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DEtecteur de gaz par Capteur à fibre Optique Répartie

Défis technologiques Instrumentation Sciences pour l’ingénieur Solutions avancées pour l’hydrogène et les piles à combustible pour la transition énergétique

Résumé du sujet

Dans le contexte de la transition écologique et des énergies bas carbone, les technologies hydrogène se positionnent parmi les plus prometteuses. L’hydrogène décarboné représente une alternative plus écologique et plus durable que les batteries utilisées actuellement pour le stockage d’énergie. Un énorme intérêt se manifeste vers l’optimisation de la procédure de production et d’utilisation de l’hydrogène, notamment du côté du CEA, EDF, ORANO via les projets PEPR-H2 et udd@Orano. Cependant, peu de travaux sont menés dans le cadre de l’amélioration de la sureté autour des structures de production, acheminement et utilisation de cette énergie. Les fuites d’hydrogène peuvent représenter un risque très élevé d’accident grave. Dans ce PTC, on regroupe le savoir-faire de plusieurs directions du CEA afin de développer une nouvelle technologie de détection de fuite d’hydrogène qui peut répondre à ces enjeux majeurs. La combinaison d’une réaction chimique simple (réaction exothermique) avec les capteurs à fibre optique repartis, permet la création d’une nouvelle génération de capteurs hybrides. Ces capteurs utilisent un réactif qui s’échauffe en présence d’hydrogène, conduisant à une élévation de température, qui est facilement détectable par une fibre optique en utilisant la réflectométrie optique. Cette mesure est caractérisée par une grande précision (peut mesurer des variations de température inférieure au °C) avec des résolutions spatiales pouvant atteindre le millimètre. Ces capteurs vont permettre d’instrumenter des lignes de production, des circuits de transport, des conteneurs de stockage …, et donner une information en temps réel sur toute défaillance du système de confinement, mais aussi de localiser les fuites avec une meilleure précision que les capteurs existants. Le faible apport d’énergie (quelques mW) et l’absence d’électronique réduisent le risque d’étincelle, ce qui rend le capteur fonctionnel et sûr, même en présence de fortes concentrations d’hydrogène

Laboratoire

Département de Recherche sur les Matériaux et la Physico-chimie pour les énergies bas carbone
Service de Recherche en Matériaux et procédés Avancés
Laboratoire d’Ingénierie des Surfaces et Lasers
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