La technologie Nexans CRYOFLEX® permet d’obtenir des lignes cryogéniques flexibles simples à installer et sans maintenance. Dans les années 70 cette technologie a rendu possible le développement industriel et l’installation du premier câble supraconducteur par Nexans.
Systèmes cryogéniques
Les systèmes de transfert cryogénique assurent un transfert sûr et efficace de fluides à très basses températures (azote -196°C, hydrogène : -253°C, hélium : -269°C) entre un réservoir de stockage et un point d’usage, tout en limitant les pertes thermiques. L’élément clé du système cryogénique est la ligne isolée sous-vide, également appelée ligne cryogénique. Constituées d’une tuyauterie à double enveloppe, les lignes cryogéniques présentent une isolation thermique avancée, obtenue par l’action synergique d’un vide poussé et d’éléments de réflexion des radiations thermiques.
A quoi servent les systèmes de transfert cryogénique ?
Les systèmes cryogéniques sont historiquement utilisés dans l’aérospatiale pour le transfert des ergols (carburants cryogéniques des fusées) et dans la recherche atomique (accélérateurs de particules). Plus proche de nous, ils sont aussi présents dans les industries médicales, électroniques ou alimentaires. Enfin, ils constituent des éléments clés des infrastructures d’énergies pour la transition énergétique.
Composants essentiels des systèmes surpraconducteurs, ils maintiennent les éléments supraconducteurs à basse température pour transmettre le courant sans déperdition et à des intensités révolutionnaires permettant la transmission de puissances allant jusqu’au gigawatt au travers d’un seul câble. Ils constituent une pièce-maîtresse dans le développement des nouveaux usages de l’hydrogène pour la décarbonation de l’énergie et de la mobilité en rendant possible le transfert d’hydrogène liquéfié entre les réservoirs de stockages et les réservoirs d’usages.
Depuis plus de 50 ans, nous sommes à l’avant-garde de l’innovation dans les systèmes cryogéniques. Avec une expertise dans les systèmes de transfert cryogénique, nous concevons et fabriquons des solutions de pointe adaptées aux industries, à la mobilité à faible émission de carbone et à la chaîne d’approvisionnement énergétique.
Plus récemment, notre solution Nexans HIGHFLEX a permis la réalisation du premier transfert intercontinental d’hydrogène liquéfié par navire, marquant le point de départ du développement d’une chaîne d’approvisionnement mondiale en hydrogène. Nos solutions équipent les ports de Kobe et de Hastings et permettent de réaliser le transfert d’hydrogène entre les réservoirs de stockage à quai et le navire hydrogénier Suiso Frontier en toute sécurité avec des débits massiques de plusieurs tonnes par heure.
Aujourd’hui les équipes Nexans conçoivent et réalisent des systèmes cryogéniques complets intégrant autour de nos lignes cryogéniques flexibles ou rigides, des systèmes de valves et connecteurs, des éléments de sécurité et des structures de support et de manutention.
Forts de nos capacités d’innovation, d’ingénierie et de fabrication, ainsi que d’un écosystème de partenaires, nous avons développé un savoir-faire unique et une expérience mondiale dans la réalisation de solutions de transfert de tout type de fluides cryogéniques, tels que le LN2, le LH2 ou le LHe.
Les systèmes de transfert cryogénique : des infrastructures clés de la chaîne de valeur de l’hydrogène
Dans la course au net zéro, l’hydrogène complète l’électrification pour décarboner l’énergie, la mobilité et l’industrie. La demande d’hydrogène renouvelable augmente rapidement et les projets se multiplient pour en déployer la production et l’utilisation à grande échelle :
- Les grands ports maritimes organisent le futur de l’approvisionnement maritime en hydrogène en se structurant pour devenir des ‘hubs de l’hydrogène’ avec le développement de terminaux hydrogéniers, d’installations de stockage et de raccordement aux infrastructures terrestres.
