Dans un contexte de transition énergétique accélérée, l’hydrogène vert s’impose comme une solution stratégique pour décarboner l’industrie, la mobilité et les usages énergétiques. L’automatisation se distingue comme un élément central de la compétitivité de cette filière.
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L’hydrogène est un gaz léger, incolore et très inflammable, utilisé comme vecteur d’énergie car il ne produit que de l’eau lorsqu’il brûle ou alimente une pile à combustible. Il existe plusieurs procédés pour produire de l'hydrogène : le plus courant reste l’électrolyse de l’eau, qui utilise de l’électricité pour séparer l’eau (H₂O) en hydrogène (H₂) et en oxygène (O₂). Un autre procédé, le reformage du gaz naturel (ou vaporeformage) tire profit de la réaction entre le gaz naturel (méthane) et la vapeur d’eau à haute température. La gazéification du charbon ou de la biomasse, quant à elle, est un procédé thermique qui transforme ces matières carbonées en un gaz de synthèse qui contient de l’hydrogène. Tous sont classés selon leur impact environnemental. Lorsqu’il se base sur une source d’énergie renouvelable comme le solaire ou l’éolien, l’hydrogène est dit vert.
L’automatisation joue un rôle clé dans l’ensemble de ces procédés. Elle permet d’assurer une répétabilité du process et ainsi améliorer l'efficacité, la sécurité et la productivité de l'ensemble des opérations. Pour garantir la sécurité, la technique d'automatisation adaptée joue un rôle important, par ex. par la protection contre l'explosion.
La production d’hydrogène repose sur des procédés complexes, qui nécessitent une maîtrise parfaite des conditions de pression et de température. La nature volatile et inflammable de l’hydrogène impose des mesures strictes de sécurité pour son transfert, régies en Europe par la directive ATEX (ATmosphère EXplosive) et les normes SIL (Safety Integrity Level). Dans ce cadre, l’automatisation ne relève pas du confort, mais bien d’une nécessité structurelle.
Chez Festo, nous le constatons sur le terrain : automatiser, c’est garantir une production fiable.
L’enjeu de sécurité étant crucial, Festo fournit à ses clients des solutions préassemblées ATEX, et intégrées dans des environnements critiques utilisant des produits fiables et dédiés ainsi que des boucles de sécurité conformes à la classification SIL qui suit deux normes internationales : les normes CEI 61508 et CEI 61511.
Pour assurer une qualité constante sur chaque skid et ainsi garantir une performance mesurable à leurs propres partenaires ou clients finaux, les intégrateurs ont le choix : ils peuvent se tourner vers des solutions de pilotage centralisées intégrées dans une armoire de commandes ou alors opter pour des solutions décentralisées le long de leur chaîne de production.
En effet, dans les systèmes hydrogène, il essentiel d’assurer une régularité pour garantir la sécurité et la performance continue des installations, où toute variation peut impacter la pureté ou la pression du gaz.
Dans un secteur en constante évolution où les volumes, les technologies et les exigences normatives varient rapidement, l’automatisation permet une adaptabilité immédiate. Il suffit de reprogrammer un automate ou d’ajouter des modules d’entrées / sorties (ou Remote IO) pour intégrer de nouveaux paramètres ou équipements, un atout majeur pour les industriels qui souhaitent un outil de production flexible.
En particulier dans le domaine de l’hydrogène, cette flexibilité permet d’intégrer rapidement de nouvelles normes ou des capteurs spécifiques sans interrompre la chaîne de production.
Le recours à un seul partenaire maîtrisant l’ensemble de la chaîne de pilotage permet de réduire les interfaces techniques, de limiter les risques d’incompatibilité entre les composants, et d’optimiser la fiabilité et la traçabilité des systèmes dans des environnements à forte exigence normative.
L’automatisation permet ici de piloter avec précision l’ensemble des paramètres critiques liés à l’hydrogène, comme les pressions, les débits ou les températures, tout en assurant une interopérabilité totale entre les composants. Les systèmes automatisés assurent une surveillance et un contrôle constants sur l’ensemble de cette chaîne, permettant d’optimiser la consommation énergétique et de prévenir les fuites ou incidents.
