À l’avant-garde du transport à hydrogène

Repousser les limites : comment l’Empa stimule le développement des véhicules à hydrogène

Le Laboratoire fédéral d’essai des matériaux et de recherche (Empa) mène au quotidien des recherches de pointe, dont une grande partie est consacrée à la décarbonation de l’économie suisse. Le démonstrateur « move » de l’Empa est un élément clé de ces recherches qui se concentrent sur les bénéfices de nouvelles technologies prometteuses pour le secteur des transports, comme les véhicules électriques à batterie, les véhicules électriques à hydrogène ou les véhicules alimentés avec des carburants de synthèse.

« Notre but est de transformer la recherche en innovations commercialisables », indique Brigitte Buchmann, directrice de la plateforme Mobilité, énergie et environnement. « Nous nous voyons comme une passerelle entre la recherche et les applications. »

Les véhicules à hydrogène sont un domaine de recherche très important pour la plateforme « move ». En plus des recherches menées dans le domaine du stockage et de l’utilisation de l’hydrogène, un élément clé de la mission de la plateforme est de contribuer à l’adoption de nouvelles technologies sur la base de données scientifiques. Dans ce contexte, un nouveau raccord mis au point par Swagelok pour les hautes pressions a été évalué en coopération avec l’autorité de sécurité compétente – la Suva – en vue de son utilisation dans les installations de la plateforme. Cette évaluation a conduit à une révision des règlements concernant l’installation en vigueur en Suisse, rendant ainsi possible l’utilisation du nouveau raccord dans le pays.

L’Empa et Swagelok collaborent depuis les années 1960, et la relation n’a cessé d’évoluer au fur et à mesure que l’Empa explorait de nouveaux domaines de la recherche technologique. Découvrez pourquoi l’Empa et la plateforme « move » sont prêts pour de nouvelles avancées technologiques dans un secteur du transport à hydrogène en plein essor.

Surmonter les défis inhérents à l’hydrogène

L’hydrogène doit être comprimé et stocké à des pressions élevées pour obtenir la densité d’énergie nécessaire. Le remplissage d’une bouteille d’hydrogène embarquée à bord d’un véhicule entraîne une augmentation importante de la température de la bouteille. Pour éviter que le matériau de la bouteille ne vieillisse prématurément, l’hydrogène doit être préalablement refroidi à -40 °C avant de procéder au remplissage. L’Empa est en train d’évaluer des alternatives à ce refroidissement préalable en effectuant des simulations détaillées sur d’autres configurations de l’écoulement ainsi qu’une analyse thermodynamique approfondie.

« Lorsque nous mettons au point et réalisons des expériences sur l’hydrogène, la sécurité est une priorité absolue », explique Christian Bach, chef du laboratoire Technologies de propulsion automobile de l’Empa. « Dans ce contexte, il est très intéressant pour nous de coopérer avec des partenaires industriels tels que Swagelok, dont les conseils comme les produits sont de grande qualité. » De nombreuses réglementations et normes, auxquelles l’Empa doit se conformer dans ses applications, définissent des exigences générales et des méthodes d’essai pour la sécurité des installations qui utilisent de l’hydrogène.

Les raccords de la série FK assurent une étanchéité permanente et offrent une résistance mécanique équivalente à celle d’un raccord soudé.

Pour éviter tout problème de sécurité et satisfaire aux exigences en la matière, l’Empa utilisait auparavant des raccords soudés coniques et filetés avant que Swagelok ne trouve une autre solution : les raccords série FK Swagelok ^®, mis au point spécialement pour une utilisation avec l’hydrogène. Cette solution a permis de créer des raccordements parfaitement étanches, tout en offrant une résistance mécanique équivalente à celle d’un raccord soudé. Les raccords FK sont également plus faciles à entretenir, ce qui réduit globalement les coûts de main-d’œuvre et de maintenance.

« Les raccords FK ont répondu aux besoins de l’Empa pour leurs systèmes de stockage de l’hydrogène », explique Thomas Freund, directeur général de Swagelok Suisse. « La facilité d’installation, la sécurité, la fiabilité et la parfaite étanchéité de ces raccords sont leurs plus gros avantages. »

Une offre complète pour un secteur d’avenir en pleine évolution

Alors que l’Empa continue à mettre au point des solutions pour la technologie des piles à hydrogène, le laboratoire a commencé à collaborer plus étroitement avec Swagelok, au-delà de la seule sélection des produits.

En tant qu’institut de recherche, l’Empa voit passer un grand nombre d’étudiants qui ont besoin d’une formation appropriée pour travailler avec les systèmes et les technologies de la plateforme « move ». « Au début de chaque année universitaire, nous convions les nouveaux étudiants à nos séminaires de sécurité sur l’installation des raccords pour tubes, le cintrage et d’autres notions essentielles », indique Freund. « Cela fait partie des dispositions prises par l’Empa pour la garantir la sécurité et la fiabilité de ses systèmes. »

L’Empa recourt également aux services de conception et d’assemblage proposés par Swagelok pour se faire construire des sous-systèmes préassemblés destinés aux systèmes de stockage de l’hydrogène de la plateforme « move ». Il s’agit notamment de réservoirs de stockage et de manifolds, ce qui permet au personnel de la plateforme de se concentrer sur ses activités de recherche plutôt qu’à des activités chronophages comme l’assemblage.

« Il est important que nos partenaires industriels soient en mesure de relever de nouveaux défis et de mettre en œuvre de nouvelles technologies avec nous », précise Bach. « Nous avons besoin d’informations précises et fiables pour construire les meilleurs systèmes possibles, et c’est ce que nous offre Swagelok. »

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