Certaines centrales d’Hydro-Québec ont plus de 100 ans. La société d’État cherche déjà des solutions pour augmenter la durée de vie de leurs turbines, qui ne sont pas à l’abri des fissures. Plusieurs stratégies existent pour analyser ces structures en acier, mais on en sait peu sur l’effet de l’eau sur le comportement en fatigue de ces aciers. Myriam Brochu, professeure au Département de génie mécanique de Polytechnique Montréal, travaille à décortiquer les mécanismes de fatigue des turbines hydrauliques d’Hydro-Québec, afin de comprendre comment ces matériaux s’endommagent dans les rivières.
La société d’État cherche déjà des solutions pour augmenter la durée de vie de leurs turbines.
L’une des techniques déjà utilisées pour comprimer des fissures consiste à transformer un type d’acier en un autre. C’est ce qui se produit lorsque l’austénite est convertie en martensite par une déformation plastique. Cette dernière occupant un plus grand volume, les fissures sont alors colmatées. Cette nouvelle phase présente toutefois des défauts : la martensite fraîche est plus fragile et plus susceptible de se dégrader en milieu aqueux. Dès lors, comment optimiser la résistance de ce matériau ? En mesurant la vitesse de propagation des fissures en laboratoire et en observant les surfaces brisées, l’équipe de recherche de la professeure Brochu a pu mettre en évidence certains mécanismes d’endommagement, dont la fragilisation à l’hydrogène. En effet, des atomes d’hydrogène se faufilent à l’extrémité des fissures pour briser les liens entre les grains de l’acier. La résistance du matériau est alors diminuée.
Ultimement, ces observations pourraient déboucher sur un nouveau traitement thermique ou sur l’élaboration d’une composition chimique novatrice afin d’augmenter la résistance en fatigue de ces matériaux. Déjà, les ingénieurs d’Hydro-Québec utilisent les résultats des essais pour préciser les calculs de risque de fissuration des turbines en place et améliorer les règles de conception des nouvelles turbines. On accroît ainsi la fiabilité et la flexibilité, puisque les équipements sont plus durables et plus fiables. En utilisant ces structures plus longtemps, la pression sur l’environnement est également réduite.