Les carburants alternatifs exigent de nouvelles normes de sécurité
L’hydrogène et le gaz naturel liquéfié (GNL) sont les nouveaux carburants appelés à se développer notamment pour les véhicules utilitaires et les poids-lourds. Leur stockage, transport et distribution dans des stations service adaptées supposent un certain nombre de précautions.
Les véhicules roulant à l’hydrogène sont devenus une réalité. Deux technologies existent. Le moteur à combustion interne repose sur le même principe que le moteur à explosion, l’hydrogène remplaçant le gasoil ou l’essence. BMW en 2006 (avec sa 760LI) et Mazda en 2008 (avec la RX8) l’ont expérimenté avec des moteurs à bicarburation, fonctionnant aussi bien à l’hydrogène qu’à l’essence. Mais cette solution technique est aujourd’hui abandonnée au profit de la pile à combustible (PAC) couplée à un moteur électrique. Dans ce cas la pile à combustible est un générateur qui utilise l’hydrogène pour produire de l’électricité et faire tourner le moteur en ne rejetant que de l’eau. Le rechargement en hydrogène des véhicules PAC prend aussi peu de temps qu’un plein d’essence : 3 à 5 minutes, en moyenne contre quelques heures pour recharger une voiture à batterie. Par ailleurs, leur autonomie est similaire à celle d’un véhicule diesel : un plein d’hydrogène permet de parcourir jusqu’à 600 kilomètres, soit deux à trois fois plus que les voitures à batterie
A Paris la compagnie de taxis Hype fait circuler une flotte de 75 véhicules fonctionnant avec une pile à combustible. Une station hydrogène a été inaugurée début juin à Rungis par le groupe Engie et sa filiale GNVert pour ravitailler la flotte de 50 Renault Kangoo électriques d’Engie Cofely. Ces véhicules sont équipés d’un prolongateur d’autonomie sous forme d’une PAC permettant de produire de l’électricité pour compléter la batterie et augmenter l’autonomie de la voiture. Un réseau de bus à pile à combustible est prévu à Pau en 2019 et le gouvernement a annoncé début juin un plan de 100 millions d’euros pour aider au déploiement de cette technologie et faire de la France un leader de ce marché naissant.
Le gaz naturel liquéfié (GNL) et le gaz naturel comprimé (GNC) se développent également dans le secteur du transport routier. Le transporteur hongrois Waberer’s qui gère une flotte de 4 400 camions vient ainsi de commander des véhicules alimentés en GNL et en GNC au constructeur Iveco pour 2019. De son côté la société Gasum, gestionnaire du réseau de transport du gaz naturel en Finlande, vent d’annoncer qu’elle allait investir dans son réseau de stations d’avitaillement en GNL et bioGNL pour le porter de 15 à 50 sites début 2020 en Finlande, Suède et Norvège.
Le développement rapide de ces nouveaux carburants pose la question de la sécurité des véhicules et donc de leurs conducteurs, mais aussi des installations en amont et en aval (parking, atelier d’entretien des véhicules, tunnels,…).
Des systèmes adaptés
« Des réflexions sont menées sur la conception des véhicules à hydrogène et GNL (gaz naturel liquéfié), le choix des matériaux et la forme des réservoirs, et sur la présence de systèmes de sécurité adaptés pour sécuriser le remplissage et l’exploitation » explique Xavier Touffut, Manager Bureau Veritas du service Risques Industriels au sein du Centre Technique Europe de Dardilly (69). L'atome d'hydrogène est en effet le plus petit et le plus léger des atomes. Conséquence : il peut s'échapper des réservoirs qui se vident alors en quelques jours ou quelques semaines quand la voiture est à l'arrêt. La très faible masse volumique de l’hydrogène (sous forme gazeuse à pression ambiante, 12 m3 pour un seul kilogramme) oblige donc à le comprimer fortement (de 350 à 700 bars selon les cas) pour optimiser les volumes de réservoirs.
