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métallurgie des poudres

De l’influence de l’hydrogène sur les matériaux


​La fabrication additive a-t-elle un impact sur la résistance des matériaux à l'hydrogène ? Des moyens expérimentaux ont été mis en œuvre pour le vérifier sur des pièces en inconel, un matériau utilisé pour certaines pièces des moteurs des lanceurs Ariane 6.

Publié le 27 juin 2019

​Entraînant la formation de micro-porosités ou engendrant des microstructures spécifiques, les procédés de fabrication additive sont susceptibles de modifier la résistance mécanique des matériaux. Afin de vérifier l'influence de ce nouveau procédé de mise en forme sur la sensibilité à la fragilisation par l'hydrogène de certaines pièces des moteurs de ses lanceurs, ArianeGroup s'est tourné vers le Liten, institut de CEA Tech, et le LaSie*. 

Des observations de microscopie électronique à balayage et en transmission ont dans un premier temps permis d'analyser finement la microstructure du matériau d'étude, ainsi que la taille et la répartition des grains. Différentes analyses ont ensuite été réalisées pour étudier les mécanismes d'interaction de l'hydrogène avec le métal : une expérience de perméation gazeuse consistant à placer de l'hydrogène sous pression en amont d'un disque de matière et à analyser le flux d'hydrogène en aval, ainsi qu'une expérience de spectroscopie de thermodésorption, ont permis d'étudier les types de piégeage de l'hydrogène dans le matériau. 

L'analyse des résultats mécaniques et des observations microscopiques associée à des calculs par éléments finis permettent alors de proposer les mécanismes de fragilisation mis en jeu. Le Liten met toutes ces compétences à profit dans d'autres cas d'application, comme l'étude de l'influence de la teneur en hydrogène sur les canalisations transport de gaz de GRTgaz.

*Laboratoire des Sciences de l'Ingénieur pour l'environnement (Université de la Rochelle, CNRS)

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