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Conference papers

Ingénierie de la sécurité appliquée à des applications hydrogène-énergie

Résumé : Depuis quelques années, l’hydrogène apparaît comme un vecteur d’énergie crédible. AREVA Stockage d’Energie développe, dans ce cadre, des solutions de stockage d’énergie, permettant de transformer l’énergie électrique en énergie chimique (de l’hydrogène) afin de la stocker. Cependant les applications hydrogène sont toujours considérées dangereuses, tant est redouté un évènement dangereux tel qu’une explosion qui pourrait avoir lieu si une fuite d’hydrogène se produisait. Il faut reconnaitre que les fuites d’hydrogène peuvent produire de vastes nuages inflammables à cause de sa plage d’inflammabilité étendue et qu’un mélange hydrogène-air peut s’enflammer extrêmement facilement et brûler rapidement et violement. En comparant l’hydrogène aux autres carburants usuels, sa plage d’inflammabilité est 5 à 10 fois plus étendue, son énergie minimale d’inflammation est 5 à 10 fois plus faible et sa vitesse maximale de propagation est aussi 5 à 10 fois plus importante. Cependant, grâce à ses propriétés physiques, l’hydrogène peut offrir des avantages appréciables en termes de sécurité/mitigation, tels que sa densité plus faible que l’air entraînant une dispersion rapide. Les ingénieurs de conception doivent faire face à cette réalité et la conséquence logique est que la démonstration de la sécurité doit être solide et clairement compréhensible. La sécurité est donc l’enjeu essentiel pour l’introduction des objets hydrogène sur le marché. Dans l’hypothèse où ce risque serait inacceptable pour l’usager (trop grande proximité avec des enjeux forts, un environnement sensible…), il faut être capable de faire évoluer le procédé proposé puis de requalifier le risque. L’objectif de ce travail est de constituer l’outil qui permette de faire cela. On vise en quelque sorte un outil d’ingénierie de la sécurité. L’objectif de cette communication est de présenter le travail accompli et l’outil. Les principaux points sur lequel ce travail a porté sont les suivants : - Conception d’une matrice d’acceptabilité : elle comporte une dimension probabilité de l’accident et gravité de l’accident. Le cas spécifique d’AREVA Stockage d’Energie est présenté mais la matrice pourrait être constituée sur la base de critères différents ; - Identification des « évènements redoutés centraux » ou ERC (Laurent, 2011) : dans le cas des objets hydrogène, il s’agit principalement de fuites et accessoirement d’éclatements de capacité. L’ERC est l’évènement ultime d’une série d’évènements reliés les uns aux autres par des relations de cause à effet. Sur cet enchaînement, des calculs de probabilité sont possibles. Dès lors que l’ERC s’est produit la séquence d’évènements qui suit est jugée inexorable, automatique sans relation de cause à effet entre les évènements mais suivant une séquence temporelle. La probabilité de l’accident est donc celle de l’ERC ; - Calcul du risque : pour chaque ERC, un arbre de défaillances est construit en amont de l’ERC et un arbre d’évènements en aval. L’architecture de l’arbre de défaillances permet de calculer la probabilité de l’ERC si la probabilité des évènements les plus en amont est connue. Dans le cadre du risque majeur, où la précision des estimations requise est moyenne, on utilise des bases de données génériques relatives aux accidents majeurs. On a montré que ces bases de données, plutôt anciennes et relatives aux technologies des hydrocarbures, ne sont pas adaptées ni à la finesse de l’outil ni aux objets hydrogène. Comme par ailleurs le retour d’expérience sur ces objets est très limité, on a développé une approche nouvelle basée sur le prolongement vers l’amont des arbres de défaillances. Par ailleurs les méthodes d’estimation des conséquences des accidents habituellement employées pour les accidents majeurs ne sont pas adaptées. Il faut être capable notamment d’estimer assez précisément les caractéristiques d’un nuage inflammable d’une part pour prédire les effets de l’explosion mais aussi pour dimensionner les barrières (évents, limiteurs de débit...). Une boite à outil spécifique a été développée pour cela.
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https://hal-ineris.archives-ouvertes.fr/ineris-01863200
Contributor : Gestionnaire Civs <>
Submitted on : Tuesday, August 28, 2018 - 11:14:10 AM
Last modification on : Wednesday, September 5, 2018 - 2:50:07 PM
Document(s) archivé(s) le : Thursday, November 29, 2018 - 2:50:00 PM

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  • HAL Id : ineris-01863200, version 1

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Audrey Duclos, Christophe Proust, Jérôme Daubech, Franck Verbecke. Ingénierie de la sécurité appliquée à des applications hydrogène-énergie. 16. Congrès de la Société Française de Génie des Procédés (SFGP 2017), Jul 2017, Nancy, France. ⟨ineris-01863200⟩

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