Les investissements dans la filière de l’hydrogène augmentent partout dans le monde, les États et entreprises voyant son potentiel pour la transition vers une économie à faibles émissions de carbone. À mesure que cette source d’énergie polyvalente gagne en popularité dans divers secteurs (l’énergie, les transports et la fabrication), il devient essentiel de mettre en place des mesures strictes de protection contre les incendies en raison des particularités de l’hydrogène. En effet, bien que l’hydrogène soit très prometteur pour la transition vers des énergies propres, il présente également des défis de sécurité particuliers.
Bien que le potentiel de l’hydrogène soit conséquent, il présente des risques d’incendie particuliers qui doivent faire l’objet d’une gestion.
Inflammabilité. Le faible niveau de l’énergie d’inflammation de l’hydrogène le rend très inflammable, même à de faibles concentrations. Les flammes invisibles compliquent encore plus la détection précoce.
Risques de fuite. En raison de la petite taille moléculaire de l’hydrogène et de sa diffusivité élevée, il présente un risque de fuite. Des systèmes adéquats de détection des gaz et des fuites sont donc de mise.
Explosions de nuage de vapeur (ENV). L’hydrogène peut causer des explosions de nuage de vapeur dans les espaces clos ou semi-clos. Une bonne compréhension de la dynamique des explosions est essentielle à la sécurité.
Sources d’inflammation. Les sources d’inflammation courantes dans les environnements comportant de l’hydrogène comprennent le matériel électrique et les décharges électrostatiques.
La plupart des défaillances des systèmes d’hydrogène concernent la tuyauterie, les raccords et les vannes, ainsi que les systèmes de stockage de l’hydrogène et de ravitaillement des véhicules [1]. L’analyse du taux de défaillance au sein de l’industrie et des conséquences permet d’établir des prédictions exactes sur les incidents à venir et de prendre des mesures préventives pour atténuer les événements catastrophiques.
Normes et cadre réglementaires
Plusieurs normes servent de base à la conception et jouent un rôle crucial pour assurer la sécurité du déploiement et de l’utilisation de l’hydrogène. Toutefois, bien que ces normes constituent une base robuste, elles ne sont pas exhaustives. Une intégration supplémentaire des conséquences dans les modèles est essentielle pour tenir compte des particularités et des risques inhérents à chaque projet.
Les normes constituent le fondement de toute discipline d’ingénierie; elles fournissent des lignes directrices et des pratiques exemplaires pour une exécution de projet sécuritaire et efficace. Dans le domaine de l’hydrogène, des normes comme celle du BNQ (CAN/BNQ 1784-000/2022) établissent les exigences d’installation pour la production d’hydrogène et le matériel de stockage. La publication NFPA2 (le code des technologies d’hydrogène) traite de la manipulation sécuritaire de l’hydrogène et offre un cadre complet pour la conception, la construction et l’exploitation, sous forme de normes distinctes qui précisent les exigences en matière de sécurité pour les stations de ravitaillement ainsi que les exigences pour le stockage, l’utilisation et la manipulation de l’hydrogène.
Étant donné que les projets d’hydrogène sont souvent diversifiés et complexes et qu’ils couvrent plusieurs applications, les normes ne peuvent pas couvrir tous les scénarios potentiels ni tous les défis uniques. C’est là que la gestion quantitative des risques entre en jeu. La modélisation des conséquences est une approche proactive qui va au-delà du respect des normes. Elle préconise l’évaluation approfondie des risques et l’élaboration de stratégies d’atténuation adaptées aux conditions et aux défis propres à un projet. Pour le déploiement de l’hydrogène, il faut tenir compte de facteurs comme les conditions environnementales propres au site, l’ampleur de l’utilisation de l’hydrogène et la proximité de zones densément peuplées ou d’autres infrastructures essentielles. Autrement dit, chaque projet doit être évalué en fonction de ses particularités, et les modèles des conséquences veillent à ce que chaque risque unique soit pris en compte.•
Cette approche permet d’améliorer non seulement la sécurité, mais favorise aussi l’innovation puisque les ingénieurs élaborent des solutions qui repoussent les limites de ce qui est possible. Par exemple, une station de ravitaillement en hydrogène située dans un secteur densément peuplé peut nécessiter des systèmes de détection des fuites améliorés et un plan de mesures d’urgence robustes, tandis qu’une installation de stockage d’hydrogène dans une région sujette aux tremblements de terre peut nécessiter une conception parasismique avancée, qui va au-delà des exigences habituelles.
