Dihydrogène

Le dihydrogène est la forme moléculaire de l'élément hydrogène, qui existe à l'état gazeux aux conditions normales de pression et de température.



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Produit chimique extrêmement inflammable - Composé de l'hydrogène - Gaz inorganique - Hydrogène

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  • ) est un gaz composé de 2 atomes d'hydrogène.... La présence de dihydrogène est caractérisée par un bruit appelé " jappement" lors du ... (source : gaz.energie.environnement.over-blog)
  • Le dihydrogène est ensuite utilisé pour synthétiser l'ammoniac (voir ce chapitre). - Utilisation du gaz de synthèse avec récupération de CO et H2 :... (source : sfc)
  • ... Le dihydrogène est liquéfié à une température de -253°C. La technologie est existante. Contrairement au gaz comprimé, elle a une nettement... (source : soutiendurable.over-blog)
Dihydrogène
Dihydrogène
Général
Nom IUPAC dihydrogène
Synonymes hydrogène
N° CAS 1333-74-0
N° EINECS 215-605-7
PubChem 783
SMILES
InChI
Apparence gaz incolore et inodore
Propriétés chimiques
Formule brute H2  [Isomères]
Masse molaire 2, 015882 gmol-1
H 100%,
Propriétés physiques
T° ébullition -252, 8 °C
Solubilité 0.019
Masse volumique 0.08988 kg/m³ (273 K)
T° d'auto-inflammation 858 K (dans l'air)
Limites d'explosivité dans l'air 4 - 75 %
Point critique -239, 96 °C / 1315 kPa abs
Point triple -259, 2 °C / 7, 205 kPa abs
Thermochimie
S0gaz, 1 bar 130.68 J/mol K
Cp 14 266 J/kg K (293 K)
Précautions
Signalisation CE
Extrêmement inflammable
F+
Phrases R 12,
Phrases S 2, 9, 16, 33, [1]
Transport
23
   1049   

223
   1966   
NFPA 704 gaz :

Symbole NFPA 704

 

réfrigéré liquide : [2]

Symbole NFPA 704

 
SIMDUT[3]
A : Gaz compriméB1 : Gaz inflammable
A, B1,
Inhalation suffocation
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le dihydrogène est la forme moléculaire de l'élément hydrogène, qui existe à l'état gazeux aux conditions normales de pression et de température. Les molécules comportent deux atomes d'hydrogène, sa formule chimique est H2. Il est présent sous forme de traces (0, 5 ppmv) dans l'air. Il est aussi nommé «molécule d'hydrogène» ou «gaz hydrogène» et , dans le langage familier, quand il n'y a pas d'ambiguïté avec l'élément chimique du même nom, il est particulièrement souvent désigné par «hydrogène».

C'est un gaz léger que la gravité terrestre ne peut d'ailleurs retenir. Il fut employé dans les ballons dirigeables de type Zeppelin, utilisant les propriétés de la poussée d'Archimède, avant d'être remplacé par l'hélium moins dangereux car non combustible. Il brûle dans l'air en produisant de l'eau, d'où son nom (du grec hydro : «eau» et gène : «qui génère»).

Le dihydrogène possède une température de vaporisation de 20, 27 K et une température de fusion de 14, 02 K. Sous de particulièrement fortes pressions, comme celle qui existent au centre des géantes gazeuses, ces molécules se dissocient et l'hydrogène devient un métal liquide. Dans l'espace, les nuages de H2 sont à la base du processus de formation des étoiles.

Histoire

Le premier scientifique connu à avoir décrit la production de dihydrogène est le suisse Paracelse (1493-1541). Il fait cette découverte en versant du vitriol sur de la poudre de fer, mais ne comprend pas la nature exacte du gaz dégagé au cours de l'expérience.

Le chimiste anglais Henry Cavendish (1731-1810), recommençant les expériences de Paracelse avec plusieurs métaux différents, découvre que le gaz ainsi produit est différent de l'air, est inflammable ainsi qu'à une faible densité. Il nomme ce gaz «air inflammable» (en anglais : flammable air) et s'aperçoit que sa combustion produit de l'eau. Le dioxygène étant lui appelé «air vital».

