Brevet FR3140889A1 — publié le 20240419

Un métal peut comporte un substrat métallique et un revêtement d’alliage. Le revêtement d’alliage peut avoir une entropie supérieure à l’entropie du substrat métallique. Le revêtement d’alliage peut revêtir une surface externe du substrat métallique. Le métal revêtu par l’alliage à entropie plus élevée sur une surface externe du substrat métallique peut servir à augmenter la résistance du métal à la fissuration induite par l’hydrogène dans un environnement de fond de trou. Revêtement de surface à haute entropie pour protéger un fond de trou métallique La présente invention concerne généralement des opérations de puits de forage et, plus particulièrement (mais pas nécessairement exclusivement), des revêtements de surface à haute entropie pour protéger un fond de trou métallique. Contexte Un système de puits, tel qu’un système de puits de pétrole et de gaz ou un puits de stockage, peut comporter un puits de forage foré à travers une formation souterraine pour stocker des éléments ou extraire des hydrocarbures et d’autres éléments d’un réservoir. Des composants, tels que des composants métalliques, peuvent être positionnés dans le puits de forage à diverses fins, y compris pour effectuer des opérations de forage, de complétion, de production ou de stockage. Certains éléments, qu’ils soient stockés dans le puits de forage ou naturellement présents dans un puits de forage pour extraire d’autres éléments, peuvent avoir des effets néfastes sur l’intégrité des composants positionnés dans le puits de forage à diverses fins. Un exemple est que l’hydrogène peut comporter des fissures dans les composants métalliques, ce qui peut affecter la résistance ou la longévité des composants dans le système de puits. La est un schéma d’un exemple d’un système de puits de forage qui peut comporter un ou plusieurs composants métalliques avec un alliage à haute entropie revêtant une surface externe selon un exemple de la présente divulgation. La est une vue en coupe transversale d’un exemple d’un métal en couches qui comporte un substrat métallique avec un alliage à haute entropie revêtant une surface externe du substrat métallique selon un exemple de la présente divulgation. La est une vue en coupe transversale d’un exemple d’un alliage multicouche qui comporte un substrat métallique avec un alliage à haute entropie revêtant une surface externe d’un alliage à plus faible entropie revêtant une surface externe du substrat métallique selon un exemple de la présente divulgation. La est un schéma d’un exemple d’un système de dépôt d’énergie dirigé pour revêtir une surface externe d’un substrat métallique avec un alliage à haute entropie selon un exemple de la présente divulgation. La est un organigramme d’un processus de formation d’un revêtement d’un alliage à haute entropie sur une surface externe d’un substrat métallique avec un système de dépôt d’énergie dirigé selon un exemple de la présente divulgation. Description détaillée Certains aspects et exemples de la présente divulgation concernent le revêtement d’une surface externe d’un substrat métallique avec un alliage à haute entropie pour augmenter la résistance à la fissuration induite par l’hydrogène dans un environnement de fond de trou. Par exemple, certains environnements de fond de trou, comme dans les puits de stockage d’hydrogène, contiennent de l’hydrogène ou d’autres éléments présents à des niveaux qui peuvent entraîner la dégradation du substrat métallique. L’alliage à haute entropie peut être un alliage ayant une entropie plus élevée par rapport au substrat métallique que l’alliage à haute entropie revêt. Le substrat métallique peut être un composant en acier qui peut être susceptible de se fissurer en étant exposé à l’hydrogène. À l’aide d’un alliage à haute entropie selon certains exemples sur une surface externe d’un substrat métallique, la fissuration du substrat métallique dans l’environnement de fond de trou peut être réduite ou éliminée, et la diffusion d’hydrogène peut être supprimée. Les puits, tels qu’un puits de stockage d’hydrogène, peuvent comporter des composants métalliques qui peuvent être sensibles à la fragilisation par l’hydrogène et à la fissuration induite par l’hydrogène. Bien que les composants métalliques aient une résistance élevée, la résistance plus élevée peut entraîner une diminution de la résistance à l’hydrogène ou à d’autres éléments provoquant la dégradation des composants métalliques. Dans un exemple, un alliage à haute entropie peut revêtir un substrat métallique qui est un acier à haute résistance pour fournir une barrière efficace pour empêcher l’hydrogène de pénétrer dans le composant métallique. Un exemple d’acier à haute résistance est celui avec un rendement minimum de 80 ksi soit 551 MPa ou un rendement minimum de 125 ksi soit 861 MPa. L’alliage à haute entropie peut avoir une entropie organisationnelle ou atomique supérieure à l’entropie organisationnelle ou atomique du substrat métallique. À titre d’exemple, l’entropie de l’alliage à haute entropie peut être dans une plage de 10 J/mol*K à 20 J/mol*K. Un exemple d’alliage à haute entropie est un alliage qui comporte du nickel, de l’aluminium, du cobalt, du chrome et du fer, chacun formant au moins 5 % en poids atomique ou plus. Dans d’autres exemples, l’alliage peut également comporter du bore dans une plage de 0,01 à 0,25 % en poids atomique. Dans un autre exemple de l’un ou l’autre de ces exemples, l’aluminium peut être présent dans au moins 6,6 % en poids atomique et les autres éléments présents dans les pourcentages en poids atomique spécifiés précédemment. À l’aide d’un alliage à haute entropie selon certains exemples, le substrat métallique peut être sélectionné, qui a un coût plus raisonnable et des caractéristiques de performance plus typiques. Le revêtement