À la pointe de l'innovation : des matériaux compatibles avec l'hydrogène

Les applications de l'hydrogène se retrouvent dans de nombreux secteurs industriels. En outre, avant de pouvoir utiliser l'hydrogène dans ces applications, il faut le produire. Nous définissons quatre segments dans lesquels les développements des applications de l'hydrogène sont de plus en plus visibles : la première monte (OEM), dans lequel on trouve les entreprises qui développent des dispositifs et des machines permettant de produire, de stocker, de filtrer ou d'entreposer l'hydrogène. Les transports, où l'hydrogène est considéré comme la solution d'avenir pour remplacer les combustibles fossiles. Le segment dit HVAC (chauffage, ventilation et climatisation) où l'ambition est grande de développer des chaudières fonctionnant entièrement à l'hydrogène. Et enfin le segment des projets EPC, qui développent pour ses clients des usines dans le but de produire de l'hydrogène.

Les utilisations et les applications de l'hydrogène sont relativement nouvelles pour tout le monde. Par conséquent, on ne sait pas toujours exactement comment l'hydrogène réagit à (une combinaison de) certains facteurs de production. On ne sait pas non plus s'il est possible d'utiliser l'hydrogène dans un environnement de production donné. C'est là que réside le premier défi. En effet, dans chaque secteur, les normes déterminent ce à quoi un dispositif ou un composant doit répondre, quelles sont les exigences. Cela donne une orientation au résultat final, car en tant que constructeur de machines, vous pouvez alors être sûr que vous fabriquez quelque chose qui convient à une application particulière. Cela fait encore défaut pour l'hydrogène. Mais nous travaillons actuellement d'arrache-pied pour y parvenir à court terme.

Un autre défi majeur est la disponibilité de l'hydrogène. En partie à cause du manque de normalisation, des incertitudes sur les effets dans certaines applications et de la façon très coûteuse de produire l'hydrogène, il n'est pas encore largement disponible.

Un troisième défi est plus technique. L'hydrogène est la plus petite molécule que nous connaissions. Par exemple, il est très difficile d'assurer l'étanchéité face à une si petite molécule parce qu'elle passe facilement à travers les matériaux. Une norme indique la quantité d'hydrogène autorisée à traverser un matériau donné. Lorsque les recherches sur la perméabilité révèlent cette quantité, il est alors possible de travailler spécifiquement avec certains matériaux. Tant qu'une telle norme n'existe pas, il s'agira souvent d'une estimation basée sur la connaissance et l'expérience personnelles de ce qui est possible et de ce qui ne l'est pas. 

La construction de chaudières est un secteur dans lequel les essais de matériaux revêtent une grande importance. En particulier, les chaudières contiennent de nombreuses pièces en élastomère, qui doivent toutes permettre le passage de quantités minimes ou nulles d'hydrogène. Les joints d'étanchéité sont l'une des pièces les plus courantes dans les chaudières. Jusqu'à récemment, la perméabilité des élastomères à l'hydrogène était peu connue. C'est pourquoi ERIKS a également testé la perméabilité à l'hydrogène de quatre matériaux importants, déjà utilisés pour des joints critiques dans les chaudières. Les résultats de ces tests montrent une perméabilité très faible pour ces matériaux.

Grâce à ces données, un constructeur de chaudières peut calculer la perméabilité à plusieurs températures. Il peut également utiliser ces données et ces calculs pour démontrer que les joints fabriqués à partir de ces matériaux conviennent pour des applications dans une chaudière. Il convient toutefois de noter que les études que nous avons vues jusqu'à présent ont toujours été menées à des pressions assez faibles, inférieures à 30 bars. De nombreuses applications sont encore envisageables lorsque les pressions sont beaucoup plus élevées. Lorsque nous commencerons à travailler avec de telles applications, de nouvelles études devront certainement suivre pour voir quel est l'effet sur la perméabilité.

La perméabilité n'est pas le seul facteur à prendre en compte dans la composition du bon matériau pour une application hydrogène. En consultation avec les principaux acteurs du marché, qui sont activement engagés dans la transition énergétique et développent des produits et des technologies à cette fin, nous examinons quels sont les matériaux nécessaires. Et comment ils sont finalement appliqués dans le produit. Outre les exigences en matière de perméabilité, d'autres paramètres tels que la température, la pression, l'isolation chimique et électrique jouent également un rôle. Ensemble, ces facteurs déterminent la composition du matériau et les propriétés mécaniques et de résistance qu'il doit présenter. À partir de là, nous pouvons établir un ensemble d'exigences et le laboratoire ERT (Elastomer Research Testing) commence à travailler sur une formule avec laquelle nous effectuons les premiers tests. Nous apportons de multiples améliorations au matériau avant de l'intégrer dans des produits destinés à être testés sur le terrain par les clients. Après validation par le client, le produit peut être converti en un mélange ERIKS.

La stratégie d'ERIKS en matière de développement durable consiste à préparer l'avenir de l'industrie. C'est pourquoi nous travaillons sur une gamme de produits adaptés à la transition vers l'hydrogène. ERIKS est de loin la plus grande entreprise dans le domaine du développement de produits et de matériaux. En combinaison avec le savoir-faire disponible dans les entreprises opérant au niveau international sous l'égide d'ERIKS, nous nous efforçons de faire connaître les applications de l'hydrogène en Europe. Nous avons déjà lancé plusieurs projets à cette fin dans différents pays.

La valeur ajoutée d'ERIKS réside principalement dans la conception et le développement de matériaux adaptés aux applications de l'hydrogène. De plus, nous rejoignons souvent les fabricants de machines et d'équipements dans la phase de conception pour les aider à réfléchir à la meilleure façon d'intégrer les matériaux dans la conception. Par exemple, afin d'anticiper les différents environnements de production dans lesquels l'hydrogène sera utilisé, ERIKS a déjà développé une gamme de matériaux qui peuvent être utilisés ou qui sont sur le point d'être introduits. Si nous parvenons à intégrer davantage de mélanges ERIKS dans les conceptions des équipementiers, nous ouvrirons la voie à un avenir plus durable pour les applications de l'hydrogène dans l'industrie.