Coordinateur: CHAPELLE David (FEMTO-ST, CNRS-Univ FC) david.chapelle(at)univ-fcomte.fr
Le projet HYperStock est l’un des 7 projets ciblés du PEPR – Hydrogène décarboné qui vise à consolider le leadership scientifique français dans le domaine du stockage et de la distribution de l’hydrogène sous haute pression. C’est un élément essentiel de la chaine de la valeur de l’hydrogène sur laquelle l’effort de recherche et d’innovation doit porter en vue notament d’une décarbonation de la mobilité lourde.
Pour réduire l’impact carbone des solutions de transport et de stockage de l’hydrogène comprimé, il faut agir sur les matériaux qui sont mis en œuvre, en intégrant leur mode d’obtention, les procédés de transformation, et leur recyclabilité. Le défi matériau est alors considérable et nous proposons dans ce projet d’établir un référentiel « matériaux en environnement sévère H2 », couplés à des méthodologies de sélection , permettant d’étudier et d’identifier le potentiel de nouveaux candidats ‘matériau’. En s’appuyant sur les propriétés mécano-physico-chimique de ces candidats, les attendus du projet offriront une approche détaillée pour attester de son potentiel au regard des sollicitations sévères auxquelles il est soumis, ainsi que des caractéristiques escomptées.
Nous abordons ce défi en déclinant le travail suivant deux grandes familles de matériaux en interaction avec l’hydrogène lors du stockage et/ou transport :
- Matériaux non- métalliques, incluant les élastomères, les thermodurcissables et thermoplastiques ainsi que les composites,
- Matériaux métalliques, au sens large, matériaux constitutifs des composants des réservoirs ou canalisations.
Pour la première famille de matériaux, il convient de parfaire la connaissance du comportement en sollicitation thermo-mécanique (pression et échauffement dû au cyclage ou au remplissage rapide) et chimique (H2), d’identifier des essais représentatifs et de définir des outils de sélection et de validation (modélisation et test). Pour la seconde famille, il s’agit de mieux comprendre et maîtriser la fragilisation par l’hydrogène par des études et des caractérisations à l’aide d’équipements dédiés, mais aussi de favoriser la mise en œuvre de techniques ad hoc plus rapides et accessibles, et ainsi d’appréhender plus efficacement, et sur une gamme plus étendue, l’utilisation de ces matériaux.
Ces travaux sont essentiels pour poser des bases scientifiques solides au développements de solution technologiques de distribution et de stockage de l’hydrogène. Elles serviront également à constituer de nouvelles synergies et collaborations au sein de la communauté scientifique impliquée sur le vecteur hydrogène. Les deux principaux indicateurs de succès et de suivi du projet sont d’une part la perspective d’une décarbonation à hauteur de 20% des solutions de stockage haute pression de type 3 et 4 et d’autre part une réduction notable des indices de sécurité, au travers de l’allongement de la durée de vie, la réduction des épaisseurs des matériaux, et la diminution des coûts de maintenance et de contrôle périodique.