d’alliage à haute entropie peut être positionné sur la surface externe du substrat métallique pour fournir une protection accrue contre la fissuration induite par l’hydrogène. Dans un exemple, un revêtement d’alliage à haute entropie à double couche positionné sur le substrat métallique peut en outre fournir une protection accrue contre la fissuration induite par l’hydrogène. Le revêtement d’alliage à haute entropie peut être formé sur le substrat métallique dans l’un de multiples processus différents. Un exemple d’un processus de formation du revêtement d’alliage à haute entropie sur le substrat métallique est un processus de dépôt d’énergie dirigé. Le processus de dépôt d’énergie dirigé peut faciliter une forte liaison métallurgique avec le substrat métallique sans altérer ou affecter chimiquement la microstructure ou les propriétés mécaniques du substrat métallique. La forte liaison métallurgique formée peut se former à l’état tel que déposé, car le traitement thermique post-dépôt peut altérer ou ramollir la microstructure du substrat métallique. Dans un processus de dépôt d’énergie dirigé selon certains exemples, une charge d’alimentation d’une forme de poudre atomisée de l’alliage à haute entropie peut être positionnée de manière proximale par rapport à un système de dépôt d’énergie dirigé. À l’aide d’un gaz tel que l’argon, la poudre atomisée peut être transférée et dirigée vers une tête laser. La poudre atomisée peut ensuite être chauffée à partir d’un laser dans la tête laser pour générer une poudre fondue. La poudre fondue peut être dirigée sur la surface externe du substrat métallique pour le dépôt, formant le revêtement d’alliage à haute entropie. Le revêtement d’alliage à haute entropie peut se former sans traitement thermique post-traitement. De plus, la surface externe du substrat métallique se prive de chaleur, maintenant l’intégrité structurelle. De plus, ou en variante, d’autres processus peuvent être utilisés pour former le revêtement d’alliage à haute entropie sur la surface externe du substrat métallique. Un exemple d’un autre processus peut comporter la fusion laser sélective ou le frittage laser sélectif, où un lit de poudre déjà positionné est intégré dans le substrat métallique par une source de chaleur telle qu’un laser. Un autre exemple peut comporter un processus de fusion par faisceau d’électrons dans lequel une poudre métallique est fondue sur une surface externe d’un métal sous vide à l’aide d’une source de chaleur à faisceau d’électrons à haute puissance. Des processus alternatifs de revêtement peuvent éviter complètement la chaleur en accélérant les particules d’une poudre à travers un gaz sur le métal. Encore d’autres exemples de processus de revêtement peuvent également être utilisés. Des exemples illustratifs sont donnés pour présenter au lecteur le sujet abordé ici et ne sont pas destinés à limiter la portée des concepts divulgués. Les sections suivantes décrivent diverses caractéristiques et exemples supplémentaires en référence aux dessins dans lesquels des chiffres identiques désignent des éléments identiques, et les descriptions de direction servent à décrire les aspects illustratifs mais, comme les aspects illustratifs, ne doivent pas servir à limiter la présente divulgation. La est un schéma d’un exemple d’un système de puits de forage 100 qui peut comprendre un ou plusieurs composants métalliques avec un revêtement d’alliage à haute entropie 124 sur une surface externe selon un exemple de la présente divulgation. Le système de puits de forage 100 comporte une plateforme de forage 102 positionnée à la surface pour créer un puits de forage 104 s’étendant à travers une formation souterraine 106. Dans d’autres exemples, comme dans une opération de forage en mer, un volume d’eau peut séparer la plateforme de forage 102 et le puits de forage 104. Bien que la représente une plateforme de forage terrestre 102, des exemples de la présente divulgation peuvent être utilisés dans d’autres types de plateformes de forage, telles que des plateformes maritimes, ou des plateformes utilisées dans n’importe quel autre emplacement géographique. Le puits de forage 104 peut être vertical, horizontal ou dévié. Le système de puits de forage 100 peut comporter une tour de forage 108, supporté par la plateforme de forage 102, et un bloc mobile 110 pour élever et abaisser un moyen de transport 112, tel qu’un train de tiges de forage. Une tige d'entrainement 114 peut supporter le moyen de transport 112 lorsqu’il est abaissé à travers une table rotative 116. Un trépan 118 peut être couplé au moyen de transport 112 et entraîné par un moteur de fond de trou ou par rotation du moyen de transport 112 par la table rotative 116. Lorsque le trépan 118 tourne, il crée le puits de forage 104, qui pénètre dans les formations souterraines 106. Une pompe peut refaire circuler le fluide de forage en fond de trou à travers l’intérieur du moyen de transport 112, à travers des orifices dans le trépan 118, vers la surface via un espace annulaire 120 défini autour du moyen de transport 112, et dans une fosse de rétention 122. Le fluide de forage peut être utilisé pour refroidir le trépan 118 pendant le fonctionnement et peut également être utilisé pour transporter les débris du puits de forage 104 dans la fosse de rétention 122. Dans un exemple, le revêtement d’alliage à haute entropie 124 peut être utilisé dans le cadre d’une installation de puits de forage. L’installation de puits de forage peut comporter un équipement de complétion pour produire un puits de forage et peut impliquer divers composants et outils. Le revêtement d’alliage à haute entropie 124 peut revêtir une surface externe de divers composants et outils métalliques pour augmenter la résistance contre la fissuration induite par l’hydrogène en fond de trou ou autre. Ces composants