Cette recherche, réalisée en collaboration avec le GKN Hoeganaes Innovation Centre & Advanced Materials, porte sur l’amélioration du comportement lors de la première hydrogénation de l’alliage Ti0.488Fe0.460Mn0.052 produit par atomisation gazeuse. Les alliages TiFe présentent généralement une première hydrogénation lente à cause des oxydes de surface. L’atomisation gazeuse a été choisie pour obtenir une microstructure fine favorisant l’absorption d’hydrogène.
L’analyse microstructurale a révélé une structure biphasée composée d’une matrice TiFe et de phases secondaires proches de Ti?Fe. Un traitement thermique sous vide (1120 °C, 1 h) a homogénéisé la composition chimique, transformé la morphologie de la phase secondaire et réduit la microdéformation de la phase TiFe.
Les échantillons atomisés et recuits n’ont montré aucune absorption d’hydrogène après 24 h dans des conditions standards, probablement en raison d’une exposition prolongée à l’air. Des traitements mécaniques ont donc été appliqués pour activer les matériaux. Après 5 passes de laminage à froid, l’échantillon atomisé a absorbé 1,56 % massique d’hydrogène à température ambiante. À 90 °C et 4500 kPa, les deux échantillons ont absorbé de l’hydrogène, mais l’échantillon atomisé a montré une cinétique plus rapide et une capacité supérieure.
Différents traitements mécaniques ont été comparés : laminage à froid, broyage à billes et compactage à froid. Tous ont permis l’absorption d’hydrogène. Le compactage à froid a offert la meilleure capacité, tandis que le broyage à billes a donné la cinétique la plus rapide grâce à une taille de cristallite plus faible et une microdéformation plus élevée.
Enfin, l’énergie d’activation moyenne de la première hydrogénation a été estimée à 71 kJ/mol H?, suivant un comportement de type Arrhenius.
Thèse de doctorat en sciences de l’énergie et des matériaux soutenue le 11 mars 2026.
Membres du jury
Professeur Jacques Huot, Directeur de recherche
Université du Québec à Trois-Rivières
Professeur Pierre Bénard, Président du jury
Université du Québec à Trois-Rivières
Professeur Jean-Louis Bobet, Membre externe
Université de Bordeaux
Professeur Ricardo Floriano, Membre externe
UNICAMP (Brésil)
