Nanoparticules, hydrogène source d’énergie : l’innovation sous surveillance

Des technologies innovantes telles que l'hydrogène comme source d'énergie ou l'utilisation de nanomatériaux pour le solaire sont systématiquement testées par les chercheurs afin d'éviter que la nouveauté n'engendre des dangers
supplémentaires.
Il faut éviter que «les innovations créent de nouveaux risques, de nouvelles pollutions», souligne Vincent Laflèche, directeur général de l'Ineris (Institut national français de l'environnement industriel et des risques).
Alors que les nanotechnologies viennent de faire l'objet d'un débat national, contesté toutefois par des opposants, il relève qu'un «pépin sérieux» dans un laboratoire pourrait «bloquer la recherche en France». Des composants «nanos» peuvent être utilisés dans les batteries des véhicules électriques ou permettre de remplacer les panneaux solaires par des baies vitrées transparentes équipées de cellules voltaïques à haut rendement, a-t-il fait valoir lors d'une récente visite de presse.
Pour signaler toute fuite de nanoparticules et assurer la «protection des travailleurs», un instrument capable de détecter des particules de quelques dizaines de nanomètres (milliardièmes de mètre) en suspension dans l'air a été développé, selon Emeric Frejafon, de la direction des risques chroniques.
La technique Lips (spectroscopie plasma induite par laser) permet grâce à un laser d'ioniser gaz et particules. Chaque élément chimique va alors «émettre sa signature dans une longueur d'onde», ce qui permet de l'identifier, explique Tanguy Amodeo, qui a mis au point un appareil transportable, facilement utilisable sur les postes de travail.
Lors d'expériences avec des poudres renversées par mégarde, la technique Lips a permis de détecter le pic de nanoparticules, là où d'autres procédés avaient échoué, relève M.
Frejafon.
Dans «une filière comme celle de la voiture électrique», il s'agit aussi, selon M. Laflèche, d'éviter les problèmes risquant de tout bloquer. De durs tests de sécurité sont imposés aux batteries ion-lithium qui sont même exposées aux flammes pour analyser leur comportement en cas d'incendie.
Le recours à l'hydrogène pour alimenter le moteur d'une voiture, via une pile à combustible, est aussi une «solution» envisagée pour l'avenir, mais son utilisation se révèle délicate car «ça explose et ça brûle», résume Christophe Proust du « pôle des phénomènes dangereux ».
Pour qu'à l'avenir des voitures puissent transporter de l'hydrogène, «à la place du réservoir d'essence», de nouveaux types de réservoirs sont testés.
En cas d'incendie du véhicule, il s'agit d'éviter l'explosion du réservoir renfermant de l'hydrogène gazeux comprimé à une pression de 700 bars. Un réservoir en métal risquerait d'éclater en de multiples fragments, ce qui explique le choix de bouteilles en plastique recouvert de résine et de fibres de carbone, qui résistent à cette forte pression.
Soumis à un feu, des prototypes de réservoir de 3 kg ou 30 kg n'explosent pas, car sous l'effet de la chaleur l'enveloppe intérieure de polyéthylène laisse lentement fuir l'hydrogène. Ce gaz brûle en surface du réservoir, ce qui évite l'explosion, explique M. Proust.
Dans les installations de l'Ineris à Verneuil-en-Halatte (Oise), on teste aussi des mélanges gazeux hydrogène/air. En cas de fuite, l'hydrogène léger monte jusqu'au plafond du bâtiment. Lors de tests avec une mèche enflammée, le mélange hydrogène/air s'enflamme à l'endroit où la concentration d'hydrogène est de 10%, note le chercheur. Il suffit donc de quelques interstices dans le toit d'un garage ou d'un parking souterrain pour éviter que l'hydrogène s'accumule.