Expert en hydrogène énergie (MS)

RNCP41403BC01Concevoir les différents moyens de production de l’hydrogène

• Formaliser le besoin émanant de la problématique au sein d’un cahier des charges afin de proposer des solutions réalisables et réalistes pour la décarbonation d'un site étudié. Modéliser un système de production d'hydrogène pour simuler son fonctionnement. Dimensionner un dispositif de production d'hydrogène pour assurer son adéquation avec les objectifs de performance, de rentabilité et de durabilité en intégrant les contraintes techniques. Évaluer le potentiel des ressources renouvelables pour optimiser leur couplage avec la production de l’hydrogène, en tenant compte des contraintes techniques, économiques et environnementales. Réaliser des scénarios de simulation de production d’hydrogène tenant compte de stratégies de couplage entre énergies renouvelables et électrolyseur aux fins d'évaluer la faisabilité technique et économique d’un projet de conversion d’énergie renouvelable en hydrogène

Évaluation : Rédaction du cahier des charges concernant l’élaboration d’une solution technique de production d’hydrogène. Un rapport détaillant les différentes étapes du processus de traitement de la problématique est attendu de chaque groupe, suivi d’une présentation orale. Évaluations écrites individuelles : dans le cadre de cas pratiques, le candidat analyse les moyens de production de l’hydrogène et leur pertinence pour la décarbonation. Mises en situations pratiques à travers des manipulations expérimentales sur des dispositifs pédagogiques et réels d’électrolyse de l’eau et de modélisation d’un électrolyseur sur la base d’équations physiques. Évaluations écrites individuelles : rédaction d’un CR des expérimentations menées explicitant la méthodologie déployée et présentant une analyse des résultats obtenus (comparaison théorie vs. Expérimental). Étude de cas : il est remis au candidat un scénario, dont il doit faire un rapport détaillé quant à la faisabilité technique, en tenant compte des différents aspects nécessaires au respect de la procédure réglementaire. Le candidat doit rendre le rapport et faire une présentation orale.

RNCP41403BC02Concevoir les moyens de stockage et de distribution de l’hydrogène

• Analyser les modalités de stockage de l’hydrogène mises en œuvre en tenant compte de ses propriétés physiques et chimiques afin d’assurer son utilisation pour des systèmes énergétiques. Identifier des solutions alternatives de stockage de l’hydrogène en comparant les technologies disponibles et en tenant compte de leur criticité pour optimiser l’installation. Dimensionner une solution de stockage de l’hydrogène pour optimiser son intégration dans un système énergétique durable. Simuler le comportement mécanique et thermique d’un réservoir hydrogène afin d’analyser ses contraintes et optimiser sa conception. Recenser et caractériser les composants d’une station de distribution d’hydrogène afin d’en optimiser l’intégration dans la chaîne d’approvisionnement énergétique. Évaluer les performances des auxiliaires d’un système hydrogène afin d’optimiser son efficacité et sa durabilité.

Évaluation : Évaluations écrites individuelles : étude de cas pratiques portant sur les propriétés physiques et chimiques de l’hydrogène, ses interactions avec les matériaux, ainsi que son stockage et son utilisation dans les systèmes énergétiques. Analyse de scénarios et études de cas : les candidats sont amenés à étudier des projets concrets de stockage de l’hydrogène. Ils doivent analyser les contraintes techniques et réglementaires, justifier leurs choix de conception et proposer des solutions optimisées. Un rapport détaillant la méthodologie de résolution de la problématique est attendu de chaque groupe, suivi d’une présentation orale. Travaux pratiques et simulations : modélisation et simulation de solutions de stockage hydrogène à l’aide de logiciels spécialisés (Matlab/Simulink et COMSOL). Évaluations écrites individuelles : résolution de cas pratiques concernant des éléments constitutifs d'une station de distribution d’hydrogène (compresseurs, réservoirs, stations de recharge, systèmes de contrôle, etc.), ainsi que leur rôle et leur interaction dans la chaîne d’approvisionnement énergétique, afin d’identifier les critères d’optimisation en termes de performance, de sécurité et d’intégration

RNCP41403BC03Optimiser les systèmes de conversion de l’hydrogène

• Examiner l’ensemble des technologies de piles à combustible existantes afin d’évaluer leur pertinence selon les applications. Identifier les matériaux adaptés aux piles à combustible en s’appuyant sur les principes électrochimiques afin de garantir leur performance optimale. Modéliser des piles à combustible afin d’analyser l’impact des conditions opératoires sur ses performances et durabilité Étudier le procédé de combustion de l’hydrogène afin de minimiser son impact environnemental. Élaborer des stratégies visant à assurer la fiabilité, la performance et la durabilité des piles à combustible, en optimisant leur gestion opérationnelle afin d’assurer une intégration efficace et pérenne dans les systèmes énergétiques.

