Article de recherche / Research Article

Stabilité mécanique à long terme des cavités salines de stockage d’hydrogène

¹ Ineris, Verneuil-en-Halatte, France
² Brouard Consulting, Paris, France
³ Storengy, Bois-Colombes, France
⁴ UPPA, Université de Pau et des Pays de l’Adour, Pau, France

^* Auteur de correspondance : hippolyte.djizanne@ineris.fr

Résumé

L’étude de la stabilité mécanique des cavités salines servant au stockage de l’hydrogène est un sujet important dans le contexte de la transition énergétique. Alors que l’hydrogène émerge comme un vecteur énergétique clé pour le stockage d’énergie décarbonée, comprendre les réponses mécaniques des cavités salines autour des pressions d’exploitation est essentiel. Cet article présente une analyse détaillée des effets des pressions maximales et minimales constantes sur une période de 30 ans sur la perte de volume par fluage, la contrainte effective, le facteur de sécurité des cavités salines vis-à-vis de l’apparition de la dilatance ainsi que la subsidence en surface. En utilisant une modélisation géomécanique couplée, cet article explore l’intégrité structurelle d’une cavité soumise à des conditions de chargement extrêmes sur une longue période, fournissant des informations essentielles pour le dimensionnement, l’exploitation et la maintenance des futurs sites de stockage souterrain d’hydrogène gazeux.

Abstract

Understanding salt caverns mechanical responses under operational pressures is essential as hydrogen emerges as a vector for decarbonised energy storage. This paper presents a detailed analysis of the effects of constant maximum and minimum pressures over 30 years on volume loss due to creep, effective stress, surface subsidence, and the safety factor of salt caverns regarding the onset of dilatancy. This paper explores the structural integrity of a salt cavern subjected to extreme loading conditions over a long period with a fully coupled geomechanical model, providing essential insights for the design, operation, and maintenance of future underground hydrogen gas storage sites.