MME2026 728x90
dimanche, février 8, 2026
  • Connexion
Enerzine.com
  • Accueil
  • Energie
    • Electricité
    • Marché Energie
    • Nucléaire
    • Pétrole
    • Gaz
    • Charbon
  • Renouvelable
    • Biogaz
    • Biomasse
    • Eolien
    • Géothermie
    • Hydro
    • Hydrogène
    • Solaire
  • Technologie
    • Batterie
    • Intelligence artificielle
    • Matériaux
    • Quantique
    • Recherche
    • Robotique
    • Autres
      • Chaleur
      • Communication
      • Fusion
      • Graphène
      • Impression
      • Industrie énergie
      • Industrie technologie
      • Laser
      • Nanotechnologie
      • Optique
  • Environnement
    • Carbone
    • Circulaire
    • Climat
    • Déchets
    • Durable
    • Risques
    • Santé
  • Mobilité
    • Aérien
    • Infrastructure
    • Logistique
    • Maritime
    • Spatial
    • Terrestre
  • Habitat
  • Insolite
  • GuideElectro
    • Sommaire
    • Maison
    • Chauffage
    • Bricolage
    • Jardin
    • Domotique
    • Autres
      • Isolations
      • Eclairage
      • Nomade
      • Loisir
      • Compostage
      • Médical
  • LaboFUN
    • Science
    • Lévitation
    • Globe
Aucun résultat
Voir tous les résultats
  • Accueil
  • Energie
    • Electricité
    • Marché Energie
    • Nucléaire
    • Pétrole
    • Gaz
    • Charbon
  • Renouvelable
    • Biogaz
    • Biomasse
    • Eolien
    • Géothermie
    • Hydro
    • Hydrogène
    • Solaire
  • Technologie
    • Batterie
    • Intelligence artificielle
    • Matériaux
    • Quantique
    • Recherche
    • Robotique
    • Autres
      • Chaleur
      • Communication
      • Fusion
      • Graphène
      • Impression
      • Industrie énergie
      • Industrie technologie
      • Laser
      • Nanotechnologie
      • Optique
  • Environnement
    • Carbone
    • Circulaire
    • Climat
    • Déchets
    • Durable
    • Risques
    • Santé
  • Mobilité
    • Aérien
    • Infrastructure
    • Logistique
    • Maritime
    • Spatial
    • Terrestre
  • Habitat
  • Insolite
  • GuideElectro
    • Sommaire
    • Maison
    • Chauffage
    • Bricolage
    • Jardin
    • Domotique
    • Autres
      • Isolations
      • Eclairage
      • Nomade
      • Loisir
      • Compostage
      • Médical
  • LaboFUN
    • Science
    • Lévitation
    • Globe
Aucun résultat
Voir tous les résultats
Enerzine.com
Aucun résultat
Voir tous les résultats
Quand l'hydrogène rencontre l'acier

Les chercheuses de l'Empa Chiara Menegus (au fond) et Claudia Cancellieri veulent étudier comment l'hydrogène interagit avec les minces couches d'oxyde sur les aciers à haute résistance. Image : Empa

Quand l’hydrogène rencontre l’acier

par La rédaction
11 octobre 2025
en Recherche, Technologie

Anna Ettlin

L’hydrogène nuit aux aciers. Les aciers à haute résistance, notamment, tels que ceux utilisés pour la construction de ponts, de gratte-ciel et d’infrastructures pétrolières et gazières, sont vulnérables à la fragilisation par l’hydrogène atomique présent dans l’environnement. Les mécanismes complexes qui se cachent derrière ces phénomènes ne sont pas encore totalement compris. Les couches d’oxyde natif sur l’acier peuvent agir comme des barrières qui empêchent l’hydrogène de pénétrer dans la pièce. Les chercheurs de l’Empa veulent étudier comment l’hydrogène interagit avec les fines couches d’oxyde, et ce avec une haute résolution spatiale et temporelle.

