L’hydrogène est un vecteur énergétique prometteur, notamment pour le transport, en raison de sa densité énergétique gravimétrique élevée, de son abondance et de la possibilité de l’utiliser sans émettre de gaz à effet de serre. Un enjeu majeur pour l’utiliser efficacement est son stockage. Les alliages de type A2B7 suscitent un intérêt scientifique considérable, puisqu’ils combinent une grande capacité de stockage, une absorption réversible et une bonne stabilité au fil du temps.
Ce travail vise à développer une méthodologie numérique capable de prédire les propriétés d’absorption avant même la fabrication des matériaux.
D’abord, le matériau est séparé en un ensemble de sites microscopiques distincts et indépendants. Jusqu’alors, ce type de prédiction était bloqué par un manque de précision : les modèles devaient être ajustés à partir de données expérimentales pour fonctionner. Avec cette séparation en sites et avec la puissance de calculs offerte par l’Alliance numérique du Canada et le CEA, il est possible d’atteindre le degré de précision nécessaire. Ce travail prédit, pour la première fois dans la littérature, la concentration en hydrogène selon la pression de façon purement prédictive, ce qui ouvre la voie à l’exploration de nombreux matériaux sans avoir à les synthétiser au préalable.
Ensuite, une approche basée sur les potentiels d’apprentissage machine a été développée pour représenter les interactions entre sites et la déformation des matériaux. Cette méthode a permis de modéliser de façon efficace l’absorption dans le MgH2 et le Nd3MgNi14. Au-delà de l’identification d’absorbants, la méthodologie développée dans cette thèse est bien plus générale. Elle permet d’étudier de nombreux phénomènes, comme l’oxydation, la fragilisation des métaux par l’hydrogène, ou encore les systèmes de captage et de filtration.
Thèse de doctorat en sciences de l’énergie et des matériaux soutenue le 12 décembre 2025.
Membres du jury
Professeur Gabriel Antonius, Directeur de recherche
Université du Québec à Trois-Rivières
Professeur Grégory Genest, Directeur de recherche
Université Paris-Saclay
Professeur François Bottin, Co-Encadrant
CEA, Paris
Professeur Mihai-Cosmin Marinica, Président
CEA, Paris
Professeure Claudiane Ouellet-Plamondon, Rapporteure
École de technologie supérieur, Montréal
Professeur Julien Lam, Rapporteur
CNRS, Lille
Professeur Laurent Béland, Examinateur
Queen’s University
Professeur Pierre Bénard, Examinateur
Université du Québec à Trois-Rivières
