Développement de mini-éprouvettes pour évaluer la ténacité de tubes de transport pour application H2
Auteur / Autrice : | Luciano Meirelles santana |
Direction : | Yazid Madi |
Type : | Projet de thèse |
Discipline(s) : | Mécanique |
Date : | Inscription en doctorat le 01/10/2021 |
Etablissement(s) : | Université Paris sciences et lettres |
Ecole(s) doctorale(s) : | Ecole doctorale Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Centre des Matériaux |
Equipe de recherche : MEM - Mécanique Expérimentale et Matériaux - MAT | |
établissement opérateur d'inscription : Mines Paris-PSL |
Mots clés
Résumé
Cette thèse sera réalisée dans le cadre de la chaire industrielle ANR "MESSIAH" en partenariat avec Air Liquide (AL) et Mannesmann Precision Tubes France SAS (MPTFR). Le programme MESSIAH propose d'utiliser des mini-éprouvettes (épaisseur : 1-3 mm) extraites d'installations en service pour évaluer et suivre le vieillissement de ces installations et la diminution des propriétés mécaniques due à l'hydrogène. La réalisation d'essais sur des mini-éprouvettes est un défi. Il faut étudier et rédiger des protocoles d'essai comprenant : l'extraction des échantillons, l'usinage, la pré-fissuration, les essais, l'extensométrie (mécanique ou optique), et étendre ces procédures à l'étude de la fragilisation par l'hydrogène, ce qui peut nécessiter le développement de dispositifs de chargement en hydrogène pouvant être utilisés sur les machines d'essais mécaniques. La classification et le traitement de la grande quantité de données nécessiteront l'utilisation d'une terminologie et de méta-données normalisées. Les résultats seront rassemblés et traités à l'aide de la suite de programmes DATMECHA développée au Centre des Matériaux et seront utilisés pour ajuster les lois de comportement. Ces lois sont nécessaires pour interpréter/valider correctement les résultats des essais sur des éprouvettes fissurés et seront utilisées avec le code éléments finis Zset développé au Centre des Matériaux pour simuler la base d'essai. La modélisation de la fragilisation par l'hydrogène nécessite de prendre en compte : la plasticité, la cinétique de diffusion de l'hydrogène dans un gradient de contrainte, le piégeage de l'hydrogène ainsi que l'effet de l'hydrogène sur la plasticité. Les développements numériques avancés pour décrire la rupture et l'effet de l'hydrogène sur le comportement des métaux seront réalisés dans le cadre d'une autre thèse soutenue par le projet MESSIAH. Ces outils permettront l'analyse de la base de données d'essais et la validation de la méthodologie de transfert de mini-éprouvettes vers des éprouvettes standardisés.