L’économie de l’hydrogène offre à Freudenberg Sealing Technologies (FST) des chances allant au-delà des seules applications de l’électrolyse et des piles à combustion. Pour pouvoir être transporté et stocké, l’hydrogène doit être fortement comprimé. FST se concentre ici actuellement sur les joints haute pression de haute technologie pour les compresseurs à piston.
Dans les conditions qui règnent sur notre planète, l’hydrogène est un gaz incolore et inodore. L’une de ses caractéristiques est sa faible densité. C’est-à-dire que l’hydrogène a besoin de beaucoup de place, beaucoup plus par exemple que le gaz naturel. Cette propriété est pertinente pour son transport, par des pipelines ou par la route, du lieu de production au consommateur. De même, son « besoin de place volumétrique » a une incidence sur son entreposage en route et sur son stockage final en citernes – que ce soit à la centrale de génération de chaleur, à la station-service, ou dans le réservoir d’un poids lourd à moteur à hydrogène.
Plus le volume à transporter ou à stocker est faible, plus la manipulation sera efficiente. Pour « économiser » de la place, l’hydrogène doit être comprimé en le soumettant à une pression élevée, de jusqu’à 1.000 bar. Pour comparer : lorsque nous contrôlons la pression de l’air de nos pneus à la station-essence, l’appareil affiche en général deux à trois bars. On imagine donc facilement les exigences énormes auxquelles doivent faire face les joints des compresseurs – et ce dans le meilleur des cas au moins un an en continu jusqu’à la prochaine maintenance régulière.
« Les compresseurs courants actuels utilisés pour les applications dans le domaine de l’hydrogène ont recours à des technologies diverses. Chacune d’entre elles comporte des éléments que nous pouvons optimiser grâce à notre savoir-faire. Après un dialogue intense avec nos clients, nous nous concentrons actuellement principalement sur les applications haute pression dans les compresseurs à piston », explique Dominik Schneider, chef de segment de marché Fluid Handling Technology Europa à Sales General Industry (GI).
Dans le cas de cette technologie, qui peut être mise en œuvre avec une grande souplesse, la compression de l’hydrogène a lieu par le mouvement de montée et de descente d’un piston dans le cylindre. L’hydrogène ne doit alors ni s’évaporer, ni pénétrer dans le matériau du joint. Des pressions et des vitesses de glissement élevées, une forte pression d’appui du joint sur la surface opposée et des températures importantes conduisent à une usure élevée, en particulier dans ces compresseurs qui fonctionnent sans huile, donc à sec !
Des avantages concurrentiels
« Il n’existe pas encore actuellement de système d’étanchéité qui réponde aux durées de vie et de sécurité de fonctionnement exigées. Le point critique est en premier lieu de trouver pour le joint le matériau adapté. Là, nous aussi, chez FST, devons adopter une démarche de pensée entièrement nouvelle. Mais c’est justement dans ce type d’applications haute pression complexes que nous pouvons faire jouer notre compétence dans les matériaux, la conception et la scalabilité, des toutes petites séries aux grandes séries. C’est là notre avantage sur nos concurrents », déclare Dominik Schneider.
Selon lui, d’autres facteurs de succès encourageants sont, dans le domaine du développement des nouvelles solutions d’étanchéité de haute technologie pour les compresseurs: premièrement, l’étroite coopération interdisciplinaire avec les clients; deuxièmement, les multiples possibilités de contrôle, d’essai et d’analyse de FST et de Freudenberg Technology & Innovation (FTI), y compris leurs méthodes de simulation et de calcul; troisièmement, les échanges de savoir et d’expérience avec des Groupes sœurs Klüber Lubrication et EagleBurgmann.
Une chose est certaine : le joint doit être exempt de substances per- et polyfluoroalkylées persistantes (PFAS), dangereuses pour l’homme et l’environnement.
