L'hydrogène : une énergie propre, mais pas sans risques

En tant que vecteur énergétique prometteur, l'hydrogène suscite un engouement croissant dans les secteurs de l'énergie, du transport et de l'industrie. Toutefois, derrière ses avantages écologiques et son potentiel d'innovation qui commence à croitre depuis plusieurs années, l'hydrogène présente également des risques qui nécessitent une attention particulière. Le risque hydrogène fait référence aux dangers liés à la production, au stockage, au transport, à la distribution et à l’utilisation de cet élément hautement inflammable. Les principales préoccupations portent sur les fuites et les explosions potentielles, ainsi que sur les défis liés au transport sécurisé de l'hydrogène. En comprenant les risques associés à cette technologie émergente, il est essentiel de développer des normes et des procédures rigoureuses pour garantir la sécurité des travailleurs, des organisations et de l'environnement. Retour sur les divers aspects du risque hydrogène, tout en mettant en évidence les mesures préventives et les stratégies d'atténuation qui peuvent être mises en place pour assurer une transition énergétique sûre et durable vers l'hydrogène. 

De manière générale, il est important de considérer que l’utilisation de cette énergie comme combustible expose à des risques dits « classiques » qui relèvent des atmosphères explosives aussi souvent appelées ATEX. 

Ces risques sont accentués du fait des propriétés de l’hydrogène et de ses conditions d’usage et de stockage particulières. Gaz très volatile et fragilisant les matériaux, l’exploitation et le stockage de cette énergie verte induit inévitablement un risque très important de fuite. En outre, situées entre 400 bars et 700 bars, les pressions d’usage de l’hydrogène sont très hautes ce qui implique une vigilance et une stratégie de prévention des risques très strictes. 

Combustible aux multiples vertus, l’hydrogène présente des risques intrinsèques qu’il est fondamental d’intégrer dans les plans de prévention et de sécurité de l’organisation. Entre risque incendie & explosion, danger de fuites et risque acoustique, voici un panorama global des risques liés à cette ressource prometteuse. 

En combustion lente, la fuite enflammée d’hydrogène, que l’on appelle aussi « en torchère » est invisible à l’œil nu et le rayonnement de la flamme est 10 fois moins important qu’une flamme d’essence d’une surface équivalente. Autrement dit, il n’y a pas de ressenti de rayonnement thermique d’une flamme d’hydrogène. En combustion vive, flammes et fumées seront produites, ainsi qu’un important dégagement de fumées.

L’hydrogène est connu pour dégrader les matériaux utilisés pour son stockage, son transport et sa distribution, ce phénomène appelé « fragilisation » est constaté et s’est avéré permanent dans toutes les conditions étudiées. Avec l’hydrogène, la question n’est pas de savoir s’il y aura des fuites, mais quand elles apparaitront. En effet, le caractère inévitable de la dégradation des matériaux soumis à ce gaz est à prendre en compte dans le plan de sécurité des projets de l’entreprise.

Fait davantage méconnu mais tout aussi dangereux, le bruit généré par une fuite d’hydrogène est, du fait de la taille des molécules, de la pression et de sa vitesse d’échappement, très important. À titre d’exemple, une fuite d’hydrogène à une pression de 200 bars peut atteindre sans difficulté 140 décibels. 

Présentant aussi des risques que l’on peut qualifier d’indirects, la manipulation, la chaine logistique et l’exploitation de cette énergie verte ne sont pas des étapes à sous-estimer dans l’étude des nouveaux projets. Qu’il s’agisse de menaces malveillantes en termes de cybersécurité par exemple dans le cas de télé exploitation ou encore de risques naturels (NaTech), le sujet de l’hydrogène et des risques qu’ils impliquent sont à appréhender dans les nouvelles installations.

La prévention du risque lié à l'hydrogène est devenue une priorité en France, en particulier dans les domaines de la mobilité et du stockage, compte tenu de son rôle crucial dans la transition énergétique. En tant que vecteur énergétique propre et polyvalent, l'hydrogène offre de nombreuses opportunités pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et promouvoir un avenir plus durable. Cependant, il est essentiel de reconnaître et d'aborder les risques potentiels associés à son utilisation. La sécurité des installations de production, de stockage et de transport d'hydrogène est primordiale pour protéger les travailleurs, les communautés et l'environnement contre d'éventuelles fuites ou explosions. En mettant en place des normes strictes, des inspections régulières et des dispositifs de sécurité avancés, la France ainsi que les acteurs de référence tels que France Hydrogène ou CNPP s'efforce de garantir que l'essor de l'hydrogène se réalise de manière sûre et responsable, tout en contribuant à la construction d'un avenir énergétique plus propre et respectueux de l'environnement.

