Propriétés d’absorption de l’hydrogène sur un titane commercial pur Ti50A ayant subi du laminage à froid

L’utilisation constante des hydrocarbures, les émissions de dioxyde de carbone et le réchauffement climatique font l’objet d’un débat mondial sur l’énergie. L’établissement d’une économie basée sur l’hydrogène se présente comme une solution alternative efficace. Différents problèmes technologiques sont à résoudre pour parvenir à un tel système énergétique mondial tel que la production de l’hydrogène, sa livraison et son stockage. Diverses méthodes de stockage de l’hydrogène sont disponibles. Parmi celles-ci, le stockage sous forme d’hydrures métalliques représente un moyen prometteur et pratique. Dans ce contexte, les techniques de déformation mécanique appliquées aux matériaux de stockage de l’hydrogène ont connu une utilisation accrue ces dernières années. Elles permettent l’amélioration des performances de stockage de l’hydrogène de divers types d’hydrures métalliques. Le présent travail se concentre sur l’effet de la déformation mécanique induite par la technique du laminage à froid sur les propriétés d’absorption de l’hydrogène du titane de pureté commerciale Ti50A. Pour ce faire, deux principaux paramètres de traitement ont été variés et étudiés lors du laminage à froid à savoir le taux de réduction et la vitesse de laminage. Dans un premier temps, une analyse et une compréhension des microstructures de déformation induites par la technique du laminage à froid sur le titane pur avant hydrogénation a été réalisée pour les différentes conditions de traitement mécanique. Ensuite, l’étude de l’effet du laminage à froid sur la première absorption de l’hydrogène du titane a été effectuée. Les échantillons hydrogénés ont été également examinés et l’hydrure de titane formé après hydrogénation complète a été caractérisé. Les résultats obtenus ont montré une amélioration significative de la cinétique de la première absorption de l’hydrogène pour les échantillons laminés à froid comparés à l’échantillon de titane pur non traité. L’étude paramétrique effectuée sur le titane Ti50A a montré que les paramètres de traitement par laminage à froid affectent grandement la cinétique de la première hydrogénation tout en conservant la capacité maximale d’absorption de l’hydrogène. L’augmentation du taux de réduction lors du laminage à froid permet l’amélioration de la cinétique d’hydrogénation, associée à une activation de la déformation par maclage pour les faibles taux de réductions et une diminution de la taille des grains de titane après laminage. De plus, il a été montré qu’une faible vitesse de laminage assure une meilleure cinétique d’absorption d’hydrogène, tout en présentant des microstructures caractérisées par une fraction importante des joints de faibles désorientations. Finalement, le mécanisme d’absorption de l’hydrogène par le titane Ti50A a été étudié à travers la détermination de l’étape limitante de la vitesse de la réaction d’absorption. Il s’est avéré que tous les échantillons laminés dans les différentes conditions suivent le mécanisme d’absorption régi par le modèle du volume contractant. Un échantillon de titane laminé a été sélectionné pour l’étude détaillée de la transformation de phase du titane vers l’hydrure de titane suite à l’absorption complète de l’hydrogène par le Ti50A. Cette étude a été effectuée en analysant et examinant des échantillons partiellement hydrogénés.