Intégration des paramètres spatio-temporels et des risques d ...

tel-00783708, version 1 - 1 Feb 2013
Intégration des paramètres spatio-temporels et des risques d'accident à l'Analyse du Cycle de Vie
phénomène de « boil off » entraîne un vidage du réservoir assez rapide, en moins de deux
semaines selon la qualité de l’isolant thermique.
1.2.4.2 L’hydrogène comprimé
Ce mode de stockage est le plus utilisé actuellement et bénéficie d’avancées rapides.
Ainsi, actuellement la pression des réservoirs est de 350 bar mais pourrait prochainement
atteindre les 700 bar [MAZABRAUD, 2004]. Cette dernière condition de pression correspond
à un optimum de compressibilité de l’hydrogène et le volume externe du réservoir est
semblable à celui du réservoir cryogénique. Le stockage à haute pression semble convenir
pour des quantités de quelques kilogrammes ou dizaines de kilogrammes. Néanmoins, la
question de l’encombrement n’est pas encore résolue : la capacité est de 14 kg.m -3 à 21°C et à
200 bar. En effet, l’hydrogène comprimé présente une faible masse volumique et le volume de
stockage est donc d’environ 40 L.kg -1 d’hydrogène. La masse du réservoir sera donc
nettement supérieure à celui du gaz contenu. Une des améliorations possible de ce procédé est
le couplage entre une haute pression et une basse température pour accroître la masse
volumique de l’hydrogène (cf. tableau 1.3)
Tableau 1.3 : Comparatif des différentes masses volumiques de H2 selon le mode de stockage
Masse volumique de H2
(en kg.m -3 )
A 293 K et à 1 bar A 293 K et à 220 bar A 293 K et à 350 bar
A 20 K et à 1 bar
(état liquide)
0,08 14,9 23,7 70,9
1.2.4.3 Adsorption sur des hydrures métalliques
Certains métaux et alliages ont la propriété de former des liaisons ioniques ou
covalentes avec l’hydrogène. Ils sont regroupés sous le terme d’hydrure et peuvent être décrits
comme des composés présentant des liaisons métal-hydrogène. Les hydrures sont divisées en
trois groupes selon la nature de la liaison avec l’hydrogène, nous distinguons alors la liaison
ionique, covalente et métallique. Nous nous intéresserons aux métaux de transition qui
forment des hydrures à liaison métallique appelés hydrures métalliques car ce sont les seuls à
présenter un stockage réversible par une dépression ou une légère augmentation de la
température [ALLEAU, 2007]. Le stockage de l’hydrogène est donc possible selon la réaction
suivante M + x/2H2 → MHx. Un des avantages indéniables de ce procédé est la pression mise
œuvre très basse (pression atmosphérique). Les matériaux utilisés sont généralement les terres
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