Évaluation : Évaluation écrite individuelle : résolution de cas pratiques concernant les piles à combustible, leurs électrochimies, leurs applications, et les aspects techniques liés à leur performance. Travaux pratiques : utilisation du logiciel de modélisation Matlab/Simulink pour simuler le comportement d’une pile à combustible en fonction des différents paramètres opératoires (température, pression, etc.) Évaluation écrite individuelle : résolution de cas pratiques portant sur les principes fondamentaux de la combustion de l'hydrogène ainsi que les facteurs influençant le rendement énergétique et l’impact environnemental. Études de cas : le candidat doit effectuer un bilan carbone pour un scénario donné et quantifier les impacts. Travaux pratiques : réalisation d’essais expérimentaux sur des systèmes didactiques pour mesurer des courbes de polarisations et procéder au démarrage et arrêt d’une pile à combustible. L’évaluation repose sur la rédaction d’un mode opératoire correspondant décrit dans un rapport. Travaux pratiques et simulation : utiliser Matlab/Simulink pour programmer des algorithmes d’intelligence artificielle et apprentissage automatique pour évaluer la durabilité et la fiabilité des systèmes piles à combustible. Le candidat devra rendre un compte-rendu de TP individuel lors de l’évaluation.

RNCP41403BC04Piloter un projet de conception des systèmes hydrogène

• Analyser et caractériser chaque constituant d’une architecture hybride afin d’optimiser leur intégration et leur performance dans une application énergétique. Étudier le fonctionnement d’un système multi-sources pour définir des stratégies de gestion optimale de l’énergie Concevoir des architectures de véhicules électriques hybrides en intégrant des systèmes hydrogène, pour améliorer l’autonomie et l’efficacité énergétique du véhicule. Simuler et dimensionner une architecture hybride afin de garantir des performances optimales du véhicule. Concevoir un projet entrepreneurial dans le secteur de l’hydrogène-énergie en s’appuyant sur des outils d’évaluation technico-économique, une étude de marché approfondie et une analyse SWOT, afin de structurer une proposition viable et compétitive. Coordonner l’ensemble des phases d’un projet en mobilisant des outils de planification et de gestion (Gantt, PERT, etc.) afin d’assurer le respect des objectifs, des délais et des contraintes budgétaires. Animer des réunions d’équipes et avec les parties prenantes pour fiabiliser le suivi du projet et garantir son exécution. Encadrer une équipe projet en tenant compte des situations de handicap afin de coordonner les différentes phases de production.

Évaluation : Évaluation écrite individuelle : étude de cas pratiques portant sur les auxiliaires d’un système pile à combustible et leur principe de fonctionnement, sur les batteries, les convertisseurs de puissance et des systèmes de gestion de l’énergie. Travaux pratiques et simulations : utilisation de logiciels de simulation (Matlab/Simulink) pour modéliser l’architecture d’un véhicule hybride hydrogène et batterie, incluant le convertisseur de puissance et le moteur électrique. Simuler la performance énergétique et optimiser les flux d’énergie en se basant sur des cycles de conduite normalisés. Valider le prédimensionnement effectué par calculs. Étude de cas : il est remis à un groupe de candidats des spécifications sur le véhicule à électrifier. Il s’agit pour eux de définir une chaîne de traction, de la dimensionner et d’analyser la faisabilité technique mais aussi les performances et l’autonomie du véhicule. Une veille technologie est également demandée lors de la rédaction du rapport qui est à rendre par groupe. Une soutenance orale par groupe est également attendue. Projet appliqué : il s’agit de concevoir un projet entrepreneurial dans le secteur de l’hydrogène-énergie et d’en évaluer la rentabilité économique. Un rapport et une soutenance individuels sont attendus. L’analyse inclut une étude de faisabilité, un business plan sur la base des outils vus en cours. Les concurrents, partenaires et le marché, analyse SWOT sont à étudier. Projet appliqué : mise en place d’un projet concret en groupe de dimensionnement d’une chaîne de traction électrifiée. Il est demandé un suivi de reporting des différentes phases (planification, exécution, contrôle et clôture) et l’élaboration d’un dossier de gestion de projet incluant planning détaillé, gestion des ressources et analyse budgétaire

RNCP41403BC05Assurer la sécurité et gérer le risque hydrogène

• Veiller au respect et à l’application des réglementations et des normes de sécurité dans les installations hydrogène, afin d’assurer la conformité des procédures et de sensibiliser les équipes aux bonnes pratiques. Identifier les risques associés à la production, au stockage et à l’utilisation de l’hydrogène afin de faciliter la mise en œuvre de moyens de détection adaptés pour accueillir l’hydrogène en toute sécurité. Prévenir les risques de fuite et d’explosion liés à l’hydrogène pour garantir la sécurité des installations et des personnels. Analyser les outils de sûreté de fonctionnement d’une installation pour mettre en place des stratégies de prévention adaptées.

Évaluation : Étude de cas : inspection et évaluation de la sécurité d’une installation hydrogène (aspect stockage). Exercice d’analyse de conformité de procédures existantes avec les exigences légales et normatives. Un rapport individuel synthétique est attendu. Étude de cas : mise en œuvre d’une analyse AMDEC (analyse des modes de défaillance, de leurs effets et de leur criticité) sur une mise en situation prédéfinie pour illustrer les potentiels risques et leur prévention pour anticiper les scénarios accidentels. Un rapport d’analyse individuel est attendu.