La molécule d'hydrogène existe sous deux formes:
- l'ortho hydrogène (les noyaux des deux atomes sont de spin parallèle)
- le para hydrogène (les noyaux des atomes sont de spin opposé)
A température ambiante et supérieure, le gaz d'hydrogène est constitué
de 75% d'ortho et 25% de para hydrogène. C'est ce que l'on nomme
l'hydrogène normal.
Liquéfié à basse température, il est composé de 99,8% de para hydrogène à sa température d'ébullition ( -252,7°C).
Température d'ébullition | -252,8°C |
---|---|
Température de fusion | -259,4 °C |
Température critique | -240,2 °C |
Pression critique | 12,8 atm |
Chaleur spécifique du gaz | 3,5 kcal/kg/°C à Tre ambiante et supérieure |
Chaleur de vaporisation | 105 kcal/kg à -250°C |
Viscosité gaz | 0,01 cpo à température ambiante |
Diffusion dans l'air | 0,61 cm²/s |
Propriété | Hydrogène | Gaz Naturel |
Limites d'inflammabilité | 4 - 74 % | 5,3 - 15 % |
Limites d'explosivité | 18,3 - 59 % | 5,7 - 14 % |
Energy d'ignition | 0,02 mJ | 0,29 mJ |
Température de flamme dans l'air | 2045 °C | 1875 °C |
Composition stoechiométrique | 29 % | 9 % |
La circulaire du 24 Mai 1976 fixe en France les conditions de stockage et
d'exploitation des stockages d'hydrogène liquide. Elle fixe des règles
d'implantation, de construction et d'équipement des réservoirs et les moyens de protection et de lutte contre l'incendie.
En particulier:
- le dépôt doit être implanté en plein air, au-dessus du sol et clôturé même à l'intérieur d'un établissement
- le réservoir doit être équipé d'une mesure de niveau, d'une alarme de
niveau haut, d'une mise à l'atmosphère de la phase gazeuse reliée à une
cheminée débouchant à au moins 7,5 m du sol
- une cuvette de rétention
d'un volume au moins égal à la moitié de la capacité du plus gros
réservoir lui étant associé
- une zone de danger autour du dépôt à l'intérieur de laquelle des
restrictions de travaux, d'installation de matériel électrique, doivent
être observées
L'hydrogène liquide peut causer des bûlures sévères dues à sa température de stockage très basse (-253°C).
Les aciers au carbone sont fragilisés par la présence d'hydrogène. Le mécanisme est le suivant:
L'hydrogène diffuse au coeur du métal. Il réagit avec le carbone
présent pour former du méthane. La consommation du carbone déstructure
le matériau et détruit ses propriétés mécaniques.
La présence de chrome dans l'alliage limite ce phénomène et permet de
reculer les limites d'utilisation. Les courbes de Nelson permettent de
définir ces limites d'utilisation en température et pression partielles
d'hydrogène dans le gaz. Les valeurs limites sont approximativement les
suivantes:
Teneur en Chrome dans l'alliage | Pression partielle d'hydrogène maximum sans effet (bars) | Température maximum pour des pressions d'hydrogène supérieures (°C) |
---|---|---|
0% Cr | 7 | 250 |
1% Cr | 90 | 350 |
2% Cr | 110 | 400 |
2,25% Cr | 120 | 450 |