Le chimiste français Antoine Lavoisier ayant confirmé les expériences de Cavendish, propose le mot «hydrogène» pour remplacer l'expression «air inflammable». Ce mot est constitué avec le préfixe hydro (du grec ὕδωρ (hudôr), «eau») et du suffixe gène (du grec γεννᾰν (gennen), «engendrer»).

Par la suite, dans le domaine scientifique, le mot «hydrogène» sera utilisé pour nommer l'élément chimique et le mot «dihydrogène» sera utilisé pour la molécule.

Utilisations industrielles

La consommation mondiale d'hydrogène est actuellement d'environ 50 millions de tonnes par an L'essentiel de la production de dihydrogène est consommée sur place, dans l'industrie chimique et pétrochimique essentiellement : synthèse de l'ammoniac (50 %), raffinage et désulfuration des hydrocarbures (37 %), synthèse du méthanol (12 %).

les principales utilisations industrielles du dihydrogène sont :

Réactions de base de la production de dihydrogène

Au XIXe siècle, pour produire de l'hydrogène, on chauffait de l'eau, on envoyait ensuite la vapeur d'eau obtenue dans un tonneau rempli de limailles et copeaux de fer. La vapeur d'eau H2O attaquait le métal créant de l'oxyde de fer et libérant du dihydrogène. Le dihydrogène, sortait ensuite du tonneau, on le filtrait dans un autre tonneau rempli d'eau. Puis, direct au ballon. Ce système permettait à l'armée de gonfler n'importe où et en quelques heures un ballon d'observation.

Production d'hydrogène par vaporeconstituage

L'hydrogène est produit industriellement par deux procédés :

D'autres procédés sont aussi à l'étude, basés sur le craquage ou l'oxydation partielle, qui a l'avantage d'être exothermique

Vaporeconstituage d'hydrocarbures

Le vaporeconstituage d'hydrocarbures est le procédé qui, au XXIe siècle, est le plus utilisé au niveau industriel. Son principe est basé sur la dissociation de molécules carbonées (méthane... ) en présence de vapeur d'eau et de chaleur. La réaction globale s'écrit :

\begin{matrix} & \\ C_nH_m +  2n H_2 O \overrightarrow{\qquad} & (\frac{m}{2} +2n )H_2 + n CO_2 \   \\\end{matrix}

Le rendement énergétique est de l'ordre de 40 à 45% dans certaines installations. En pratique industrielle, il est indispensable d'aider la réaction avec catalyseurs ou de brûleurs. Elle présente l'inconvénient de produire du dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre.

Électrolyse de l'eau

Cette technologie consiste à faire passer un courant électrique dans l'eau afin d'obtenir la dissociation des molécules d'eau en dihydrogène et dioxygène.

Réaction à l'anode :

\begin{matrix} & \\ 2H_2O (l)& \overrightarrow{\qquad} & O_2 (g) + 4Hˆ+(aq) + 4eˆ-\   \\\end{matrix}

Réaction à la cathode :

\begin{matrix} & \\ 4H_2O (l) + 4eˆ-\overrightarrow{\qquad} & 2H_2 (g) + 4OHˆ-(aq) \   \\\end{matrix}

Globalement, nous avons :

\begin{matrix} & \\ 2H_2O (l)\overrightarrow{\qquad} & 2H_2 (g) + O_2(g) \   \\\end{matrix}

Cette technologie nécessite de grandes quantités d'électricité. Elle est aussi cependant actuellement efficace d'un point de vue énergétique : l'énergie potentielle du dihydrogène produit correspond à à peu près 80% de l'énergie électrique consommée. Elle est assez peu utilisée.

Oxydation partielle d'hydrocarbures

Cette réaction est une combustion "riche" dans le sens où on vise la production d'un gaz riche en H2 et CO (gaz de synthèse) ; au lieu des produits "classiques" CO2 et H2O.

La réaction s'écrit :

\begin{matrix} & \\ C_nH_m +   \frac{n}{2}O_2 \overrightarrow{\qquad} & \frac{m}{2} H_2 + n CO \   \\\end{matrix}

La plupart du temps, on utilise l'air comme comburant. Nous avons alors :

\begin{matrix} & \\ C_nH_m +   \frac{n}{2}O_2 + \frac{3v}{2}n N_2 \overrightarrow{\qquad} & \frac{m}{2} H_2 + n CO + \frac{3v}{2}n N_2\   \\\end{matrix}

La réaction est exothermique : par exemple, l'enthalpie de la réaction avec le méthane est de -35.7 kJ/mol.

