Responsable :
Raymond, Jasmin
Établissement :
Institut national de la recherche scientifique (INRS)
Année de concours :
2022-2023
RÉSUMÉ
L’hydrogène suscite un engouement considérable à l’échelle mondiale, suite à la montée en puissance et la compétitivité des énergies renouvelables intermittentes, conjuguées aux cibles de réduction des GES et aux avancées technologiques. Pour que le Québec devienne un leader dans le domaine de l’hydrogène, il faut non seulement développer des solutions de production, ici avantagées par les abondantes ressources hydroélectriques de la province, mais aussi des options de stockage qui apparaissent complexes. À grande échelle, les solutions de stockage de l’hydrogène se limitent aux environnements géologiques souterrains, qui permettent d’emmagasiner un grand volume d’hydrogène, mais ne peuvent être implantées que dans des secteurs géologiquement favorables, donc géographiquement restreints. À la lumière de ce constat, il apparaît urgent de développer de nouvelles formes de stockage d’hydrogène adaptées aux contraintes du contexte géologique de la province pour que le Québec émerge comme réel leader dans ce domaine.
La technologie considérée ici consiste à stocker l’hydrogène sous forme gazeuse à haute pression dans un trou de forage vertical. Cette solution offre le double avantage de combler une lacune pour les applications qui nécessitent une capacité de stockage de volume intermédiaire tout en occupant une faible surface au sol, préservant ainsi le paysage. Le principe consiste à forer un trou vertical dans le roc sur une profondeur pouvant aller jusqu’à 1 500 m. L’étanchéité du trou est assurée par un coffrage en acier cimenté dans le trou de forage et d’une tête de puits qui coiffe le trou de forage, permettant l’injection et le soutirage sécuritaires de l’hydrogène sous pression. La nouveauté et l’intérêt de cette technologie consistent à combiner différentes techniques déjà existantes et éprouvées pour créer une solution de stockage originale.
Bien que les principaux éléments technologiques qui entrent en jeu dans l’application de cette solution de stockage soient déjà disponibles sur le marché, des efforts de recherche et développement sont requis pour adéquatement aménager ces ouvrages. En effet, il existe un besoin pour définir de bonnes pratiques de conception des ouvrages de stockage d’hydrogène de volume intermédiaire, car il y a peu de précédents industriels aujourd’hui connus. Ce besoin a été identifié en particulier par Hydro-Québec, qui désire rapidement implanter un projet-pilote sur son site de Varennes pour tester cette technologie. L’objectif de ce projet sera d’abolir le flou réglementaire et technologique qui persiste actuellement, ce qui freine sans contredit l’expansion de la filiale hydrogène. C’est particulièrement l’incidence de la géologie sur les caractéristiques du trou de forage et sur les paramètres de sécurité à considérer qui feront l’objet d’analyses approfondies, dans un contexte spécifique au Québec. Ainsi, la collaboration entre Hydro-Québec et l’INRS vise à combler ces lacunes en définissant un cadre normatif sans lequel la conception du système de stockage ne pourra être concrétisée, car celui-ci s’avère nécessaire dans l’optique de lever rapidement les barrières au développement de technologies de stockage d’hydrogène dans un contexte où le Québec veut devenir un leader en matière d’hydrogène.