Activation DYnamique de ComposiTes à base de magnésium pour le stockage de l’hydrogène – ADyCT

L’hydrogène constitue un vecteur énergétique de choix dans le contexte de la transition énergétique. Le stockage solide de l'hydrogène sous la forme d'hydrures métalliques réversibles permet d’atteindre une densité de stockage volumétrique plus élevée qu’avec un gaz comprimé ou un liquide à température cryogénique, tout en offrant une nette amélioration de la sécurité.
Le magnésium, métal abondant au coût relativement modique, réagit avec l’hydrogène pour former un hydrure (MgH2) possédant une capacité volumique importante. La fabrication de réservoirs à haute capacité contenant du magnésium est donc un challenge majeur pour le développement de la filière hydrogène.
Certaines propriétés thermodynamiques et cinétiques du MgH2 restreignent actuellement son utilisation généralisée : (i) la lenteur des cinétiques de sorption de l’hydrogène, et (ii) une température de sorption/désorption encore trop élevée. Plusieurs méthodes, telles que l’ajout de catalyseur et la nanostructuration, ont été suggérées pour pallier ces limitations. Toutefois, la production de masse en toute sécurité doit s’affranchir de l’utilisation de poudres nanostructurées pyrophoriques.
De ce fait, afin d’optimiser les réactions de sorption de l’hydrogène, les techniques de déformation plastique sévère (SPD : severe plastic deformation) sont très en vogue car elles permettent de synthétiser des matériaux massif, facilement transportable et ininflammable au contact de l’air.
L’objectif de ce projet est de comparer deux techniques de SPD : l’hyperdéformation lente par HPT (High Pressure Torsion) et un nouveau forgeage dynamique beaucoup plus adapté à une production de masse.
La consolidation mécanique, par ces deux techniques, d’alliages ou composites base Mg doit produire des microstructures très différentes dont la réponse aux cycles de sorption d’hydrogène permettra de mieux appréhender l’effet des différents paramètres microstructuraux et les mécanismes fins mis en jeux.
Si les paramètres de forgeage le permettent, une réflexion sur le développement industriel d'une nouvelle machine de forgeage pourra être menée.