Étude des interactions hydrogène – défauts métallurgiques et leurs conséquences sur les processus de diffusion et de piégeage de l’hydrogène dans les aciers carbone

Dans le cadre de ces travaux de thèse, nous tenterons d’étudier les interactions entre hydrogène, carbone et défauts dans des aciers martensitiques, microstructures modèles et très souvent rencontrées dans l’industrie. L’avantage de cette structure est que l’on peut faire varier les états métallurgiques et la distribution des défauts cristallins (solutés, dislocations, lacunes et joints de grains austénitiques) ainsi que les carbures et précipités par des traitements thermiques. Ces états seront caractérisés par plusieurs techniques (in situ par HEXRD sur ligne de lumière synchrotron et ex-situ par des techniques de laboratoire – DRX, EBSD, MET, MEB-FIB-EDS), puis nous évaluerons l’influence de ces hétérogénéités métallurgiques sur la solubilité, la diffusion et le piégeage de l’hydrogène à l’aide de différentes approches expérimentales (Perméation électrochimique, chargement, dosage TDS, SKPFM). Ensuite, nous questionnerons l’impact de ces interactions sur les propriétés mécaniques locales avec des essais de nanoindentation ex situ instrumentée couplée à des essais de chargement en hydrogène. Les résultats attendus seront des données d’entrées pour modéliser les interactions H-défauts cristallins avec des approches théoriques et numériques à l’échelle atomique (ab initio, DFT, KMC), puis converger vers des échelles plus importantes à l’aide de simulation par éléments finis et Machine Learning.