L'objectif aux Pays-Bas est d’atteindre la neutralité climatique d’ici 2050. Un axe majeur de cette ambition est la réduction de l’utilisation des combustibles fossiles. L’électrification de l’industrie est déjà bien avancée. Les applications de l’hydrogène, considéré comme une alternative future au gaz naturel, en sont encore pour la plupart au stade de développement. Cet article aborde en détail les défis liés à l’utilisation de l’hydrogène et la manière dont ERIKS contribue au développement de produits et de matériaux adaptés aux industries utilisant l’hydrogène.

Large spectre d’applications de l’hydrogène dans l’industrie

L’hydrogène trouve des applications dans plusieurs secteurs industriels. De plus, avant de pouvoir être utilisé, l’hydrogène doit d’abord être produit. Nous distinguons quatre segments dans lesquels le développement de solutions à base d’hydrogène devient de plus en plus visible : dans la catégorie OEM, on compte les entreprises qui conçoivent des appareils et machines permettant de produire, de stocker, de filtrer ou de stocker l’hydrogène. Dans le transport, l’hydrogène est valorisé comme solution future pour remplacer les carburants fossiles. HVAC est le troisième segment, caractérisé par une forte volonté de développer des chaudières fonctionnant entièrement à l’hydrogène. Enfin, les projets EPC, où des installations sont développées pour le compte de clients dans le but de produire de l’hydrogène.

Quels défis l’utilisation de l’hydrogène présente-t-elle ?

L’utilisation et les applications de l’hydrogène sont encore relativement nouvelles pour tous. Il n’est donc pas toujours évident de savoir comment l’hydrogène réagit à certains facteurs de production, seuls ou combinés. On peut aussi se demander si son intégration est réalisable dans un environnement de production donné. Cela constitue d’ailleurs le premier défi. Dans chaque secteur, les normes définissent à quoi doivent répondre les équipements ou composants, ainsi que les exigences à respecter. Ce cadre oriente le résultat final, assurant au constructeur de machines l’adéquation de sa solution à une application précise. Ce cadre normatif fait encore défaut pour l’hydrogène. Toutefois, des travaux sont en cours pour y remédier prochainement.

Un autre défi majeur réside dans la disponibilité de l’hydrogène. Le manque de normes, l’incertitude quant aux effets de l’hydrogène dans certaines applications, et les méthodes actuelles de production coûteuses, limitent pour l’instant la disponibilité à grande échelle.

Un troisième défi est d’ordre technique. L’hydrogène est la plus petite molécule connue. Par exemple, il est très difficile de l’étanchéifier, car elle traverse aisément de nombreux matériaux. Une norme définit la quantité admissible d’hydrogène pouvant percer un matériau donné. Si les études de perméabilité déterminent ce seuil, il devient possible de choisir les matériaux adaptés. En l’absence de norme, les choix reposent souvent sur la connaissance et l’expérience disponibles.

Tests de perméabilité à l’hydrogène

La construction de chaudières est un secteur où les essais de matériaux sont particulièrement importants. Les chaudières comportent de nombreux éléments en caoutchouc, qui doivent tous empêcher le passage total ou au moins limiter au maximum la perméabilité à l’hydrogène. Les joints sont l’un des composants les plus courants dans les chaudières. Jusqu’à récemment, peu de données existaient sur la perméabilité des caoutchoucs à l’hydrogène. ERIKS a donc testé quatre matériaux utilisés dans les joints critiques des chaudières en termes de perméabilité à l’hydrogène. Les résultats montrent que ces matériaux présentent une très faible perméabilité.

Grâce à ces données, un fabricant de chaudières peut calculer la perméabilité à différentes températures. Les données et calculs permettent aussi de démontrer que les joints réalisés dans ces matériaux sont appropriés à un usage dans une chaudière. Il convient toutefois de noter que les essais réalisés à ce jour ont concerné des pressions relativement basses, inférieures à 30 bar. De nombreuses applications à pression nettement supérieure restent envisageables. De nouveaux essais seront alors nécessaires pour en évaluer l’impact sur la perméabilité.

Ensemble d’exigences pour le développement de matériaux adaptés

La perméabilité n’est pas le seul critère déterminant dans la formulation d’un matériau destiné à une application hydrogène. En collaboration avec de grands acteurs du marché impliqués dans la transition énergétique et le développement de technologies et produits associés, nous analysons les besoins en matériaux, ainsi que leur intégration dans la solution finale. Outre les exigences liées à la perméation, d’autres paramètres tels que la température, la pression, l’isolation chimique et électrique entrent en ligne de compte. Ensemble, ces facteurs déterminent la composition requise et les propriétés mécaniques attendues du matériau. À partir de là, nous pouvons établir un cahier des charges et commencer le développement dans notre laboratoire Elastomer Research Testing. Plusieurs phases d’optimisation sont menées jusqu’à ce que le matériau puisse être utilisé en conditions réelles chez le client. À l’issue d’une validation client, ce matériau pourra devenir un composé ERIKS.

ERIKS, pionnier du développement de l’hydrogène

ERIKS adopte une stratégie de durabilité visant à rendre l’industrie pérenne. C’est pourquoi nous travaillons à une gamme de produits permettant la transition vers l’hydrogène. ERIKS est largement le leader en matière de développement produit et matériaux. Grâce à l’expertise regroupée au sein des sociétés rassemblées sous la bannière ERIKS, des projets sont menés à travers l’Europe afin de promouvoir les applications de l’hydrogène. Divers projets sont déjà en cours dans plusieurs pays.

La valeur ajoutée d’ERIKS réside surtout dans la conception et le développement de matériaux adaptés aux applications avec hydrogène. ERIKS intervient aussi souvent dès la phase de conception auprès des constructeurs de machines et d’équipements, afin d’optimiser l’intégration des matériaux dans leurs prototypes. Pour anticiper la grande variété d’environnements industriels où l’hydrogène pourrait être appliqué, ERIKS a d’ores et déjà développé une gamme de matériaux prête à être utilisée ou près d’être introduite. L’objectif est d’obtenir une adoption croissante des numéros de composés ERIKS dans les conceptions des OEM. Ainsi, l’industrie progressera vers un avenir plus durable grâce à l’hydrogène.