et outils peuvent comporter des boîtiers, des colonnes de production, des mandrins, des tubes, des tubes de dérivation, des raccords en Y, des outils de fracturation, des jonctions multilatérales, des outils de croisement, des tamis à sable, des garnitures d’étanchéité, des vannes de commande de débit, des vannes de commande de débit entrant, des dispositifs de commande de débit entrant, des vannes de sécurité souterraines, des vannes de sécurité de surface, des vannes de limitation de débit, des manchons, des déflecteurs et d’autres composants similaires qui peuvent être exposés à de fortes concentrations d’hydrogène. Généralement, le revêtement d’alliage à haute entropie 124 peut être utilisé pour la production et l’injection d’hydrogène où les concentrations d’hydrogène peuvent être élevées. Dans les utilisations d’injection et de stockage de gaz, des exemples de revêtement d’alliage à haute entropie 124 peuvent comporter le revêtement d’une surface externe de n’importe quel tube de fond de trou, tubage, tige de forage, joints d’outil, câbles, composants de vannes et équipements connexes, raccords à portée intérieure, composants de tête de puits, récipients, conteneurs de stockage, échangeurs de chaleur et toute combinaison de ceux-ci. De plus, le revêtement d’alliage à haute entropie 124 peut être utilisé pour des outils et des composants impliqués dans un réservoir de stockage de gaz ou un puits de stockage d’hydrogène, où les concentrations d’hydrogène peuvent être élevées. Un réservoir de stockage de gaz ou un puits de stockage d’hydrogène peut contenir plusieurs types de gaz naturels, y compris des hydrocarbures et de l’hydrogène gazeux. Le réservoir de stockage de gaz ou le puits de stockage d’hydrogène peut être adapté pour stocker un gaz sous terre ou en surface. Des exemples de réservoirs et de puits de stockage de gaz souterrains peuvent comporter des réservoirs naturels de pétrole et de gaz, des cavernes de sel, des aquifères et autres similaires. La composition des outils et composants d’un réservoir ou d’un puits peut varier selon le gaz stocké. La porosité, la capacité de rétention et la perméabilité peuvent être des caractéristiques physiques susceptibles d’évoluer en fonction du gaz stocké. Le réservoir de stockage de gaz ou le puits de stockage d’hydrogène pour stocker de l’hydrogène gazeux ou de l’hydrogène liquide peut contenir des composants et des outils revêtus du revêtement d’alliage à haute entropie 124 pour protéger tous les composants métalliques intérieurs. La est une vue en coupe transversale d’un exemple d’un alliage en couches 200 qui comporte un substrat métallique 202 avec le revêtement d’alliage à haute entropie 124 positionné sur une surface externe du substrat métallique 202 selon un exemple de la présente divulgation. Le revêtement d’alliage à haute entropie 124 qui revêt le substrat métallique 202 peut contenir une entropie plus élevée que le substrat métallique 202. L’entropie du substrat métallique 202 peut varier selon une composition du substrat métallique 202. Le substrat métallique 202 peut être un composant en acier faiblement allié à haute résistance qui peut être susceptible de se fissurer en raison de l’exposition à l’hydrogène. Des exemples d’alliages de substrats métalliques peuvent comporter des aciers inoxydables, des aciers au carbone et d’autres aciers alliés similaires. En particulier, un exemple d’alliage pour un substrat métallique peut comporter un superalliage à base de Ni renforcé qui peut comporter du nickel, du chrome, du fer, du molybdène, du niobium et du tantale chacun à un pourcentage en poids atomique d’au moins 2, et du nickel à un pourcentage en poids atomique supérieur à 57. Le superalliage à base de Ni renforcé peut contenir ou non du bore ou de l’aluminium. L’entropie d’un alliage peut correspondre à l’énergie de défaut d’empilement de l’alliage. Par exemple, un alliage à faible entropie peut contenir une faible énergie de défaut d’empilement inférieure à 25 mJ/m 2 , tandis qu’un alliage à haute entropie peut contenir une énergie de défaut d’empilement élevée pouvant atteindre 400 mJ/m 2 . Inversement, l’énergie de défaut d’empilement d’un métal peut ne pas correspondre en conséquence. Par exemple, un alliage à faible entropie peut contenir une énergie de défaut d’empilement élevée, tandis qu’un alliage à entropie élevée peut contenir une faible énergie de défaut d’empilement. L’énergie de défaut d’empilement inférieure à 40 mJ/m 2 du substrat métallique 202 peut correspondre à une entropie de 8,4 J/mol*K ou moins. Inversement, l’énergie de défaut d’empilement supérieure du revêtement d’alliage à haute entropie 124 peut correspondre à une entropie dans une plage de 10 J/mol*K à 20 J/mol*K. Une propriété du substrat métallique 202 peut comporter des limites de macles. Une limite de macles 204 peut se produire lorsque deux réseaux cristallins du même type se développent entre eux de sorte qu’il existe une légère désorientation entre eux. La limite de macles 204 peut être considérée comme une limite de macles cohérente, une limite de macles miroir, une limite de macles de torsion, une limite de macles d’inclinaison. La limite de macles 204 peut être caractérisée comme une limite de grain à angle faible où la désorientation est inférieure à environ 20 degrés ou une limite de grain à angle inférieur où la désorientation est inférieure à environ 10 degrés. De plus, les limites de macles peuvent être mesurées par diffraction d’électrons rétrodiffusés. L’énergie de défaut d’empilement d’un substrat métallique peut également correspondre à des limites de macles 204, une caractéristique qui favorise la formation de fissures. Par exemple, une énergie de défaut d’empilement élevée peut réduire les limites de macles 204, tandis qu’une faible énergie de défaut d’empilement peut