Fort de ce constat et afin de limiter les risques, il devient alors urgent de se pencher sur la prévention incendie pour les installations en s’appuyant sur des éléments de prévention et de protection existants : 

• Sécurité intégrée des équipements et machines : ATEX / CEM/ BT (+ ESP) 
• Réalisation et maintenance des installations : il n’y a pas de définition réglementaire précise pour les installations électriques en atmosphère explosive. Il existe néanmoins des schémas normatifs de certification qui permettent une réduction conséquente du risque qui pourrait être appliqué aux installations hydrogène. 
• Exploitation des installations : développer les compétences pour prévenir les risques. 

Il existe également un certain nombre de bonnes pratiques qui doivent être soutenues, encouragées et développées pour perfectionner la sécurité des installations liées à l’hydrogène : 

• Sensibiliser les exploitants. 
• Réfléchir à l’implantation, la ventilation et les autres aspects techniques lors de la conception de nouvelles installations 
• Renforcer les vérifications des installations. 
• Mettre l’accent sur la détection de fuites en augmentant les activités de suivi, de maintenance. 
• Développer des protocoles d’intervention et de sécurisation en cas d’accident. 

De manière générale, un sinistre impliquant l’hydrogène peut être de deux natures différentes : soit il s’agit d’une fuite d’hydrogène non enflammée, soit d’une fuite enflammée. Nous proposons alors deux méthodologies spécifiques et adaptées aux deux situations pour intervenir sur feux d’hydrogène :

Dans la mesure où l’hydrogène est un gaz combustible, le risque majeur est la génération d’une explosion liée à la rencontre d’une poche de gaz située dans la bonne concentration avec une source d’ignition. La méthode d’intervention reste dans la même approche que pour les autres gaz combustibles  :

1. définir un périmètre de sécurité adapté (en fonction de la quantité d’hydrogène potentiellement impliquée) et faire évacuer les personnes en dehors de ce périmètre. 
2. couper, dans le mesure du possible, la fuite d’hydrogène et les sources d’ignition à distance 
3. si la coupure de la fuite est impossible, maintenir le périmètre sécurisé jusqu’à la vidange totale de la source d’hydrogène 
4. ventiler les locaux pour évacuer les poches de gaz résiduelles. 
   Attention à ce que les moyens de ventilation ne soit pas une source d’ignition (exemple : une extraction mécanique qui ne serait pas conforme à la norme ATEX pour l’hydrogène), à défaut utiliser des moyens de ventilation naturelle. 
5. si du personnel d’intervention doit être engagé pour réaliser des actions de coupures de fuites ou d’ouverture de moyens de ventilation par exemple, engager le minimum de personnel dans la zone à risque et les munir d’équipement de détection gaz individuelle portatif H2 afin de détecter toute poche de gaz en amont afin de pouvoir se replier. Enfin il est indispensable que l’ensemble de leurs équipements soient conformes ATEX pour l’hydrogène (détecteur, radio, tenue, etc.). 
6. Avant la réintégration de la zone concernée par la fuite d’hydrogène, il sera  nécessaire d’engager du personnel avec des appareils de mesures de gaz H2 pour s’assurer qu’il n’y a plus aucun risque pour la reprise d’activité. Cet engagement de personnel devra se faire dans les mêmes conditions qu’indiquées au point précédent. 

Ici la méthode d’intervention sera contrainte par le fait que la flamme d’hydrogène est invisible à l’œil nu, n’émet pas de fumée et le rayonnement thermique est imperceptible. 

• Repérer la zone de danger, en utilisant une caméra thermique ou un extincteur à poudre pour « révéler » la flamme. Toutefois avec ces moyens la caractérisation de la zone de danger n’est que partielle, il faut donc que les intervenants en aient bien conscience et prennent une marge de sécurité dans les actions qu’ils entreprennent (fermeture d’une vanne par exemple). On peut même utiliser ces 2 moyens de façon complémentaires pour bien analyser la zone de danger (lors du cas d’une micro-fuite enflammée par exemple).

   

• Positionner l’équipe d’intervention à distance de sécurité en protection derrière le véhicule d’intervention ou d’un bâtiment par exemple). L’objectif est de limiter les conséquences d’une explosion de véhicule sur l’équipe d’intervention pendant son temps de préparation. Il est important de noter que le réservoir d’hydrogène dans le véhicule est muni d’un dispositif de sécurité qui, avec la montée en pression du réservoir, libère intégralement l’hydrogène contenu dans celui-ci pour éviter l’explosion. 

   

• Engagement de 5 personnes en tenue de feu complète avec protection respiratoire : 
  • Un binôme avec une première lance à eau (LDV 1 sur le schéma ci-après) qui se concentrera exclusivement sur le refroidissement du réservoir contenant de l’hydrogène. 
  • Un binôme avec une seconde lance à eau (LDV 2 sur le schéma ci-après) qui réalisera l’extinction du véhicule. 
  • Le chef de l’intervention qui, muni d’une caméra thermique, dirigera l’engagement de ses 2 binômes en engageant l’approche par l’avant du véhicule, et en veillant qu’aucun intervenant ne passe par l’arrière du véhicule. En effet, c’est vers l’arrière du véhicule que le dispositif de sécurité de surpression du réservoir, relargue le gaz combustible. 

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