de situation critique ?
Le danger doit être rapidement détecté et signalé. Une autre mesure d'urgence consiste à diluer l'hydrogène en le rinçant. Cela dépend aussi de l'endroit où se produit la fuite – par exemple, la taille de la pièce détermine le degré de dilution de l'hydrogène. En cas de risque concret d'explosion, la seule solution est d'arrêter l'installation.
Qu'est-ce que cela signifie pour la fabrication en termes de traitement et de propreté ?
Les conduites et tuyauteries d'hydrogène et les systèmes de réservoirs sont évidemment des zones délicates. Les impuretés y sont principalement causées par les conditions de fonctionnement, telles que les températures extrêmes ou les pressions élevées. L'hydrogène aussi a besoin d'une pureté correspondante, sinon la corrosion se développe rapidement. Le soin est obligatoire, tant lors de l'implémentation dans le système que lors de la mise en œuvre, afin d'éviter les fuites et les dommages sur les surfaces.
Lors de la manipulation de l'hydrogène, c'est avant tout la sécurité qui compte, c'est-à-dire la qualité de tous les composants. Quel est l'autre objet des tests ?
Une partie de l'assurance qualité comprend la performance. Ainsi, la performance des composants est au centre des tests, tout comme la sécurité. Les utilisateurs veulent savoir comment se comportent les performances de leurs composants et dans quelles conditions. Quand perdent-ils en performance, quand en gagnent-ils.
De quels secteurs les constructeurs automobiles pourraient-ils s'inspirer afin d’adopter une approche réussie de la technologie de l'hydrogène ?
Industrie chimique et énergétique. Également la marine, l'aéronautique et l'aérospatiale, avec tous les fournisseurs de systèmes et de composants. Bientôt peut-être, des petits avions de série voleront à l'hydrogène. Des avions à hydrogène ou des moteurs fonctionnant à l'hydrogène existaient déjà. L'hydrogène est déjà utilisé dans l'industrie des véhicules utilitaires, par exemple.
Étant donné que le développement et les tests de la technologie de l'hydrogène nécessitent de gros efforts en matière de protection, la question se pose de savoir s'il est possible de travailler avec des substituts qui seraient moins dangereux ?
Les propriétés spécifiques de l'hydrogène, et donc son risque, ne peuvent pas être remplacées par d'autres éléments lors du test. C'est pourquoi il faut une évaluation ciblée des risques et une analyse des dangers avec des mesures de sécurité appropriées. De plus, une substance de substitution n'aurait guère de sens, car les produits qui fonctionneront plus tard à l'hydrogène nécessiteront également une autorisation correspondante.
Pour finir, restons-en aux substituts possibles dans la mobilité. Les carburants synthétiques, dénommés e-fuels, pourraient constituer une alternative à l'hydrogène. Envisagez-vous cela lors du développement de vos installations de simulation ?
Nous concevons nos équipements de test en étroite collaboration avec nos clients. Nous tenons compte des exigences spécifiques, y compris en matière de carburants. La base est de connaître les propriétés du matériau, d'y adapter les capteurs et de tenir compte de la protection contre l'incendie. Weiss Technik adapte les systèmes en fonction de l'analyse des risques. De plus, nous conseillons et sensibilisons nos clients en conséquence.