PAROLE DE CHERCHEUR

Marion Albouy-Llaty est Maître de conférences en épidémiologie à l’Université de Poitiers et praticien hospitalier au CHU de Poitiers. Elle coordonne le programme DisPRoSe auquel participent des enseignants-chercheurs de l’IRIAF. 
Pouvez-vous nous dire quelques mots sur DisPRoSe ?
DisPRoSe est un dispositif partenarial de recherche interventionnelle en promotion de la santé environnementale, composé d’acteurs de terrain, de chercheurs et de décideurs-institutionnels. DisPRoSe s’inscrit dans une perspective interdisciplinaire de santé publique. Son objectif est de mettre en oeuvre et d’évaluer des interventions auprès de femmes enceintes dans le but de modifier leurs comportements de santé en lien avec l’environnement.
Pourquoi le sujet constitue un enjeu important de santé publique ?
Les interventions contribueront au transfert de connaissances et à la production de données probantes en promotion de la santé environnementale.
Quel sera l’apport de l’IRIAF dans ce dispositif ?
Un premier projet baptisé PREVED est initié par DisPRoSe. Les hypothèses sont qu’un programme d’éducation pour la santé environnementale, porté par la Mutualité Française, modifiera les habitudes de consommation et la perception du risque lié à une exposition prénatale aux perturbateurs endocriniens. Il devrait également diminuer leur exposition (à court et moyen terme). Pour tester ces hypothèses, cette étude a une composante à la fois psychosociale, épidémiologique, sociologique et économique. Ce dernier volet est porté par des enseignants-chercheurs de l’IRIAF en lien avec des collègues de laboratoires lorrains (BETA, LEF).

EVENEMENT

Dans le cadre d’un projet de recherche financé par la Maison des Sciences de l’Homme et de la Société de Poitiers, l’IRIAF et le Centre de Recherche sur l’Intégration Economique et Financière (CRIEF) organisent une journée d’étude le 30 mars 2016 à Niort sur le thème « Précarité, renoncement aux droits et santé : regards croisés sur une problématique d’inclusion sociale ».
L’objectif de ce workshop est de réunir des spécialistes d’horizons variés, à la fois d’un point de vue disciplinaire (économie, sciences politiques) et géographique (France, Roumanie). A travers différentes interventions, il s’agira de comprendre les raisons qui amènent les individus à ne pas recourir à leurs droits en matière de santé et à déterminer les conséquences économiques, sociales et sanitaires de ces non-recours.

 

UN REGARD SUR... L'ÉNERGIE HYDROGÈNE

Les évolutions climatiques, l’augmentation globale des températures et l’amenuisement des ressources naturelles (notamment des énergies fossiles) conduisent l’ensemble des Etats de la planète à prendre des engagements conséquents vis-à-vis de leurs modes de consommation et de fonctionnement. C’est dans ce contexte que vient de se dérouler, du 30 novembre au 11 décembre 2015 à Paris, la Conférence des Nations Unies sur les Changements Climatiques 2015 (COP21/CMP11).
Au-delà de cet évènement important, de nombreuses actions sont d’ores et déjà engagées depuis plusieurs années pour développer des énergies plus respectueuses de l’environnement et du climat. Toutefois, le développement de ces nouvelles énergies met en exergue de nouveaux risques. Si c’est le cas pour l’énergie nucléaire, cela l’est aussi pour d’autres, telles que l’énergie hydrogène, qui a connu un très fort essor dernièrement.
Le développement de la filière énergie hydrogène repose à la fois sur :

  • Son application diverse : domaine des transports, filière gaz, production d’électricité et de chaleur, principalement par la mise en œuvre de piles à combustible.
  • Son impact environnemental réduit, avec la seule génération d’eau.

Toutefois, ces différentes applications demandent que l’hydrogène soit stocké. Ce stockage se fait, dans de nombreux cas, sous forme solide, mais aussi sous forme liquide ou gazeuse. Cette dernière solution est en pleine expansion, pour de nombreuses applications. Citons comme exemple la voiture à hydrogène, dont les premiers modèles sont commercialisés et en circulation. Or, ce stockage est générateur de nouveaux risques.
Concernant l’automobile, les constructeurs se sont en effet dirigés vers des réservoirs permettant un stockage de l’hydrogène à une pression de 700 bars. Ces réservoirs sont constitués en partie interne, d’un  liner qui assure l’étanchéité grâce à des matériaux polymères, puis d’une coque externe qui a pour enjeu de résister aux contraintes internes et aux agressions externes (pression de stockage, chocs, incendie). Cette matrice externe est réalisée en matériaux composites, associant un tissage de fibres de carbone liées par une résine époxy. L’enjeu majeur consiste alors à garantir un niveau maximal de sécurité de ces réservoirs, que cela soit en fonctionnement normal de l’installation (phases de remplissage, de vidage, de nettoyage, etc.) ou en situation accidentelle. Ainsi, plusieurs questions se posent sur la technologie de stockage utilisée :

  • Quelle est la résistance au feu du réservoir, comment se comporte-t-il ?
  • Le réservoir s’enflamme-t-il, alimente t’il la combustion ?
  • L’incendie va-t-il engendrer une hausse de température et donc de pression au sein du réservoir ? Celui-ci va-t-il la supporter et ne pas exploser ?
  • Quelle est l’influence de l’incendie sur la dégradation de la bouteille et sur ses propriétés mécaniques résiduelles ?

