Laboratoire des Sciences de l'Ingénieur pour l'Environnement (LaSIE) - UMR CNRS 7356

Proposition of Post-Doc position at LITEN/CEA Grenoble and LaSIE CNRS UMR 7356 / La Rochelle university, France

Ameur El Amine Hamami — 2020-06-15T08:14:02Z

Establishment of the pressure equivalence between gaseous and electrochemical hydrogen under mechanical testing for a low carbon steel

Version française

Context

Today, hydrogen presents a major challenge for energy and environmental transition. In this context, GRTgaz aims to set up a plan for the deployment and transport of hydrogen (H₂) using its natural gas (NG) pipeline network. The perspective of this plan is to increase the part of hydrogen injected into the network while ensuring the safety and durability of infrastructure. It will, therefore, be crucial to assess the impact of the hydrogen injected and the transport conditions (pressure, H₂ / GN mixture) on the mechanical properties of the steels constituting the pipes. However, this qualification requires the development of the testing infrastructures more expensive and with a high level of restrictive in terms of security conditions. To overcome these limitations, GRTgaz RICE, and the laboratories LaSIE at La Rochelle University and LITEN at the CEA of Grenoble have joined forces to propose a new project allowing to establish equivalence, in terms of sensitivity to embrittlement by hydrogen, between gaseous hydrogen (H₂) and electrochemical hydrogen (H_ad) under mechanical testing for a low carbon steel.

Work description :

The study will be carried out on a low carbon steel of ferrite-pearlite structure, and will consist in first on performing tensile tests under gaseous hydrogen (mixture H₂/NG) according to different conditions of pressure and strain rate, then analyze the damage modes by SEM-EBSD, and measure the hydrogen concentrations by thermal desorption spectroscopy (TDS). In parallel, we will establish the hydrogen solubility in steel as a function of the pressure and mixing conditions (H₂/NG). This approach will enable the establishment of a mapping reflecting the relationship between the H₂-charging conditions, the mechanical characteristics, and the states of hydrogen in steel.
In the second phase of this study, electrochemical hydrogen charging and TDS tests will be performed on control samples under different conditions (medium, current densities) in order to evaluate the maximum of hydrogen solubility (H_ad) in the studied steel, and established an “equivalence” with hydrogen gas charging without mechanical solicitation. Then, a tensile test coupled to an electrochemical cell will be developed in order to carry out tensile tests on axisymmetric specimens under electrochemical hydrogen charging (Had) according to different conditions (current density) and strain rate. Following the same approach as for the gaseous part, post-test analyzes by SEM-EBSD and
TDS will be carried out in order to establish a relationship between the states of hydrogen (Had) and the mechanical characteristics.
In addition to this work and in order to identify the impact of hydrogen (H₂ and Had) on local mechanical characteristics, a local approach of fracture will be performed under specific conditions of H₂ and Had on notched test specimens.
Note that the impact of surface phenomena on the equivalence conditions will also be questioned.
Using the results obtained under electrochemical and gaseous hydrogen conditions, we will establish a theoretical approach with a thermo-kinetic formalism associating the partial pressure of hydrogen (in electrochemistry) to the applied pressure of the H₂ / GN mixture (in gaseous).

Work progress :

This study will start at the end of 2020 and will last 24 months. The first year will be done in the LITEN laboratory at CEA in Grenoble for the gaseous hydrogen part, then the second year will be carried out at LaSIE UMR 7356 laboratory in La Rochelle University for the electrochemical part.

Required profile :

Holder of Ph.D. in materials science in materials science, the candidate with experimental sensitivity, must have solid knowledge in metallurgy and mechanical behavior of metals and alloys (from plasticity to damage). Interest for theoretical approaches and finite element modeling (FEM) will be highly appreciated.

Application conditions :

Detailed curriculum vitae with list of publications / conferences, and a cover letter

Laboratories and contacts :

Laboratoire Composants et Assemblages, Liten, CEA/Grenoble Liten/DTBH/LCA, CEA Grenoble, 17 rue des Martyrs, 38054 Grenoble Cedex 9
Laurent BRIOTTET (Phone : +33 4 38 78 33 15 / laurent.briottet@cea.fr)

Laboratoire des Sciences de l'Ingénieur pour l'Environnement LaSIE CNRS UMR 7356 La Rochelle Université, Avenue Michel Crépeau, 17042 La Rochelle
Abdelali OUDRISS (Phone : +33 5 16 49 65 31 / abdelali.oudriss@univ-lr.fr
Xavier FEAUGAS (Phone : +33 5 16 49 82 11 / xavier.feaugas@univ-lr.fr

Intranet du LaSIE

Ameur El Amine Hamami — 2019-04-04T08:01:10Z

4evlab

Emmanuel Bozonnet — 2017-03-30T14:31:09Z

Présentation

Le Laboratoire pour l'Efficacité Energétique et Environnementale de l'Enveloppe et des Villes - 4ev lab-, créé depuis janvier 2016, réunit les compétences du Département ENERgie dans les BATiments et les territoires – ENERBAT- de la R&D d'EDF et du LaSIE de l'Université de La Rochelle et du CNRS. Il conduira des recherches afin d'améliorer la performance énergétique et environnementale des bâtiments et la qualité de vie des habitants des espaces urbains.

