Pour la sécurité lors du transport et du stockage de l'hydrogène

L'image montre un capteur de gaz MEMS pris avec un microscope électronique à balayage. Le cœur de la structure du capteur est une membrane fine perforée dans laquelle sont intégrés un élément chauffant et des capteurs de température. (Copyright : Hahn-Schickard)

La nouvelle stratégie d'importation du gouvernement fédéral vise à permettre à l'Allemagne et à son économie de disposer d'une quantité suffisante d'hydrogène et de dérivés H2. L'hydrogène est un sujet très actuel et de plus en plus de composants, comme par exemple des conduites, doivent résister en toute sécurité à l'application avec de l'hydrogène.

Sur ce sujet, Hahn-Schickard de Villingen-Schwenningen et le Centre de plastiques SKZ de Würzburg se sont associés. Hahn-Schickard développe des solutions avec la microtechnologie, appelées systèmes microélectromécaniques (MEMS). Ces systèmes sont plus petits qu’un ongle de doigt et trouvent également une application dans le domaine des pièces guidées par l’hydrogène. Le SKZ, en tant que plus grand institut européen dans le domaine du plastique, souhaite intégrer ces systèmes dans des tuyaux et des pièces en plastique, afin de mettre en place un système d’alerte en cas de fuites d’H2. Ensemble, les deux instituts consacrent leur projet « H2Sens » au développement et à la validation d’un concept de capteur sélectif à l’hydrogène (H2) économique pour les pièces et semi-finis transportant de l’hydrogène. Les prototypes réalisés dans le cadre du projet seront testés dans une chambre de mesure spécialement conçue pour évaluer leur sensibilité. Les capteurs sélectifs à l’H2 seront ensuite installés sur des points faibles de composants transportant de l’hydrogène (comme par exemple des raccords ou des joints de soudure), afin de permettre une intervention rapide en cas de brèche d’hydrogène.

Lors du comité d’accompagnement du projet, le 24.10.2024, les premiers résultats du projet ont été présentés aux entreprises partenaires et discutés lors d’échanges numériques.

Un partenaire du projet est l’entreprise Hahn-Schickard de Villingen-Schwenningen, qui possède une expertise de longue date dans le développement, la fabrication et la caractérisation de systèmes de capteurs miniaturisés utilisant des principes thermiques.

« Dans le domaine des capteurs de flux, des capteurs et modules de capteurs en silicium sur mesure ont été développés pour diverses applications par le passé. La salle blanche MEMS est certifiée ISO (ISO 9001:2015) et propose, en dehors, des étapes de processus individuelles jusqu’à des processus de fabrication complexes », explique le responsable de projet chez Hahn-Schickard.

« La recherche vit pour la pratique ! Accompagnez le projet H2Sens avec nous dans le comité d’accompagnement et profitez des résultats du projet. Prenez une longueur d’avance dans le développement de composants et matériaux transportant de l’hydrogène ! », ajoute Stefanie Grunert, scientifique dans le domaine de la spectroscopie.

Hahn-Schickard (HS) utilise une technologie de procédé pour enlever sélectivement des couches d’opération, afin de fabriquer des structures de micro-mécanique de surface (OMM) avec des intervalles précis allant jusqu’à quelques centaines de nanomètres. Cela permet de créer une nouvelle génération de structures de capteurs thermiques miniatures avec une sensibilité spécifique grâce à des rapports d’aspect très élevés. Avec cette technologie, il est possible de fabriquer des capteurs de pression, de température et de gaz thermiques très intégrés sur une seule puce, qui, en raison de leur localisation au même point de mesure, permettent une compensation très précise pour l’analyse thermique des gaz.

Les domaines d’application pour la détection s’étendent tout au long de la chaîne de valeur des applications H2 — de la surveillance de l’efficacité lors de l’électrolyse ou des piles à combustible, au développement accéléré de matériaux, jusqu’à la surveillance de la sécurité des infrastructures de transport et de stockage (tuyaux, réservoirs).

Le SKZ est une entreprise engagée dans la protection du climat et membre de la communauté Zuse. Celle-ci regroupe des instituts de recherche indépendants, proches de l’industrie, qui ont pour objectif d’améliorer la performance et la compétitivité de l’industrie, notamment des PME, par l’innovation et le réseautage.