Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
L'hydrogène a sa plus importante application dans les piles à combustible (PAC), leurs puissances allant du W (portables) au MW (équipements électriques d'immeubles). Ces utilisations de l'hydrogène impliquent qu'il soit stocké, transporté et mis à disposition sous forme de gaz comprimé, de liquide ou encore combiné dans des matériaux solides. Son inflammabilité et son explosivité imposent des précautions objets de normes de sécurité adaptées. Le rôle que pourrait jouer ce vecteur dans le paysage énergétique de demain va de pair avec le développement d'une «économie de l'hydrogène».
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Hydrogen has its most important application in fuel cells (FC), their powers ranging from the W (portable) to the MW (building electrical equipment). These uses require that the hydrogen be stored, transported and made available in the form of a gas compressed, liquid, or combined in solid materials. Its flammability and explosiveness require precautions set by relevant security standards. The potential role of this vector in our future energetic landscape goes hand in hand with the development of a "hydrogen economy".
Auteur(s)
-
Farida DARKRIM-LAMARI : Chargée de recherche au CNRS Laboratoire des sciences des procédés et des matériaux (LSPM, CNRS UPR 3407) - Docteur Université Paris 13 Sorbonne Paris Cité
-
Pierre MALBRUNOT : Conseiller scientifique auprès de l'association française pour l'hydrogène et les piles à combustible (AFHYPAC) -
INTRODUCTION
L'hydrogène par sa combustion très énergétique, en masse plus de deux fois celle du gaz naturel, est un combustible de choix utilisable pour fournir de la chaleur et de l'énergie mécanique sans autre résidu que de l'eau. Mais il peut aussi, par réaction électrochimique, se combiner à l'oxygène pour produire de l'électricité, de la chaleur et de l'eau.
Dans le dossier précédent [BE 8 565], nous nous sommes intéressés à sa production.
Dans ce dossier, nous nous intéressons à sa conversion énergétique, à sa mise à disposition et aux problèmes liés à la sécurité, aux possibles conséquences économiques et sociétales d'un emploi généralisé et, en conclusion, nous livrons une analyse de ce qui reste à accomplir pour que ce vecteur énergétique s'impose.
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MOTS-CLÉS
état de l'art Mise en oeuvre Stockage solide Economie d'hydrogène Environnement Génie énergétique
KEYWORDS
state of the art | applications | solid storage | hydrogen economy | Environment | energetics
VERSIONS
- Version archivée 1 de juil. 2006 par Farida DARKRIM-LAMARI, Pierre MALBRUNOT
- Version courante de mai 2023 par Farida LAMARI, Patrick LANGLOIS, Pierre MALBRUNOT
DOI (Digital Object Identifier)
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Économie de l'hydrogène3. Dangers de l'hydrogène et sécurité
3.1 Inflammabilité
La combustion de l'hydrogène exige la présence d'oxygène et d'une énergie d'inflammation. La concentration minimale d'hydrogène et d'oxygène autorisant la combustion est la limite inférieure d'inflammabilité, la concentration maximale étant, elle, la limite supérieure d'inflammabilité. La zone des concentrations intermédiaires est la plage d'inflammabilité. Le tableau 2 , qui résume les données de l'inflammation de l'hydrogène dans l'air comparativement à celle du propane, montre qu'il est un gaz extrêmement inflammable dont l'utilisation exige des précautions.
HAUT DE PAGE3.2 Explosivité
Une combustion vive est une libération soudaine d'énergie entraînant un front de flamme et une onde de surpression suivant deux régimes possibles :
-
la déflagration : le front de flamme se propage à vitesse subsonique ; les gaz frais sont comprimés par l'expansion en volume (effet piston) avec pour conséquence une augmentation continue de la surpression ;
-
la détonation : le front de flamme se propage à vitesse supersonique, les flammes accompagnent la surpression, il y a formation d'une onde de choc.
Une explosion proprement dite est une combustion instantanée sans front de flamme.
Le régime de combustion vive dépend des concentrations hydrogène/air. La déflagration se produit dans les domaines allant de 4 à 18 % et de 59 à 75 % alors que la détonation...
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Dangers de l'hydrogène et sécurité
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ROTTENGRUBER (H.), BERKMULLER (M.), ELSÄSSER (G.), BREHM (N.), SCHWARZ (C.) - A high-efficient combustion concept for direct injection hydrogen internal engines. - 15th World Hydrogen Energy Conference (WHEC), Yokohama, Japan, 27 juin-2 juil. 2004.
-
(2) - EICHLSEDER (H.), GRABNER (P.), HEINDL (R.) - Hydrogen internal combustion engines. - Hydrogen and Fuel Cells, Detlef Stolten Edit., Wiley, VCH Weinheim, Allemagne, Chap. 39 (2010).
-
(3) - BUFFET (PH.), LEBARON (M.) - L'espace, comment ça marche ? À quoi ça sert. - Hirlé Éditions, Strasbourg (2001).
-
(4) - BUFFET (PH.) - Propulsion spatiale : L'hydrogène, un carburant léger pour lanceurs lourds. - L'Actualité Chimique, p. 74-80, déc. 2001.
-
(5) - LAMY (C.), LEGER (J.M.) - Les piles à combustible. - Journal de Physique IV, Colloque CI, Supplément au Journal de Physique III, vol. 4, janv. 1994.
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
International Association for Hydrogen Energy IAHE http://www.iahe.org
Sous l'égide de cette association, depuis 1976, tous les deux ans, se tient une des plus importantes et des plus anciennes conférences sur l'hydrogène énergie, la World Hydrogen Energy Conference WHEC. Ces conférences sont à tour de rôle organisées par la communauté hydrogène-énergie d'un pays dans le monde
HAUT DE PAGE2.1 Fournisseurs (liste non exhaustive)
Axane (filiale Air Liquide), piles dans le domaine du groupe électrogène http://www.axane.fr
AREVA Stockage d'Énergie, piles de puissance pour le stationnaire http://www.areva.com/fr/activites-407/areva-stokage-d-energie.html
Paxitech, cœur de pile PEMFC (membranes et électrodes) http://www.paxitech.com
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