Dans la nuit du 11 septembre 2024, un tronçon d’environ 100 mètres du pont Carolabrücke à Dresde s’est effondré dans l’Elbe. La cause : des fissures sur la structure de tension en acier du pont. Le coupable : l’hydrogène. Le pont Carolabrücke n’est de loin pas le premier ouvrage à subir les effets de l’hydrogène. D’autres exemples connus sont le gratte-ciel londonien « 122 Leadenhall Street », connu dans le langage populaire sous le nom de « Cheesegrater », ainsi que la construction partielle du Bay Bridge à San Francisco, pour lesquels la défaillance des boulons en acier a entraîné des coûts de rénovation de plusieurs millions.

Le processus s’appelle la fragilisation par l’hydrogène. Certains processus de corrosion en présence d’eau libèrent de l’hydrogène atomique – le plus petit élément du tableau périodique – à la surface des éléments de construction en acier. Grâce à sa petite taille, l’hydrogène se diffuse dans l’acier, où il favorise la formation de fissures par différents mécanismes.

On sait depuis le 19e siècle que l’hydrogène attaque les métaux. Cependant, les mécanismes complexes qui se cachent derrière la fragilisation par l’hydrogène n’ont pas été entièrement compris jusqu’à présent – malgré de nombreuses études. Des chercheurs de l’Empa du Laboratoire de technologie d’assemblage et de corrosion étudient maintenant un aspect de la fragilisation par l’hydrogène qui n’a reçu que très peu d’attention jusqu’à présent : l’interaction de l’hydrogène avec la couche d’oxyde natif sur l’acier.

La couche d’oxyde natif, également appelée couche de passivation, est une fine couche qui se forme naturellement à la surface de la plupart des métaux et alliages. Elle confère aux aciers inoxydables leur résistance à la corrosion. Le type et la composition de cette couche de quelques nanomètres d’épaisseur diffèrent d’un acier à l’autre. Certains oxydes sont nettement plus stables et résistants à l’hydrogène que d’autres. Ils protègent mieux l’acier contre la fragilisation. C’est ce que veulent étudier les chercheuses de l’Empa Chiara Menegus et Claudia Cancellieri. Elles accordent une attention particulière à l’interface entre le métal et sa couche d’oxyde. « L’hydrogène s’accumule toujours dans le matériau là où règne le désordre », indique la doctorante Chiara Menegus. « L’interface entre le métal et l’oxyde est un tel endroit ».

Crédit : EMPA

Un dispositif expérimental innovant …

La recherche sur l’hydrogène dans l’acier est un défi. Les méthodes d’analyse courantes ne permettent pas de détecter cet élément léger. Les expériences doivent également se dérouler en excluant tous les autres facteurs environnementaux tels que l’oxygène et l’humidité – sinon, des interactions complexes et des processus de corrosion se produisent, qui masquent l’influence de l’hydrogène. Le dernier grand défi est l’interface elle-même : « Il est difficile d’étudier une interface cachée à l’intérieur du matériau sans détruire l’échantillon », dit Claudia Cancellieri, responsable du groupe de recherche au laboratoire de technologie d’assemblage et de corrosion.

Articles à explorer

L'impression 3D sous-marine pourrait révolutionner la construction maritime

L’impression 3D sous-marine pourrait révolutionner la construction maritime

8 février 2026
Bamboo Toll booth in Columbia. Credit: Dr David Trujillo/University of Warwick

Des chercheurs publient le premier manuel d’ingénierie structurelle dédié au bambou

22 janvier 2026

Les chercheuses relèvent ces défis grâce à un dispositif expérimental innovant. Au cours de sa première année de doctorat, Chiara Menegus a développé une cellule électrochimique dans laquelle l’échantillon d’acier est fixé. L’eau se trouve d’un côté de l’échantillon et l’argon, un gaz rare inerte, de l’autre. En appliquant une tension électrique, de l’hydrogène atomique est généré à partir de l’eau. Il se diffuse à travers le mince échantillon jusqu’à ce qu’il atteigne la couche d’oxyde du côté opposé et interagisse avec l’oxyde natif. « Nous pouvons ainsi isoler l’interaction de l’hydrogène atomique avec l’oxyde natif des autres influences environnementales », explique Chiara Menegus. Toutes les étapes – de l’assemblage de la cellule à l’analyse de l’échantillon – se déroulent sous atmosphère protectrice, dans une boîte à gants.