Le transport de l’hydrogène représente aussi une difficulté pour approvisionner les stations par camions citernes, qu'il soit compressé ou liquéfié à - 253°C. Cela suppose d’utiliser des conteneurs et des installations de stockage, éventuellement de compression et de distribution adaptés.
Optimiser la zone d’implantation des pompes à hydrogène
Comme tout combustible, l'hydrogène peut s'enflammer et/ou exploser en cas de fuite. Pour éviter tout danger, le plein d’un véhicule à hydrogène se fait grâce à un embout très spécifique. La pompe ne démarre pas tant que cet embout n'est pas correctement engagé dans le réservoir du véhicule. Ces principes éprouvés pour des carburants classiques (GNC, GPL) bénéficient d’avances technologiques. Les bornes sont dotées d'une technologie infrarouge qui communique avec l'ordinateur de bord de la voiture et gère le remplissage du réservoir.
« Bureau Veritas a travaillé sur l’analyse du risque de systèmes de compression, stockage et distribution dans le cadre de la réglementation Atex (atmosphère explosive), la Directive équipements sous pression et la règlementation des installations classées pour la maitrise des risques, note Xavier Touffut. Il s’agissait d’identifier les risques de fuites éventuelles et de délimiter la zone de danger pour optimiser la zone d’implantation des différents composants, d’adapter exactement les composants au niveau de risque, mais aussi de savoir quel matériel incendie utiliser en cas d’accident. » Bureau Veritas a identifié les paramètres critiques de sécurité à surveiller, leur a alloué un niveau de confiance et a travaillé sur l’architectures de ces fonctions pour garantir un haut niveau de sécurité.
Sécuriser la maintenance des véhicules
« Nous avons fait ces évaluations de risques et l’appui à la conformité multi directive des locaux pour des clients qui conçoivent et installent ou qui approvisionnent les stations de distribution d’hydrogène, confie Xavier Touffut. Nous sommes également sollicités par des professionnels de la réparation automobile qui s’interrogent dès à présent sur les dispositions à mettre en place pour accueillir des véhicules à hydrogène et GNL. » Savoir s’il convient par exemple de purger le réservoir de ces véhicules avant de les prendre en charge, et comment. Ou bien s’il faut prévoir une zone équipée d’une ventilation spécifique et de détecteurs de gaz dans l’atelier pour faire même un entretien classique d’un véhicule équipé de ces nouvelles motorisations. « Pour l’instant toutes ces opérations et installations ne sont pas encore normées » explique Xavier Touffut.
Se prémunir contre de la cryogénie
« Il n’y a pas de danger particulier à l’utilisation des carburants gazeux, que ce soit le gaz de pétrole liquéfié (GPL) pour les voitures ou le gaz naturel compressé (GNC) pour les utilitaires, qui existent tous eux depuis trente ans, ou le gaz naturel liquéfié (GNL) qui se développe beaucoup depuis quatre ou cinq ans pour les camions » explique de son côté François Brunero, directeur business development chez Primagaz. En revanche la distribution en station de ces carburants, notamment du GNL, liquéfié à moins 160 degrés, suppose de respecter un certain nombre de précautions. « Pour faire le plein les conducteurs de poids lourds fonctionnant au GNL doivent revêtir quelques équipements de sécurité, les EPI, Equipements de Protection Individuelle : des gants cryogéniques, des vêtements avec des manches et des pantalons longs, des chaussures fermées et un écran facial ou des lunettes de protection » affirme François Brunero. Des équipements nécessaires pour prévenir les brûlures et les risques de congélation dus à la cryogénie.
A noter qu’un décret du 8 décembre 2017 - complété de deux arrêtés - définit les exigences applicables aux infrastructures de ravitaillement en gaz naturel (gaz naturel liquéfié-GNL et gaz naturel comprimé-GNC) et en hydrogène. L'Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie (Ademe), a pour sa part publié un guide d'information sur la sécurité des véhicules à hydrogène et des stations-service dédiées.