Des améliorations attendues pour le stockage hyperbare

Le projet HYperStock, pour stockage et transport hyperbare de l’hydrogène, mène une analyse des solutions de stockage de dihydrogène comprimé en s’intéressant d’une part aux composants métalliques et d’autre part aux matériaux non métalliques. Les différents résultats et livrables du projet fourniront les éléments permettant de discriminer les matériaux retenus au regard d’un prisme multi objectifs d’optimisation mécanique, de densité gravimétrique, et de réduction d’impact environnemental.

Les axes de recherches sur les composants métalliques

Le réservoir hyperbare de Type 4, à liner polymère, conserve une partie métallique essentielle, l’embase ; elle permet de connecter la bouteille au réseau. Cette pièce est en contact direct avec le dihydrogène, tout comme le métal de nombreux éléments de connexion ou de transport du gaz. Aujourd’hui encore, la fragilisation par l’hydrogène est un défi majeur pour une utilisation prolongée et sécurisée de ces éléments. Les études lancées cherchent à comprendre les mécanismes mis en jeu depuis les échelles nano microscopiques jusqu’à l’échelle macroscopique, en mettant en œuvre les modèles les plus récents. Elles traitent aussi l’équivalence possible entre chargements cathodiques et hydrogène gazeux, avancée considérable pour les campagnes de caractérisation. En cette fin 2023, deux nouveaux doctorants sont venus renforcer les équipes déjà impliquées, les matériaux d’études ont été définis et livrés afin de collectivement établir prochainement les premières préconisations d’usage.

Concernant les composants non-métalliques

Les autres éléments du réservoir sont des polymères, des élastomères et des matériaux composites. Pour ces matériaux, l’enjeu diffère par la fonction du composant et/ou par son exposition au gaz. Pour l’enveloppe étanche (liner), mono ou multicouche, le défi est de tenir les spécifications de transfert gazeux et maitriser les pertes de gaz. De nombreux polymères ont été envisagés pour satisfaire ce premier objectif, mais il convient également de tenir compte de la sollicitation mécanique sévère du liner et de la compatibilité avec H2, état qui induit des endommagements internes préjudiciables à la fonction. Les équipes travaillent à établir un référentiel matériaux basé sur l’historique et sur les derniers développements, à fournir des méthodologies expérimentales et numériques d’aide à la sélection des matériaux et à établir des propositions de géométries optimisées. Une plus-value importante réside dans l’ACV du réservoir, pour la partie liner dans le cadre d’une thèse et pour le stockage complet au travers d’un contrat postdoctoral.

David Chapelle, Coordinateur du projet HYperStock, FEMTO-ST- CNRS/Université de Franche-Comté.