Tout comme la réaction de vaporeconstituage, il est indispensable de catalyser la réaction.

L'intérêt de la réaction d'oxydation partielle réside dans son caractère exothermique (au contraire de la réaction de vaporeconstituage) qui permet d'aider la catalyse (élévation de température).

L'inconvénient majeur réside dans le fait que les pourcentages de H2 sont inférieurs à ceux obtenus par vaporeconstituage, à cause de la présence majoritaire de l'azote de l'air. De plus, il est envisageable d'obenir des NOx.

Action de l'acide chlorhydrique sur le fer

Au laboratoire de Chimie (collège ou lycée), on produit quelquefois du dihydrogène par action de l'acide chlorhydrique sur du fer.

\begin{matrix} & \\ 2 Hˆ+ (aq) + 2 Clˆ{-} (aq) + Fe (s) \overrightarrow{\qquad} & 2 Clˆ{-} (aq) + Feˆ{2+} (aq) + H_2 (g)\   \\\end{matrix}

ou, formule simplifiée :

\begin{matrix} & \\ 2 Hˆ+ (aq) + Fe (s) \overrightarrow{\qquad} & Feˆ{2+} (aq) + H_2 (g)\   \\\end{matrix}

Hydrogène renouvelable

Afin d'être une énergie vraiment avantageuse en terme d'environnement, l'hydrogène doit surtout pouvoir être produit à partir d'énergie renouvelable.

Il est envisageable de réaliser l'électrolyse de l'eau à partir d'électricité renouvelable mais le rendement faible de cette étape diminue la quantité d'énergie globale disponible.

Une autre voie de production d'hydrogène renouvelable se fait par fermentation de biomasse : on peut alors parler de biohydrogène. Certains travaux de recherche se font sur la fermentation directe d'hydrogène à partir de substrats et micro organismes spécifiques. Une autre voie est la fermentation anaérobie, voie de dégradation de matière organique (déchets surtout) particulièrement courante, la production de biogaz et le reconstituage du méthane contenu dans le biogaz, en hydrogène comme présenté plus haut dans la partie vaporeconstituage.

Techniques de production

Icône de détail Article détaillé : Production d'hydrogène.

Production par électrolyse de l'eau

La production d'hydrogène par électrolyse de l'eau consiste à dissocier la molécule d'eau (H2O) en molécules d'hydrogène et d'oxygène, en faisant passer un courant électrique dans l'eau.

Production par réaction chimique à partir d'eau

La production d'hydrogène peut aussi être obtenue par réaction chimique en mettant en contact de l'eau, de la soude et de l'aluminium. D'autres formules chimiques existent permettant d'extraire l'hydrogène de l'eau.

Production par reconstituage d'hydrocarbures

Ce procédé catalytique est utilisé dans l'industrie (principalement à partir de gaz naturel) et dans certains projets de pile à combustible. Les résidus carbonés produits peuvent poser aussi des problèmes de pollution.

Le procédé est en particulier basé sur la réaction de vaporeconstituage décrite ci-dessus. L'oxydation partielle, peut-être couplée à la réaction de vaporeconstituage (dans ce cas, on parle de reconstituage autotherme), présente l'avantage d'être exothermique pour la majorité des hydrocarbures.

La production embarquée d'hydrogène par reconstituage d'hydrocarbures (véhicules pile à combustible, par exemple) est spécifiquement contraignante en terme d'encombrement, poids, coût, temps de réponse, sensibilité au soufre contenue dans les carburants, ... L'application doit présenter les mêmes caractéristiques en termes de sécurité, fiabilité et facilité d'utilisation que les véhicules à combustion interne. Des technologies catalytiques, ou plus novatrices telles que les reconstitueurs plasma, sont aujourd'hui à l'étude.

