Fragilisation par l’hydrogène des aciers haute résistance utilisés dans le domaine automobile

Internship
CRM Sart-Tilman
Liege
Degree
Master
Speciality field
Chimie, Sciences des matériaux
Languages
EN
FR
 

Thématique du stage / TFE
Dans l’industrie automobile, on développe des aciers toujours plus résistants afin de garantir la sécurité des passagers tout en limitant la masse des véhicules. Lors de l’élaboration de ces aciers, ou pendant leur utilisation, une infime quantité d’hydrogène pénètre dans le matériau. Cet hydrogène absorbé dans le matériau peut engendrer une fragilisation de celui-ci. Cette fragilisation dépend de la microstructure du matériau en question, de la quantité d’hydrogène en présence ainsi que des sollicitations exercées sur celui-ci. La manifestation la plus impressionnante de fragilisation par l’hydrogène est la casse différée : un composant de voiture constitué d’acier haute résistance ayant absorbé de l’hydrogène et ayant été mis en forme est laissé au repos et retrouvé fissuré le lendemain matin, sans aucune intervention supplémentaire.
Au CRM Group, un laboratoire est dédié à l’étude de ces phénomènes de fragilisation par l’hydrogène. L’acier est chargé artificiellement en hydrogène dans des conditions contrôlées (via des traitements thermiques ou par voie électrochimique) puis analysé de façon quantitative et qualitative. L’impact de l’hydrogène sur les propriétés mécaniques est évalué également. La compréhension des mécanismes d’absorption et désorption de l’hydrogène constitue un point-clé de cette thématique, dans le but d’empêcher l’hydrogène de fragiliser le matériau.

Description des objectifs et tâches
Dans ce cadre, le stage vise à une meilleure compréhension des mécanismes d’absorption et de désorption de l’hydrogène lors de procédés spécifiques à l’industrie automobile. Pour y parvenir, les paramètres de chargement en hydrogène seront d’une part mis en relation avec la structure du matériau (état de surface, microstructure, morphologie de revêtement) et la quantité et la nature de l’hydrogène absorbé. D’autre part, le / la stagiaire participera également au développement de techniques permettant une meilleure caractérisation de l’hydrogène.

En pratique, le / la stagiaire intégrera l’équipe de chercheurs et techniciens du service « Hydrogen & Electrochemistry » et sera amené à prendre en charge les tâches suivantes :

  • Etude bibliographique
  • Réalisation de manipulations expérimentales : chargements en hydrogène, mesure d’hydrogène, essais mécaniques,…
  • Interprétation des résultats permettant d’améliorer la compréhension des mécanismes d’absorption et de désorption d’hydrogène
  • Synthèse et communication du travail sous forme de rapport et de présentation