Autant de questions qui ont conduit des producteurs d’hydrogène, des fabricants de réservoirs et des utilisateurs de ces réservoirs à solliciter les enseignants-chercheurs de l’IRIAF, membres de l’Institut Pprime (UPR 3346 CNRS, Université de Poitiers, ISAE-ENSMA), effectuant leurs travaux de recherche dans le domaine de la sécurité incendie. Il s’agit alors, au sein de la plateforme Incendie Hestia, de mener les travaux permettant, dans un premier temps, de caractériser et de comprendre le comportement thermique des enveloppes des réservoirs, puis de préconiser des éléments de sécurité et des évolutions nécessaires pour améliorer la résistance des réservoirs en cas de sinistre.
Une dynamique a alors été créée avec d’autres chercheurs de l’Institut Pprime, spécialisés dans le domaine de la mécanique et de la résistance des matériaux, afin d’avoir une vision la plus globale possible du comportement thermomécanique du réservoir et d’identifier très clairement les mécanismes à l’origine de leur explosion. Les investigations ont été initialement conduites dans le cadre du projet national Horizon Hydrogène Energie (H2E) coordonné par Air Liquide, dans le cadre d’une convention avec BPI France, puis, dans un second temps, dans le cadre du projet Européen Firecomp.
Les travaux expérimentaux conduits dans le cadre du projet national H2E ont permis de démontrer l’inflammabilité rapide des liners en polymère, conduisant à une perte d’étanchéité des réservoirs. Concernant l’enveloppe externe, formée de fibres de carbone et de résine époxy, les essais montrent que la résine se dégrade et s’enflamme, même dans des conditions de faible agression thermique. Les fibres de carbone sont, elles, beaucoup plus résistantes et ne se dégradent par oxydation que dans des conditions de fortes températures (au-delà de 700°C). De plus, les fibres, une fois la résine en partie dégradée, font office de barrière thermique et ralentissent la décomposition thermique de la résine résiduelle située dans l’épaisseur du matériau. Cette caractéristique est renforcée par la création d’une couche charbonneuse en surface agressée thermiquement. Ainsi, dans des conditions d’agression modérée, une partie de la résine située en profondeur ne subit pas un échauffement suffisant pour se dégrader thermiquement et continue à maintenir les fibres de carbone liées entre elles et donc la structure du réservoir. La mise en place de protections thermiques en surface externe du réservoir améliore très nettement la tenue au feu, ralentissant l’inflammation, ainsi que la décomposition thermique. Elle permet alors une meilleure performance du réservoir.
Le projet Européen Firecomp, encore en cours, a pour objectif de modéliser numériquement le comportement thermomécanique des réservoirs en cas d’incendie. Les études ont alors permis d’améliorer la compréhension des transferts de chaleur, de la décomposition thermique et de la combustion des réservoirs. Elles ont également permis, de manière corrélée, d’appréhender puis de décrire numériquement la résistance mécanique résiduelle des composites et donc des réservoirs. L’expertise conduite a été expérimentale et numérique. Des essais en analyseur thermogravimétrique et en cône calorimètre ont permis d’appréhender le comportement thermique des éléments constitutifs des réservoirs. A partir des cinétiques de décomposition thermique alors obtenues, des modèles ont été développés afin de représenter numériquement celle-ci. Ces modèles ont alors été implémentés dans des codes de calculs et validés étape par étape afin de simuler la dégradation thermique d’un réservoir entier. De manière corrélée, des essais thermomécaniques ont été réalisés, en deux temps. Dans un premier temps, les tests ont eu pour enjeu de mesurer les propriétés mécaniques résiduelles d’échantillons préalablement agressés thermiquement à différents niveaux énergétiques. Les résultats montrent que les propriétés mécaniques résiduelles évoluent linéairement en fonction de l’épaisseur résiduelle du composite : plus l’épaisseur est importante et plus la résistante mécanique l’est aussi, et inversement. Dans un second temps et de manière tout à fait innovante, un dispositif spécifique a été mis en œuvre, permettant d’effectuer des mesures lors d’une agression thermique couplée à une charge mécanique.
Au-delà de la connaissance indispensable des propriétés d’inflammabilité, de combustibilité et mécaniques des composites, ce travail expérimental fournit des données d’entrée indispensables au développement de modèles, puis des données nécessaires à leur validation. En ce sens, un modèle est en cours de développement afin de représenter au cours du temps la décomposition thermique du réservoir, ainsi que l’évolution des propriétés mécaniques, pour différents scénarios de feu. Ces travaux favorisent ainsi le niveau de sécurité des réservoirs de stockage et le développement de nouvelles enveloppes que nous retrouverons dans les véhicules de demain, ainsi que dans diverses applications.
Plus largement, ces travaux ont permis aux enseignants chercheurs de l’IRIAF et aux chercheurs de l’Institut Pprime de développer une expertise scientifique expérimentale et numérique concernant cette nouvelle génération de matériaux que sont les composites, et dont l’utilisation connaît un très fort essor actuellement dans diverses applications (secteur aéronautique, automobile, industriels, etc.), bien au-delà du seul stockage de l’Hydrogène.

ISSN 2495-3369

Directeur de publication Jean-Marc Bascans

Contact mail iriaf-com@univ-poitiers.fr


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