4ev lab rassemble les compétences scientifiques et techniques complémentaires d'une quinzaine de chercheurs issus d'ENERBAT de la R&Dd'EDF et du LaSIE de La Rochelle.

Spécialisé dans les analyses sectorielles, réglementaires ou prospectives, le développement d'outils et de solutions technologiques innovantes bas carbone et éco-efficaces, ENERBAT s'intéresse à l'enveloppe des bâtiments, aux systèmes énergétiques et au pilotage des usages. Au LaSIE, les travaux portent sur la durabilité des matériaux, sous contraintes environnementales, et sur la qualité des ambiances habitables, de l'échelle du bâtiment à celle de la ville.

4ev lab dispose d'un budget spécifique permettant de monter des projets collaboratifs à fort contenu scientifique et technique, destinés à faire progresser la connaissance et les savoir-faire de la R&D, mais aussi à pousser l'innovation issue du tissu industriel local.
Ce noyau commun entre les deux entités ambitionne de constituer sur ses 4 thématiques une équipe de référence en France et d'accéder à une visibilité et à une reconnaissance internationale l'autorisant à jouer un rôle important dans la recherche Européenne dédiée à l'énergétique du bâtiment

Liens

http://www.cnrs.fr
http://www.univ-larochelle.fr
http://chercheurs.edf.com/programmes-de-recherche/reseaux-40572.html
http://www.lasie.univ-larochelle.fr
http://research.edf.com/fichiers/fckeditor/Commun/Innovation/departements/DOC_EDF_PLAQUETTE_ENERBAT_Fr.pdf.pdf
http://www.plateforme-tipee.com/
https://www.edf.fr/groupe-edf/qui-sommes-nous/activites/recherche-et-developpement

Secteur Microscopie Electronique au LaSIE - Université de La Rochelle

Ameur El Amine Hamami — 2016-02-10T16:54:40Z

La Microscopie Electronique au LaSIE

Le secteur de la microscopie électronique participe à la recherche dans plusieurs projets des équipes BVD, TDVM et DMPR à travers des études structurales, cristallographiques, topographiques et chimiques d'échantillons solides. Les analyses se font en mode haut vide et en mode environnemental, et peuvent être associées à des techniques telles que l'EDS, l'EBSD et la déformation in-situ.

Deux microscopes électronique à balayage (MEB)

FEI Quanta 200 ESEM/FEG Environnemental	JEOL JSM 5410 (haut vide)
Canon FEG Résolution 3 nm Plage de pression de travail : 10-5-200 Pa	Canon Tungstène Résolution 35 nm .

Caractéristiques :

Tension d'accélération : 1 – 30 kV, pas de 0.1 kV
Enregistrement d'images numériques
Analyses : EDS, EBSD, platine de traction in-situ, platine Peltier

Exemples d'analyses :

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Fleur de gypse Image SE (Relief)	Spectre d'analyse chimique (analyse EDS)	Cartographie EBSD d'un alliage de Zr et figures de pôle	Béton Image SE x1000	Béton Image SE x8000

Un microscope électronique à transmission (MET)

JEOL JEM 2011

Caractéristiques :

Tension d'accélération : 200 kV
Canon : LaB6
Analyse chimique EDS
Résolution : 0.25 nm
Enregistrement numérique d'images

Exemples d'analyses :

Cliquer sur les images pour les agrandir

Diffraction et champs sombres de précipités d'hydrures de Titane	Précipité et dislocation dans un alliage de Zr

Contacts

Dr Egle CONFORTO, Tél : 05 46 45 86 17, egle.conforto@univ-lr.fr (Ingénieur de Recherche)

Guillaume LOTTE, Tél : 05 46 45 86 40, guillaume.lotte@univ-lr.fr (Assistant Ingénieur)

programmes nationaux

Emmanuel Bozonnet — 2015-10-15T14:27:35Z

Appels à projets nationaux des Agences type ANR et ADEME

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2015-2017 RENOIR [ADEME]

