Ce rapport présente l’analyse du retour d’expérience menée par l'INERIS en préalable à l'analyse préliminaire des risques sur la sécurité des véhicules électriques. L'analyse est focalisée sur les nouveaux systèmes de stockage et de gestion de l’énergie électrique (batteries au Lithium principalement, supercapacités) pour lesquels la forte densité énergétique, et le principe de fonctionnement même, engendrent un danger intrinsèque d’emballement thermique et de scénarios accidentels associés (incendies, fuites d’électrolytes, explosion) qui doit être parfaitement évalué et géré. En sus du risque chimique, le risque électrique dans toute sa dimension doit également être pris en compte. En effet, la maîtrise de ces risques dans les conditions d’exploitation à forte puissance du VE et au-delà de l’utilisation sur tout le cycle de vie de la filière est au cœur de la réflexion sécurité suscitée par le déploiement du Véhicule électrique en France.
Tout stockage d’énergie engendre un risque plus ou moins élevé de libération accidentelle de cette énergie (le réservoir de carburant du véhicule thermique n’échappe pas à la règle). Mais pour ce qui concerne les technologies lithium, chacun a en mémoire les quelques accidents peu nombreux, mais largement rapportés par les médias, qui ont affecté différents appareils portables (ordinateurs principalement), dont les batteries reconnues défectueuses ont fait l’objet de rappels multiples et extrêmement coûteux pour les fabricants. On notera au demeurant que ces incidents bien connus sont survenus environ 15 ans après le lancement, par Sony, de la commercialisation des batteries rechargeables basées sur le système électrochimique lithium-ion. Ce constat montre qu’il est important de rester attentif aux questions de sécurité tant lors de ruptures technologiques importantes que lors d’une montée en puissance d’une technologie donnée, en réponse aux attentes du marché.
Au-delà de la prise de conscience que ces systèmes de stockage d’énergie performants engendrent de manière intrinsèque une problématique sécurité à prendre en compte à sa juste mesure, il est plus qu’utile d’examiner de manière systématique l’accidentologie connue en matière de fabrication, stockage, utilisation, transport, charge et recyclage des accumulateurs d’énergie électrochimique, en mettant bien sûr l’accent sur les technologies les plus proches de celles qui sont ou seront très prochainement utilisées dans le cadre de la montée en puissance de la filière véhicule électrique. Cette analyse est l’objet essentiel de ce rapport.
Le déploiement à grande échelle de la filière « véhicule électrique » implique pour les transports individuels et collectifs, des bouleversements profonds au-delà de l’électrification des véhicules proprement dite, aussi bien des habitudes de conduite, que des différentes infrastructures à mettre en place (stations de charges, installations de maintenance et de réparation…) ou de filières de recyclage, encore quasiment inexistantes pour les nouvelles technologies envisagées dans les véhicules.
Ces modifications vont s’accompagner de l’émergence de nouveaux risques qu’il est primordial d’identifier rapidement afin de pouvoir les évaluer et proposer les principales mesures à mettre en place pour pouvoir les prévenir.
La présente étude a pour principal objectif de :
Les nouveaux systèmes de stockage et de gestion de l’énergie électrique (batteries au Lithium, supercapacités…) et leurs interfaces avec le train propulseur du côté véhicule et les bornes de charge du côté réseau constituent les technologies clés, en pleine mutation, dont la maturité conditionne le déploiement de la filière électrique.
Les enjeux de sécurité déjà mis en évidence lors de la commercialisation des premières piles au lithium et batteries au lithium rechargeables destinés aux équipements de grande consommation (ordinateurs portables, téléphonie mobile, lecteurs de DVD -voir le rapport sur le REX-) n’ont fait que se renforcer avec l’augmentation des densités énergétiques massiques et volumiques des batteries.
Ainsi, l'INERIS a constitué une synthèse présentant quelques données de base sur ces technologies, comprenant un bref aperçu historique du développement, ainsi que quelques éléments contextuels sur les développements en cours.
Ce document synthétise une étude comparative des réglementations, guides et normes concernant les stations-service hydrogène en 2014. Il vise à répondre notamment aux interrogations suivantes :
Il est ciblé sur des pays ayant des stations-service en Europe et Amérique du Nord (l’Allemagne et la Californie étant les états les plus avancés). Le champ étudié reprend les installations qui composent une station-service, du poste de dépotage à la zone de distribution. Il ne prend pas en compte la fabrication d’hydrogène, le stockage sous forme d’hydrure, la livraison pipeline et les véhicules. Il a été réalisé à partir d’une analyse des documents issus d’une étude bibliographique et d’informations collectées auprès des autorités compétentes des pays concernés et de membres du réseau HySafe.
Dans le contexte actuel de la transition énergétique, la production d’hydrogène est une des voies privilégiées pour stocker et réutiliser les surplus d’électricité produits par les énergies renouvelables (éoliennes, panneaux photovoltaïques, centrales hydrauliques, …). L’une des voies de valorisation de l’hydrogène ainsi produit est son injection dans les réseaux de gaz naturel, dont le développement est envisagé dans le Plan de Déploiement de l’Hydrogène pour la transition énergétique présenté le 1er juin 2018 par le Ministre de la Transition Ecologique et Solidaire.
Le présent rapport dresse un état des lieux général des enjeux de sécurité liés à l’injection d’hydrogène dans le réseau de gaz naturel puis se focalise sur l’impact potentiel de l’injection d’hydrogène sur la maîtrise des risques accidentels associés spécifiquement aux canalisations de transport et de distribution de gaz naturel.
Cet état des lieux est basé sur les connaissances internes de l’INERIS ainsi que sur les documents et les résultats publiés fin 2018 en lien avec les enjeux de sécurité liés à l’injection d’hydrogène dans les réseaux de gaz naturel, dans les domaines de la réglementation, de la recherche et de la normalisation.
Pour atteindre les objectifs de la transition énergétique en matière d'énergie renouvelable intermittente, de nouveaux procédés de production d'hydrogène sont développés. Une étude a été réalisée par l'INERIS afin de :
- présenter les différentes technologies mises en œuvre concernant les électrolyseurs et stockages d'hydrogène ;
- identifier les risques liés à ces installations et les principales fonctions de sécurité associées ;
- comparer les réglementations, guides et normes applicables en France et à l'international.
Après l'identification des textes de référence, l'étude explicite les raisons de l'évolution du cadre normatif et en quoi le contexte réglementaire doit être adapté aux spécificités de l'hydrogène-énergie.
Outre la présente synthèse, cette étude a également donné lieu à la production d'un rapport d'étude complet.