HYPERSTOCK
Aperçu
Stockage hyperbare de l’hydrogène : référentiel et méthodologies matériaux
Dr David CHAPELLE
UMR 6174 FEMTO-ST (Université Franche-Comté – CNRS)
HYPERSTOCK s’intéresse aux activités de stockage, de transport et de distribution de l’hydrogène gazeux sous haute pression (supérieure à 200 bar). Le choix des matériaux mis en œuvre est essentiel pour réduire l’impact carbone des réservoirs. Le projet vise à mieux appréhender le comportement des matériaux métalliques et non-métalliques en environnement hydrogène sévère, à établir un référentiel matériau couplé à des méthodologies de sélection, et ainsi identifier de nouvelles solutions pour tous les composants et systèmes au contact de l’hydrogène
Mots clés: Stockage, hyperbare, matériaux métalliques, matériaux non-métalliques, Stockage hydrogène hyperbare
Tâches
Nos recherches
Matériaux métalliques
L’objectif est de mieux comprendre et maîtriser la problématique de fragilisation par l’hydrogène. Le projet vise à étudier les interactions de surface et l’effet barrière des couches d’oxyde, l’influence de l’hydrogène sur le comportement (visco)plastique du matériau, son rôle sur l’amorçage et la propagation de fissures, et établir une équivalence possible entre chargements cathodique et hydrogène gazeux.
Matériaux non-métalliques
Le projet vise à réaliser, au moyen d’essais représentatifs, un référentiel de matériaux aptes à résister aux contraintes sévères des milieux hydrogène hyperbares. Les matériaux investigués comprennent les élastomères, les thermodurcissables et thermoplastiques ainsi que les composites. Des essais sur éprouvettes permettront d’évaluer le comportement de ces matériaux sous sollicitations thermo-mécaniques, en environnement hydrogène. Le projet s’attachera ensuite à définir et réaliser une capacité sous pression ayant un bilan carbone de fabrication faible, et présentant des performances à relativement basse pression (350 bars) compétitives avec celles des systèmes à 700 bars.
Le consortium :
8 laboratoires académiques + 3 instituts du CEA + IFPEN
Des attendus scientifiques
L’objectif du projet HYPERSTOCK est de contribuer à accélérer la recherche française sur les technologies de l’hydrogène comprimé à haute pression (supérieure à 200 bar), que ce soit pour le stockage, la distribution ou le transport. Les recherches porteront sur deux classes de matériaux : métalliques (composants des réservoirs et canalisations), et non-métalliques (liners, renforts et composants d’étanchéité). Les mécanismes de fragilisation par l’hydrogène des matériaux métalliques seront étudiés sur de nouveaux matériaux afin de disposer d’un panel élargi de matériaux pouvant être exploitables dans les systèmes hyperbares, de préciser leurs domaines d'utilisation garantissant la sécurité des personnes pour un coût maitrisé, et de développer des normes plus adaptées à cet environnement. Les travaux sur les élastomères, les polymères thermoplastiques, thermodurcissables, les composites, sont destinés à parfaire la connaissance de leur comportement chimique en présence d’hydrogène, et en sollicitation thermo-mécanique (pression et échauffement dus aux cyclages ou aux remplissages rapides), à identifier des essais représentatifs et à définir des outils de sélection et de validation (modélisation et test).
Impacts environnementaux
Les travaux réalisés contribueront à favoriser le déploiement d’une mobilité lourde à l’hydrogène décarboné, en renforçant les connaissances et le savoir-faire technologique indispensables, en diminuant l’impact carbone des différents composants des réservoirs, et en améliorant la sécurité, la confiance et l’acceptabilité sociétale envers les solutions hyperbares
Développement de compétences
Formation de 6 doctorants et 7 post-doctorants
