Flammes hydrogène et matériaux pour l'oxy-combustion à zéro-émission – HyMaX

L'hydrogène produit à partir d'énergies renouvelables est un élément-clé dans la transition énergétique. La combustion d'hydrogène y est appelée à remplacer les combustibles fossiles dans de nombreux systèmes industriels produisant électricité, vapeur, chaleur. Toutefois, la combustion de l'hydrogène demande d’en contrôler la sécurité, l'efficacité et ses émissions polluantes d'oxydes d'azote (NOx). Sans azote, l'oxy-combustion de l'hydrogène promet zéro émissions nettes de CO2 et NOx en brûlant l'hydrogène avec l’oxygène pur également généré par électrolyse. La température élevée de ces flammes peut être atténuée par dilution de vapeur d’eau. Ceci génère un environnement haute température et corrosif dans la chambre de combustion qui nécessite des matériaux innovants. En outre, la stabilisation des oxy-flammes à l'hydrogène est méconnue, et le rayonnement thermique dû à la forte concentration de vapeur modifie le transfert de chaleur.
Le projet HyMaX vise à caractériser, analyser et modéliser la stabilisation et le transfert de chaleur dans l'oxy-combustion de l'hydrogène. Pour supporter ces conditions, des parois céramiques haute performance seront conçues et testées dans une chambre d’oxy-combustion équipée d’un injecteur coaxial. Le revêtement conçu présentera le meilleur compromis performance-durabilité-élaboration. La stabilisation de la flamme sur l’injecteur et les transferts thermiques seront étudiés par expériences et simulations. Tout au long du projet HyMaX, l'interaction entre les propriétés thermo-radiatives du revêtement, le transfert de chaleur et la stabilisation de flammes hydrogène-oxygène sera examinée avec les diagnostics, méthodes et modèles les plus avancés. Le projet repose sur le regroupement des laboratoires CEMHTI, EM2C et IRCER, et de la société Air Liquide. L'injecteur stabilisateur et les matériaux conçus constitueront des démonstrateurs tangibles de l'oxy-combustion d'hydrogène et favoriseront les nouveaux usages liés à l'hydrogène.