augmenter la formation de limites de macles 204. Ainsi, les limites de macles 204 peuvent également correspondre à l’entropie. Le revêtement d’alliage à haute entropie 124, correspondant à une énergie de défaut d’empilement élevée, peut contenir une faible densité de limites de macles, et ainsi, une diminution de la formation de fissures. Inversement, le substrat métallique 202, correspondant à une faible énergie de défaut d’empilement, peut contenir une densité plus élevée de limites de macles 204 que le revêtement d’alliage à haute entropie 124. La densité élevée des limites de macles 204 dans le substrat métallique 202 peut favoriser la formation de fissures. La composition de revêtement d’alliage à haute entropie 124 peut comporter un ou plusieurs éléments. Dans certains exemples, le revêtement d’alliage à haute entropie 124 comporte au moins cinq éléments ou plus. Dans un exemple, les éléments peuvent être équimolaires ou presque équimolaires en concentration. En variante, les éléments peuvent être dans une plage de concentration de 5 à 35 % en poids atomique. Les éléments peuvent être des métaux et des métalloïdes du tableau périodique des éléments. Les éléments qui peuvent convenir au revêtement d’alliage à haute entropie 124 peuvent comporter le manganèse, le chrome, le fer, le cobalt, le nickel, le cuivre, l’argent, le tungstène, le molybdène, le niobium, l’aluminium, le cadmium, l’étain, le plomb, le bismuth, le zinc, le silicium, le magnésium, le germanium, l’antimoine et autres similaires dans n’importe quelle dérivation ou combinaison de ceux-ci. Dans un exemple, les éléments qui composent l’alliage à haute entropie peuvent contenir du nickel, de l’aluminium, du cobalt, du chrome et du fer à au moins 5 % en poids atomique ou plus et de l’aluminium à 6,6 % en poids atomique ou plus. En variante ou en plus, le revêtement d’alliage à haute entropie 124 peut comporter à la fois de l’aluminium à 11,1 % en poids atomique ou plus et du bore dans une plage de 0,01 à 0,25 % en poids atomique de sorte qu’une distorsion du réseau cristallin est générée. Dans un autre exemple, les éléments qui composent l’alliage à haute entropie peuvent contenir du nickel, de l’aluminium, du cobalt, du chrome et du fer dans des concentrations au moins équimolaires. Une structure de réseau cristallin ou une structure cristalline peut faire référence à la plus petite unité d’organisation d’éléments d’un matériau. La structure de réseau cristallin peut varier en fonction de la composition du matériau. Dans un exemple, les divers éléments peuvent être organisés en une structure de réseau cristallin cubique à faces centrées (FCC) pour augmenter une densité de tassement afin de réduire les sites interstitiels entre les atomes. En variante, les divers éléments pourraient être organisés dans d’autres structures de réseau cristallin telles qu’une structure de réseau cristallin cubique centré (BCC) ou une structure de réseau cristallin hexagonal compact (HCP). De plus, le revêtement d’alliage à haute entropie 124 peut ne pas contenir de phases intermétalliques. Les sites interstitiels font référence à des espaces ou des écarts entre les atomes dans un réseau cristallin où le tassement peut ne pas être uniforme. Dans certains métaux, l’hydrogène utilise les sites interstitiels pour traverser d’un site à un autre dans le métal. Le revêtement d’alliage à haute entropie 124 peut contenir plus d’éléments avec différents types d’atomes qui diffèrent en taille et en structure électronique qui peuvent déformer le réseau et créer de nouvelles séquences de tassement. Étant donné que la présence d’atomes différents, qui diffèrent par leur taille et leur structure électronique, peut déformer le réseau cristallin de l’alliage à haute entropie, les séquences de tassement peuvent générer des espaces interstitiels de tailles différentes entre les atomes. Dans le revêtement d’alliage à haute entropie 124, où les espaces interstitiels peuvent être plus petits, la diffusion d’hydrogène peut être réduite ou empêchée. Ainsi, en ajoutant des éléments appropriés pour augmenter l’entropie respective d’un matériau, la distorsion du réseau, par conséquent, peut aider à supprimer la pénétration de l’hydrogène. Dans d’autres exemples, une couche externe supplémentaire peut être appliquée au revêtement d’alliage à haute entropie 124. La couche externe supplémentaire peut comprendre un nanomatériau approprié, tel que de l’oxyde de graphène réduit, des métaux et toute combinaison de ceux-ci. Dans un exemple, la couche externe supplémentaire peut contenir des phases MAX, y compris des carbures ou des nitrures ternaires tels que Ti 2 AlN. Les phases MAX peuvent être un groupe de carbures, nitrures et carbonitrures métalliques ternaires en couches. Les phases MAX peuvent faire référence à la composition chimique : Mn+1AXn (n = 1, 2 ou 3), où M est un métal de transition précoce, A est un élément du groupe A et X est du carbone et/ou de l’azote. La couche externe supplémentaire peut être un revêtement d’un matériau céramique, tel que Al 2 O 3 . La couche externe supplémentaire peut être formée à l’aide de techniques de fabrication additive, de dépôt physique ou chimique en phase vapeur. Bien que la représente le revêtement d’alliage à haute entropie 124 comme une seule couche, d’autres exemples peuvent impliquer de multiples couches. La est une vue en coupe transversale d’un exemple d’un alliage multicouche 300 qui comporte un substrat métallique 202 avec le revêtement d’alliage à haute entropie 124 positionné sur une surface externe d’un revêtement d’alliage à plus faible entropie 302, la surface externe du revêtement métallique substrat 202 selon un exemple de la présente divulgation. De plus ou en variante, le revêtement d’alliage à plus faible entropie 302 sur le substrat métallique 202 peut fournir