L’hydrogène est utilisé depuis de nombreuses années dans l’industrie et suscite aujourd’hui beaucoup d’espoir pour le rôle qu’il pourrait jouer dans la réduction des émissions de CO2 et la transition écologique.

On nous pose de plus en plus souvent la question de la compatibilité de nos cannes de prélèvement d’échantillons avec ce gaz.
L’usage de l’hydrogène pose en effet de nombreux problèmes de sécurité qu’il convient de prendre en compte. L’hydrogène est un gaz incolore et inodore, il n’est donc pas spontanément détectable par nos sens. Ni toxique ni explosif, dilué dans l’air, il devient inflammable et potentiellement explosif dans certaines conditions. Il faut donc prendre toutes les mesures nécessaires pour éviter qu’il ne se répande hors des enceintes où il est stocké ou des canalisations dans lesquelles il circule.

Plusieurs caractéristiques spécifiques de l’hydrogène sont de nature à augmenter le risque :

– La facilité à fuir: La petite taille de sa molécule et sa faible viscosité permettent à l’hydrogène de traverser des ouvertures de taille extrêmement faible. Le risque de fuite lorsqu’un circuit n’est pas parfaitement étanche est donc plus élevé avec l’hydrogène qu’avec la plupart des autres gaz.
– La perméation à travers les matériaux: Les propriétés particulières de l’hydrogène lui permettent également de traverser certains matériaux par perméation. C’est le cas en particulier d’un certain nombre de matériaux polymères. À la différence d’un écoulement, la perméation est un phénomène de diffusion chimique à travers un matériau des atomes d’hydrogène provenant de la dissociation des molécules à la surface de ce matériau. Le moteur de cette diffusion est la différence de concentration ou de pression partielle de l’hydrogène entre les parois du matériau.
– La fragilisation de certains matériaux métalliques: Il s’agit de la propension des atomes d’hydrogène à pénétrer dans certains alliages métalliques, endommageant la structure cristalline, rendant le matériau fragile et accélérant la propagation des micro-fissures notamment sous contrainte. Ce phénomène de corrosion fissurante peut aller jusqu’à provoquer des ruptures brutales du matériau bien en dessous de sa limite de rupture en l’absence d’hydrogène. Les alliages d’aluminium sont en général assez peu sensibles à la fragilisation, de même que les aciers inoxydables du type 316L. Au contraire, les aciers ferritiques sont souvent sensibles à cette fragilisation.
– La très faible énergie d’inflammation: L’énergie minimale d’inflammation de l’hydrogène dans l’air est plus de 10 fois inférieure à celle du propane ou du gaz naturel, et son domaine inflammable à pression et température ambiantes est très étendu (de 4% à 75% en volume). La probabilité d’inflammation de l’hydrogène dans l’air est donc très grande, même si des précautions sont prises pour éviter toute flamme ou étincelle à proximité de la zone à risque.
– Les caractéristiques spécifiques de la flamme d’hydrogène: La flamme d’hydrogène est très peu éclairante car le rayonnement de l’hydrogène chauffé se situe essentiellement dans le domaine ultra-violet. Le rayonnement le plus visible (de couleur orangée) se situe généralement au niveau de la vapeur d’eau résultant de la combustion, tandis que le cœur de la flamme très chaud (supérieur à 2 000°C) est pratiquement invisible dans le jour. Cette caractéristique constitue un danger supplémentaire en particulier pour les équipes d’intervention en cas d’incendie.
– Le risque de détonation: Sous certaines conditions (énergie d’inflammation élevée, obstacles accélérant la flamme, niveau de turbulence important) et lorsque la concentration en hydrogène dans l’air est comprise entre 11% et 59%, il peut y avoir détonation. La détonation se caractérise par un front de flamme se déplaçant à vitesse supersonique accompagné d’ondes de choc. Elle conduit à un danger supplémentaire par rapport à la déflagration dû à de fortes surpressions capables de se propager à grandes distances et pouvant provoquer des dégâts graves sur les bâtiments et des risques très accrus pour les personnes.

Après des recherches approfondies, A+ Corporation a déterminé que les sondes de prélèvement GENIE constituent un moyen sûr et efficace pour échantillonner des fluides contenant moins de 30 % d’hydrogène.

Le matériau standard de construction pour la plupart des produits GENIE est l’acier inoxydable 316/316L . Ce matériau est acceptable pour une utilisation dans les canalisations d’hydrogène et les composants de tuyauterie selon la norme ASME B31.12-2014: Hydrogen Piping and Pipelines. Cependant, des fuites de gaz peuvent se produire même avec des matériaux de construction appropriés. Etant donné que la plupart des sondes de prélèvement GENIE rejettent dans l’atmosphère une partie du gaz process au moment de leur installation et de leur entretien, les procédures de sécurité doivent être suivies très attentivement lorsque l’on travaille avec des gaz contenant de l’hydrogène. Il est également impératif d’avoir une composition précise du flux pour s’assurer que ces niveaux sont maintenus.

En raison des préoccupations de sécurité liées à une fuite d’hydrogène et du fait que les produits GENIE n’ont pas été spécifiquement conçus ou testés en service hydrogène, A+ Corporation recommande aux utilisateurs finaux de faire preuve de la plus grande prudence lorsqu’ils sélectionnent des composants qui serviront dans des process contenant plus de 30% d’hydrogène en volume. Dans ce type de configuration, A+ CORPORATION ne recommande pas l’utilisation de composants où des fuites pourraient se produire en fonctionnement normal, tels que les produits contenant des presse-étoupes, des joints dynamiques, des soupapes ou des évents atmosphériques.

A+ Corporation suit les lignes directrices de la NFPA 497, 2017: Recommended Practice for the Classification of Flammable Liquids, Gases, or Vapors and of Hazardous (Classified) Locations for Electrical Installations in Chemical Process Areas, dans laquelle il est recommandé de faire preuve des même précautions pour les mélanges gaz process/carburant contenant plus de 30% d’hydrogène en volume que pour des fluides contenant 100% d’hydrogène.

Les produits A+ Corporation n’ont pas été conçus spécialement pour le service hydrogène et ne sont pas non plus testés en service hydrogène. Il incombe à l’utilisateur final de sélectionner les produits appropriés à son application.