Hydrogène dans les aciers - un problème de transition d'échelle – Hy-Style

Les alliages métalliques sont des matériaux essentiels à tous les niveaux pour la production, le stockage ou le transport de l’hydrogène. Le but de ce projet est d’approfondir les connaissances fondamentales sur les interactions aux échelles atomiques entre l’hydrogène et les défauts cristallins ou les carbures dans les aciers. Il s’agit d’une thématique à fort impact puisqu’en relation avec la fragilisation par hydrogène, phénomène aux conséquences industrielles majeures. Plusieurs modèles phénoménologiques existent déjà, ils sont principalement basés sur ces interactions hydrogène/défauts. Néanmoins, beaucoup d’inconnues demeurent sur les configurations complexes ou dynamiques lorsque d’autres solutés sont présents (comme le carbone en solution solide) ou lorsque les dislocations interagissent avec des carbures ayant potentiellement piégés des atomes de H. Dans ce contexte, nous proposons une approche permettant de mieux comprendre l’influence de l’hydrogène sur le comportement des dislocations au sein des microstructures contenant joints de grains, dislocations ou carbures. On s’intéressera plus particulièrement à la compétition entre carbone et hydrogène, deux interstitiels dans le réseau CC du fer, grâce à la mise en œuvre conjointe de techniques de caractérisation et de modélisation à l’échelle atomique. Le projet est structuré en quatre axes: 1) Hydrogène, carbone et dislocations; 2) Hydrogène, carbone et joints de grains; 3) Hydrogène et carbures ; 4) Influence de H sur le comportement mécanique. Cinq partenaires aux compétences très complémentaires sont réunis pour relever ces défis. Ils sont experts de modélisation à l’échelle atomique (Monte Carlo cinétique et approche quasiparticule) et de caractérisation aux échelles ultimes (TEM, TDS, HERXD et APT). Les retombées du projet HySteel seront une meilleure compréhension de l’influence de l’hydrogène sur le comportement mécanique des aciers.