une résistance accrue contre la fissuration induite par l’hydrogène sur une couche du revêtement d’alliage à haute entropie 124 lorsqu’il est déployé dans un environnement de fond de trou. Deux revêtements d’alliage, ayant tous deux une plus grande entropie que le substrat métallique 202, peuvent être utilisés conjointement pour diminuer la diffusion de la pénétration de l’hydrogène. Une première couche externe, le revêtement d’alliage à haute entropie 124, peut être exposée à l’hydrogène et peut être utilisée pour supprimer la diffusion d’hydrogène et l’initiation de fissures. La première couche externe peut contenir une composition et une microstructure correspondant à une énergie de défaut d’empilement élevée dans la plage de 25 à 400 mJ/m 2 de sorte que la densité de limite de macle peut être inférieure à la densité des limites de macles 304 du substrat métallique 202. La composition de revêtement d’alliage à haute entropie 124 peut comporter divers éléments avec au moins cinq éléments. Les éléments peuvent comporter du nickel, de l’aluminium, du cobalt, du chrome et du fer à au moins 5 % en poids atomique ou plus et de l’aluminium à 6,6 % en poids atomique ou plus. Le bore peut être inclus dans une plage de 0,01 à 0,25 % en poids atomique. Les différents éléments peuvent être organisés en une structure de réseau cristallin cubique à faces centrées (FCC) avec une entropie dans une plage de 10 J/mol*K à 20 J/mol*K. Dans d’autres exemples, des compositions alternatives du revêtement d’alliage à haute entropie 124 peuvent contenir plus de 5 % en poids atomique de nickel, d’aluminium, de cobalt, de chrome, de fer tout en comprenant en outre 11,1 % en poids atomique d’aluminium. Dans les autres exemples, le revêtement d’alliage à haute entropie 124 peut être organisé en une structure de réseau cristallin cubique centré (BCC) ou en une combinaison de structures de réseau cristallin cubique centré et cubique à faces centrées (FCC). Une seconde couche intermédiaire, le revêtement d’alliage à plus faible entropie 302, peut être positionnée entre la première couche externe, le revêtement d’alliage à haute entropie 124 et le substrat métallique 202. Le revêtement d’alliage à plus faible entropie 302 peut être utilisé pour supprimer davantage la diffusion d’hydrogène en plus d’atténuer la propagation des fissures à partir de la première couche externe. Le revêtement d’alliage à plus faible entropie 302 peut contenir une composition et une microstructure qui correspondent à une faible énergie de défaut d’empilement inférieure à 25 mJ/m 2 de sorte que la densité de limite de macle peut être supérieure à la densité du revêtement d’alliage à haute entropie 124, ainsi que celle du substrat métallique 202. L’énergie de défaut d’empilement peut contribuer à la formation de multiples limites de macles. Le revêtement d’alliage à plus faible entropie 302 peut avoir une entropie inférieure à celle du revêtement d’alliage à haute entropie 124, mais supérieure à celle du substrat métallique 202. L’entropie du revêtement d’alliage à plus faible entropie 302 peut être dans une plage de 9 J/mol*K à 15 10 J/mol*K. Le revêtement d’alliage à plus faible entropie 302 peut contenir une combinaison d’éléments de nickel, de chrome, de vanadium et de cobalt en proportion équimolaire. L’alliage multicouche 300 peut être formé par un processus de dépôt d’énergie dirigé. Après le dépôt du revêtement d’alliage à plus faible entropie 302 sur le substrat métallique 202, le substrat métallique 202 peut être soumis à une déformation plastique à l’aide d’un martelage par choc laser pour induire un enroulement. Le revêtement d’alliage à haute entropie 124 peut ensuite être déposé en position sur le revêtement d’alliage à plus faible entropie 302. Des procédés alternatifs à la déformation plastique peuvent comporter le laminage à froid profond, le grenaillage, le martelage et autres similaires. En variante, la poudre de charge d’alimentation pour le processus de dépôt d’énergie dirigé peut être alliée in situ par fusion au laser qui peut utiliser des éléments individuels ou des combinaisons pré-alliées. Les processus de revêtement de l’alliage multicouche 300 peuvent impliquer d’autres procédés de fabrication tels que la fusion sélective par laser, le frittage sélectif par laser, la fusion par faisceau d’électrons, la fabrication additive arc-fil, la pulvérisation à froid et autres similaires. Certaines techniques peuvent impliquer d’autres procédés de revêtement tels que le dépôt physique/chimique en phase vapeur, la pulvérisation thermique, l’électrodéposition et l’épitaxie par jet moléculaire, et autres similaires. L’alliage multicouche 300 peut en outre être déposé sur divers aciers ou alliages pour augmenter la résistance à la fissuration induite par l’hydrogène dans un environnement de fond de trou. La est un schéma d’un exemple d’un système de dépôt d’énergie dirigé 400 pour revêtir une surface externe d’un substrat métallique 202 avec un revêtement d’alliage à haute entropie 124 selon un exemple de la présente divulgation. Le système de dépôt d’énergie dirigé 400 peut être configuré pour générer le revêtement d’alliage à haute entropie 124 sur le substrat métallique 202 pour produire une couche d’alliage résistante à la fissuration induite par l’hydrogène dans un environnement de fond de trou. Le système de dépôt d’énergie dirigé 400 peut être configuré pour produire le revêtement d’alliage à haute entropie 124 sur la surface externe du substrat métallique 202 couche par couche. Le distributeur de poudre 402 peut comporter n’importe quelle taille, hauteur, forme appropriée et n’importe quelle combinaison de celles-ci. Le distributeur de poudre 402 peut également comprendre n’importe quels matériaux appropriés tels que des métaux, des non-métaux, des polymères, des composites