Aujourd’hui, il est possible d’automatiser votre chaîne de commandes sur vos stations hydrogène, sur vos compresseurs d’hydrogène, sur vos électrolyseurs mais aussi sur les applications de purification et de filtration d’hydrogène.
Pour s’assurer une maîtrise globale, il est essentiel de s'appuyer sur des solutions flexibles et adaptées aux exigences spécifiques de l’hydrogène. Le choix d’automates programmables utilisant le protocole ouvert CODESYS en est un exemple clé. Reconnue pour son universalité, cette plateforme logicielle est adoptée par un nombre croissant de fabricants, ce qui garantit une compatibilité renforcée et une grande évolutivité des installations. Elle permet de modifier facilement les programmes pour intégrer de nouveaux composants, comme des vannes supplémentaires, sans devoir tout repenser. Cette approche rend votre système non seulement adaptable, mais également évolutif à mesure que vos besoins changent.
Les utilisateurs peuvent, s’ils le souhaitent, être formés à la programmation pour conserver une pleine autonomie sur leurs installations, ou bien choisir de confier cette tâche à un fournisseur expérimenté. Dans tous les cas, la capacité à faire évoluer son système reste un atout stratégique.
La sécurité reste un impératif dans les systèmes hydrogène. Cela implique de sélectionner des composants spécifiquement conçus pour ce gaz particulièrement volatil. Des vannes dédiées, certifiées conformes aux exigences ATEX (Atmosphères Explosives) et aux normes de sécurité fonctionnelle (niveau SIL), sont indispensables pour garantir l’intégrité des processus.
Le pilotage intelligent de l’installation repose également sur des armoires de commande sur mesure, intégrant l’automate et les entrées/sorties centralisées : un véritable cerveau au cœur du système. En parallèle, une architecture décentralisée peut être mise en œuvre avec jusqu’à 80 modules répartis le long de la machine, permettant à une seule armoire de commande de gérer plusieurs unités.
Capteurs de pression, de débit et autres dispositifs de mesure viennent compléter l’ensemble pour assurer un contrôle en temps réel des paramètres critiques. Enfin, pour garantir la cohérence et l’efficacité du système, le recours au co-engineering avec un bureau d’études spécialisé constitue un levier précieux. Il permet d’alléger la charge de vos équipes tout en bénéficiant d’une expertise ciblée sur les enjeux complexes de l’automatisation dans le secteur de l’hydrogène.
Notre large gamme de solutions dédiées au contrôle des liquides et des gaz est adaptée à l'hydrogène à tous les stades de sa chaîne de valeur, de la production au stockage et à la distribution.
Dans les installations hydrogène, une approche clé-en-main réduit considérablement les temps d’implémentation. Grâce à cette approche et à un accompagnement en co-ingénierie avec le client, Festo propose des solutions complètes Plug & Play. Vous n’avez plus qu’à effectuer le raccordement final, simplifiant ainsi fortement l’intégration de la solution dans vos installations.
Festo propose également des solutions de maintenance prédictive à travers son offre Festo Automation Experience (Festo AX) : en analysant les données machines, nos algorithmes détectent les dérives de fonctionnement et préviennent les défaillances à venir (vannes, capteurs, etc.).
Pour les systèmes hydrogène, cela signifie un suivi en temps réel des composants sensibles, permettant d’éviter tout risque lié à une défaillance soudaine dans un environnement exigeant.
Enfin, Festo accompagne ses clients dans la programmation des automates, jusqu’à l’autonomie complète via nos formations Festo Didactic (certifiées Qualiopi). Ces compétences en automatisme sont essentielles pour les opérateurs des installations hydrogène, qui doivent maîtriser des environnements complexes et hautement réglementés.
Festo se positionne ainsi comme un acteur central du pilotage des installations hydrogène.