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Sommaire

Le transport de l’hydrogène par pipeline peut être considéré comme une méthode efficace, économique et sécuritaire pour soutenir l’objectif de carboneutralité du Canada en matière de gaz à effet de serre (GES) d’ici 2050.

Le Canada possède un vaste réseau de pipelines, qui pourrait être considéré à des fins de réaffectation potentielle au transport d’hydrogène, en plus du mélange de l’hydrogène dans le réseau de gaz naturel. Les revêtements et membranes utilisés dans les infrastructures de pipeline sont essentiels pour préserver l’intégrité des actifs et assurer la protection des biens, des actifs, des communautés locales et de l’environnement. Il est important d’harmoniser les règlements, les codes et les normes (RCN) avec les nouvelles technologies de revêtement et de gainage pour assurer le fonctionnement sécuritaire et efficace des hydrogénoducs.

Le but de ce rapport est de passer en revue les technologies potentielles de revêtement et de gainage, et de démontrer la nécessité de disposer de solutions normalisées pour soutenir leur utilisation dans les réseaux de pipelines d’hydrogène et d’hydrogène/gaz naturel. Ce rapport fournit un examen complet non seulement des technologies potentielles de revêtement et de gainage pour les hydrogénoducs et pour les équipements, mais aussi des normes, des codes, des pratiques exemplaires et des règlements pertinents.

En plus de protéger les infrastructures de pipeline contre la corrosion et les dommages mécaniques, les revêtements et les membranes pourraient contribuer à réduire les défis techniques posés par l’hydrogène gazeux et les nouvelles technologies utilisées dans les hydrogénoducs. Ces défis comprennent la fragilisation par l’hydrogène (FH) gazeux, la faible efficacité du transport énergétique, la réaffectation des gazoducs existants au transport d’hydrogène, le mélange de l’hydrogène dans les gazoducs et les effets secondaires des inhibiteurs de la FH.

Certaines technologies existantes et émergentes en matière de revêtement et de gainage d’hydrogénoducs comprennent des solutions à base de polymère, de métal, de céramique et de composite, qui peuvent être en mesure de relever les défis mentionnés ci-dessus.

• Polymère : le polyéthylène (PE) et la résine époxy sont les matériaux de revêtement et de gainage les plus utilisés dans les gazoducs. Ils sont capables de résister aux conditions de fonctionnement typiques d’un hydrogénoduc. Les revêtements époxy commerciaux qui améliorent l’écoulement sont plus susceptibles de s’appliquer aux hydrogénoducs. Le polyalcool de vinyle (PVAL) et le polychlorure de vinylidène (PVDC) offrent de bonnes performances comme barrières à l’hydrogène, mais la facilité d’application et la résistance chimique demandent d’être améliorées.
• Métal : le nickel, le zinc, le cuivre, l’aluminium et l’acier inoxydable peuvent fonctionner efficacement comme revêtement barrière à l’hydrogène en raison de la faible perméabilité et de la maturité des méthodes d’application.
• Céramique : les oxydes et les nitrures peuvent constituer une barrière à l’hydrogène efficace, mais leur utilisation dans les hydrogénoducs est restreinte en raison de leur nature fragile et des défis liés à l’application à grande échelle. Les revêtements vitreux et d’oxyde noir sont applicables à de grandes structures de pipeline.
• Composite : des polymères renforcés de fibres (PRF) et des tuyaux entrecroisés en spirale ont été utilisés pour les hydrogénoducs. Leurs caractéristiques de performance pour la perméabilité à l’hydrogène, la résistance mécanique, l’efficacité de l’écoulement et la résistance à la corrosion dépendent du matériau choisi pour les couches individuelles et de leurs méthodes de fabrication.

Quant aux revêtements externes des hydrogénoducs, ils ont la même fonction que celle attribuée aux gazoducs. Les technologies existantes, les meilleures pratiques, les normes et les règlements relatifs aux revêtements externes ont le potentiel d’être appliqués aux hydrogénoducs avec une révision, pour respecter les exigences plus strictes relatives à la sécurité, qui sont censées apparaître dans les années à venir, comme indiqué dans les normes internationales relatives aux hydrogénoducs.

Les revêtements internes ou les membranes utilisés dans les hydrogénoducs sont censés conserver leurs propriétés matérielles et leur intégrité structurelle ou les maintenir dans les limites permises. Un protocole de qualification de produit fera référence aux normes existantes pour les revêtements internes et les membranes des gazoducs, avec des modifications aux conditions d’essai et aux critères d’acceptation pour s’aligner sur les exigences relatives aux hydrogénoducs.

Les revêtements internes et les membranes disponibles dans le commerce, faits d’époxy, de PE et de PRF sont censés répondre aux exigences minimales relatives au transport d’hydrogène. Les meilleures pratiques pour ces revêtements et ces membranes, conformément aux gazoducs, peuvent également s’appliquer aux hydrogénoducs, pourvu qu’ils continuent d’atteindre les objectifs prévus, comme la réduction du frottement, la protection contre la corrosion et la résistance à l’érosion.

Bien que l’efficacité des revêtements et des membranes dans la résolution des défis des hydrogénoducs n’ait pas été démontrée expérimentalement, leur potentiel d’atténuer la FH et d’améliorer l’efficacité de l’écoulement est reconnu. Dans le but de promouvoir l’avancement des hydrogénoducs et des technologies de revêtement et de gainage, il existe des occasions de rationaliser le processus par la normalisation. Les recommandations suivantes sont priorisées pour promouvoir la sécurité, la qualité, l’économie, l’innovation et la durabilité.

• Établir des normes autonomes pour les revêtements internes de pipeline, en suivant le style des standards des revêtements externes comme les normes CSA Z245.20 et CSA Z245.30.
• Normaliser les protocoles de qualification des matériaux pour les hydrogénoducs comme condition préalable à la normalisation des composants des infrastructures d’hydrogène, comme les revêtements et les membranes.
• Normaliser les protocoles de qualification des revêtements internes et des membranes comme mesures d’atténuation de la FH, quand les meilleures pratiques d’essai visant à déterminer la performance des barrières à l’hydrogène sont établies par l’industrie ou le milieu universitaire.
• Normaliser les meilleures pratiques pour l’adoption des revêtements internes et des membranes dans la réhabilitation des pipelines issues des spécifications techniques fournies par divers fabricants et entrepreneurs.
• Normaliser les meilleures pratiques et les protocoles de qualification des revêtements et des membranes émergents pour l’entretien des hydrogénoducs.