Modélisation de l’endommagement en fatigue d’un acier faiblement allié assisté d’hydrogène sous pression par méthode numérique de champ de phase - Archive ouverte HAL
Communication Dans Un Congrès Année : 2023

Modélisation de l’endommagement en fatigue d’un acier faiblement allié assisté d’hydrogène sous pression par méthode numérique de champ de phase

Résumé

La transition énergétique requiert une modification structurelle et profonde des modes de production et de consommation de l’énergie, impliquant l’abandon progressif des combustibles fossiles au profit d’énergies renouvelables (éolien, photovoltaïque, …). Parmi les solutions de stockage de ces énergies, figure l’hydrogène comme vecteur d’énergie à très fort potentiel. L’hydrogène gazeux à haute pression est une forme de stockage très intéressante pour plusieurs applications industrielles (transport, stations de service, …). Les équipements métalliques de stockage à haute pression sont confrontés aux problèmes de fragilisation par l'hydrogène pouvant limiter drastiquement la durée de vie de ces structures et causer des dégâts considérables. Aujourd'hui, le dimensionnement en fatigue de ces équipements respectant les règles de sécurité et les réglementations en vigueur constitue une problématique industrielle majeure et un verrou scientifique à lever. Ainsi, ce travail concerne le développement d'un modèle Éléments Finis (EF) basé sur la théorie du champ de phase pour la prédiction de la durée de vie en fatigue d'équipements métalliques de stockage d'hydrogène sous haute pression. La théorie du champ de phase a récemment gagné en popularité dans la communauté scientifique grâce à sa capacité à modéliser l'initiation, la nucléation et la propagation de fissures et à faciliter l'intégration de physiques complexes. Dans ce travail, la théorie du champ de phase a été étendue à la modélisation de la fatigue et de la fragilisation par hydrogène. L'outil EF ainsi développé intègre à la fois une modélisation mécanique des champs de contraintes et de déformations, une modélisation champ de phase de l'endommagement et de la fissuration, et une modélisation de la concentration d'hydrogène locale et de son évolution. Dans cette présentation, ces différents aspects du modèle EF seront détaillés ainsi que leur lien avec les différents mécanismes de fragilisation par hydrogène, et des cas d'application à des équipements sous pression permettront de démontrer les capacités de l'outil de simulation EF.
Fichier non déposé

Dates et versions

hal-04320419 , version 1 (04-12-2023)

Identifiants

  • HAL Id : hal-04320419 , version 1

Citer

Shaymaa Merheb, Dmytro Vasiukov, Modesar Shakoor, Salim Chaki, Daniella Guedes Sales, et al.. Modélisation de l’endommagement en fatigue d’un acier faiblement allié assisté d’hydrogène sous pression par méthode numérique de champ de phase. FCTM-ESOPE 2023, Sep 2023, Paris, France. ⟨hal-04320419⟩
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