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L’intérêt croissant envers l’utilisation de l’hydrogène comme carburant à faible teneur en carbone pour aider à décarboner le système énergétique a conduit à envisager le transport d’hydrogène par les gazoducs existants sous forme de mélange gaz naturel-hydrogène ou d’hydrogène pur. Cependant, les potentielles incidences de l’hydrogène sur les matériaux et composants des pipelines nécessitent l’évaluation de leur intégrité et des risques afin que l’exploitation demeure sûre et fiable. Le manque de connaissances et de données est susceptible de nuire à l’élaboration de normes canadiennes appropriées pour l’adaptation des infrastructures existantes pour le transport d’hydrogène. La présente étude porte sur les pratiques actuelles visant à déterminer et à recommander des solutions afin de combler les lacunes existant dans les normes et les codes canadiens concernant le transport d’hydrogène ou de mélange d’hydrogène.

Les matériaux et les composants des gazoducs visés par cette étude comprennent les tubes de canalisation en acier, les raccords, les brides, les soupapes, la tuyauterie de station, les compresseurs et les compteurs qui sont régis, entre autres, par les normes CSA Z662, CSA Z245.1, CSA Z245.11, CSA Z245.12, CSA Z245.15, API 617 et API 618. Les réseaux de gazoducs canadiens respectent généralement les exigences de la CSA Z662, qui comporte également des dispositions relatives au transport d’hydrogène ou de mélange d’hydrogène obtenues par des évaluations techniques guidées. Cette norme fait également référence à d’autres normes relatives à l’hydrogène, comme la norme ASME B31.12, qui offre des conseils supplémentaires. Les différences existant dans les exigences entre le gaz naturel et l’hydrogène sont principalement attribuables aux potentiels effets négatifs de l’hydrogène sur les matériaux, comme la fragilisation des aciers par l’hydrogène. La fragilisation par l’hydrogène est susceptible de diminuer la résistance du matériau à la défaillance et de réduire la durée de vie en fatigue du composant, et peut être influencée par plusieurs facteurs, y compris les pressions partielles d’hydrogène et la nuance du tuyau, en fonction de la limite d’élasticité minimale spécifiée du matériau. Ce phénomène est observé dans les matériaux utilisés dans le réseau de pipelines, comme les aciers au carbone à haute résistance couramment employés dans les gazoducs. D’autres matériaux moins ductiles, comme la fonte, se retrouvent dans des composants, par exemple dans certaines pièces des compteurs et des compresseurs, et pourraient ne pas convenir au transport d’hydrogène. En outre, des préoccupations existent au sujet de fuites d’hydrogène dans certains composants comportant des joints mécaniques (p. ex., les brides) en raison des molécules d’hydrogène gazeux qui sont plus petites que celles du gaz naturel.

Néanmoins, le transport d’hydrogène par des pipelines n’est pas un nouveau concept, et certains matériaux et composants utilisés pour le transport du gaz naturel ont été utilisés pour le transport d’hydrogène dans des infrastructures spécialement construites ou converties. Toutefois, les différences entre les exigences de transport du gaz naturel et de l’hydrogène devraient être évaluées en détail. Cette étude présente une liste non exhaustive des lacunes à prendre en considération, y compris la mise en œuvre d’exigences généralement plus strictes pour le transport d’hydrogène, auxquelles les infrastructures conçues pour le transport du gaz naturel pourraient ne pas répondre. Il est également essentiel de déterminer le niveau et les conditions du mélange d’hydrogène (p. ex., la pression du réseau) auxquels ces exigences s’appliquent. Les exigences pertinentes à évaluer comprennent, notamment les propriétés de résilience Charpy à entaille en V, la dureté, la limite d’élasticité minimale prescrite et la résistance à la traction du matériau. En outre, la disponibilité des données sur les propriétés des matériaux pour l’infrastructure de gaz naturel existante pourrait poser un problème, car les normes relatives à l’hydrogène telles que la norme ASME B31.12 exigent l’évaluation de paramètres qui ne sont généralement pas obligatoires dans le transport du gaz naturel, comme les valeurs de résilience Charpy à entaille en V des joints circulaires.

Les discussions portant sur les manquements identifiés dans ce rapport pourraient servir de point de départ aux parties intéressées telles que les comités de la CSA, les chercheurs, les exploitants, les organismes de réglementation et les fabricants, en vue d’évaluer en détail l’applicabilité des exigences en vigueur en matière de transport d’hydrogène, de développer des bases techniques supplémentaires, le cas échéant, et de fournir des directives claires, y compris d’autres dispositions potentielles pour faciliter la conversion de l’infrastructure canadienne de gaz naturel existante pour le transport d’hydrogène ou de mélange d’hydrogène