Détection, atténuation et extinction des incendies
Bien que les projets bénéficient de la sagesse collective inhérente aux normes, ils doivent également comprendre des mesures efficaces de protection contre l’incendie, notamment avec une combinaison de mesures comme le refroidissement, l’isolement et la détection précoce.
- L’eau comme agent de refroidissement. L’eau est l’agent le plus approprié pour stopper les incendies causés par l’hydrogène. Son principal mode d’action consiste à refroidir le feu plutôt que de l’éteindre complètement, ce qui empêche sa propagation et réduit au minimum les dommages.
- Vannes d’isolement et d’arrêt. La façon la plus efficace d’éteindre un incendie causé par l’hydrogène consiste à interrompre le débit d’hydrogène. Les vannes d’arrêt automatiques jouent un rôle essentiel à ce chapitre, limitant l’apport en combustible en cas d’incendie d’hydrogène. Le fait d’isoler la source d’hydrogène empêche l’aggravation.
- Détection précoce. Il importe de mettre en place des systèmes de détection adéquats, notamment des systèmes de détection des fuites et des gaz. Les caméras thermiques et les détecteurs de flamme sont essentiels à la vérification de la présence d’une flamme, et des mesures d’intervention rapide peuvent empêcher qu’un incendie de petite taille ne devienne un incident majeur.
- Classification des zones dangereuses. Une classification des zones dangereuses adaptée peut permettre de limiter les risques d’inflammation.
Des mesures de zonage et de ségrégation adéquates au sein des installations peuvent réduire les sources d’inflammation de l’hydrogène. La séparation des zones de stockage d’hydrogène des autres zones sensibles limite les risques, et la bonne préparation d’un plan d’intervention d’urgence et la formation continue du personnel contribuent considérablement à la sécurité globale des usines à hydrogène.
Pour ce faire, il est essentiel de créer un plan d’intervention d’urgence exhaustif spécialement pour les incidents liés à l’hydrogène. Les données de modélisation des conséquences recueillies au cours de la phase de conception, qui constituent des intrants précieux, peuvent comprendre des données géographiques sur la dispersion de l’hydrogène et les débits thermiques résultant des incendies de jet, des incendies de nappe et des embrasements éclairs. Ces données aident à définir les principaux points de l’itinéraire d’évacuation ainsi que les exigences particulières en matière d’équipement de protection individuelle (EPI). Le plan d’intervention doit également aborder des scénarios divers et décrire les procédures d’évacuation, de communication, de confinement et de coordination avec les services d’urgence.
Quelle est la prochaine étape?
Le paysage mondial du secteur de l’énergie évolue rapidement, et l’hydrogène se distingue comme un élément clé de notre cheminement vers un modèle de développement durable. Toutefois, le déploiement et l’utilisation de l’hydrogène présentent des défis importants en matière de sécurité qui doivent être abordés scrupuleusement pour exploiter le plein potentiel de cette source d’énergie. La modélisation proactive des conséquences permet d’assurer la sécurité, la résilience et la durabilité des projets d’hydrogène et, chez Hatch, nous accordons toujours la priorité à l’innovation en matière de sécurité. Communiquez avec nous pour en savoir plus sur nos solutions d’hydrogène conçues pour relever des défis mondiaux, ainsi que sur notre engagement à accorder la priorité à la sécurité dans le cadre de nos initiatives.
