Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay

Synthèse, Propriétés & Modélisation des Matériaux - SP2M

Matériaux fonctionnels

Notre groupe est composé de trois professeurs (Nita Dragoe, Loreynne Pinsard-Gaudart et Patrick Berthet) ; un professeur émérite (Alexandre Revcolevschi) ; quatre maitres de conférences (David Bérardan, Claudia Decorse, Raphaël Haumont et Nghi Pham) ; un ingénieur d’étude (Romuald Saint-Martin) et une assistante ingénieur (Céline BYL).

 

L’une des activités de recherche phare de l’équipe est l’étude de matériaux thermoélectriques.


L’utilisation de matériaux thermoélectriques permet de convertir un flux de chaleur en puissance électrique ou inversement, ouvrant la voie à des applications de réfrigération sans pièce mobile ni fluide cryogénique ou de production d’électricité à partir de sources de chaleur « perdues » sans émission de gaz à effet de serre.


flux


La plupart des matériaux les plus performants à l’heure actuelle sont constitués d’éléments toxiques, polluants ou peu abondants. Par ailleurs, en ce qui concerne les matériaux destinés à être utilisés à « haute température » (>300-400°C), les meilleurs performances sont obtenues dans des matériaux qui ne sont pas stables en conditions réelles d’utilisation. Il est donc nécessaire de développer de nouveaux matériaux constitués d’éléments peu toxiques, abondants, et présentant des performances élevées sur des périodes d’utilisation longue. Pour être performants, ces matériaux doivent allier une conductivité thermique faible, une conductivité électrique élevée, et un fort coefficient Seebeck. Ces trois grandeurs étant interdépendantes, leur optimisation constitue donc un défi de taille. (pour plus de détails, voir ici )


Nos activités s’articulent selon plusieurs axes :

* Développement et optimisation de nouvelles familles de matériaux thermoélectriques.

Cette activité est présentée en détail dans la rubrique « nouveaux matériaux thermoélectriques  ».

* Compréhension du rôle et de l’influence de la stœchiométrie en oxygène des oxydes sur leurs propriétés thermoélectriques, et études de la stabilité des matériaux en conditions réelles d’utilisation

Cette activité est présentée en détail dans la rubrique « stœchiométrie et stabilité  »

* Influence de la dimensionnalité et amélioration des propriétés thermoélectriques des oxydes par nanostructuration.

Une part de notre activité de recherche est dirigée vers l’étude de la nanostructuration des oxydes thermoélectriques. Cette activité est présentée en détail dans la rubrique nanostructuration .