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Matériaux de la filière hydrogène - Production et conversion| Réf : N1206 v1
Auteur(s) : Florence LEFEBVRE-JOUD, Laurent BRIOTTET, Olivier GILLIA, Fabien Nony
Date de publication : 10 avr. 2010
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Les aciers peu alliés sont aujourd'hui les matériaux de prédilection pour le transport de l'hydrogène gazeux, toutefois, ils sont potentiellement sensibles à la fragilisation par l'hydrogène (FPH) qui se manifeste principalement par une chute de ductilité et de ténacité, ainsi qu'une accélération de la propagation de fissure sous chargement cyclique. La fragilisation par l'hydrogène des aciers est fortement dépendante de leur composition chimique, de leur microstructure et des conditions de chargement en hydrogène. Une description plus approfondie des mécanismes et des paramètres influençant la FPH est proposée dans les articles [M 175] et [M 176] des Techniques de l'Ingénieur. On peut noter cependant que les mécanismes de dégradation liés à la présence d'hydrogène gazeux mettent en jeu l'hydrogène adsorbé en surface du matériau. De ce fait, la FPH peut être exacerbée en présence de défauts internes des canalisations (fissure au niveau des soudures de raboutage). D'autre part, il est clairement admis qu'il existe des interactions importantes entre l'hydrogène réticulaire dans l'acier et les mécanismes de plasticité (mobilité des dislocations accrue, empilements plus importants des dislocations, localisation importante de la plasticité, transport accéléré de l'hydrogène par les dislocations). À ce titre, les défauts externes provenant par exemple d'enfoncements accidentels peuvent potentiellement interagir avec l'hydrogène. Il est donc nécessaire...
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MATÉRIAUX FONCTIONNELS
(1) - ELANM (C.C.), GREGROIRE PADRO (C.E.), SANDROCK (G.), LUZZI (A.), LINDBLAD (P.), FJERMESTAD HAGEN (E.) - Realizing the hydrogen future : the International Energy Agency's efforts to advance hydrogen energy technologies. - International Journal of Hydrogen Energy, vol. 28, no 6, p. 601 (2003).
(2) - CASTELLO (P.), TZIMAS (E.), MORETTA (P.), PETEVES (D.) - Techno-economic assessment of hydrogen transmission and distribution systems in Europe in the medium and long term. - European Commission, Directorate General Joint Research Centre (2005).
(3) - SOJKA (J.) - Fragilisation par l'hydrogène d'aciers faiblement alliés dans l'industrie nucléaire – Rôle de la microstructure et de l'état inclusionnaire. - Thèse de doctorat École centrale, Paris, juil. 1997.
(4) - STERN (S.A.) - Polymers for gas separations : the next decade. - J. of Memb. Sci., 94, p. 1-65 (1994).
(5) - NAITO (Y.), MIZOGUSHI (K.) et al - * - J. Pol. Sci, Polym. Phys., 29, p. 457-462 (1991).
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Base de données matériaux hydrures http://hydpark.ca.sandia.gov/DBFrame.html
Department of Energy (DOE) aux USA http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/storage/metal_hydrides.html
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