Hydrogène : quelles sont les principales causes des accidents ?

Dans son dernier rapport sur la sécurité dans les installations de production d’hydrogène, le laboratoire national de technologie énergétique (NETL) du ministère de l'Énergie américain a analysé les accidents dans le secteur depuis 2006. Si l’erreur humaine représente 10 % des problèmes rencontrés, c’est surtout le matériel qui est à l’origine des dysfonctionnements.
 
Si, jusqu’en 2012, la grande majorité des quelque 200 incidents signalés avaient eu lieu en laboratoire, le développement des applications domestiques et industrielles de l’hydrogène depuis une décennie s’est traduit par la multiplication d’installations de production à plus grande échelle. Conséquence, le gaz doit être produit, acheminé et stocké ; accroissant significativement le risque d’accident, comme dans tout processus industriel.
 

L’hydrogène est plus inflammable que le méthane

Une particularité néanmoins : l’hydrogène est une molécule plus petite et plus légère que le méthane (ce qui lui permet de s'échapper des équipements et de se diluer plus rapidement dans l'air) mais il présente également une plage d'inflammabilité beaucoup plus large. Le risque principal résultant étant la fuite qui dans les situations extrêmes dégénère en incendie, voire en déflagration.
 
« Plus précisément, alors que le gaz naturel a une limite d'inflammabilité de 5 à 15 % en volume, les mélanges hydrogène-air sont inflammables dans une plage de 4 à 75 % d'hydrogène en volume. En combinant cela avec le fait que l'énergie minimale d'inflammation de l'hydrogène est de l'ordre de 5 % de celle du gaz naturel, les mélanges hydrogène-air présentent un risque d'incendie nettement plus élevé que les mélanges gaz naturel-air », selon le rapport du NETL.


 
Si le risque reste bien présent, l’étude du NETL est néanmoins rassurante. Sur les 350 incidents liés à l'hydrogène signalés aux États-Unis au cours des 17 dernières années, plus de la moitié se sont produits dans les phases d’expérimentation (principalement en laboratoire jusqu’à 2012). Grâce aux informations communiquées sur une base volontaire au site Web gouvernemental H2Tools depuis son lancement en 2006, le NETL a pu identifier l’origine des accidents. Les pannes d'équipement ont été citées dans 25,9 % des 347 rapports, contre environ 9,8 % les attribuant à une erreur humaine
 
Parmi les équipements mis en cause dans les rapports d’accidents, « environ la moitié des incidents signalés concernaient des appareils sous pression, des canalisations et des systèmes de vannes et, dans une moindre mesure, des cartouches de gaz comprimé, des problèmes électriques et des pannes de capteurs de mesure ».


 
 

L’électricité à l’origine de la majorité des accidents graves

Au-delà de simples fuites d'hydrogène, les accidents ayant eu pour conséquence une inflammation du gaz ont trouvé pour principale origine des « décharges d’électricité statique provenant du personnel ou d’un équipement électrique défectueux ou mal mis à la terre. »
 
Causes qui doivent faire l’objet d’une vigilance accrue des industriels. Car les incendies d’hydrogène ont tendance à brûler plus intensément que ceux des gaz fossiles (avec notamment une accélération des flammes et des explosions plus fréquentes), engendrant un épuisement plus rapide de l’oxygène dans les espaces clos et augmentant ainsi le risque d’asphyxie.
 

Un appel à la vigilance

Compte-tenu du développement important du secteur, cette étude est un signal d’alerte pour l’industrie de l’hydrogène au regard de la forte inflammabilité du mélange air-hydrogène : depuis 2006 ces accidents ont fait une cinquantaine de blessés et provoqué 15 décès.
 
Si l’industrie de la production d’hydrogène est globalement parmi celle où les procédures de sécurité (de la conception à l’exploitation) sont bien maîtrisées, le NETL « espère que ce rapport constituera une ressource précieuse pour les parties prenantes dans l'élaboration des futurs projets d'hydrogène et contribuera à la construction d'infrastructures de production d'hydrogène et d'électricité en vrac sûres et durables ».
 
 
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