ENdommagement DEs MATériaux constitutifs des réservoirs de stockage gazeux de type IV – ENDEMAT

Actuellement la conception, la fabrication, la qualification et l'exploitation des réservoirs composites pour le stockage de gaz comprimé sont principalement réalisées selon des méthodes empiriques basées sur le retour d'expérience du gaz naturel (GN), des appareils respiratoires, de la défense et de l'aéronautique (avec des pressions de service pour la très grande majorité =300bar).
En outre, la superposition de plusieurs coefficients ou marges de sécurité lors de la conception ou de l'élaboration de réservoirs à très haute pression, le manque de consensus et de recherche sur une procédure de qualification et/ou de ré-épreuve adaptée aux réservoirs composites (tests de timbrage, inspections visuelles et contrôles en ligne de fabrication, tests binaires de qualification et de requalification, utilisation rudimentaire d'émission acoustique…) sont autant de facteurs qui témoignent des lacunes de connaissances relatives à l'endommagement et à la durabilité des matériaux constitutifs des réservoirs composites.
Ce manque de connaissance peut constituer un frein notable au développement des réservoirs composites pour le stockage gazeux sous pression et notamment pour l'hydrogène à 700 bar. Du fait de la haute pression et de la nature du gaz, un réservoir mal dimensionné peut avoir des conséquences importantes sur la sûreté, la fiabilité, les performances, le coût et donc sur l'acceptabilité sociale à court et long terme de ces systèmes. L'étude de trois composants est a minima nécessaire :
- le polymère constitutif du liner interne (polyamide -thermoplastique- ou polyuréthane -thermodurcissable-)
- l'assemblage liner-embase (adhésion métal-polymère impliquant ou non un primaire d'adhérence)
- le composite et notamment sa matrice polymère et les interfaces fibres de renfort-matrice
En conséquence, le projet présenté est particulièrement original puisque, contrairement à tous les projets passés ou en cours traitant de nouveaux matériaux ou nouveaux concepts, ce dernier vise à étudier les mécanismes et processus d'endommagement spécifiques de ces différents constituants des réservoirs et à déterminer leur durabilité en conditions normales de service (hors accident/incident) dans le but de rétroagir sur les technologies et outils de conception, d'élaboration, de caractérisation voir de qualification des réservoirs. Ce projet se basera sur une part de recherche fondamentale et expérimentale importante focalisée sur des matériaux faisant référence au niveau national, international et industriel pour l'hydrogène (PA-6, composite carbone-résine) et sur des matériaux en fin de développement et à fort potentiel (PUR). Les travaux menés et efforts consentis par le consortium permettront de développer et mutualiser les compétences et connaissances pour répondre aussi bien aux contraintes et problématiques de l'embarqué, du transportable que du stationnaire pour l'hydrogène mais avec des retombées plus que probables pour d'autres gaz industriels dont notamment le gaz naturel (CH4).