Projet HELWAHSS : Impact de l'hydrogène sur des assemblages soudés par laser d'aciers à ultra haute résistance // HELWAHSS Project: Impact of hydrogen on laser-welded assemblies of Advanced High Strength Steels

Le projet de thèse HELWAHSS répond aux enjeux industriels et scientifiques liés à la potentielle fragilisation par l'hydrogène (HE) des assemblages soudés par laser d'aciers à ultra haute résistance (AHSS). Ces assemblages, essentiels à l'allègement des caisses en blanc automobiles, participent à réduire la masse des véhicules, diminuant ainsi leur consommation énergétique et leurs émissions de CO₂. Cependant, certaines combinaisons d'aciers AHSS pourraient être sensibles à la fragilisation par hydrogène. Dans ce contexte, la complexité des interactions entre l'hydrogène et les microstructures variées des AHSS (ferrite, bainite, martensite, etc.) pose un défi majeur, d'autant plus dans les zones affectées thermiquement (ZAT), où des gradients microstructuraux très fins peuvent amplifier la vulnérabilité.
L'objectif scientifique est de développer une méthodologie expérimentale pour comprendre et caractériser le comportement des différentes microstructures face à l'hydrogène. Une stratégie multitechniques sera mise en place, incluant des simulations thermiques pour isoler les microstructures des ZAT, des tests de chargement en hydrogène, des caractérisations microstructurales avancées, et des essais micro- et nano-mécaniques. Cette approche permettra d'identifier les zones critiques, de quantifier les interactions hydrogène-matériau, et de proposer des solutions optimisées pour limiter la fragilisation.
Les résultats escomptés incluent des protocoles extrapolables à d'autres procédés de soudage et des avancées dans la fiabilité des assemblages face au HE, soutenant le développement de véhicules légers et décarbonés.
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The HELWAHSS PhD project addresses industrial and scientific challenges related to potential hydrogen embrittlement (HE) of laser-welded assemblies of ultra-high-strength steels (AHSS). These assemblies are crucial for lightweighting automotive white bodies, helping to reduce vehicle mass, energy consumption, and CO₂ emissions. However, certain combinations of AHSS may be sensitive to hydrogen embrittlement. In this context, the complexity of interactions between hydrogen and the varied microstructures of AHSS (ferrite, bainite, martensite, etc.) presents a major challenge, especially in heat affected zones (HAZ), where very fine microstructural gradients may amplify vulnerability.
The scientific objective is to develop an experimental methodology to understand and characterize the behavior of different microstructures in the presence of hydrogen. A multi-technique strategy will be implemented, including thermal simulations to isolate the microstructures of the HAZ, hydrogen loading and dosing tests, advanced microstructural characterizations, and micro- and nano-mechanical tests. This approach will enable the identification of areas of interest, quantification of hydrogen-material interactions, and proposal of optimized solutions to limit embrittlement. The expected results include protocols that can be extrapolated to other welding processes and advances in the reliability of assemblies against HE, supporting the development of lightweight and decarbonized vehicles.
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Début de la thèse : 01/10/2025

Financement d'une collectivité locale ou territoriale

Université de Technologie de Compiègne

71 Sciences pour l'ingénieur

Diplôme : Titulaire d'un master 2 ou d'un diplôme d'ingénieur en Métallurgie, Science des Matériaux, ou Mécanique avec une spécialisation matériaux. Profil : goût prononcé pour l'expérimentation, curiosité scientifique, rigueur, sens de l'organisation (projet multipartenaires)
Master 2 or an Engineering Diploma in Metallurgy, Materials Science, or Mechanics with a materials specialization. Profile: Strong inclination towards experimentation, scientific curiosity, rigor, organizational skills (multi-partner project).