L’hydrogène à grande échelle pour un avenir plus propre
par Vincent Designolle
De l’énergie solaire et éolienne à la biomasse, le nombre d’alternatives plus propres aux énergies fossiles a explosé ces dernières années. L’une d’entre elles sort clairement du lot : l’hydrogène. Déjà bien établi dans les usages industriels, ce vecteur énergétique cherche à présent à conquérir les secteurs difficiles à décarboner tels que le transport lourd et les industries énergivores. Pour réussir et soutenir la croissance de l’hydrogène, une infrastructure à grande échelle sera nécessaire. Une entreprise titanesque que Vallourec est bien placé pour soutenir.
Léger, facilement stockable et neutre en carbone, l’hydrogène est appelé à jouer un rôle clé pour satisfaire la demande mondiale pour une énergie plus propre. Et il bénéficie déjà d’un soutien précieux : la Commission européenne a récemment annoncé qu’elle souhaite que l’hydrogène représente 12 à 14 % du bouquet énergétique global de l’UE d’ici 2050, une noble ambition partagée par de multiples industries qui se pressent pour trouver des moyens d’exploiter le potentiel de l’hydrogène.
Capitaliser sur l’existant
Les concepteurs de projets ambitieux peuvent avoir l’esprit tranquille. Le développement d’une infrastructure de stockage et de distribution d’hydrogène fiable est déjà très avancé. En effet, cette gigantesque initiative bénéficiera d’un siècle de technologies et d’infrastructures mises en place pour satisfaire la demande mondiale en énergie fossile. Il est donc essentiel de s’appuyer sur ces acquis pour relever trois principaux défis spécifiquement liés aux propriétés uniques de l’hydrogène.
Tout d’abord, l’hydrogène a une très faible densité énergétique par unité de volume, ce qui signifie qu’il prend beaucoup plus de place et qu’il doit être stocké sous très haute pression. Les technologies utilisées pour stocker et transporter le pétrole et le gaz pourraient être utilisées comme base. L’expertise des solutions tubulaires est cependant indispensable pour obtenir la bonne nuance d’acier et l’épaisseur nécessaire pour le stockage sous haute pression.
Un autre défi consistera à gérer le comportement des atomes d’hydrogène lorsqu’ils interagissent avec les métaux. Ce phénomène, que l’on appelle la fragilisation de l’hydrogène, réduit considérablement la ductilité et la résistance du métal. Les experts de Vallourec étudient cette question depuis des années, concevant des solutions sûres pour les applications en milieux corrosifs, en particulier pour les opérations pétrolières et gazières. Leurs précieuses connaissances se sont avérées être un atout essentiel dans l’étude et la conception de solutions efficaces pour les nouvelles applications liées à l’hydrogène.
Enfin, les molécules d’hydrogène sont de taille relativement réduite, nécessitant donc un équipement et des procédures spécifiques pour garantir une manipulation sûre et efficace. En particulier, l’étanchéité des connexions doit être examinée avec attention, de sorte que l’hydrogène ne s’échappe pas des puits. Les connexions VAM® sont reconnues pour leur fiabilité dans de nombreux cas d’utilisation. Nous adaptons actuellement notre savoir-faire aux connexions étanches pour transporter et stocker l’hydrogène.
S’appuyer sur l’expertise de Vallourec
Aujourd’hui, l’hydrogène est stocké dans de petits réservoirs – sous forme de gaz comprimé ou sous forme liquide – pour être distribué. S’il doit devenir le vecteur énergétique mondial, d’autres solutions de stockage et de transport à grande échelle doivent être développées. Une entreprise pour laquelle Vallourec est bien positionné pour apporter son support.
Le transport de l’hydrogène via des pipelines, un secteur déjà en pleine évolution, peut bénéficier de l’expertise du Groupe dans le domaine de la métallurgie et des solutions tubulaires. Vallourec, membre actif du groupe de recherche EPRG (European Pipeline Research Group), vise à aider les opérateurs avec des produits et des services qui permettent de réorienter les réseaux établis et de transporter de l’hydrogène soit à l’état pur, soit mélangé à du gaz naturel. En plus de nos produits, déjà reconnus, nous étudions de nouveaux services pour nos clients, en tirant parti de notre expertise et de notre expérience dans les applications pour tubes de conduite et les services d’assistance sur site avec Serimax.
Outre les pipelines, les solutions de stockage souterrain, telles que les cavernes de sel, apparaissent comme une option viable pour stocker l’hydrogène en raison de leurs excellentes étanchéité et efficacité, de leurs faibles coûts d’exploitation et des économies d’échelle importantes qu’elles permettent de réaliser. L’étanchéité étant critique pour une utilisation sûre et réussie des cavernes de sel, l’expertise de Vallourec dans les matériaux, les connexions et les services peut aider les clients à optimiser la fiabilité et l’efficacité des cavernes de sel qu’ils souhaiteraient utiliser pour l’hydrogène. Plus encore qu’avec le gaz, la sécurité des opérations sera critique et nos services de surveillance de l’intégrité peuvent être extrêmement utiles. Nous mettrons également à la disposition des opérateurs de stockage de l’hydrogène toute notre gamme de services numériques et d’assistance sur site.
Au-delà du stockage, du transport et d’une distribution efficace de l’hydrogène, les infrastructures associées aux utilisations finales, par exemple les FCEV, seront également essentielles. En particulier, le nombre de stations de ravitaillement en hydrogène devra augmenter de façon exponentielle pour assurer le succès à grande échelle de ces véhicules. Vallourec fournit déjà des composants clés aux stations de ravitaillement, comme des tubes destinés au stockage à haute pression, dans des réservoirs sous pression, ou des accumulateurs à piston, ainsi que des systèmes de conduites. Le Groupe a une connaissance approfondie des matériaux en acier compatibles avec l’hydrogène, et des capacités industrielles adaptées aux plus grandes installations de stockage à très haute pression (1 000 bar). Nous avons également une expérience reconnue en matière d’inspection et tests non destructifs, des éléments essentiels pour garantir la performance des installations tout au long de leur durée de vie.
Pour résumer, des produits innovants associés à une expertise dans les matériaux, les connexions et le cycle de vie de l’énergie, deux domaines d’excellence de Vallourec, seront nécessaires pour aider l’hydrogène à réaliser son plein potentiel. Un avenir plus propre se profile grâce à l’hydrogène, et Vallourec est prêt à y contribuer.
Vallourec utilise 130 ans d’expertise comme fournisseur de solutions tubulaires pour fournir à ses clients des solutions durables et des services pour la transition énergétique.
A propos de Vincent Designolle
Vincent Designolle a rejoint Vallourec en 2017 en qualité de directeur de la stratégie. En 2020, il a été nommé directeur du pôle hydrogène au sein de l’organisation ETO (Energy Transition Opportunities) de Vallourec, plus particulièrement chargé du développement commercial du Groupe sur les marchés émergents de ce vecteur énergétique. Diplômé de l’École Polytechnique et de Mines Paristech, Vincent a travaillé pendant neuf ans au ministère de l’Economie et des Finances et au ministère de l’Environnement où il a occupé des fonctions allant de la sécurité industrielle à la lutte contre la pollution et à la régulation du marché.
