Installations d’hydrogène pour les bâtiments

L'hydrogène est considéré comme un élément clé d'un futur système énergétique neutre en carbone. Alors que ces dernières années, l'accent était principalement mis sur les applications dans l'industrie et la mobilité, l'intérêt pour les systèmes à hydrogène dans le secteur du bâtiment ne cesse de croître.

Cette évolution est notamment portée par les installations photovoltaïques, qui produisent de grandes quantités d’énergie renouvelable pendant les mois d’été. Une partie de cette énergie peut être utilisée directement ou stockée dans des systèmes de batteries. Les systèmes à hydrogène constituent une solution idéale pour le stockage à long terme et saisonnier. Grâce à l’électrolyse, l’hydrogène est produit, stocké, puis reconverti en énergie électrique via des piles à combustible en cas de besoin (Fig. 1). L’hydrogène peut être stocké aussi longtemps que nécessaire et, en cas de besoin, par exemple pendant les mois d’hiver, pour être reconvertie en électricité. L’exploitation d’un tel système permet d’atteindre une autonomie énergétique élevée, voire totale, pour le bâtiment. Un grand nombre de bâtiments disposant d’un approvisionnement en chauffage, en eau chaude et en électricité quasi autonome peut contribuer à alléger considérablement la charge pesant sur le secteur de l’électricité.

Des travaux fondamentaux à la réglementation

Dans le cadre d’un projet soutenu par l’Office fédéral de l’énergie, les conditions-cadres relatives aux systèmes à hydrogène dans les bâtiments ont donc été étudiées. Les travaux ont montré que, si de plus en plus de systèmes de ce type sont disponibles sur le marché, les aides techniques à la mise en œuvre pour la conception, l’installation et l’exploitation étaient pratiquement inexistantes.

Ces conclusions ont servi de base à l’élaboration de la notice technique H10001 de la SVGW.

Élaboration bénéficiant d’un large soutien

La notice technique a été élaborée par un groupe de travail interdisciplinaire sous la direction de la SVGW. Y ont participé des experts issus des domaines de la technologie du gaz, de la protection contre l’incendie, de la protection contre les explosions, de la ventilation, des capteurs, des équipements sous pression, de l’évaluation des risques, ainsi que des fabricants d’installations d’hydrogène et de composants.

L’objectif était de créer un cadre réglementaire à la fois pratique et ouvert à toutes les technologies. Le contenu a en outre été coordonné avec les autorités compétentes et examiné dans le cadre d’une consultation.

Cette notice technique ne se veut pas une norme de produit pour des composants individuels d’installations. Elle définit plutôt les exigences relatives à l’intégration en toute sécurité d’installations d’hydrogène dans les bâtiments et sur les terrains.

Champ d’application clairement défini

La notice technique H10001 régit la conception, la construction, la modification, l’exploitation ainsi que la maintenance des:

• installations d’hydrogène dans les bâtiments et sur les terrains jusqu’à une pression de service de 40 bar
• systèmes de stockage d’hydrogène jusqu’à une pression de service de 350 bar
• systèmes de production d’hydrogène d’une puissance d’électrolyse allant jusqu’à 100 kW_el

Un principe fondamental consiste à considérer les installations d’hydrogène comme un système global. L’électrolyseur, le réservoir, le réseau de conduites, les dispositifs de sécurité et les piles à combustible doivent être techniquement adaptés les uns aux autres. L’assemblage sur site de composants individuels pour former un système global personnalisé n’est toutefois pas couvert par la fiche technique.

Les différentes variantes d’installation sont présentées de manière systématique dans la fiche technique (fig. 2). Certains composants du système peuvent être installés à l’intérieur du bâtiment, à condition de respecter les consignes; les accumulateurs de pression doivent toutefois toujours être installés à l’extérieur. Dans l’idéal, l’ensemble du système de transport d’hydrogène est installé à l’extérieur du bâtiment et n’est relié à celui-ci que sur le plan énergétique.