et n’importe quelles combinaisons de ceux-ci. Dans certains exemples, le distributeur de poudre 402 peut être configuré pour loger ou contenir une ou plusieurs poudres qui peuvent fournir les une ou plusieurs poudres à la tête laser. Tout type approprié de matériau sous forme de poudre peut être utilisé comme une ou plusieurs poudres. Les poudres peuvent comporter du chrome, du nickel, du cobalt, de l’aluminium, du fer, leurs dérivés et toute combinaison de ceux-ci. La tête laser 416 peut être configurée pour recevoir les une ou plusieurs poudres et un gaz approprié pour produire le revêtement d’alliage à haute entropie 124 où le gaz approprié peut comporter de l’argon ou d’autres gaz similaires. Le distributeur de poudre 402 peut délivrer 414 les une ou plusieurs poudres en conjonction avec le gaz approprié vers la tête laser 416 via un processus d’atomisation. La tête laser 416 peut canaliser les une ou plusieurs poudres reçues dans une buse d’alimentation en poudre 404 où la poudre est chauffée par un laser 406. Le laser peut contenir des paramètres qui sont optimisés pour réduire la porosité et la contrainte résiduelle du revêtement d’alliage à haute entropie 124. La poudre fondue 412 peut ensuite être dirigée sur la surface externe du substrat métallique 202. Lorsque le système de dépôt d’énergie dirigé 400 fonctionne, le revêtement d’alliage à haute entropie 124 peut être produit en superposant un alliage fondu d’une source de poudre de manière séquentielle. La est un organigramme d’un processus 500 pour former un revêtement d’un alliage à haute entropie sur une surface externe d’un substrat métallique 202 à l’aide d’un système de dépôt d’énergie dirigé 400 selon un exemple de la présente divulgation. Au bloc 502, le substrat métallique 202 est positionné sur une plateforme d’un système de dépôt d’énergie dirigé 400. Le substrat métallique 202 peut être un composant en acier faiblement allié à haute résistance qui peut être susceptible de se fissurer en raison de l’exposition à l’hydrogène. Des exemples de matériaux d’autres substrats métalliques peuvent comporter des aciers inoxydables, des aciers au carbone, des superalliages à base de nickel et d’autres aciers alliés similaires. Le substrat métallique 202 peut avoir une entropie inférieure à celle du revêtement d’alliage à haute entropie 124. Selon certains exemples, à l’aide du revêtement d’alliage à haute entropie 124 sur une surface externe du substrat métallique 202, la fissuration du substrat métallique 202 dans un environnement de puits de forage ou de fond de trou peut être éliminée. La diffusion d’hydrogène peut être supprimée à travers les propriétés des alliages à haute entropie. Dans un exemple, le revêtement d’alliage à haute entropie 124 peut être formé à l’aide du système de dépôt d’énergie dirigé 400. Au bloc 504, une forme pulvérulente d’un élément d’un alliage est positionnée dans un conteneur de charge d’alimentation avant le début du dépôt dirigé. La forme pulvérulente d’un élément peut comporter un mélange d’alliage ou une poudre de préalliage de l’un quelconque parmi le nickel, l’aluminium, le cobalt, le chrome, le fer. Dans un exemple de la présente divulgation, la poudre d’alliage peut être déposée directement dans la tête laser 416 pour être chauffée avant d’être déposée sur la surface du substrat métallique 202. D’autres exemples peuvent déposer la poudre d’alliage directement sur la surface du substrat métallique 202 avant le chauffage. Après avoir positionné la forme pulvérulente de l’alliage ou du préalliage dans le conteneur de charge d’alimentation, dans un exemple, la poudre peut être atomisée et dirigée vers la tête laser pour initier le dépôt. Au bloc 506, la poudre d’un élément de l’alliage est atomisée pour être déposée sur la surface du substrat métallique 202. Par exemple, la forme pulvérulente des métaux d’alliage peut être atomisée pour être sortie 414 du conteneur de stockage de rétroaction vers la buse d’alimentation en poudre 404 à l’aide d’un gaz, de préférence de l’argon. Une source de chaleur telle qu’un laser peut être utilisée pour chauffer la poudre de l’alliage dans la buse d’alimentation en poudre 404. La poudre fondue peut ensuite être déposée sur la surface externe d’un substrat métallique 202. Bien qu’un chauffage puisse être impliqué, la microstructure et les propriétés mécaniques de masse du substrat métallique 202 peuvent ne pas être affectées pendant un processus de dépôt. D’autres systèmes et procédés qui peuvent être utilisés comportent la fusion sélective par laser, le frittage sélectif par laser, la fusion par faisceau d’électrons ou la pulvérisation à froid. Le dépôt d’énergie dirigé peut être optimal pour éviter une étape de chauffage post-traitement qui peut affaiblir la surface ou la sous-surface du substrat métallique 202. Au bloc 508, la forme pulvérulente de l’élément est chauffée à l’aide d’un laser dans un système de dépôt d’énergie dirigé pour déposer la poudre de l’élément sur la surface externe du substrat métallique 202. Lors du dépôt, le revêtement d’alliage à haute entropie 124 peut former de fortes liaisons métallurgiques avec le substrat métallique 202. En outre, le revêtement d’alliage à haute entropie 124 peut être déposé dans une structure de réseau cristallin cubique à faces centrées qui peut permettre des densités de tassement plus serrées que d’autres structures de réseau. Alternativement, l’alliage multicouche peut être formé séquentiellement sur le substrat métallique 202. Le traitement thermique suivant le dépôt peut être évité pour maintenir l’intégrité de la microstructure. Tel qu’utilisé ci-dessous, toute référence à une série d’exemples doit être comprise comme une référence à chacun de ces exemples de manière disjonctive (par exemple, « Exemples 1 à 4 » doit être compris comme « Exemples 