Procédés émergents - Energies alternatives - derniers contenus mis en ligne

Le développement de nouveaux convertisseurs d’énergie, plus efficients et libérant moins de substances toxiques, tels que la pile à combustible, tend à s’accélérer. Leur diffusion à grande échelle suppose cependant des garanties vis-à-vis de la sécurité et l’environnement. C’est pourquoi ce rapport a pour but d’identifier ces technologies ainsi que leur potentiel de déploiement, les textes de référence, les risques et des barrières de sécurité associés afin d’aider le Ministère de l’Environnement, de la Mer et Energie à identifier les éventuels besoins réglementaires. Cette étude s’appuie sur une recherche bibliographique et une enquête terrain.

La recherche sur le développement des nanomatériaux est très active et les enjeux économiques dans les domaines visés sont importants. Mais les nanomatériaux sont aussi sources de nombreux questionnements quant aux risques qu’ils peuvent engendrer pour l’Homme et pour l’Environnement du fait de leurs propriétés chimiques et/ou physiques. La recherche et le développement industriel des nanomatériaux s’intensifiant, il est probable que les situations d’expositions professionnelles se multiplient sur l’ensemble du cycle de vie de ceux-ci. Cela implique également qu’une population de travailleurs de plus en plus importante puisse être exposée dans les laboratoires de recherche et dans l’industrie. A ce jour il y a encore très peu de données d'exposition professionnelle qui aient été publiées. Cependant, des propositions de stratégies de mesurage destinées à évaluer le potentiel d’émission et d’exposition professionnelle lors d’opérations mettant en oeuvre des nanomatériaux ont été publiées ces dernières années. Ces différentes stratégies sont similaires en plusieurs points et de caractère plus ou moins exploratoire ; elles devraient être revues régulièrement à la lumière des nouvelles connaissances et converger vers une approche harmonisée au niveau international. Dans ce contexte d’incertitudes et d’évolution constante des connaissances, un groupe de travail constitué d'experts du CEA, de l’INERIS et de l’INRS a établi en 2011 des recommandations en matière de caractérisation des potentiels d’émission et d’exposition professionnelle aux aérosols lors d’opérations mettant en oeuvre des nanomatériaux; elles sont formulées dans ce document. Les conseils formulés peuvent s’appliquer à tous les environnements de travail existant dans les laboratoires de recherche ou dans l’industrie, lors des différentes phases de production et de mise en oeuvre de nanomatériaux, lors du nettoyage et de la maintenance des équipements, etc., et ceci en mode normal ou dégradé de fonctionnement du procédé et des équipements de protection. Étant donné la nature émergente de la base de connaissances dans ce domaine de l’exposition aux nanomatériaux, le document est ciblé sur l'utilisateur professionnel possédant déjà une connaissance de la problématique des nanomatériaux et une expérience en matière de métrologie d’atmosphère et d’évaluation d’exposition professionnelle aux agents chimiques.

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.

Cette étude a également fait l'objet d'une synthèse.

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.

L'évaluation décrite dans ce rapport d'essais s’inscrit dans le cadre du programme DRA-DRC93 2010 « Risques liés aux procédés de méthanisation de la biomasse et des déchets » financé par le Ministère de l’Ecologie, du Développement Durable, des Transports et du Logement (MEDDTL).
Les exploitants d’installations de traitement de déchets et de valorisation énergétique sont amenés à suivre la teneur en H2S du biogaz produit dans un objectif de maîtrise des émissions soufrées à l’échappement des appareils de combustion. Afin de les aider dans le choix d’une solution de mesure adaptée, l’INERIS propose ici une évaluation comparative des performances métrologiques et des caractéristiques fonctionnelles d’appareils dédiés à la mesure d’H2S dans le biogaz. Cette évaluation a été menée sur le site d’Urbasys (délégataire de service du Syndicat Intercommunal à vocations multiples - Vallée de l'Yerres et des Sénarts) implanté à Varennes-Jarcy (Essonne).

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 :

- Quelles sont les sources de référence (réglementations ou guides), existantes ou en cours de développement, fixant des règles pour la conception et l’exploitation des stations-service hydrogène ?
Quelles sont les pratiques issues de ces documents ? En particulier :
. Quelles sont les mesures prises pour prévenir ou réduire les effets d’un incendie ou d’une explosion ?
. Existe-t-il des distances de sécurité sur la localisation des stations-service hydrogènes vis-à-vis d’autres installations ?
- Quelles sont les procédures d’autorisation et les organismes en charge du processus ?

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.

Ce rapport fait un état des lieux des différentes approches adoptées dans l’UE et dresse un bilan des recommandations actuellement disponibles dans les guides et référentiels existants qui traitent principalement de la caractérisation des dangers, de l’évaluation des risques, de la maîtrise des expositions et de la maîtrise des risques accidentels.
Une attention particulière a été portée aux risques accidentels aussi bien concernant les scénarios accidentels que concernant la caractérisation des propriétés physico-chimiques dangereuses associées aux nanomatériaux.

Dans le contexte d’implantation de futures unités d’épuration de biogaz, situées en aval des unités de méthanisation et de production de biogaz, il est intéressant de pouvoir estimer dès les premières étapes de la conception les principales conséquences accidentelles en fonction des installations envisagées afin de sélectionner les emplacements des futures installations, les technologies à retenir et les principales contraintes de sécurité à prendre en compte. Ces données seront alors particulièrement utiles aux pouvoirs publics et aux industriels. L’INERIS a identifié des scénarios majorants à retenir et a calculé des distances d’effets (explosion, thermiques et dispersion toxique) pour les principaux cas types rencontrés sur des unités industrielles d'épuration de biogaz et d'injection de biométhane.
Cette étude évalue des distances d’effets (explosion, incendie, dispersion toxique) utiles pour de nombreux industriels ou les pouvoirs publics.

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.

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.