Quelles règles de sécurité pour une installation hydrogène ?
Chaque installation hydrogène gazeux ou liquide, doit être réalisée dans le respect de protocoles de sécurité spécifiques. Cette page résume les principaux points d'attention, mais n'a pas vocation à dresser une liste exhaustive. Les principaux éléments à considérer sont l’analyse préalable des risques, les déclarations réglementaires, le choix des bons matériaux et la formation à la sécurité de l'hydrogène pour les opérateurs.
Points clés
• Analyse de risques initiale : étape fondamentale pour chaque activité, incluant les opérations de livraison.
• Conception de l’installation et réalisation, incluant les systèmes de détection spécifiques
• Formation des équipes aux risques liés à l'hydrogène et à la cryogénie, pour l'hydrogène liquide.
L'hydrogène est un gaz non toxique et non corrosif, mais il est facilement inflammable et explosif. Sa molécule, très petite, peut diffuser facilement dans les solides (métaux, plastiques) et les fragiliser (aciers) ou s'échapper des stockages. Son utilisation peut aussi présenter des risques d'explosion en cas de mise en œuvre dans des lieux fermés. Sa phase liquide comporte des risques cryogéniques et d'évaporation incontrôlée (boil-off). La réalisation et l'exploitation en sécurité d'une installation d'hydrogène reposent avant tout sur une analyse dédiée et spécifique de chaque risque pour chaque projet.
Sécurité et gestion des risques de l'hydrogène : stockage, installations et formation
Quels sont les risques liés à l'hydrogène ?
L'hydrogène gazeux est une molécule à très faible énergie d'inflammation et de petite taille : elle s'enflamme facilement dans l'air et diffuse dans les matériaux solides.
A des concentrations comprises entre 4 % et 75 % dans l'air, elle brûle et sa flamme est invisible à l'œil nu.
Dans certains matériaux, tel certains types d'acier, elle pénètre dans le réseau cristallin, réduit leur ductilité, et peut provoquer une rupture par fragilisation dite “à l'hydrogène”.
Les fuites d'hydrogène gazeux à haute pression ou en phase liquide peuvent donner lieu, en espace confiné et en présence d'une source de flamme, à une déflagration des installations.
Pour l'hydrogène liquide, le passage de phase liquide-gaz non contrôlé entraîne une augmentation du volume très importante (boil-off), une expansion dans les réservoirs ou des canalisations et un risque majeur d'explosion. Souvent sous-estimées, les brûlures cryogéniques constituent pourtant un risque permanent à chaque manipulation d'hydrogène liquide.
Comment gérer l’installation d’un stockage hydrogène ?
Chaque projet d'installation, distribution, stockage et mise en œuvre de l'hydrogène est spécifique et il doit être analysé par un expert en sécurité depuis sa conception. Le point de départ est le stockage d'hydrogène sur site.
- La première étape est une analyse initiale des risques pour définir les zones d'implantation et les contraintes spécifiques du projet, par exemple stockage d'oxygène et d'hydrogène sur le même site industriel. Les installations doivent respecter les distances de sécurité, et le zonage ATEX (Atmosphères Explosives) est indispensable.
- La partie déclarative est le deuxième élément. Le stockage d'hydrogène est soumis à différentes autorisations selon le pays et la quantité contenue, dans certains cas une déclaration réglementaire est suffisante mais une autorisation est plus souvent nécessaire. Si les volumes dépassent les 5 tonnes, une autorisation SEVESO (niveau 1 ou 2 selon les volumes) est requise.
Comment réaliser une installation hydrogène et toute sécurité ?
Une approche structurée de la sécurité, depuis la conception jusqu'à l'exploitation, permet la prévention des risques et la garantie de l'intégrité des installations.
Le design d'une installation est un élément clef. Le choix des matériaux non sujets à la fragilisation par l'hydrogène est le premier point pour bien protéger installateur et opérateurs. Il est aussi essentiel d'intégrer des équipements de sécurité tels que des soupapes de sûreté, des détecteurs de fuite et des systèmes de gestion de la surpression (boil-off) pour les réservoirs d'hydrogène liquide.
La mise en service d'une installation requiert des tests initiaux d'étanchéité (hélium ou gaz inertes selon les contraintes du projet) et des purges avec des gaz inertes pour éliminer l'oxygène. Son exploitation nécessite la mise en place de systèmes spécifiques de détection de flamme et de dispositifs de surveillance continue. L’installation de détecteurs de gaz inflammables (explosimètres H2) doit être faite en point haut (plafond) et des systèmes de ventilation adaptés sont obligatoires dans tous les espaces clos.
Les experts sécurité d’Air Liquide vous accompagnent pour la réalisation de votre installation hydrogène et vous apportent leur conseil pour garantir une exploitation en toute sécurité.
Quelles formations de sécurité hydrogène appliquer ?
Air Liquide considère la sécurité des installations et surtout des opérateurs comme un impératif absolu. Pour cela, chaque nouveau projet est étudié en détail par nos experts en sécurité hydrogène.
L'exploitation d'une installation hydrogène doit être faite par un personnel strictement formé aux risques ATEX et risques hydrogène, conformément aux réglementations de santé et sécurité au travail de chaque pays. Air Liquide vous accompagne et vous propose des formations dédiées à la sécurité de l'hydrogène gazeux ou liquide.
La manipulation des éléments de l'installation, qu'il s'agisse de vannes de sécurité, d'éléments sous pression ou cryogéniques, d'injecteurs, de brûleurs ou d'autres éléments du procédé final, doit être réalisée par du personnel formé aux risques liés à l'hydrogène.
Le port des Équipements de Protection Individuelle (EPIS) adaptés fait partie intégrante de l'exploitation d'une installation hydrogène ; il est obligatoire et non négociable.
Toutes ces mesures et normes (administratives, de conception, organisationnelles et de formation) constituent les bonnes pratiques pour assurer la sécurité et le bon fonctionnement des installations d'hydrogène.
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