… et des méthodes avancées

Pour caractériser les échantillons, les chercheuses ont recours à une technique d’analyse unique en Suisse : la spectroscopie photoélectronique à rayons X dits durs (en anglais « Hard X-ray Photoelectron Spectroscopy », en abrégé HAXPES – voir l’encadré). Cette méthode de spectroscopie utilise des rayons X de haute énergie pour déterminer la nature et l’état chimique des atomes d’un matériau, et ce non seulement en surface, mais aussi jusqu’à 20 nanomètres en profondeur – suffisamment pour saisir la couche d’oxyde d’environ cinq nanomètres d’épaisseur ainsi que l’interface avec l’acier située en dessous.

Certes, l’hydrogène lui-même ne peut pas être détecté directement – mais les chercheuses ont déjà pu démontrer clairement ses effets sur l’ensemble de la couche d’oxyde. « Les premiers essais montrent que l’hydrogène dégrade la couche d’oxyde protectrice », commente Chiara Menegus. Elle veut maintenant étudier les oxydes sur différents alliages fer-chrome ainsi que sur quelques aciers courants. Ensuite, en collaboration avec le « Ion Beam Physics Lab » de l’ETH Zurich, les chercheuses détermineront directement la teneur en hydrogène dans les échantillons – en temps réel, avec une méthode complexe d’accélérateur de particules. « Nous espérons ainsi mieux comprendre l’effet de l’hydrogène sur les couches d’oxyde natives et trouver des formes d’oxyde particulièrement résistantes », résument Chiara Menegus et Claudia Cancellieri.

Leurs découvertes pourraient conduire à la construction de ponts plus durables – ainsi qu’à de meilleures infrastructures pour le stockage et le transport de l’hydrogène vert.


HAXPES

HAXPES est l’abréviation de « Hard X-ray Photoelectron Spectroscopy » – spectroscopie photoélectronique à rayons X durs. Cette méthode d’analyse repose sur l’effet photoélectrique, pour la découverte duquel Albert Einstein a reçu le prix Nobel de physique en 1921. Les rayons X « arrachent » des électrons au matériau, ce qui permet de tirer des conclusions sur la nature chimique de l’échantillon. Alors que la spectroscopie photoélectronique à rayons X traditionnelle se limite à la surface du matériau, la version « dure » – HAXPES – pénètre beaucoup plus profondément dans le matériau grâce à un rayonnement de haute énergie et permet une caractérisation précise des structures multicouches et des interfaces internes. HAXPES a des applications dans le développement de composants microélectroniques, de batteries à l’état solide et de couches minces fonctionnelles ainsi que dans la catalyse et la recherche sur la corrosion. La seule installation en Suisse se trouve dans le laboratoire de technologie d’assemblage et de corrosion de l’Empa.

Source : EMPA

Partager l'article avec :
  WhatsApp   LinkedIn   Facebook   Telegram   Email
Tags: acierconstructionhydrogeneoxyde
Article précédent

AMD et Sony divulguent les technologies qui préfigurent certainement la PS6

Article suivant

Les coraux qui construisent les récifs montrent des signes de tolérance accrue à la chaleur

La rédaction

La rédaction

Enerzine.com propose une couverture approfondie des innovations technologiques et scientifiques, avec un accent particulier sur : - Les énergies renouvelables et le stockage énergétique - Les avancées en matière de mobilité et transport - Les découvertes scientifiques environnementales - Les innovations technologiques - Les solutions pour l'habitat Les articles sont rédigés avec un souci du détail technique tout en restant accessibles, couvrant aussi bien l'actualité immédiate que des analyses. La ligne éditoriale se concentre particulièrement sur les innovations et les avancées technologiques qui façonnent notre futur énergétique et environnemental, avec une attention particulière portée aux solutions durables et aux développements scientifiques majeurs.