- Les aéroports préparent activement la transition vers l’aviation bas carbone en planifiant l’intégration d’installations de production, de liquéfaction et d’avitaillement en hydrogène liquéfié.
- En Europe, l’Alternative Fuel Infrastructure Regulation (AFIR) prévoit l’aménagement de station de recharge en hydrogène dans chaque nœud urbain et tous les 200km sur les axes routiers du réseau trans-européen de transport (TEN-T) d’ici fin 2030.
Défis liés aux systèmes cryogéniques
La forme liquéfiée de l’hydrogène permet de stocker des quantités d’énergie importantes dans des volumes relativement limités. Cependant, la très basse température de liquéfaction de l’hydrogène (-253°C soit 20°C au-dessus du zéro absolu) nécessite de recourir à des systèmes de stockage et de transfert dédiés, garantissant les plus hauts niveaux de sécurité et d’efficacité thermique. Il s’agit d’éviter les risques associés à la formation de glace et à la condensation de l’oxygène de l’air, mais également de limiter la regazéification de l’hydrogène pour minimiser les coûts de reliquéfaction.
10 millions
de tonnes : quantité d’hydrogène
que l’Europe a pour objectif
de produire et d’importer
d’ici à 2030
150 mm
diamètre interne le plus élevé de nos
lignes flexibles en opération à ce jour
4 K
température de transfert de
l’hélium liquéfié. Nos lignes
cryogéniques sont conçues
pour garantir les meilleures
performances dès les
températures les plus basses
Systèmes cryogéniques Nexans : 50 ans d’expérience au service de la transition énergétique
Organisées en mode projet et agiles, les équipes de Nexans Cryogenic Systems vous accompagnent tout à long de votre projet, de la recherche de solution technique, à la conception et la réalisation de solutions intégrées pour le transfert cryogénique adapté à votre application :
Mobilités hydrogène :
- Mobilité routière : Nexans est engagé auprès de plusieurs acteurs de la mobilité LH2 pour développer des solutions de ravitaillement en LH2 du réservoir de stockage à la pompe et de la pompe aux véhicules, facilement scalables et duplicables.
- Aéroports : Développer des systèmes de ravitaillement au sol mobiles et stationnaires permettant un avitaillement des avions en LH2 rapide, une sécurité maximale et un boil-off limité.
Chaîne d’approvisionnement en LH2 :
- Infrastructures portuaires maritimes et fluviales : Nexans facilite le développement de la chaîne d’approvisionnement en hydrogène liquide internationale grâce à des solutions intégrées de transfert de LH2 pour les terminaux (bras de chargement), pour le transfert de navire à navire, ainsi que pour le transfert multimodal.
Projets spéciaux :
- Infrastructures aérospatiales : Nexans, acteur historique de l’aventure aérospatiale, accompagne les centres spatiaux dans le développement du newspace en concevant et réalisant des systèmes haute performance pour le ravitaillement en toute sécurité des lanceurs en ergols cryogéniques tels que le LH2 et le LOx.
- Infrastructures d’énergie : Nexans fait partie du consortium européen qui développe le projet SCARLET, financé par l’Union européenne, pour développer des systèmes hybrides intégrant à la fois le transport supraconducteur de l’électricité et le transport d’hydrogène liquéfié dans une même enveloppe cryogénique. L’objectif est de permettre une transmission massive d’énergie, plus efficace et moins coûteuse à partir de sites de production d’électricité et d’hydrogène renouvelables.
À l’instar des réseaux électriques, les infrastructures de transport et de stockage de l’hydrogène sont essentielles à la chaîne de valeur de l’hydrogène. Elles doivent combiner sécurité de fonctionnement, fiabilité et efficacité pour fournir en temps voulu la bonne quantité d’hydrogène. Nos systèmes cryogéniques pour le transfert du LH2 font de la chaîne d’approvisionnement du LH2 une réalité.
Anthony Combessis
Hydrogen Techno Platform Manager, Nexans