Production par photosynthèse (cyanobactéries)

Certaines bactéries peuvent décomposer chimiquement l'eau en oxygène et hydrogène avec réactions photosynthétiques. Ceci permettrait de produire de l'hydrogène avec énergie solaire. Des recherches sont en cours dans ce domaine, surtout en termes de génie génétique.

Stockage

Icône de détail Article détaillé : Stockage d'hydrogène.

A ce jour, trois grandes voies de stockage d'hydrogène à bord d'un véhicule sont envisagées[4] :

Gaz comprimé

C'est la forme la plus commune de stockage du dihydrogène.

Le stockage gazeux sous forme comprimé (actuellement 350 bars) permet d'atteindre une densité massique satisfaisante avec des réservoirs composites. La densité volumique de stockage reste faible : une pression de 700 bars est inévitable pour rendre la technologie compétitive.

La technologie existe et est fréquemment utilisée. Son inconvénient réside dans l'énergie indispensable à la compression et dans la faible efficacité en terme d'encombrement en comparaison aux autres méthodes. Cet encombrement est une des difficultés pour l'utilisation du dihydrogène sous forme de gaz comprimé dans les applications automobiles.

Stockage liquide (cryogénique)

Le stockage liquide à 20° K (-253 °C) sous 10 bars permet d'atteindre des densités volumique et massique intéressantes mais nécessite des réservoirs à l'isolation thermique poussée pour minimiser l'évaporation.

La technologie est existante. Elle a une meilleure efficacité volumique que le stockage de gaz comprimé (70 kg. m-3 contre 10 kg. m-3 à 115 bar et °C). Cependant, cet avantage est modéré par le volume assez important des enceintes isolantes nécessaires.

D'autre part, il faut une énergie importante pour passer en phase liquide : la liquéfaction consomme 30 à 40% du contenu énergétique du gaz et la déperdition en utilisation réelle est importante (actuellement 1, 25 pour mille par heure [5]), pénalisant fortement le stockage au-delà d'une semaine.

Cette technique est surtout utilisée dans le domaine spatial où, malgré la faible délai de mise en œuvre, la remplissage est continu jusqu'au dernier moment.

Hydrures métalliques

Le stockage sur des substrats sous forme absorbée, surtout sur des hydrures métalliques, présente une densité volumique particulièrement intéressante mais une densité massique faible. Qui plus est la cinétique, la température et la pression de cyclage restent des points durs à maîtriser.

Les atomes d'hydrogène sont stockés dans certains composés métalliques. On récupère le dihydrogène en chauffant ou en diminuant la pression. Cette technique est actuellement mal maîtrisée. Elle présente l'inconvénient de demander un dihydrogène extrêmement pur afin d'éviter de détruire la capacité d'absorption des hydrures. Le chauffage pour récupérer le gaz est aussi un handicap. Ce type de stockage en est au stade de recherche et n'est pas disponible actuellement sur une base industrielle.

Capacité de stockage de certains hydrures.

Hydrure Pourcentage de dihydrogène
contenu (en masse)
LaNi5H6, 5 1, 4 %
ZnMn2H3, 6 1, 8 %
TiFeH2 1, 9 %
Mg2NiH4 3, 6 %
VH2 3, 8 %
MgH2 7, 6 %

Stockage par adsorption sur du Carbone

Cette technique sert à stocker en surface de certaines structures de carbone telle que du charbon actif ou des nanotubes les molécules de dihydrogène. Elle sert à stocker 0.05 à 2 % en masse de dihydrogène.

Ce type de stockage est au stade de recherche.

Test de reconnaissance du dihydrogène

Pour tester sa présence, on approche une bûchette enflammée d'un tube à essai contenant du dihydrogène. Il se produit un bruit caractéristique nommé «jappement».

Combustion

La combustion du dihydrogène dans le dioxygène, qui produit de l'eau, est spécifiquement violente (voir test de reconnaissance) et particulièrement exothermique : son pouvoir calorifique est de 141, 79 MJ/Kg contre, par exemple, uniquement 49, 51 MJ/Kg pour le butane. Cette propriété en fait un carburant de choix pour les engins spatiaux mais rend son stockage dangereux. La même oxydation plus lente est utilisée pour produire du courant électrique dans les piles à combustible.

