Actuellement, un effort de recherche important est orienté sur l'usage de l'hydrogène comme nouveau vecteur énergétique aussi bien en Europe qu'aux États-Unis. Une solution pragmatique pour que le transport de l'hydrogène soit économiquement viable, serait de le véhiculer mélangé avec le gaz naturel dans le réseau de gazoducs existant. Dans le cadre du projet européen NaturalHy, 39 partenaires européens ont conjugué leurs efforts pour évaluer les effets de la présence d'hydrogène sur le réseau de gaz existant. Cette étude s inscrit dans ce cadre. Elle s intéresse plus particulièrement à l impact sur les propriétés mécaniques d un acier API 5L X52 de l introduction d hydrogène sous une forme gazeuse ou électrolytique. Cet impact a été quantifiée par un nombre conséquent d essais de différentes natures (éclatement, rupture, propagation, endurance). La nocivité de l hydrogène en présence d un défaut représentatif de type éraflure simulé par une entaille, est analysée de manière déterministe en couplant le Diagramme Intégrité Rupture Modifié pour les entailles et la procédure SINTAP / Currently major research effort is focused on the use of hydrogen as a new energy vector both in Europe and the US. An obvious pragmatic solution for transporting hydrogen, which will be necessary to make the European hydrogen economy feasible, could be to transport a mixture of natural gas and hydrogen in the actual existing natural gas pipe network. Within the European project NATURALHY, 39 European partners have combined their efforts to assess the effects of the presence of hydrogen on the existing gas network. This study is in this context. It focuses on the mechanical properties decreasing of a steel API 5L X52 by hydrogen, obtained in a gas and an electrolytic solution. This effect is quantified by a high number of different tests (burst, fracture, crack propagation, fatigue lifetime). The hydrogen consequence on notch like defect, is analyzed by coupling a deterministic Modified Notch Failure Assessment Diagram (MNFAD) and SINTAP procedure.Study of the harmfulness of a defect like a scratch on a pipeline used to carry natural gas under a pressure of hydrogen

Cette étude concerne la déchirure ductile des aciers à haute limite d'élasticitée utilises pour la construction des gazoducs. La microstructure et la réponse mécanique de deux toles et d'un tube en acier X100 (R =100ksi = 690MPa) ont été éetudiees. Ces materiaux possedent une microstructure ferrito-bainitique. Le programme expérimental porte sur des éprouvettes lisses, des eprouvettes entaillees et des éprouvettes fissurees. Des eprouvettes de traction simple suivant trois directions principales ont été utilisees. Ces essais ont montré que les aciers etudies présentent une forte anisotropie plastique. La limite d'élasticite des toles se trouve au-dessous de la valeur requise pour l'acier X100. Ce n'est qu'après la production de tubes, qui implique une déformation plastique lors de la mise<br />en forme, que l'acier atteint le grade X100.<br />Les mécanismes de rupture sont etudies par microcopie optique et électronique a balayage sur des coupes<br />métallographiques et des examens fractographiques de l'ensemble des éprouvettes (traction, AE, Charpy V et<br />CT). La naissance de l'endommagement se caractérise par la rupture ou la décohesion des sulfures de calcium et des nitrures de titane. Deux modes de coalescence sont observés : la striction interne et la coalescence en bande.<br />L'effet d'une pré-deformation sur les caracteristiques de traction et sur la ténacite est etudie en pre-deformant des barreaux de traction de 1.6%, 3.6% et 5.9% de déformation plastique. Une prée-deformation provoque une augmentation de la limite d'élasticite et de la resistance a traction, mais diminue la téenacite du materiau. La propagation ductile dynamique sur de grandes distances (100 a 200mm) est étudiee a l'aide d'une experience de rupture à grande vitesse (20 à 40m/s) de grandes toles qui permet de reproduire la rupture par cisaillement observe lors de l'éclatement des pipelines. La resistance a la propagation sur de longues distances est éevaluee par le taux de dissipation d'éenergie. Nos essais realises sur les deux toles confirment la tendance observée precedemment selon laquelle les structures ferrito-bainitiques permettent d'obtenir un bon compromis entre la ténacite et leur limite d'élasticite. La simulation par éléments finis de la dechirure ductile des toles a été effectuee. Les simulations sont basees sur une extension du modèle Gurson-Tvergaard-Needleman incluant une représentation de l'anisotropie plastique et de la germination de cavités. Un nouveau critere de plasticité anisotrope recemment developpe pour les alliages<br />d'aluminium est utilisé. Les parametres sont ajustes sur de petites eprouvettes. La transférabilite sur les grandes<br />plaques en pleine épaisseur est verifiee. Le modele permet de représenter les caracteristiques principales des essais de déchirure ductile dynamique : la courbe de chargement, la forme du front de fissure, le Développement de la striction en pointe de fissure et le taux de dissipation d'énergie.