1, 2, 3 ou 4 »). Dans certains aspects, un métal et un procédé pour générer un revêtement d’alliage à haute entropie sont fournis selon un ou plusieurs des exemples suivants : L’exemple 1 est un métal comprenant : un substrat métallique ; et un alliage ayant une entropie qui est supérieure à l’entropie du substrat métallique et qui revêt une surface externe du substrat métallique pour augmenter la résistance du métal à la fissuration induite par l’hydrogène dans un environnement de fond de trou. L’exemple 2 est le métal de l’exemple ou des exemples 1, dans lequel l’alliage comprend au moins cinq éléments métalliques qui sont organisés en une structure de réseau cristallin cubique à faces centrées et dans lequel l’entropie de l’alliage est dans une plage de 10 J/mol*K à 20 J/mol*K. L’exemple 3 est le métal de l’exemple ou des exemples 1, dans lequel l’entropie de l’alliage correspond à une énergie de défaut d’empilement dans une plage de 25 mJ/m2 à 400 mJ/m2. L’exemple 4 est le métal de l’exemple ou des exemples 1, dans lequel l’alliage comprend du nickel, de l’aluminium, du cobalt, du chrome et du fer, dans lequel chacun parmi le nickel, le cobalt, le chrome et le fer représente 5 % en poids atomique ou plus, et dans lequel l’aluminium représente 6,6 % en poids atomique ou plus. L’exemple 5 est le métal de l’exemple ou des exemples 4, dans lequel l’alliage comprend du bore et de l’aluminium pour provoquer une distorsion de réseau cristallin, dans lequel le bore est dans une plage de 0,01 % en poids atomique à 0,25 % en poids atomique. L’exemple 6 est le métal de l’exemple ou des exemples 1, dans lequel l’alliage sur le substrat métallique est configuré pour réduire les limites de macles cohérentes en augmentant une énergie de défaut d’empilement du substrat métallique à l’alliage pour empêcher la formation de fissures dans le substrat métallique. L’exemple 7 est le métal de l’exemple ou des exemples 1, dans lequel l’alliage revêt au moins une majorité de la surface externe du substrat métallique de sorte que l’alliage se trouve entre la majorité de la surface externe du substrat métallique et l’hydrogène dans l’environnement de fond de trou lorsqu’il est positionné en fond de trou. L’exemple 8 est le métal de l’exemple ou des exemples 1, dans lequel l’alliage comprend au moins cinq éléments métalliques qui sont organisés en une structure de réseau cristallin cubique centré dans lequel les au moins cinq éléments métalliques sont présents à des concentrations équimolaires. L’exemple 9 est le métal de l’exemple ou des exemples 1, dans lequel l’alliage comprend : une première couche exposée à l’hydrogène ; et une seconde couche entre la première couche et le substrat métallique, dans lequel l’entropie de la seconde couche est inférieure à l’entropie de la première couche et supérieure à l’entropie du substrat métallique. L’exemple 10 est le métal de l’exemple ou des exemples 9, dans lequel la seconde couche entre la première couche et le substrat métallique comprend du nickel, du chrome, du vanadium et du cobalt en proportion équimolaire. L’exemple 11 est le métal de l’exemple ou des exemples 1, dans lequel l’alliage est utilisable pour revêtir des outils et des composants positionnés en fond de trou dans des puits de stockage d’hydrogène, des cavernes de sel, des réservoirs de stockage de gaz ou des puits de forage pour extraire des hydrocarbures. L’exemple 12 est le métal de l’exemple ou des exemples 1, dans lequel l’alliage qui revêt la surface externe du substrat métallique est formable sur la surface externe en déposant l’alliage sur la surface externe du substrat métallique à l’aide d’un système de dépôt par rapport auquel le substrat métallique est positionné. L’exemple 13 est un procédé comprenant : le positionnement d’un substrat métallique sur un système de dépôt ; le dépôt d’un alliage sur une surface externe du substrat métallique, dans lequel l’alliage a une entropie qui est supérieure à l’entropie du substrat métallique ; et la formation d’un alliage qui revêt la surface externe du substrat métallique pour augmenter la résistance du substrat métallique à la fissuration induite par l’hydrogène dans un environnement de fond de trou. L’exemple 14 est le procédé de l’exemple ou des exemples 13, dans lequel l’alliage comprend au moins cinq éléments métalliques qui sont organisés en une structure de réseau cristallin cubique à faces centrées et dans lequel l’entropie de l’alliage est dans une plage de 10 J/mol*K à 20 J/mol*K. L’exemple 15 est le métal de l’exemple ou des exemples 13, dans lequel l’entropie de l’alliage correspond à une énergie de défaut d’empilement dans une plage de 25 mJ/m2 à 400 mJ/m2. L’exemple 16 est le métal de l’exemple ou des exemples 13, dans lequel l’alliage comprend du nickel, de l’aluminium, du cobalt, du chrome et du fer, dans lequel chacun parmi le nickel, le cobalt, le chrome et le fer représente 5 % en poids atomique ou plus, et dans lequel l’aluminium est 6,6 % en poids atomique ou plus. L’exemple 17 est le procédé de l’exemple ou des exemples 16, dans lequel l’alliage comprend du bore et de l’aluminium pour provoquer une distorsion de réseau cristallin, dans lequel le bore est dans une plage de 0,01 % en poids atomique à 0,25 % en poids atomique. L’exemple 18 est le procédé de l’exemple ou des exemples 13, dans lequel la formation de l’alliage qui revêt la surface externe du substrat métallique comprend : le positionnement d’une poudre d’un élément de l’alliage dans un conteneur de charge d’alimentation ; l’utilisation d’un gaz pour atomiser la poudre de l’élément ; le déploiement de la poudre de l’élément à travers une buse ; et le chauffage de la poudre de l’élément à l’aide d’un laser dans un processus de dépôt d’énergie dirigé pour déposer la poudre de l’élément sur la surface externe du substrat