Buffers pour Compression Isochore Cyclique et Séquentielle pour un Système de Distribution de H2 gazeux avec Température, Pression et Débit Réglables en partant d’un Stockage de H2 liquide – BUCIDIH

Le Projet ASTRID BUCIDIH concerne le développement d’un système de réservoir Buffer Intégré de Gazéification et Compression isochore ayant comme fonctions le remplissage partiel avec de l’hydrogène liquide à température cryogénique de -253°C, le réchauffement de cet hydrogène afin d’obtenir sa gazéification complète suivi d’une montée en température autour de -20° C et une montée en pression à +300 bar (réglable en fonction du taux de remplissage en liquide) par compression isochore.
Ce Réservoir Buffer Intégré contiendra une enveloppe à haute résistance en composite basée sur la technologie de fabrication développée et brevetée par CMP Composites ayant déjà contenu du gaz cryogénique à -140°C sous une pression de 200 bar.
Cette technologie sera améliorée par des nouvelles modélisations du comportement en fatigue thermomécanique réalisées dans le cadre du Projet par ISAE. Ces modèles n’existent pas à l’heure actuelle et seront extrapolés des modèles comportementaux validés sur une plage de température allant de l’ambiant à -196 °C. À la suite de la validation des modèles sur des éprouvettes représentatives, ceux-ci seront appliqués pour le dimensionnement de la nouvelle version plus performante de l’enveloppe du réservoir Buffer Intégré afin qu’elle résiste à des cycles thermiques pouvant aller de -253°C à -20°C combinés aux cycles mécaniques induits par la variation de la pression entre 1 bar et +300 bar.
A l’intérieur de cette enveloppe, Aresia, le coordinateur du Projet, souhaite intégrer 3 éléments rendant possible les fonctions visées pour ce Réservoir Buffer Intégré :
1) un réceptacle à faible inertie et forte conductivité thermique permettant le remplissage du buffer chaud avec du liquide cryogénique tout en minimisant les pertes par gazéification instantanée
2) un élément introduisant de la chaleur prélevée sur la Chaleur Fatale du Consommateur (par conductivité ou par fluide caloporteur) afin de réaliser la gazéification totale de l’hydrogène liquide ainsi que sa montée vers une température ambiante
3) un isolant ayant comme but d’isoler les deux éléments intérieurs de la peau (enveloppe) haute résistance du réservoir afin de réduire le cycle thermique ressenti par celle-ci (de -253°C à -20°C vers une température moyenne de -136,5 °C dans le cas idéal) afin de limiter les cycles thermiques de celle-ci. Cette architecture fait aussi l’objet d’un Brevet Aresia. Les modélisations conjointes avec ISAE permettront d’optimiser tous ces éléments.
Ce système de réservoir, capable de fonctionner de manière Cyclique et Séquentielle, représente une première mondiale car fait partie d’un Système innovant de Distribution de H2 gazeux à la bonne Température, Pression et Débit Contrôlable en partant d’un réservoir cryogénique de H2 liquide, lui-même innovant car démontable et réparable faisant l’objet d’un autre Brevet Aresia. Il est à noter que ce Système de Distribution et Stockage général fait aussi l’objet d’une première mondiale car il n’utilise aucune Cryopompe pour des raisons opérationnelles de fiabilité, encombrement, prix et maintenance et fait aussi l’objet d’un Brevet obtenu par Aresia (seulement des A en rapport d’expertise).
Ce Projet Astrid réunit donc les partenaires complémentaires Aresia et ISAE avec le sous-traitant CMP Composites afin de permettre la levée du dernier Verrou, la réalisation du système de Buffer Intégré de Gazéification et Compression Isochore. C’est la composante attendue pour la démonstration technologique auprès de nombreux utilisateurs s’ayant déjà déclarés intéressés par cette solution de distribution innovante. Cette technologie générique rendrait possible la mobilité hydrogène pour plusieurs types de véhicules et domaines de marché ayant des exigences fortes de poids, volume et autonomie) pour plusieurs types de véhicules et domaines de marché.