A lire également

L'impression 3D sous-marine pourrait révolutionner la construction maritime
Impression

L’impression 3D sous-marine pourrait révolutionner la construction maritime

il y a 11 heures
SEM images of a dangling croissant-shaped microstructure with a 3D curved surface assembled from SiO 2 particles. 
Nanotechnologie

Une technique de micro-nano fabrication 3D de pointe surmonte les limitations matérielles

il y a 12 heures
Close up of an optical amplifier chip, similar to the one detailed in this study, that is being developed in the lab of
Optique

Un amplificateur optique économe en énergie, de la taille d’une puce, peut intensifier la lumière 100 fois.

il y a 18 heures
Lingfeng Tao
Robotique

Un chercheur américain veut donner aux robots une touche humaine

il y a 1 jour
Comment un réfrigérateur pourrait révolutionner l'élevage laitier moderne dans les pays en développement
Recherche

Un réfrigérateur pour révolutionner l’élevage laitier moderne dans les pays en développement

il y a 2 jours
Assoc. Prof. Dr. Savaş Taşoğlu of Koç University, lead author of the Science Advances study on machine learning–assisted
Intelligence artificielle

Le « machine learning » automatise la conception de puces microfluidiques

il y a 2 jours
Researchers captured real-time images of monolayer two-dimensional semiconductors growing inside a microreactor, reveali
Matériaux

Un microréacteur révèle les secrets de croissance des semiconducteurs 2D en temps réel

il y a 2 jours
An illustration of the two nickel catalysts in bottles. 
Recherche

Une classe de catalyseurs pourrait radicalement changer la donne en catalyse au nickel

il y a 2 jours
Plus d'articles
Article suivant
Les coraux qui construisent les récifs montrent des signes de tolérance accrue à la chaleur

Les coraux qui construisent les récifs montrent des signes de tolérance accrue à la chaleur

Un pas vers le diagnostic de la grippe par la langue

Un pas vers le diagnostic de la grippe par la langue

Le bitcoin s’effondre, le cours chute brutalement, laissant le marché crypto exsangue

Le bitcoin s’effondre, le cours chute brutalement, laissant le marché crypto exsangue

Laisser un commentaire Annuler la réponse

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

MME2026 300x600

Inscription newsletter

Tendance

L'impression 3D sous-marine pourrait révolutionner la construction maritime
Impression

L’impression 3D sous-marine pourrait révolutionner la construction maritime

par La rédaction
8 février 2026
0

Un groupe de chercheurs de Cornell développe une méthode pour amener cette technologie dans l'océan. En imprimant...

SEM images of a dangling croissant-shaped microstructure with a 3D curved surface assembled from SiO 2 particles. 

Une technique de micro-nano fabrication 3D de pointe surmonte les limitations matérielles

8 février 2026
Close up of an optical amplifier chip, similar to the one detailed in this study, that is being developed in the lab of

Un amplificateur optique économe en énergie, de la taille d’une puce, peut intensifier la lumière 100 fois.

8 février 2026
Lingfeng Tao

Un chercheur américain veut donner aux robots une touche humaine

7 février 2026
A schematic of the proposed orbital data center design, which resembles a leafy plant, with solar panels branching out f

Et si on alimentait l’IA depuis l’espace, à grande échelle

7 février 2026

Points forts

Un chercheur américain veut donner aux robots une touche humaine

Et si on alimentait l’IA depuis l’espace, à grande échelle

Un réfrigérateur pour révolutionner l’élevage laitier moderne dans les pays en développement

Le « machine learning » automatise la conception de puces microfluidiques

Un microréacteur révèle les secrets de croissance des semiconducteurs 2D en temps réel

Une classe de catalyseurs pourrait radicalement changer la donne en catalyse au nickel

Bibliothèque photos préférée : Depositphotos.com
depositphotos
Enerzine est rémunéré pour les achats éligibles à la plateforme AMAZON

Articles récents

L'impression 3D sous-marine pourrait révolutionner la construction maritime

L’impression 3D sous-marine pourrait révolutionner la construction maritime

8 février 2026
SEM images of a dangling croissant-shaped microstructure with a 3D curved surface assembled from SiO 2 particles. 

Une technique de micro-nano fabrication 3D de pointe surmonte les limitations matérielles

8 février 2026
  • A propos
  • Newsletter
  • Publicité – Digital advertising
  • Mentions légales
  • Confidentialité
  • Contact

© 2025 Enerzine.com

Bienvenue !

Login to your account below

Forgotten Password?

Retrieve your password

Please enter your username or email address to reset your password.

Log In
Aucun résultat
Voir tous les résultats
  • Accueil
  • Energie
  • Renouvelable
  • Technologie
  • Environnement
  • Mobilité
  • Habitat
  • Insolite
  • Guide
  • Labo

© 2025 Enerzine.com