Emmanuel Bozonnet — 2015-10-15T13:55:53Z

Réhabilitation ÉNergétique Optimisée et IntégRée en logement collectif

AAP ADEME 2015 - Vers des bâtiments responsables à l'horizon 2020

Partenaires : LaSIE, CSTB, Tipee
Coordination : LaSIE

L'objectif du projet RENOIR est de développer une méthode de conception intégrée orientée BIM dans les opérations de réhabilitation en logement collectif, sur la base de méthodes d'optimisation intégrant à la fois le coût global et la performance énergétique. Ce projet s'inscrit dans le contexte de la numérisation de la filière du bâtiment en France, et pour laquelle des stratégies d'action ont été esquissées par la Mission Numérique du Bâtiment en 2014 par le Ministère du logement (Delcambre, 2014 ; Brangeon et al., 2014). Les développements proposés pour RENOIR s'inscrivent dans ce contexte pour développer de nouvelles approches de conception intégrée en s'appuyant sur la mise en place de différents modules numériques interopérables entre eux. Nous inscrivons ce travail dans le domaine de la réhabilitation des logements collectifs qui représentent une part importante du potentiel d'amélioration de la performance énergétique dans l'objectif affiché « de bâtiments responsables pour 2020 ». L'utilisation de nouvelles méthodes numériques dans le bâtiment, doit permettre de moderniser les processus de conception en phase réhabilitation et les coopérations entre les acteurs, d'améliorer la qualité sur les chantiers et de réduire les coûts de manière générale. Les difficultés sont nombreuses pour la mise en œuvre opérationnelle de ces méthodes et il s'agira dans le projet de :

structurer la gestion des données énergétiques et de coût pour l'interopérabilité des outils de conception, dans le domaine des logements collectifs ;
développer des modules de calcul automatisés pour l'optimisation économico-énergétique de la réhabilitation des logements collectifs ;
structurer la méthodologie générale dans une opération réelle de réhabilitation d'un logement collectif, avec une implication directe du consortium du projet avec le maître d'ouvrage et la maîtrise d'œuvre du projet de réhabilitation.

Pour réaliser ces objectifs, les partenaires, incluant le LaSIE et le CSTB, mettront en œuvre des outils de calcul qui doivent être adaptés pour mettre en place un prototype opérationnel utilisable dans l'opération de réhabilitation Rupella-Réha suivie par la plateforme bâtiment TIPEE, issue du LaSIE et également participant de ce projet. Cette opération de réhabilitation en cours, qui s'étend sur la durée du projet, doit permettre de confronter la méthodologie proposée pour la faire évoluer avec les besoins réels tout en intégrant les innovations issues des derniers développements sur la conception optimisée et les outils d'aide à la décision. En particulier, le projet s'articule avec les innovations du projet ANR en cours COSIMPHI, qui partage des partenaires communs avec ce projet et dont les méthodologies seront testées dans RENOIR.

Edito Rubrique Projets

Emmanuel Bozonnet — 2015-10-15T12:10:54Z

Les projets de recherche et les collaborations du laboratoire sont issus de collaborations internationales et nationales dans le cadre d'appels à projets, de contrats industriels de R&D ou de prestations.

PANDORA : A comPilAtion of iNDoOR Air pollutant emissions

Marc Abadie — 2014-05-20T14:30:15Z

Indoor air quality (IAQ) models require a wide range of input data, including envelope leakage information, weather, ventilation system characteristics, contaminant source emission rates, sink removal rates, occupant schedules, and air cleaner removal rates. Many of the required model inputs are available in the literature ; however, these data have generally not been compiled in a readily accessible source. In order to facilitate the IAQ modeling process and allow for assessment of data quality and completeness, there is an urgent need for well-designed databases of measured contaminant modeling data.

The characterization of indoor sources is currently problematic as lot of studies were only focused on measuring indoor concentration levels instead of determining their emission rates which is required to model the indoor concentration changes with time. The emission rate is expressed in unit of mass per unit of time for gaseous pollutants and in number per unit of time and size range for particles.

The aim of the current project is to compile the available data regarding the emission rates of both gaseous and particulate pollutants in a systematic way into a database to provide useful information for IAQ modelers.

The structure and data of PANDORA (version 1.0) is described in the published paper : Abadie, Marc O., et Patrice Blondeau. 2011. « PANDORA database : A compilation of indoor air pollutant emissions ». HVAC&R Research 17 (4) : 602-613. doi:10.1080/10789669.2011.579877.

2021/04/27 : PANDORA is now available to the scientific community, 24 hours a day, 7 days a week, on all media (phones, tablets, and desktops)... on https://db-pandora.univ-lr.fr/

Formations adossées au laboratoire

2012-12-14T15:06:36Z

- Master - Doctorat / article_cache, article_edito

Présentation

Emmanuel Bozonnet — 2012-12-11T14:53:12Z

Les projets du LaSIE financés par et/ou à l'échelle de l'Europe. Les projets de collaboration à l'échelle internationale.

- Projets Européens et Internationaux / article_cache, article_edito