Manel EL MAJDI
Spécialité : Sciences des Matériaux
Laboratoire : LSPM
Directeur de thèse : Yann Charles
Co-encadrant : Nadjib Iskounen
Titre de la thèse : Caractérisation des capacités de stockage d’hydrogène d’un alliage HEA modèle
La transition énergétique nécessite le développement de systèmes basés sur un vecteur d’énergie propre. Dans ce contexte, l’hydrogène semble être une alternative intéressante. Cependant, les risques liés aux méthodes classiques de son stockage contribuent à la recherche de solutions nouvelles, notamment le stockage de l’hydrogène à l’état solide. Cela consiste à stocker l’hydrogène sous forme d’hydrures dans des alliages métalliques. Le potentiel des Alliages à Haute Entropie est mis en avant en raison de leurs très bonnes propriétés mécaniques tout en ayant une forte sensibilité à la formation d’hydrures. Ils sont composés de plusieurs éléments qui favorise la formation de structures cristallines simples facilitant la diffusion de l’hydrogène. L’inconvénient majeur de cette solution est le caractère fragilisant de l’hydrogène. En effet, l’hydrogène interagit avec les métaux à différentes échelles induisant une modification des propriétés mécaniques. Le projet de thèse s’intéresse à une famille d’alliage de titane et a pour objectif d’étudier la capacité de stockage d’hydrogène en évaluant l’impact de la présence d’hydrogène sur sa microstructure et son comportement mécanique. De plus, différents moyens de caractérisation évalueront l’influence des conditions de chargement d’hydrogène sur la réponse thermo-mécanique de cet alliage.
Thesis title : Characterization of the hydrogen storage capacities of a model HEA alloy
The energy transition requires the development of systems based on a clean energy carrier. In this context, hydrogen appears to be an interesting alternative. However, the risks associated with conventional hydrogen storage methods have led to the development of new solutions, particularly solid-state hydrogen storage. This approach consists of storing hydrogen in the form of hydrides within metallic alloys. The potential of High Entropy Alloys is highlighted for their excellent mechanical properties combined with a high susceptibility to hydride formation. They are composed of several éléments which promotes the formation of simple crystalline structures that facilitate hydrogen diffusion. However, the major drawback of this approach is the embrittling effect of hydrogen. Indeed, hydrogen interacts with metals at different scales, altering their mechanical properties. This thesis project focuses on a family of titanium alloys and aims to study hydrogen storage capacity by evaluating the impact of hydrogen on their microstructure and mechanical behavior. Furthermore, various characterization techniques will be used to assess the influence of hydrogen charging conditions on the alloy’s thermo-mechanical response.
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