métallique. L’exemple 19 est le procédé de l’exemple ou des exemples 18, dans lequel le chauffage de la poudre de l’élément exclut un traitement thermique post-dépôt de sorte que l’intégrité de la microstructure est maintenue. L’exemple 20 est le procédé de l’exemple ou des exemples 13, dans lequel le dépôt de l’alliage sur la surface externe du substrat métallique comporte une fusion sélective par laser, un frittage sélectif par laser, une fusion par faisceau d’électrons ou une pulvérisation à froid. La description qui précède de certains exemples, y compris les exemples illustrés, n’a été présentée qu’à des fins d’illustration et de description et n’est pas destinée à être exhaustive ni à limiter la divulgation aux formes précises décrites. De nombreuses modifications, adaptations et utilisations de celles-ci seront évidentes pour l’homme du métier sans sortir du cadre de la divulgation. Alliage en couches comprenant : un substrat métallique ; et un alliage ayant une entropie qui est supérieure à l’entropie du substrat métallique et qui revêt une surface externe du substrat métallique pour augmenter la résistance du substrat métallique à la fissuration induite par l’hydrogène dans un environnement de fond de trou. Alliage en couches selon la revendication 1, dans lequel l’alliage comprend au moins cinq éléments métalliques qui sont organisés en une structure de réseau cristallin cubique à faces centrées et dans lequel l’entropie de l’alliage est dans une plage de 10 J/mol*K à 20 J/mol*K. Alliage en couches selon la revendication 1, dans lequel l’entropie de l’alliage correspond à une énergie de défaut d’empilement dans une plage de 25 mJ/m 2 à 400 mJ/m 2 . Alliage en couches selon la revendication 1, dans lequel l’alliage comprend du nickel, de l’aluminium, du cobalt, du chrome et du fer, dans lequel chacun parmi le nickel, le cobalt, le chrome et le fer représente 5 % en poids atomique ou plus, et dans lequel l’aluminium représente 6,6 % en poids atomique ou plus. Alliage en couches selon la revendication 4, dans lequel l’alliage comprend du bore et de l’aluminium pour provoquer une distorsion de réseau cristallin, dans lequel le bore est dans une plage de 0,01 % en poids atomique à 0,25 % en poids atomique. Alliage en couches selon la revendication 1, dans lequel l’alliage sur le substrat métallique est configuré pour réduire les limites de macles cohérentes en augmentant une énergie de défaut d’empilement du substrat métallique à l’alliage pour empêcher la formation de fissures dans le substrat métallique. Alliage en couches selon la revendication 1, dans lequel l’alliage revêt au moins une majorité de la surface externe du substrat métallique de sorte que l’alliage se trouve entre la majorité de la surface externe du substrat métallique et l’hydrogène dans l’environnement de fond de trou lorsqu’il est positionné en fond de trou. Alliage en couches selon la revendication 1, dans lequel l’alliage comprend au moins cinq éléments métalliques qui sont organisés en une structure de réseau cristallin cubique centré dans lequel les au moins cinq éléments métalliques sont présents à des concentrations équimolaires. Alliage en couches selon la revendication 1, dans lequel l’alliage comprend : une première couche exposée à l’hydrogène ; et une seconde couche entre la première couche et le substrat métallique, dans lequel l’entropie de la seconde couche est inférieure à l’entropie de la première couche et est supérieure à l’entropie du substrat métallique. Alliage en couches selon la revendication 9, dans lequel la seconde couche entre la première couche et le substrat métallique comprend du nickel, du chrome, du vanadium et du cobalt en proportion équimolaire. Alliage en couches selon la revendication 1, dans lequel l’alliage est utilisable pour revêtir des outils et des composants positionnés en fond de trou dans des puits de stockage d’hydrogène, des cavernes de sel, des réservoirs de stockage de gaz ou des puits de forage pour extraire des hydrocarbures. Alliage en couches selon la revendication 1, dans lequel l’alliage qui revêt la surface externe du substrat métallique est formable sur la surface externe en déposant l’alliage sur la surface externe du substrat métallique à l’aide d’un système de dépôt par rapport auquel le substrat métallique est positionné. Procédé de fabrication de l'alliage en couches selon l’une quelconque des revendications 1 à 12 comprenant : le positionnement du substrat métallique sur le système de dépôt ; le dépôt de l’alliage sur la surface externe du substrat métallique, dans lequel l’alliage a une entropie qui est supérieure à l’entropie du substrat métallique ; et la formation d’un alliage qui revêt la surface externe du substrat métallique pour augmenter la résistance du substrat métallique à la fissuration induite par l’hydrogène dans un environnement de fond de trou. Procédé selon la revendication 13, dans lequel la formation de l’alliage qui revêt la surface externe du substrat métallique comprend : le positionnement d’une poudre d’un élément de l’alliage dans un conteneur de charge d’alimentation ; l’utilisation d’un gaz pour atomiser la poudre de l’élément ; le déploiement de la poudre de l’élément à travers une buse ; et le chauffage de la poudre de l’élément à l’aide d’un laser dans un processus de dépôt d’énergie dirigé pour déposer la poudre de l’élément sur la surface externe du substrat métallique, dans lequel le chauffage de la poudre de l’élément exclut un traitement thermique post-dépôt de sorte que l’intégrité de la microstructure est maintenue. Procédé selon la revendication 13, dans lequel le dépôt de l’alliage sur la surface externe du substrat métallique comporte une fusion sélective par laser, un frittage sélectif par laser, une fusion par faisceau d’électrons ou une pulvérisation à froid.