Formes ortho et para

Le dihydrogène gazeux est un mélange de type de molécules qui changent l'une de l'autre par le spin de leur électron et noyaux atomiques. Ces deux formes sont nommées ortho- et para-hydrogène et la forme para n'existe pas à l'état pur. Dans les conditions normales de température et de pression, l'hydrogène est composé à 75 % de la forme ortho ainsi qu'à 25 % de la forme para. Ces deux formes ont des niveaux énergétiques un peu différents et par conséquent des propriétés physico-chimiques un peu différentes. A titre d'exemple, le point de fusion et le point d'ébullition du para-hydrogène sont à peu près 0, 1 K plus bas que ceux de l'ortho-.

L'hydrogène comme vecteur d'énergie

Icône de détail Article détaillé : Économie hydrogène.

L'hydrogène est régulièrement cité comme vecteur énergétique d'avenir. Il est important de préciser qu'il ne s'agit pas d'une source primaire d'énergie mais uniquement d'un mode de stockage, légèrement comme une batterie. L'impact écologique de son utilisation dépend par conséquent totalement de son mode de production, qui est obligatoirement consommateur de matière première et d'énergie, et générateur de pollution et de gaz à effet de serre.

Actuellement uniquement 1 % de la production d'hydrogène est utilisée comme vecteur énergétique, seulement dans le cadre des applications spatiales.

L'hydrogène pourrait être utilisé comme vecteur énergétique avec des applications telles que la pile à combustible ou le moteur à hydrogène. Il est fréquemment cité comme alternative aux moteurs à combustion interne "respectant les traditions", en raison surtout de son caractère "propre", son utilisation ne rejetant théoriquement que de la vapeur d'eau.

Claude Mandil, directeur exécutif de l'Agence mondiale de l'énergie, estime mais aussi l'hydrogène devra «jouer un rôle crucial» dans l'économie mondiale[6]. De nombreuses expériences ont été menées dans le domaine des véhicules propres. Chrysler-BMW possède une flotte de voitures (moteurs thermiques) roulant à l'hydrogène H2, sans pile à combustible, avec réservoir cryogénique. Plusieurs pays européens subventionnent des programmes d'utilisation d'hydrogène dans les transports en commun.

Cependant ces applications se heurtent à plusieurs difficultés :

  • Production : le dihydrogène n'existe qu'en particulièrement faible quantité sur Terre (voir plus haut). Pour cette raison, il est indispensable de le produire, à partir d'eau (par électrolyse) ou de chaînes hydrogénées telles que les alcools, le gaz naturel ou les carburants commerciaux (par reconstituage). Ces procédés sont développés dans l'article production d'hydrogène.
  • Volume de stockage : le dihydrogène est le carburant dont l'énergie massique de combustion est principale (120 MJ/kg), mais comme l'atome d'hydrogène est aussi l'élément le plus léger, son énergie volumique de combustion est assez faible. Pour cette raison, il est indispensable de disposer d'un volume conséquent pour alimenter par exemple un moteur à hydrogène. Ce problème est spécifiquement important dans le cas d'un véhicule, où l'espace disponible est limité. Pour limiter le volume du réservoir, il est indispensable de comprimer fortement le dihydrogène, cette compression est elle aussi consommatrice d'énergie.
  • Distribution : pour envisager l'utilisation à grande échelle de véhicules équipés de moteur à hydrogène il sera indispensable de mettre en place un réseau de distribution d'hydrogène au moins aussi dense que celui existant aujourd'hui pour les carburants "classiques" (stations service). Cependant, il est envisageable d'utiliser les infrastructures existantes pour les combustibles fossiles :il ne s'agit par conséquent pas d'un effort identique au développement des filières de distribution du pétrole, qui a demandé plusieurs dizaines d'années. Le coût du déploiement d'un dispositif complet de distribution pourrait demander de 10 à 15 milliards de dollars pour les seuls États-Unis, ce qui ne représente que 0, 1 % du PIB des Etats-Unis[7].
  • Rejets : le mythe d'un moteur ne rejetant que de l'eau est particulièrement attractif mais malheureusement erroné car trop simpliste. Pour ne rejeter que de l'eau, il faudrait que la combustion se fasse à l'oxygène et non à l'air qui contient près de 80 % d'azote. Une combustion à l'air produit des oxydes d'azote.
  • Coût des piles à combustible : elles sont pourvues de mousse de platine, particulièrement onéreuse. D'autre part, la sécurité de ces piles sur une longue durée n'est pas assurée.

