Correspondant à La Roche-sur-Yon : Professeur Jalil LAHMAR

1. Description du laboratoire

Données administratives

  • Nom du laboratoire/structure : Laboratoire de Thermocinétique UMR CNRS 6607, Axe Couches Minces La Roche-sur-Yon
  • Laboratoire labellisé ou antenne de labo labellisé, hébergé par l'IUT (JE, EA, ERT, CNRS...)
  • Statut actuel du laboratoire/structure : UMR 
  • Unité de rattachement : CNRS 6607
  • Organismes de rattachement : DS principale du MEN : DSP 8, DS EPST : Ingéniérie
  • Ecole Doctorale de rattachement : mécanique, thermique et génie civil

Présentation scientifique

  • Mots clés : Surface et Interface des  Microsystèmes, résistance thermique de contact, adhésion.

Présentation générale du laboratoire

  • intitulés des équipes de recherche : Thermophysique des Interfaces et des Microsystèmes (TIM)
  • principales thématiques de recherche :
     points forts : adhésion et physico-chimie de l'interface, techniques expérimentales d'élaboration

Programmes de recherche dans lesquels le laboratoire est impliqué (avec degré d'implication)

Domaines
  • Energie durable et transfert thermique
  • Techniques expérimentales d'élaboration de microsystèmes
  • Analyse Thermique et Structurale des Couches Minces, Adhésion.  
    
Les travaux présentent une ouverture de la thermique vers le génie des procédés. Une ouverture qui marque aujourd'hui une étape dans la compréhension des transferts thermiques aux interfaces avec film mince indispensable pour :
  • assurer la maîtrise de la production,
  • compléter, recouper voire interpréter le diagnostic purement thermique.
 
Ces travaux apportent également à l'équipe une compétence complémentaire en matière de physique et mécanique de l'adhérence de dépôts minces, et notamment au plan des techniques expérimentales d'élaboration de ceux-ci et de leur caractérisation physico-chimique. Ainsi peut être fait le lien entre les aspects physiques mécaniques et thermiques de l'interface.
Ces travaux sont reconnus et constituent une référence dans le domaine.


Programme de recherche
 
L'équipe Activités Couches Minces est impliquée dans deux programmes de recherche au niveau national notamment en matière d'énergie durable : transfert thermique d'interface. Collaboration très étroite avec des équipes de recherche CNRS comme l'Institut des Matériaux de Nantes (IMN) et d'autres équipes au niveau national.
Aujourd'hui, les grandes tendances industrielles se dessinent essentiellement autour des moyens de traiter l'information et de communiquer, à travers des architectures informatiques plus performantes, des composants plus petits et plus puissants, des matériaux plus compétitifs, ainsi qu'autour des procédés améliorés de mise en œuvre de la matière avec une sécurité de fonctionnement supérieure.
Les applications les plus significatives de cette architecture interdisciplinaire sont : les nouveaux capteurs fluxmétriques soit dynamiques soit passifs ; les matériaux microporeux destinés à l'assemblage des piles à combustible. Ces applications associent une conception originale à des procédés de fabrication de couches minces sur supports souples ou rigides.

Ces microsystèmes intéressent des secteurs industriels de plus en plus nombreux comme le bâtiment, les transports, la mécanique, l'armement, l'électronique et bien évidemment l'aérospatiale. Les préoccupations industrielles représentent une source de motivation pour progresser sur l'intensification des recherches sur les transferts thermiques dans les systèmes multicouches. L'un des objectifs principaux est d'améliorer le rendement et la durabilité des microsystèmes par le biais de nouveaux procédés ou traitements adaptés en réduisant les phénomènes secondaires non désirés.

Capteurs fluxmétriques dans le cadre du programme national interdisciplinaire Energie du CNRS 2006-2009 : "CAPINOV"


en collaboration avec B. GARNIER Chargé de recherche de l'équipe TIM, Laboratoire de Thermocinétique
 
Le projet s'inscrit dans le cadre du thème de la réduction de la consommation énergétique. Il s'agit de mettre au point de nouveaux capteurs fluxmétriques soit dynamique soit passif en associant une conception originale à des procédés de fabrication de couches minces sur supports souples ou rigides. L'objectif étant d'obtenir des capteurs plus sensibles, aisément réalisables en série, à faible inertie thermique, avec des mesures peu biaisées. Plus précisément l'étude de ces capteurs nouveaux concernent principalement la thermique du bâtiment.

Les travaux entamés sur les capteurs fluxmétriques passifs (thèse de doctorat décembre 2009-2012, financement SyDEV et CG de la Vendée) visent à développer de nouveaux capteurs de flux de chaleur pour les études thermiques dans les dispositifs sièges de transferts de chaleur en laboratoire ou dans l'industrie. En associant un nouveau design et l'utilisation de dépôts minces résistifs, les biais de mesure seront réduits et la sensibilité accrue.



Programme de recherche "cellules solaires en couches minces"  en lien avec l'IMN de Nantes

Le développement des sources énergétiques durables est actuellement une préoccupation pour préserver l'environnement. Un intérêt croissant est porté au niveau international sur le développement de couches minces composées comme matériaux semi-conducteurs à bas coûts et d'usage pratique pour l'industrie de panneaux solaires. L'utilisation des cellules photovoltaïques pour produire de l'électricité propre a été encouragée et développée avec les semi-conducteurs à base de silicium et plus récemment avec les matériaux organiques.
Ce programme présente une solution très porteuse pour réaliser les cellules de demain en films minces à base de composés dont le rendement peut atteindre des valeurs très élevées avec optimisation des couches.






Le travail consiste à réaliser des cellules photovoltaïques utilisant les films élaborés par sputtering comme couches actives de conversion. Ces cellules seront réalisées sur différents supports (souples ou rigides) et leurs performances seront mesurées et comparées. Des analyses spectroscopiques de matériaux et de surface seront effectuées pour interpréter les effets des interfaces et du volumes. Une optimisation des procédés de dépôts ainsi que des traitements de support seront investigués pour améliorer les performances des cellules. Par ailleurs, l'essai d'autres matériaux prometteurs pour l'environnement et pour le rendement tels que les sulfures sera réalisé dans les mêmes types de cellules.