La production d’hydrogène vert à partir de sources renouvelables constitue un levier majeur pour atteindre
les objectifs européens de décarbonation. Son transport et stockage nécessitent des infrastructures métalliques sûres,
mais celles-ci peuvent être affectées par la fragilisation par hydrogène (FPH), en particulier les aciers austénitiques 316L
contenant de la ferrite delta résiduelle.
Cette étude vise à caractériser la perte de ductilité et de résistance sous hydrogène gazeux à l’aide d’essais
de traction réalisés sur des mini-éprouvettes, compatibles avec des
observations tomographiques synchrotron à haute résolution. Deux stratégies de chargement en hydrogène ont
été mises en œuvre : (i) un chargement interne ex situ par exposition préalable à l’hydrogène gazeux ;
(ii) un chargement in situ maintenu durant l’essai, reproduisant mieux les conditions de service.
Les essais réalisés à 10-4s-1 et 10-5s-1 sous hydrogène révèlent une forte sensibilité à
la FPH : endommagement de surface, diminution de la contrainte maximale, et réduction significative de la ductilité.
Les essais sous hydrogène avec chargement in situ révèlent un endommagement de surface marqué, caractérisé
par la présence de fissures perpendiculaires à la direction de traction, combiné à un endommagement de volume en
cours de caractérisation. Ce comportement contraste avec la référence sous air, qui présente une rupture classique
ductile par nucléation, croissance et coalescence de cupules. Des observations EBSD post mortem confirment la
présence d’une transformation martensitique sous air ; celle-ci reste à confirmer pour les échantillons sollicités
sous hydrogène. En environnement H2, la tomographie révèle un endommagement initié autour de particules,
souvent corrélé à la présence de bandes de ferrite delta visibles à l’état initial.
En revanche, les échantillons chargés thermiquement (ex situ) présentent une rupture finale en biseau
à environ 30°, sans fissures de surface apparentes. La contrainte maximale reste inchangée, mais une
réduction nette de la ductilité est observée. Des expertises complémentaires sont en cours afin de comparer
finement les mécanismes d’endommagement mis en jeu dans les deux configurations de chargement.