De nouveaux procédés apportent des éléments de réponse. Ainsi la technique de captation et de séquestration du carbone permettrait de compenser l'émission de gaz à effet de serre lors de la production d'hydrogène, mais à un coût important : si la fabrication d'hydrogène (transport non compris) est évaluée à 120 USD le baril en utilisant du gaz naturel, il faut compter le double si on choisit le charbon et une technique de captation/séquestration[8]. Une autre solution serait d'utiliser les réacteurs nucléaires spécifiques de génération IV, à particulièrement haute température grâce à l'utilisation d'hélium comme fluide caloporteur, capables de produire de l'hydrogène à partir de l'eau. Ces réacteurs ne seront disponibles qu'à partir de 2030 ou 2040 et le coût de leur futur démantèlement n'est pas toujours exactement connu. A partir de là, puiser dans l'électricité standardisée et disponible partout se révèle une solution plus simple et plus efficace, qui ne demande qu'un faible investissement, mais non écologique.

L'utilisation d'hydrogène forme par conséquent un espoir énorme pour le stockage et le transport de l'énergie, mais reporte la difficulté sur d'autres formes d'énergie. Cette technologie ne sera par conséquent pas utilisable à grande échelle avant plusieurs dizaines d'années.

Dangers, risques et précautions

Le dihydrogène est un gaz classé «extrêmement inflammable». Il est caractérisé par un domaine d'inflammabilité particulièrement large (de 4 à 75 % du volume dans l'air), provoquant une déflagration à partir d'un apport d'énergie d'activation particulièrement faible (une étincelle suffit si elle apporte une énergie de 0, 02 millijoule (mJ) tandis qu'il faut 0, 29 mJ pour déclencher une explosion du méthane). L'hydrogène mélangé à de l'oxygène dans les proportions stœchiométriques est un explosif puissant. Le dihydrogène dans l'air est un mélange dsurprenant quand le rapport volumique H2 / air est compris entre 13 et 65 %.

L'histoire de son utilisation dans les ballons dirigeables est parsemée d'accidents graves, dont le plus célèbre est la catastrophe du Hindenburg qui a conduit au remplacement du dihydrogène par de l'hélium, quoique ce dernier soit bien plus coûteux et plus dense.

Il réagit aussi violemment avec le dichlore pour former de l'acide chlorhydrique (HCl) et avec le difluor pour former de l'acide fluorhydrique (HF).

L'industrie stocke le dihydrogène hors des bâtiments, ce qui ne sera pas envisageable pour une utilisation embarquée (véhicules, navires). Les normes de sécurité sont renforcées pour répondre aux risques posés par le passage dans les tunnels et le stationnement dans les garages ou parkings souterrains.

La réglementation mondiale sur les véhicules s'élabore sous l'égide de l'ONU à partir des propositions des industriels, mais concernant le dihydrogène, les constructeurs japonais, américains et européens ne s'accordent pas. La Commission européenne pourrait décider d'une réglementation communautaire provisoire.

En France, l'Ineris et le CEA travaillent avec l'Organisation mondiale de normalisation (ISO) dans un comité technique appelé TC 197 sur le risque dihydrogène. Un projet européen Hysafe traite aussi de la question, où l'Ineris a critiqué le projet de règlement en suggérant une approche plus globale et systémique et non par composant pour l'homologation des véhicules hybrides.

Dans le cadre de l'utilisation de l'hydrogène comme vecteur d'énergie, plusieurs études ont soulevé l'hypothèse d'un risque majeur pour la couche d'ozone en cas d'utilisation massive[9], [10]. La peur de l'hydrogène est bien réelle, même si le célèbre "syndrome Hindenburg", né de la destruction du dirigeable allemand en 1937 à Lakehurst (New Jersey), a certainement pénalisé inprécisément la filière. Selon un scientifique de la NASA en effet, l'incendie qui a détruit le ballon a été déclenché par une décharge électrostatique au niveau du matériau combustible de son enveloppe extérieure, et il n'y a pas eu d'explosion de l'hydrogène stocké à bord, qui a simplement brûlé. Il reste que l'accident aurait été moins violent si le ballon avait été gonflé à l'hélium [11]....