Cette étude porte une analyse comparative entre quatre projets de coopération gazière en Amérique du Sud et Asie du Sud-Est. Elle repère le rôle du leadership en soulignant des questions qui importent aux acteurs et des facteurs qui conditionnent les stratégies pour former les coopérations gazières régionales. Le principal but du plan méthodologique est de développer un cadre d'analytique de leadership et de construire une narrative analytique des quatre projets de coopération gazière. Ce faisant, l'étude traite analytiquement des sources primaires et secondaires qui sont renforcées par des entretiens d'expert ainsi que des observations sur le terrain. L'analyse comparative montre que des acteurs impliqués sont multiples et complexes. Leurs interactions se produisent à deux niveaux : politique et commercial. D'ailleurs, les deux niveaux sont affectés par trois contextes: politique, économique, et technique. Au niveau politique, des acteurs sont préoccupés de la stratégie pour formuler la vision et les objectifs du projet de coopération. Puisque l'Etat est l'acteur autoritaire, l'étude constate que la consultation avec d'autres acteurs est absente. Au niveau commercial, des acteurs publiques et privés sont en tête de la formation des partenariats ainsi que de s'engager dans le lobbying pour trouver à la fois du soutien politique et financier. Tel engagement intense entre des acteurs révèle un type de leadership particulier, nommé leadership par mandataire (proxy leadership). En dernière analyse, trois catalyseurs : le pouvoir, la gouvernance, et la culture, mènent l'approvisionnement en leadership en Amérique du Sud et Asie du Sud-Est. Tandis que le pouvoir et la culture sont plus forts en Amérique du Sud, la gouvernance a une présence assez faible dans les deux régions. / This study compares four natural gas pipeline cooperation projects in South America and Southeast Asia. It identifies the role of leadership by highlighting issues that matter to actors and factors that condition strategies to form regional gas cooperation projects. The study's key methodological objective is to develop a leadership analytical framework by synthesizing regime and leadership theories. It then constructs analytical narratives of the four natural gas pipeline cooperation projects. Toward this end, various primary and secondary sources are exploited, which are complemented by expert interviews and field observation. The comparative analysis shows that actors involved in regional gas cooperation projects are multiple and complex. Their interactions occur under two processes: political and commercial. These processes are further affected by three contexts: political, economic, and technical. At the political level, actors are preoccupied with the strategy to formulate vision and objectives for the cooperation project. Because states are dominant at this stage, consultation with larger stakeholders is often absent. At the commercial level, public and private actors are at the forefront forming partnerships and engaging themselves in intense lobbying for bath political and financial support. Such intense relationship between these actors reveals a particular leadership type called proxy leadership. The overall provision of leadership in both South America and Southeast Asia is driven by three catalysts: power, governance, and culture. While power and culture are more crucial in South American case studies, both regions seem to share rather weak governance in forming regional gas cooperation projects.

Le Piégeage et le Stockage du dioxyde de Carbone (PSC) est reconnu comme ayant un rôle important dans la lutte contre le changement climatique et la réduction d’émissions de dioxyde de carbone (CO2). Ce processus consiste à capturer le CO2 des sources anthropiques, et le transporter vers des sites de stockage appropriés. Le transport de telles quantités de CO2 entraîne de nouveaux défis pour les concepteurs et les opérateurs des gazoducs. Parmi ces défis, nous citons : le comportement de phase du CO2, la température atteinte lors de la décompression, la présence des différentes impuretés et la pression de service très élevée. Malgré l’enjeu important, et contrairement au gazoduc de transport de gaz naturel et de pétrole, peu d’études ont été consacrées à la sûreté et la rentabilité des gazoducs de transport du CO2. À l’égard de ces défis industriels, cette étude a été menée pour identifier et comprendre les mécanismes de rupture des gazoducs, à haute pression, transportant du CO2 supercritique. Ce travail a engagé la mise au point d’une nouvelle approche qui anticipe l’éclatement du gazoduc. Pour répondre à cette problématique, nous avons utilisé en premier lieu une approche théorique basée sur les fondamentaux de la Mécanique de la Rupture. En second lieu, et en conjonction avec la méthode des éléments finis, nous avons développé un outil numérique robuste. L’ultime objectif de ces travaux de recherche est d’enrichir les codes de dimensionnement des gazoducs, souvent restreints au transport de gaz naturel et au matériau à faible ténacité. De plus, cette thèse apporte une large base de données d’essais de ténacité à basse température liés à des séries d’analyses par éléments finis sous le code de calcul Abaqus 12.6. La finalité de notre recherche réside dans la proposition d’une méthodologie complète d’évaluation des risques d’éclatement des gazoducs en fonction du matériau et de la nature du fluide transporté / Capture, transport, and storage of Carbon dioxide are well-known applications for their key role in the field of climate change and reduction of CO2 emissions. This process involves the use of some particular technologies, not only to collect and concentrate the CO2 emitted by the anthropogenic sources but also to transport it to a suitable storage location. The transport of such a big quantity of CO2 creates new challenges for designers and pipeline operators. For instance, CO2 phase behavior, the temperature reached during the decompression phase, the presence of various impurities as well as the high operating pressure. Contrary to natural gas and oil transportation structures, a very few studies have raised the issue of the integrity of CO2 pipeline. In order to meet the industry needs particularly in this CO2 integrity application, the present research was conducted to identify and to better comprehend pipeline failure mechanisms at high pressures. This work includes the development of a new numerical approach about running ductile fracture arrest for high pressure gas pipeline. To address this issue, we have initially used a theoretical approach based on the fundamental knowledge of Fracture Mechanics. Based on the crack-tip opening angle (CTOA) fracture criterion and the finite element method along with the node release technique, a new two-curve method (TCM) was proposed for the prediction of gas pipelines’ crack arrestability. The results of this newly developed method were discussed and compared to those obtained by using other methods commonly employed in the Fracture mechanics, for instance, Battelle-TCM, HLP and HLP-Sumitomo method