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Vie scientifique
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LGP2 - Thèses soutenues, 2023

Cécile SILLARD

7 juillet 2023 - Matériaux, Mécanique, Génie Civil, Électrochimie
Sujet
Composites et matériaux actifs : utilisation des fibres lignocellulosiques pour l'élaboration de produits biosourcés
Direction
Evelyne MAURET, Professeur, Grenoble INP - Pagora, UGA / LGP2

Enrique Felix QUESADA SAAVEDRA

12 juin 2023 - Matériaux, Mécanique, Génie Civil, Électrochimie
Sujet
Matériaux cellulosiques de haute-performance pour accroître la durée de vie et la fiabilité de transformateurs de puissance
Direction
Gérard MORTHA, Professeur, Grenoble INP - Pagora, UGA / LGP2 ♦♦ Nathalie MARLIN, Maître de conférences HDR, Grenoble INP - Pagora, UGA / LGP2 ♦♦ Olivier LESAINT, Directeur de recherche CNRS, UGA / G2Elab

Marlène SAULAIS

5 mai 2023 - Matériaux, Mécanique, Génie Civil, Électrochimie
Sujet
Conception et production de pigments structurels, non-iridescents et biosourcés par autoassemblage
Direction
Alain DUFRESNE, Professeur, Grenoble INP-Pagora / LGP2 ♦♦ Cécile SILLARD, Ingénieur d'études, LGP2
Résumé
La couleur structurelle s’avère être une alternative aux couleurs traditionnelles dites chimiques, pour certaines toxiques ou photosensibles, qui sont abondamment utilisées dans de nombreux domaines de l’industrie. Résultant d’interactions entre la lumière et la matière, la couleur structurelle s’affranchit du matériau et peut être produite à partir de composés biosourcés et biocompatibles - en usages externes. La Nature est la première pourvoyeuse de systèmes photoniques produisant des couleurs structurelles. Leur particularité est d’être majoritairement dimensionnés pour ne produire que des couleurs de petites longueurs d’ondes, à savoir du bleu ou du vert. Le rouge est principalement utilisé par la Nature sous forme de couleur chimique, car il est particulièrement difficile à obtenir à partir des seules interactions physiques. Dans certains domaines d’application comme la cosmétique, le rouge, principalement chimique, reste une couleur incontournable et nécessaire à substituer.
Ce projet de thèse a comme objectif l’obtention d’un pigment structurel rouge, non-iridescent afin d’éviter une dépendance angulaire de la couleur diffusée, qui utilisera des matériaux biosourcés et biocompatibles, et dont les conditions de synthèse pourront être transposables à l’échelle pilote. Le but étant d’obtenir la structure par autoassemblage de briques élémentaires, la première partie de ce travail porte sur la synthèse des colloïdes, utilisés comme briques élémentaires, et leur caractérisation pour s’assurer de leurs propriétés optiques. En deuxième partie, les deux stratégies d’assemblage et leurs résultats sont présentés. La troisième et dernière partie approfondit les modalités d’une démarche biosourcée, en synthétisant de potentielles nouvelles briques élémentaires. Ce projet se situe à l’interface de deux domaines, il utilise la chimie comme outil - et parfois source de contraintes - afin de produire des objets photoniques, c’est-à-dire répondant à des principes optiques.

Laëtitia BARDET

10 mars 2023 - Matériaux, Mécanique, Génie Civil, Électrochimie
Sujet
Optimisation des réseaux de nanofils d’argent comme électrodes transparentes : contributions fondamentales et expérimentales
Direction
Daniel BELLET, Professeur, Grenoble INP-Phelma / LMGP ♦♦ Aurore DENNEULIN, Maître de Conférences HDR, Grenoble INP-Pagora / LGP2
Résumé
Les électrodes transparentes (TEs) sont des composants indispensables à de nombreux dispositifs tels que les cellules solaires, les films chauffants transparents ou les écrans tactiles. L’oxyde d’indium et d’étain (ITO) est la TE la plus utilisée à l’échelle industrielle. De par la disponibilité en quantité limitée de l’indium et sa fragilité, les TEs à base d’ITO ne répondent plus totalement aux exigences de la future génération de TEs. Dans ce contexte, les réseaux de nanofils d’argent (AgNWs) apparaissent comme une alternative pertinente. Cependant, leur intégration est compromise notamment par le contact électrique entre les jonctions de nanofils et leur instabilité morphologique sous contrainte.
L’objectif principal de ce travail de thèse est de contribuer à une compréhension approfondie des propriétés et limites des réseaux de AgNWs pour une meilleure intégration au sein de dispositifs. Dans un premier temps, l’optimisation de la résistance électrique des réseaux de AgNWs a été étudiée en comparant deux traitements post-dépôt : le recuit thermique et la soudure à froid induite par force capillaire. Ce dernier requiert une température de 100 °C, bien inférieure à celle utilisée pour un recuit thermique classique. Ces deux traitements conduisent à une conductivité électrique similaire à l’échelle du réseau mais aussi au niveau des jonctions entre les AgNWs.
Dans un second temps, l’amélioration de la stabilité de ces réseaux a été étudiée en fabriquant des nanocomposites avec une couche d’oxyde d’étain amorphe, déposée à 200 °C, par la méthode "Atmospheric Pressure Spatial Atomic Layer Deposition". Un modèle physique a été introduit pour décrire le comportement réversible des réseaux de AgNWs pendant un stress électrique. Ce modèle simple permet de prédire l’élévation de température par effet Joule, dans le domaine réversible, en fonction de la tension appliquée et de la résistance initiale du réseau.
Par ailleurs, une étude approfondie de l’évolution des propriétés structurales et électriques des réseaux de AgNWs au cours d’un stress thermique a été réalisée en effectuant des mesures in situ de diffraction des rayons X et de résistance électrique. Pour finir, l’intégration des réseaux de AgNWs a été explorée en tant que film mince à basse émissivité infrarouge.
Une telle propriété est prometteuse pour de nombreuses applications dont l’objectif est de réduire les pertes de chaleur. Ce travail de thèse contribue donc de manière significative à l’avancement tant scientifique que technologique des réseaux de AgNWs pour leur potentielle intégration industrielle.
Autres membres du jury
Aline ROUGIER, Directeur de Recherche CNRS, Université de Bordeaux ♦♦ Stéphane COLIN, Directeur de Recherche CNRS, Université Paris-Saclay ♦♦ Jean-Pierre SIMONATO, Directeur de Recherche, CEA-Liten, Grenoble ♦♦ Matthias PAULY, Maître de Conférences, Université de Strasbourg ♦♦ Ngoc Duy NGUYEN, Professeur, Université de Liège, Belgique ♦♦ Alain SYLVESTRE, Professeur, Université Grenoble Alpes

mise à jour le 24 août 2023

anglais
LGP2 Laboratoire Génie des Procédés Papetiers
Laboratoire de Génie des Procédés pour la Bioraffinerie,
les Matériaux Bio-sourcés et l'Impression Fonctionnelle

461 rue de la Papeterie - Domaine universitaire - CS 10065
38402 Saint Martin d’Hères Cedex - France
Tél. +33 (0)4 76 82 69 00
 
 
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