L'hydrogène n'est pas plus dangereux que le gaz naturel ou l'essence, il est tout simplement différent. En matière de sûreté, les points suivants sont à retenir :

  • L'hydrogène n'est pas un gaz toxique
  • Il est 8 fois plus léger que le méthane et sa molécule, particulièrement petite, lui confère un très bon cœfficient de diffusion dans l'air (4 fois supérieur à celui du méthane). En milieu non confiné, l'hydrogène a par conséquent tendance à monter ainsi qu'à se diluer particulièrement vite dans l'air, ce qui est un facteur de sécurité
  • L'hydrogène est l'espèce chimique la plus énergétique par unité de masse (120 kJ/g). Par contre, par unité de volume de gaz, l'énergie explosive théorique est 3.5 fois plus faible pour l'hydrogène que pour le gaz naturel
  • Sa limite inférieure d'inflammation est de 4% en volume, comparable à celle du gaz naturel (5% en volume). Par contre, sa limite supérieure d'inflammation est nettement plus élevée (75% contre 15%).
  • L'énergie indispensable pour l'enflammer à la stœchiométrie est aussi nettement plus faible (environ 10 fois) que le gaz naturel ou le propane
  • La flamme d'hydrogène rayonne peu, ce qui, en cas d'incendie, limite le risque de propagation par effet de rayonnement thermique. Par contre, sa flamme bleu pâle est quasi invisible le jour, ce qui peut former un risque pour les secours
  • La flamme d'hydrogène se propage bien plus vite (environ 7 fois) que celle du gaz naturel et le risque de détonation (explosion avec effet de souffle particulièrement important) n'est pas totalement à exclure

Référence ONU pour le transport de matières dangereuses

  • Nom (français)  : Hydrogène comprimé
  • Classe : 2
  • numéro : 1049
  • Nom (français)  : Hydrogène liquide réfrigéré
  • Classe : 2
  • numéro : 1966
  • Nom (français)  : Hydrogène dans un système de stockage à hydrure métallique
  • Classe : 2
  • numéro : 3468

Bibliographie
  • La Révolution de l'hydrogène. Vers une énergie propre et performante ?, Stephen Boucher, préface de Thierry Alleau, Paris, Ed. du Felin, 2006, 160 pages, ISBN 2-86645-616-5.

Notes et références

  1. hydrogene sur ESIS, consulté le 15 février 2009
  2. Office of Radiation, Chemical & Biological Safety (ORCBS) . Consulté le 16 avril 2009
  3. Hydrogène dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme canadien responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 23 avril 2009
  4. L'hydrogène, les nouvelles technologies de l'énergie. Les clefs CEA, N°50/51, Hiver 2004-2005, ISBN 0298-6248
  5. Rapport du projet européen StorHy, page 8, hydrogen loss rate
  6. Présentation d'un rapport remis au G8 de Saint-Petersbourg, juin 2006.
  7. Estimation de General Motors, citée par P. Laffitte et C. Saunier, Les apports de la science et de la technologie au développement durable, rapport réalisé pour l'Office parlementaire d'évaluation des choix scientifiques et technologiques.
  8. Source : P. Laffitte et C. Saunier, op. cit.
  9. T. Rahn, J. M. Eiler, K. A. Bœring, P. O. Wennberg, M. C. McCarthy, S. Tyler, S. Schauffler, S. Donelly, E. Atlas, Extreme deuterium enrichment in stratospheric hydrogen and the global atmospheric budget of H2, Nature 424, 918-921, 2003.
  10. Tromp, T. K., R-L Shia, M. Allen, J. M. Eiler et Y. L. Yung, Potential environmental impact of a hydrogen economy on the stratosphere, Science 300, 1740-1742, 2003.
  11. L'hydrogène, les nouvelles technologies de l'énergie. Les clefs CEA, N°50/51, Hiver 2004-2005, ISBN 0298-6248

Liens externes

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